在线阳光控制镀膜玻璃新型废气处理技术

张欣 刘卫东

（中国耀华玻璃集团有限公司 秦皇岛 066013）

0 引言

在线硅基阳光控制镀膜玻璃以硅烷、乙烯、氮气作为工艺气体，排放的废气中含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、大量的不定型硅及中间化合物，废气遇到空气容易爆燃，废气处理困难。一些厂家采用布袋除尘器进行粉尘处理，但不能处理可燃气体及中间化合物，不能在根源上解决爆燃的风险，在设备运行过程中容易发生爆燃以及爆炸事故。

我司原有的在线硅基阳光控制镀膜玻璃废气处理系统采用燃烧处理工艺，解决了可燃气体及中间化合物爆燃的问题，废气检测结果符合DB 13/2168—2015 《平板玻璃工业大气污染物排放标准》的规定。由于采用半干法处理工艺路线，在实际运行过程中也出现各种各样的问题。随着国家、地方对环保要求的升级，已经不能满足DB 13/2168—2020《平板玻璃工业大气污染物超低排放标准》的规定以及秦皇岛市人民政府办公室〔2021〕-10号文件《关于执行钢铁等行业大气污染物排放特别要求的通知》中有关平板玻璃行业大气污染物排放特别限值。为了符合新规定的要求急需对镀膜废气处理设备进行升级。

1 传统的废气处理系统

传统的废气处理系统参照光伏电池行业使用的废气处理系统设计，但由于采用镀膜原料、废气中可燃成分及可燃成分占比不同，在运行过程中发现并不是很适合在线阳光控制镀膜玻璃的废气处理。传统的废气处理系统工艺流程见图1。

图1 原有废气处理系统工艺流程图

该废气处理系统运行初期状态较为良好，但在实际运行过程中也出现各种各样的不足，虽然经过适当的改造，也没有取得较好的效果。不足之处：

（1）1#衍射器至燃烧室的管路采用密闭管路，衍射器采用高压空气作为引射介质，废气具有爆燃的风险。为排除爆燃的风险，在管路中补充氮气，降低废气中氧气的比例，虽然解决了废气的爆燃，但增加了运行成本（氮气用量超过50 m3/h）。

（2）燃烧室长度较短，废气燃烧时间短，可燃气体燃烧效果好，但不定型硅的反应效果不够理想；虽然解决了可燃成分爆燃的问题，但废渣中轻质成分较多。

（3）采用喷淋塔对高温废气进行降温及一级除尘，水池进行沉降，但一些没有燃烧完全的废渣密度较轻，大量漂浮于水池表面，需要定期清理。进入布袋除尘器的废气中含有大量的水蒸气，水蒸气在布袋除尘器中及布袋上冷凝；轻质废渣粉尘易吸潮，粉尘吸潮后极易黏附在布袋上，造成布袋除尘器压差大；加大布袋反吹气压力、用量以及反吹频次，不能很好地清除布袋上黏附的粉尘，造成布袋除尘器不能很好的工作，运行一段时间后需要对布袋除尘器做彻底的清理及维护。

（4）水中含有大量粉尘，废水为二次污染源，需要对废水进行处理。

（5）后置的风机配置风量偏小并且为非变频式，在布袋干净时能够保证压差，堵塞到一定程度后不能保证压差，且没有调节手段。

该矿体隐伏于矿区上棋盘村南约780 m，为(构造)蚀变石英脉型辉钼矿，矿体呈灰白色—褐黄色—褐红色，矿体外推长度200 m，厚度1.24 m。矿石钼品位为0.131%。

（6）废气处理系统的设计指标不符合DB 13/2168—2020《平板玻璃工业大气污染物超低排放标准》的规定，而且秦皇岛市的相关文件要求颗粒物的排放极限为8 mg/m3，要求更加严格。

2 大气污染物排放控制要求

DB 13/2168—2020《平板玻璃工业大气污染物超低排放标准》中规定：新建企业自2020年5月1日起，执行新的大气污染物排放限值；现有企业自2021年10月1日起，执行新的大气污染物排放限值。秦皇岛市人民政府办公室〔2021〕-10号文件《关于执行钢铁等行业大气污染物排放特别要求的通知》自2021年6月1日起实施。

DB 13/2168—2020《平板玻璃工业大气污染物超低排放标准》规定的大气污染物排放限值见表1。

表1 大气污染物排放限值（烟气黑度除外） mg/m3

秦皇岛市人民政府办公室〔2021〕-10号文件《关于执行钢铁等行业大气污染物排放特别要求的通知》中有关平板玻璃行业大气污染物排放特别限值见表2。

表2 秦皇岛市平板玻璃行业大气污染物排放特别要求

3 新型废气处理系统

为符合新的排放标准及秦皇岛市的规定，急需对镀膜废气处理系统进行升级。确定工艺方案后，由于与原有设备工艺方案区别较大，经过评估确定原有废气处理设备可以利旧的价值不大，决定按工艺方案重新设计、制造废气处理系统。新型废气处理工艺流程图见图2。

