胡俊波 郭威 魯然英 薛俊杰

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

干法脫硫+RSDA半干法脫硫技術(shù)在平板玻璃廢氣治理中的應(yīng)用

胡俊波 郭威 魯然英 薛俊杰

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

平板玻璃在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的SO2。隨著大氣污染的日益嚴(yán)峻，國家對平板玻璃SO2的排放要求也日益嚴(yán)格，排放標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高。這里針對干法脫硫+RSDA半干法脫硫技術(shù)在平板玻璃生產(chǎn)廢氣中的處理效果，結(jié)合企業(yè)的實例對該技術(shù)應(yīng)用進行探討。

平板玻璃；脫硫；防治技術(shù)

0 前言

平板玻璃也稱白片玻璃或凈片玻璃，具有透光、透明、保溫、隔聲、耐磨、耐氣候變化等性能。由于平板玻璃行業(yè)前期發(fā)展擴張過快，重復(fù)建設(shè)問題突出，目前產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，是國家重點調(diào)控的行業(yè)之一。隨著大氣污染的日益嚴(yán)峻以及酸雨問題的困擾，國家對平板玻璃SO2的排放要求日益嚴(yán)格，排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。許多地方已經(jīng)要求平板玻璃企業(yè)使用天然氣等清潔燃料,制定嚴(yán)格的地方排放標(biāo)準(zhǔn)，以減少SO2的排放。盡管如此，由于平板玻璃原料中芒硝的熱解,煙氣中的SO2排放量還是很大，需要采取后續(xù)脫硫設(shè)施降低SO2排放量。平板玻璃品種較多，生產(chǎn)工藝也略有差異，但主要工藝仍為浮法生產(chǎn)工藝，這里僅針對以天然氣為燃料的優(yōu)質(zhì)浮法平板玻璃生產(chǎn)過程中煙氣SO2防治措施進行探討分析。

1 浮法平板玻璃生產(chǎn)工藝簡介

浮法平板玻璃是將玻璃生產(chǎn)原料硅砂（砂巖）、純堿、長石、白云石、石灰石、芒硝等，按一定比例通過各系統(tǒng)的三通閘門進入混合機混合，混合均勻的配合料卸入中間料倉，經(jīng)可逆帶式輸送機入配合料帶式輸送機后，輸送到窯頭料倉儲存待用。

原料車間制備好的混合料由配合料帶式輸送機送到浮法聯(lián)合車間，碎玻璃由振動給料機均勻地撒在配料碎玻璃帶式輸送機上。配合料帶式輸送機上設(shè)有除鐵器，磁性金屬可以在輸送過程中被剔除出配合料系統(tǒng)。配合料帶式輸送機上另設(shè)有犁式卸料器，不合格的配合料由此排出配合料系統(tǒng)。加有碎玻璃的配合料經(jīng)往復(fù)移動帶式輸送機卸入窯頭料倉。窯頭料倉下設(shè)斜毯式投料機進行連續(xù)投料，將料推入熔窯。熔窯以天然氣作為燃料，燃料量與助燃空氣定值比例調(diào)節(jié)。窯溫由人工設(shè)定各小爐燃料供給量來實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)和自動控制，并進行巡回檢測、記錄。熔窯設(shè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視火焰和泡界線狀況。

配合料經(jīng)高溫熔化、澄清、均化、冷卻后形成合格的玻璃液流入流液道，并由流液道調(diào)節(jié)閘板控制進入錫槽的玻璃液量。溫度約1100℃的玻璃液從流液道流入錫槽內(nèi)的錫液面上,隨即自然攤平、展開，并經(jīng)機械拉引、擋邊和拉邊機的控制，形成所要求的寬度和厚度的玻璃帶，并在行進中逐漸冷卻至600℃時離開錫槽。連續(xù)玻璃帶經(jīng)過渡輥臺進入退火窯進行退火、冷卻，低于70℃離開退火窯進入冷端機組。冷端系統(tǒng)包括應(yīng)急系統(tǒng)、質(zhì)量檢驗、切割掰斷、取板堆垛等幾部分。質(zhì)量檢驗區(qū)設(shè)全自動在線缺陷檢測儀。

