河北省平板玻璃行業熔窯煙氣脫硫技術應用現狀及前景

    摘要：平板玻璃生產企業排放的二氧化硫,一般為含硫燃料的燃燒和原料中芒硝的分解所產生,是大氣主要污染物之一。本文對河北省平板玻璃生產線熔窯煙氣脫硫治理措施的工藝路線和處理效果進行了詳細介紹,給出了不同煙氣脫硫技術措施的優勢與劣勢,對河北省平板玻璃熔窯煙氣脫硫技術的應用前景作出了展望。
 
      根據統計數據， 2018 年河北省平板玻璃產量為12087.3 萬重量箱，在全國29 個涉及平板玻璃生產的省份中產能位居首位，占全國總產量的14%。
 
      平板玻璃工業是資源、能源密集型產業，其中的主體工序資源、能源消耗量都很大，污染物排放量也比較大。玻璃配合料在熔窯熔化為玻璃液的過程中，釋放出來的二氧化硫、氮氧化物和粉塵，都被認為是形成空氣污染的主要物質。浮法玻璃生產企業排放的二氧化硫，一般為含硫燃料的燃燒和原料中芒硝的分解所產生。當二氧化硫溶于水時，形成亞硫酸，亞硫酸在氧化生成硫酸，即酸雨的主要成分，是大氣主要污染物之一。

      1 熔窯煙氣脫硫技術概述
 
      目前，SO2 污染防治的方法很多，有高空排放、燃料低硫化、排煙脫硫等，其中技術成熟，效果較好的是排煙脫硫。排煙脫硫的措施很多，主要為吸附法和吸收法。
 
      吸附法利用多孔物質吸附污染物，該法工藝簡單，凈化效果好，但設備體積龐大，投資費用高，吸附物要進行再生利用，而且對窯爐廢氣所含種類多，相互干擾，不利于吸收，因此在國際上僅有少數玻璃廠采用該法處理廢氣。對于玻璃窯爐廢氣含有SO2、NOX、HCl、HF 等多種污染成分，并含有玻璃態固態渣料，廢氣量大，需要處理組分濃度低等特點，目前采用的主要是吸收凈化法。
 
      按脫硫吸收工藝的不同，可以分為濕法、干法和半干法等。濕法脫硫是指煙氣進入濕式吸收塔，與自上而下噴淋的堿性吸收劑逆流接觸，煙氣中酸性氧化物SO2 以及其他污染物HCl、HF 等被吸收去除，煙氣得以充分凈化。濕法脫硫根據吸收劑的不同，又分為鈣法、氨法、鎂法、鈉法等。
 
      干法脫硫是在無液相介入的完全干燥狀態下進行脫硫的，脫硫產物為干粉狀。干法常用的有爐內噴鈣( 石灰/ 石灰石)，金屬吸收等。干法脫硫屬傳統工藝，脫硫率普遍較低，工業應用較少。
 
      半干法脫硫是利用煙氣顯熱蒸發脫硫漿液中的水份，同時在干燥過程中，脫硫劑與煙氣中的SO2 發生反應，并使最終產物為干粉狀。由于該方法加入系統的脫硫劑是濕的，而從系統出來的脫硫產物是干的，故稱之為半干法。常用的半干法有CFB、SDA 和NID 等。3 種脫硫工藝對比分析如表1所示。

 
      3 種脫硫工藝對比分析

      2 熔窯煙氣脫硫技術應用現狀及脫硫效果分析
 
      2.1 應用現狀
 
      截止到2019 年6 月1 日，河北省已發證平板玻璃企業共32 家，浮法生產線50 條，17 條壓延生產線，可實現產能913.1 萬t/a。本次研究統計了省內部分生產線熔窯煙氣脫硫措施，共計33 個樣本。河北省內部分平板玻璃生產線熔窯煙氣脫硫措施統計情況如表2 所示。

      由表2 統計分析可知，河北省平板玻璃生產線熔窯煙氣脫硫治理措施包括石灰石/ 石灰- 石膏法、雙堿法，煙氣循環流化床、RSD 半干法，分別屬于濕法、干法和半干法。其中濕法脫硫占比達到75.7%，干法和半干法脫硫占24.2%。在所有的治理措施中，雙堿法應用最廣泛，占42.4%。
 
      2.2 脫硫效果分析
 
      針對我省采用的脫硫技術，本次研究收集了6 條生產線熔窯煙氣連續一年的在線監測數據，河北省內部分平板玻璃生產線熔窯煙氣脫硫效果分析如表3所示。
 

      備注：執行《平板玻璃工業大氣污染物排放標準》（DB13/2168-2015）由表3 統計分析可知，河北省平板玻璃熔窯煙氣所采取的石灰石/ 石灰- 石膏法、雙堿法和煙氣循環流化床脫硫治理措施均可實現二氧化硫達標排放。

      3 結語
 
      濕法煙氣脫硫反應速度快，脫硫效率高，但投資及運行費用較高，處理系統復雜，存在水污染問題，處理后的煙氣溫度降低，為了防止煙囪附近形成雨霧，需對煙氣進行再加熱，在玻璃熔窯煙氣治理中的市場推廣有一定難度；半干法和干法等工藝與濕法工藝相比，具有系統簡單、投資費用低、運行費用低及占地面積小等優點，并且隨著科學技術的發展，半干法和干法工藝的脫硫效率有了明顯提高，有的已基本接近濕法工藝的脫硫效率，該技術在玻璃窯爐煙氣治理上的應用前景將更為廣闊。