图2 新型废气处理系统工艺流程图

新型废气处理系统具有以下特点：

（1）设置插板阀，插板阀保持一定开度，大量引进新风，使用大量空气对镀膜废气进行稀释，使可燃气氛低于爆炸最小浓度。

（3）镀膜废气至焚烧炉的管路设置多处引射点，气流前进方向为焚烧炉，能够保证主废气管路处于相对负压状态，避免焚烧炉回火。

（4）焚烧炉：采用双层炉膛结构，加大废气在焚烧炉内的滞留时间，滞留时间不低于1.5 s；焚烧炉运行温度不低于700 ℃，保证废气的反应温度；炉膛内设置阻滞结构，延长废气滞留时间的同时可以使灰在下炉膛沉降，减少下一工序设备的处理负担。焚烧炉结构示意图见图3。

图3 焚烧炉结构示意图

（5）设置两级冷却器，冷却器为列管式。

（6）焚烧炉至布袋除尘器之间的管路设置多个补新风阀门，与冷却器配合使用，确保进入布袋除尘器的废气温度不超过125 ℃（布袋最高使用温度180 ℃，长期使用温度不超过150 ℃。为减少误操作带来的风险规定温度不超过125 ℃）。

（7）布袋除尘器：采用一用一备，交替运行，保证镀膜生产的连续运行；加大布袋除尘器的处理能力，保证处理效果；选用新型布袋，粉尘不易黏附到布袋表面，反吹气容易吹除布袋表面的粉尘，保证布袋的畅通。

（8）风机：采用大流量、高负压风机，保证整个系统的压差及负压需求；风机配置调频器，通过调节频率来保证系统的压差及负压。

（9）管路拐弯处采用大弧度弯头，弯头处设置吹扫装置，避免弯头处积垢。

（10）系统采用DCS控制，自动化程度高，数据存储、故障指示齐全。

（11）废气处理系统设置有测压、测温、监控设备。

（12）烟囱出口处预留检测取样口。

设备投入使用后，运行良好，废气经第三方检测机构多次检验，均达到超低排放的标准。废渣经过测试分析，其中二氧化硅占比超过81%。对镀膜工艺参数进行适当的调节后，镀膜生产连续平稳运行，并且镀膜时长有较大幅度的提高，提高约20%。

4 废气检测标准及仪器

检测标准及仪器见表3。

表3 检测标准及仪器

5 应用效果

新型废气处理系统在4 mm在线阳光控制镀膜玻璃生产线应用后，废气经过处理达到超低排放的要求，检测结果见表4。（4 mm镀膜参数：板速618 m/h，硅烷3.1 m3/h，乙烯0.42 m3/h，氮气1.8 m3/h，硅烷浓度15%）

表4 废气检测结果

续表4

6 结语

镀膜废气处理系统已经在集团公司两条镀膜生产线上实施运行，为国内首套适合在线硅基阳光控制镀膜玻璃生产稳定运行的废气处理系统，废气经第三方检测机构多次检测均达到超低排放标准的要求。检测数据远远低于DB 13/2168—2020《平板玻璃工业大气污染物超低排放标准》排放限值及秦皇岛市人民政府办公室〔2021〕-10号文件《关于执行钢铁等行业大气污染物排放特别要求的通知》中有关平板玻璃行业大气污染物排放特别限值。适当调节镀膜工艺参数后镀膜时长提高约20%。

［1］DB 13/2168—2020, 平板玻璃工业大气污染物超低排放标准[S].

［2］秦皇岛市人民政府办公室.〔2021〕-10号文件《关于执行钢铁等行业大气污染物排放特别要求的通知》[Z]. 2021-06-02.

［3］李伟, 刘卫东, 马玉聪, 等. 在线阳光镀膜的废气检测及处理技术[J]. 玻璃, 2018, 45（10）: 49-52.

［4］吕应成, 刘卫东, 马玉聪, 等. 防止易燃易爆气体在管路里沉积爆炸的装置[P]. 河北省: CN213271567U, 2021-05-25.

［5］吕应成, 刘卫东, 马玉聪, 等. 一种含有乙烯和S-H键废气的处理装置[P]. 河北省: CN213019682U, 2021-04-20.

［6］吕应成, 刘卫东, 马玉聪, 等. 一种清理镀膜器的环保系统[P]. 河北省: CN213221393U, 2021-05-18.