在线Low-E玻璃项目废气污染源及控制措施分析

      一、概述
      在线Low-E玻璃是新型节能绿色建材，具有良好的节能效果，该类产品的推广和应用，将为节能减排工作和促进低碳经济做出贡献。本文将对在线Low-E玻璃项目主要废气污染源和控制措施进行要点分析。
 
      二、主要废气污染物来源
      在线Low-E玻璃生产中，有配料、熔化和成型等工段。配料和成型为物理过程，产生的污染主要是粉尘性废气。熔化主要是通过燃料的燃烧将物料熔化和分解，产生的主要污染物是烟尘、SO2、NOx等。主要污染情况为：⑴粉尘：玻璃生产原料主要为颗粒状、粉状，在贮存、转运、混合中产生飞散。⑵烟尘：玻璃生产中烟尘主要来自于以下几个方面：一是加料中原料被带入熔窑烟气中；二是熔窑中易挥发性物质在高温下挥发后经排放冷凝生成烟尘；三是燃料在燃烧后生成的烟尘。通常情况下烟尘初始浓度在200-400mg/m3左右。⑶SO2：一是熔化中含硫燃料燃烧生成；二是原料中芒硝分解产生。采用天然气作为燃料SO2初始浓度在300-1000mg/m3。⑷NOx：主要是由助燃空气燃烧和原料中少量硝酸盐高温分解而产生的。空气中的N2 与O2 在熔窑1650-2000℃高温下生成大量的NOx。另外，原料中的硝酸盐也易分解成少量NOx。因此，在熔窑烟气中会产生大量的NOx，通常情况浓度高达2000mg/m3。⑸HCl：原料、碎玻璃中含有氯元素，燃烧时生成少量HCl。镀膜过程镀膜剂分解产生HCl。⑹氟化物：玻璃通常不用萤石作原料，其排放主要来源于原料中的含F杂质及镀膜过程镀膜剂分解产生。⑺其它：液氨分解制氢过程会存在氨的无组织排放。镀膜过程会有有机废气、锡及其化合物等排放。
 
      三、主要废气污染物控制技术
      1.粉尘
      粉尘治理结合生产特点，采取分散或集中治理，对可利用的粉尘回收返回生产。一般情况下，同一物料、同一生产工艺、收尘点相距不远、使用时间基本相同时尽量设集中除尘系统，其他情况可采用分散治理，做到物料最大限度回收利用。
      除尘的关键设备是各类除尘器，主要有布袋、静电、旋风、水力等种类除尘器。玻璃生产粉尘初始浓度较低，较少用两级除尘，通常不采用旋风分离器作为预处理；水力除尘器效率较低，波动大、存在废水二次污染，较少采用；电除尘比布袋除尘投资大，除尘效果相对略低，也少采用。
 
      2.熔窑烟气
      熔窑烟气控制的主要污染物是烟尘、SO2、NOx。目前玻璃项目均考虑建设脱硝装置，脱硝、脱硫、除尘综合设计。
      （1）NOx
      NOx的控制措施可分为源头控制和末端控制。源头控制即针对NOx产生的机理采取措施防止或减少NOx形成，主要的措施包括低氮燃烧技术和纯氧助燃技术等。纯氧助燃是在熔窑中使用纯度大于90%的氧气替代空气，它的优点是节省燃料约30%，增加约25%出料量，大幅削减烟尘和NOx的产生量。根据供给氧纯度的不同，采取纯氧燃烧NOx产生量可削减70-90%，终端NOx排放系数为0. 5-1. 5kg/t 玻璃，比采用空气助燃可削减2/3NOx。目前，纯氧助燃技术尚未广泛推广，但总体而言，该技术是玻璃行业实现清洁生产的一个发展方向。末端控制是对燃烧过程产生的NOx进行末端削减，经一定脱除技术降低废气中NOx的排放，主要的措施有括：SCR、SNCR、3R、湿法还原吸收法等。采用SCR 脱硝技术，效率达70-80%。处理后NOx达到700mg/m3以下。
      （2）烟尘、SO2
      熔窑废气烟尘粒径范围在0. 1- 0. 5μm，产生浓度在200mg/m3。采用惯力、离心、重力等原理的除尘器不能有效捕集1μm以下粒径的颗粒，一般不用此类除尘器。可采用的除尘器为：湿式、袋式和电除尘器。
      对于SO2的控制，按脱硫原理不同，分为半干法、干法和湿法等。根据吸收药剂不同，湿法脱硫分为镁法、钠法、钙法、氨法等，它的优点是脱硫效率和吸收剂利用率相对较高，缺点是处理系统复杂，存在废水二次污染。半干法或干法脱硫工艺的优点是处理系统简单，投资较低，缺点是脱硫效率和吸收剂利用率相对较低。
      除尘、脱硫主要采用的工艺如下：湿法除尘脱硫烟气在除尘脱硫装置内与洗涤水充分接触，在一系列复杂的物理、化学作用下，SO2被洗涤水充分吸收，同时烟气中的颗粒物凝集沉降而被带走，达到除尘脱硫的目的。净化后的废气，在装置内进行脱水后由烟囱排放。携带烟尘的洗涤水排入循环沉淀池，在重力作用下分离出沉淀物，上层清水调整pH值后重复使用。
      湿法除尘脱硫的优点是效率高、脱硫除尘一体化，工艺设备简单，投资及运行费用较低。缺点是处理不当易腐蚀、结垢、存在废水二次污染等问题。半干法/干法脱硫＋电除尘，该工艺特点是在烟气进入电除尘器之前，在调湿塔内喷入脱硫剂除硫，同时降低温度、增加烟气湿度、调整烟尘比电阻。调整后进入后续电除尘器，经净化后废气由风机经过管道输送至烟囱排放。该技术的优点是除尘效率高、运行稳定，缺点是能耗较大、除硫效果较差、一次性投资较大。
      （3）烟气综合治理思路
      常用方案是将玻璃熔窑排放的高温烟气送入余热锅炉，经热量回收后在烟气温度在320-350℃时引出余热锅炉，送入脱硝系统。经脱硝净化后的烟气再次进入余热锅炉继续回收余热。在烟气温度降低至约180℃时，烟气由余热锅炉引出送入脱硫除尘器进行除尘脱硫，在净化后的达标烟气排放。
 
      四、结论
      在线Low-E玻璃项目废气治理措施已经较成熟，在具体的工程应用中应根据项目特点合理选用相应的治理措施，以达到经济效益和环境效益的最大化。