玻纤池窑废气处理马后炮化工

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玻纤池窑废气处理马后炮化工

     
  很明显，SO2排放的浓度高出标准3～4倍，NOx高出排放标准7～15倍，HF高出排放标准10～40倍。这个数据是以重油为燃料的废气情况，在玻璃窑炉中使用含煤的燃料也不少，如改用煤粉或煤焦油这一数据将会变得更大。
      2 窑炉废气处理的方法
      根据我们所掌握的玻璃窑炉废气资料来看，首先，玻璃窑炉废气出窑炉时有以下特点：1）温度高；2）含玻璃态粉尘；3）污染物成分较多且复杂；4）具有低温结露腐蚀特性；5）各污染物处理时要求不同。因此，我们在处理时必须对症下药。
      玻璃池窑的含废气的净化大致有3种方法：吸收法、吸附法和催化法，其中吸收法中又分干法、半干法、湿法3类。
      由于玻璃窑炉废气除含有S02、HF、HCl、NOx等多种污染成分，还含有玻璃态固态渣料，废气量大，
  需处理组份浓度低等特点，我们适宜采用的是吸收净化法。
      吸附法主要在国外20世纪70年代末开始研究使用，它利用颗粒吸附含氟、硫化物。该法工艺简单，净化效果好，但设备体积庞大，投资费用高，吸附物要进行再生利用，而且对窑炉废气所含种类多，相互干扰，不利于吸收，因此在国际上仅有少数玻璃厂采用该法处理废气。
      吸收法即通过使用化学药剂与有害污染物进行反应达到去除污染物的目的。首先我们要对所排放的有害物进行分析，由于SO2、NOx、HCl、HF共同的特性都是酸性气体，都易溶于水，而且HF在19.57℃以下能以任意比溶于水中。利用这些特点吸收法处理含氟废气，一般使用碱性物质来处理，方法也很多，主要分为干法、半干法、湿法3类。玻璃池窑废气处理方法与热电厂的烟气脱硫（FGO）技术有相似处，目前美、欧、日等地区玻璃厂主要采用GEA-KK法，即碱液喷射法（此法将Na2CO3、Ca（OH）2或NaOH等作为SO2、HF等的中和剂，在塔中反应吸收达到脱硫除氟的目的。此法在我国引进了一条线作为干法处理用在玻璃纤维单元窑上，从90年代起我国就开始湿法石灰脱硫除氟设备的开发研究工作，目前玻璃纤维池窑上使用率已有90％，技术上已经比较成熟。
      2.1 湿法处理
      湿法工艺是把气体的所有污染成分用液体进行反应吸收，主要分为：石灰（石灰石）-石膏法、钠碱法、氨吸收法等。利用有害物的特性使其溶于水溶液中与吸收剂以离子态反应生成无毒无害的物质，净化效率高，同时降低了物料消耗。由于含氟废气处理关键在于固定氟化物，因此我们的吸收净化脱硫除氟既不同于普钙和铝工业单一的除含氟废气，又不完全等同于热电工业脱硫技术（FGD），这就是玻璃窑炉的特点。对HF而言它是极易溶于水的，但水溶液的温度对HF的溶解度变化很大，有关资料介绍；玻璃窑炉废气处理采用的液体总量与气体的比例为：1000m3烟气／（2～3）m3液体。能够达到吸收的目的
  如图1图2所示，我们要除去HF，加入的碱（Na（OH）2）要在120％左右才能确保其排放，同时SO2、NOx的吸收也能达到要求。
              

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      湿法的关键转变为水溶液的除氟，国家对于工业污水排放GB8978－1996《污水综合排放标准》二级限值：10mg/L。我们将液体中的F-、SO2-3转变为无害的沉淀污泥CaF2和CaSO4，由于CaF2溶解度为16mg/L，（18℃，KSP=4.9X10-11），为此我必须采用同离子效应（加入Ca 2+ ）使沉淀离子（F -）溶度更小，这样溶液pH值的调节（如上图，X轴：pH值；Y轴：CaF2溶解度mg/L）决定了氟离子的去除率，试验证明溶液的pH值在7.5～8效果最佳。
      下图是我们对某玻璃纤维单元窑改进后的湿法处理窑炉废气的工艺流程图，与其他湿法系统相比它不但节约了能源（水）而且减少了运行费用，系统更简单，可以减少因管路腐蚀和管路堵塞问题，同时可以对净化烟气进行现场监控。经过对高温循环水溶液的冷却，系统的排气湿度大大减少，外排水也减少了。
     