正常生產(chǎn)時，玻璃經(jīng)全自動缺陷檢測、縱切、橫切、橫掰、加速分離、掰邊、縱掰縱分、吹風(fēng)清掃后進行自動堆垛,堆垛后的玻璃裝入木箱或集裝架后，運入成品庫儲存。

2 玻璃熔窯硫化物的產(chǎn)生及防治方案

1）玻璃熔窯硫化物的產(chǎn)生

根據(jù)浮法平板玻璃生產(chǎn)過程中原料組成及燃料成分分析，熔窯硫化物的來源主要來自芒硝的熱解。芒硝又名十水硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)，在玻璃生產(chǎn)配合料中主要用于澄清及防止二氧化硅浮渣。優(yōu)質(zhì)浮法玻璃生產(chǎn)中要求芒硝的純度為99.1%以上，以某650t/d玻璃熔窯生產(chǎn)線為例，芒硝年用量約為1490.28t[1]。

根據(jù)實地監(jiān)測結(jié)果,某650t/d玻璃熔窯生產(chǎn)線正常生產(chǎn)期間玻璃熔窯SO2排放濃度實測值為218 mg/m3，折算值為244mg/m3，滿足《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB26453-2011）的玻璃熔窯400mg/m3要求，但不滿足地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的玻璃熔窯排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/m3要求。

2）熔窯煙氣硫化物的防治方案

企業(yè)自身為減少SO2排放量，滿足地方標(biāo)準(zhǔn)玻璃熔窯排放標(biāo)準(zhǔn)要求，已委托深圳市某科技工程有限公司對玻璃熔窯廢氣實施干法脫硫+RSDA半干法脫硫設(shè)施的設(shè)計與安裝，目前正處于現(xiàn)場施工階段。

類比該公司設(shè)計的某玻璃有限責(zé)任公司800t/ d玻璃熔窯煙氣RSDA半干法脫硫，該項目已通過環(huán)保部門組織的竣工環(huán)保驗收。該玻璃有限責(zé)任公司800t/d玻璃熔窯玻璃生產(chǎn)線產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)浮法玻璃，燃料為焦?fàn)t煤氣、生產(chǎn)工藝及原料配方基本一致。根據(jù)該項目驗收監(jiān)測結(jié)果，RSDA半干法脫硫+袋除塵設(shè)施進口SO2濃度為1000mg/Nm3，出口濃度小于50mg/Nm3，脫硫效率在95%以上。該公司650t/d玻璃熔窯廢氣脫硫方案為干法脫硫+RSDA半干法脫硫，這里取保守值按85%計算，則玻璃熔窯廢氣SO2排放濃度為32.7mg/m3，折算值為36.6 mg/m3，排放量為4.3164kg/h，滿足地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的玻璃熔窯排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/m3要求。

3 玻璃熔窯煙氣的脫硫措施分析

1）干法脫硫系統(tǒng)

該項目采用的干法脫硫為熟石灰料倉內(nèi)的熟石灰粉末通過氣力噴射系統(tǒng)與原煙氣混合達到煙氣脫硫調(diào)質(zhì)目的。

玻璃窯爐廢氣中的粉塵主要由硫酸鈉鹽（硫酸鈉）在高溫熔化玻璃表面氣相升華而來。即使燒天然氣也有一定濃度的硫氧化物，即三氧化硫氣體，它來自玻璃的原料。在特定溫度下（通常為在200～ 500℃），從高溫冷卻下來的硫酸鈉與廢氣中的氣態(tài)三氧化硫反應(yīng)，生成具有高度腐蝕性的黏性粉塵。因此，在進入電除塵和脫硝之前必須注入一些吸收劑，以消除三氧化硫，同時防止黏性粉塵形成。

