简介:泡花碱马蹄窑应配备袋式、静电等高效除尘设施,配备石灰石石膏法等高效脱硫设施,配备SCR、SNCR等脱硝设施。
泡花碱工艺流程
中国泡花碱的生产共分为两大类:干法生产和湿法生产工艺,现介绍如下: 干法生产
将石英砂和钠盐(主要指Na2CO3、Na2SO4)搅拌均匀,在1400℃左右的高温下熔融反应。根据原料不同又分为纯碱法和法。生产过程都包括配料、煅烧、浸溶、浓缩等四道工序。
具体过程是:
一:配料与熔融:纯碱或与石英砂按比例,经搅拌机搅均匀后经贮槽、加料斗由螺旋输送机加入反射炉或马蹄焰炉进行熔融反应。
二:浸溶:熔窑加入生料时,已熔融的水玻璃即可从下料口流入冷却槽中,经小型履带式输送机送入贮料桶内,过磅后由电动行车将桶内的玻璃块吊起倒入滚筒内,根据块子重量及不同产品规格加入适量水,通入蒸汽溶解,蒸汽压力一般为0.4～0.5MPa,液筒转速为2～4r/min,溶解到一定浓度后放入沉清槽内,经自然沉清除去杂质。
三:浓缩:除去杂质后的溶液送到浓缩槽内进行浓缩,采用蒸汽间接加热,槽底利用熔窑烟道气余热加热,溶液浓缩至要求浓度时即为成品。
湿法生产
湿法生产泡花碱又分为传统湿法工艺和活性SiO2常压生产工艺两种。传统湿法生产工艺传统湿法生产泡花碱产量高,能耗低,劳动强度低,原料易得,但该法只能生产模数小于2.5的产品,其生产原理是石英砂在高温烧碱中溶解生成硅酸钠。活性SiO2常压生产工艺活性SiO2常压生产泡花碱是在近几年的三废治理过程中开发的一种新工艺,目前采用该法生产厂家不多,该法可生产模数为2.2～3.7的任何产品。其机理是利用工业生产中产生的副产品或下脚料中的活性SiO2(或硅胶)在常压下加热与烧碱反应生成硅酸钠。反应方程式与传统湿法工艺相同。
马蹄焰窑的工作原理:
首先由排烟供气部提供预热空气进入蓄热室,热空气接着进入玻璃熔制部,融化部由热能供给部两炉产马蹄,形火焰提供热量,使由供料池。加入配合料碎玻璃融化玻璃液通工作部,澄清部冷却进入。供料槽制品型通采用滴料:玻璃液供料道端部滴由专用剪刀,其剪断料滴放型机钢模型整程产烟气,高温废气由排烟部余热收部处理,收余热加热水水蒸气发电等。
玻璃熔窑炉脱硝是脱硝领域中实施难度较大的一个工况,它有如下特点:
1、NOX原始浓度高,可达1500-4000mg/m³(窑炉温度高,部分原料中含有N元素);
2、粉尘比重小;
3、粉尘有一定的粘性(可以堵塞催化剂);
4、粉尘有一定的腐蚀性(乳白料尾气中含有HF);
5、烟气温度有一定的波动(窑炉间隔一定的时间要换向)。
我们针对以上特点比较现有的几种脱硝方案,最终选定适合此工况的脱硝方案。
1杜绝NOX生成的方法——纯氧燃烧,用氧气替代空气作为助燃气体,从根本上杜绝了热力型氮氧化物的产生,但是如果原料中含有N元素,尾气中依旧会有一定浓度的NOX,此方案需要一整套的设备——从压缩机到制氧机整套空分设备也需要对窑炉进行一定的改造。
2、生成后去除的方法:从反应原理上分可以分为氧化法和还原法两种。
2.1氧化法——本方法的核心是将NO氧化成NO2氧化完成后利用类似与湿法脱硫的吸收塔进行吸收。本方法的难点在于合适的氧化剂的选择,目前能够实现稳定运行且脱硝效率比较稳定是O3氧化法,此方法需要的设备一整套的设备——从压缩机——制氧机——臭氧发生器,本方法初始投资较大,运行成本较高(耗电量较大),且形成二次污染,污水难于处理因为几乎任何硝酸盐均溶于水,分离只能靠结晶来实现即增加设备有增加能源消耗。
氧化法还有化学药剂氧化法但是常规的氧化剂如:次氯酸、双氧水、等他们氧化性较弱难以实现高效率的氧化,导致其脱硝效率较低难以实现达标排放。目前即使一部分企业研发处了氧化性较高的氧化剂但是其氧化剂价格打到几万元/T,其运行成本也是企业无法接受的。其同样也面临着污水难于处理的问题。
2.2还原法——分为选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)
2.1.1选择性非催化还原法(SNCR)要求炉膛需要有800-1100℃反应温度以及相应的反应时间。此方案的脱硝效率在50-60%需要配合其他方案才能实现达标排放。另外该方案在烟气含硫量较高的情况下使用存在一定的弊端即生成的铵盐会导致蓄热体的堵塞,以及炉膛的腐蚀。
2.1.2选择性催化还原法(SCR)根据催化剂的选型不同要求烟气温度在200-420℃。此方案的脱硝效率可以在90%以上甚至更高(加大催化剂的用量)。该方案根据烟气温度的不同可以选择高尘布置(先脱硝后除尘)或低尘布置(先除尘后脱硝),先除尘可以去除大部分的碱金属提高催化剂使用效率和延长催化剂使用时间,此方法的限制因素为除尘布袋的耐温度,(目前耐温的布袋为300℃)。先脱硝可以不用考虑布袋除尘布袋的耐温度,但是高尘布置会因碱金属中毒导致催化剂使用效率降低,进而影响脱硝效率。具体采用哪种方法需根据现场实际情况主要烟气温度来综合考量。
根据我公司实施案例的情况大部分窑炉的尾气温度在240-300℃ 之间,也有部分窑炉尾气温度更高一些。
综上所述:目前所有脱硝的方法中,选择性催化还原法(SCR)和纯氧燃烧是能够实现玻璃熔窑炉脱硝的两种可行的技术方案。企业可以根据自身情况选择方案的实施。