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  本系统在工艺流程和药品试剂的选择上都与原系统有较大不同，工艺上减少了一个自循环的吸收塔，由于原系统循环污水需要外排，而且系统中加Na0H中和，使得中和后的水氟排放不达标。在使用药剂上选择与本工厂污水站相同的絮凝剂等，这样在减少使用Na0H和絮凝剂后，运行成本大大减少。在投资上，原系统总投资在300多万元，改进后系统为200多万，原系统运行成本为2500～3000元／天，改进后每天运行成本为1500元左右。由于玻纤地窑中，中碱和无碱池窑成分变化不大，均能适用本系统。由于它的通用性，其他玻纤也可借用本系统。
      2.1 干法废气处理
     

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      该处理工艺流程为：金属换热器（废气）→余热锅炉→喷粉加料吸收塔→袋式除尘器→引风机→排气烟囱。在排气风机后有对废气的在线监测装置，利用PLC连锁实现整套系统的自动控制，它的脱硫效果很好，除氟率大于99％，由于使用了高温袋收尘装置，价格在100万元以上。虽然设备简单，但运行费用高和占地面积大，工艺参数要求严格，自动控制反应迟后，易造成管路堵塞和设备腐蚀。目前我国引进了一套装置，该装置对加入的石灰粉末要求很高（纯度＞90％、粒度＞300目），没有使用在线监测控制。
      2.2 半干法
      其工艺系统与干法基本相同，只是将干法喷石灰粉吸收改成喷石灰乳液，其化学反应为离子态反应：第一阶段在液滴表面快速反应并干燥，水为反应创造了条件，反应很快（1～2S）；第二阶段水分必须从颗粒内部向表面扩散并反应，这一段时间较长（约15s）。本工艺见下图5。
     

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   目前这套工艺设备系统简单、运行操作简便、脱硫除氟效果也不错。其主要的问题在于控制上还是不太好，废气温度控制要求高，反应吸收塔后湿度大，接近露点，石灰乳液用量较大，利用率较低，后端设备一方面过滤袋堵塞，另一方面设备易腐蚀。
      3 控制玻纤窑炉废气污染的技术探讨
      3.1 严格执行国家法律法规
      从21世纪我国玻璃工业可持续发展来看，我们很有必要对污染进行治理，然而许多厂家从自身的经济利益出发而忽略了社会效益。绿色工程和环保的推进也需要我们进行这样一项工作，国际上一般认为：一个国家GDP的2％用来保护环境才能使杜会达到平衡的发展，这对于我们国家来讲差距还是很大。
      3.2 开展综合利用
      玻璃窑炉在很多厂家都采用了余热回收，降低成本。我们还可以采用新技术将吸收的污染物进行回收利用产生新的经济效益，如干法处理中将吸收后的灰渣可作为原料应入到熔制工艺中，这样减少灰渣外排同时节省了原料成本。
  3.3 积极开发和推广新技术
      目前，我们可采用的治理措施还有很多；如一、从根本上解决，采用清洁能源和全氧燃烧；浸没燃烧技术；电熔技术；使用无氟无硼原料；二、对污降物进行处理，使配合料粒化；废气预热配合料（这样减少了挥发，节约能量，吸收了废气中的有害物，这在新型干法水泥窑中已经得到了推广）。这些都是我们的发展方向，而且部分技术己经掌握，有待于实践和推广。
      3.4 加强废气处理高效、耐腐蚀装备的开发研究，使其系统化、配套化
      3.5 适应工厂规模，将多座池窑废气集中处理，增加运行的灵活性。
      3.6 强化玻璃窑炉废气处理的管理与监测