干法脫硫系統(tǒng)利用稱重設(shè)備間斷給料連續(xù)出料的工作原理，稱重料斗內(nèi)物料的重量通過稱重傳感器轉(zhuǎn)換成電信號輸送給稱量儀表，稱量儀表將計算出的物料重量與預(yù)先設(shè)定的重量上、下限值進行比較和判別，通過電氣自動控制進料閘門，間斷地向稱重料斗內(nèi)喂料。同時，稱量儀表將計算出的實際給料速率（排料流量）與預(yù)先設(shè)定的給料速率進行比較，運用PID調(diào)節(jié)對出料裝置進行控制，使實際給料速率準(zhǔn)確地跟蹤設(shè)定值。當(dāng)進料閘門開啟向稱重斗內(nèi)喂料時，控制信號鎖定給料速率，進行容積式排料，稱量儀表顯示實際給料速率和排出物料

的累計重量。以此實現(xiàn)石灰粉末精準(zhǔn)定量、均勻地與煙氣混合，達到較好的脫硫和調(diào)質(zhì)效果。

2）RSDA脫硫系統(tǒng)

RSDA脫硫系統(tǒng)主要由石灰漿液制備系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥吸收系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)三個部分組成。

該脫硫系統(tǒng)采用熟石灰液作脫硫劑，將石灰粉送至石灰熟化池，經(jīng)生產(chǎn)水稀釋成25%的石灰液，并流至石灰漿液儲罐進行儲存。定期將配置好的石灰液經(jīng)石灰液輸送泵送至RSDA吸收室頂部的霧化器。

熟石灰漿液通過石灰液輸送泵輸送至吸收塔頂部的旋轉(zhuǎn)霧化器。在霧化輪接近10000rpm的高速旋轉(zhuǎn)作用下，漿液被霧化成數(shù)以億計的50μm的霧滴。未經(jīng)處理的熱煙氣通過氣體分布器進入吸收塔后，立即與呈堿性的吸收劑霧滴接觸，煙氣中的硫化物被吸收，同時霧滴的水分被蒸發(fā)，變成干燥的脫硫產(chǎn)物。

這些干燥的脫硫產(chǎn)物有少量直接從吸收塔底部排出，大部分隨煙氣進入吸收塔后的除塵器內(nèi)被收集，通過機械或氣力方式輸送。處理后的潔凈煙氣通過煙囪排放[2]。

RSDA工藝的核心是配有耐磨機輪的旋轉(zhuǎn)霧化器。經(jīng)過多年發(fā)展的霧化器運行極度穩(wěn)定，可以全天候不間斷運行，并且需要維護較少。耐磨機輪經(jīng)機械加工，是由可拆卸的硬質(zhì)合金耐磨零件組成的特殊鋼體。該種霧化器可以在不對霧化液的液滴大小分布進行顯著改變的情況下調(diào)低流量。這樣反應(yīng)器中的溫度和條件的不斷變化，所引起的反應(yīng)劑供給的變化不會導(dǎo)致霧化噴灑的質(zhì)量變化（即霧滴大?。?/p>

RSDA半干法工藝的基本原理是在吸收室中使用單霧化器，結(jié)合獨特的氣體分散系統(tǒng)，以確保在連續(xù)的基礎(chǔ)上保持恒定、高效的混合氣噴。

所有的RSDA系統(tǒng)都采用旋轉(zhuǎn)霧化的方式將反應(yīng)劑漿液霧化成小的液滴。旋轉(zhuǎn)霧化器不容易產(chǎn)生機械故障，即使發(fā)生機械故障，也很容易將安裝的霧化器提出進行維修,并用備用的霧化器代替。維修可在線上進行，大約只需花30min，不需要暫停廢氣流。

用于噴灑干燥氣體的分布器由軟鋼制成，其利用廢氣作為干燥介質(zhì)。用于干燥的、廢氣中不含有腐蝕性或有黏性的飛灰的氣體分布器，是帶可調(diào)節(jié)導(dǎo)流板的屋頂式氣體分布器。對于含有高濃度有腐蝕性飛灰的廢氣，應(yīng)選用一種特殊的防腐的屋頂式氣體分布器（DGR型）。這種氣體分布器應(yīng)用于很多市政的固廢焚燒工廠中的噴霧干燥吸收系統(tǒng)。

RSDA脫硫系統(tǒng)優(yōu)點:

①操作彈性大，對不同的煙氣流量、煙氣溫度和煙氣成分都能進行快速響應(yīng)。RSDA工藝通過實時檢測進、出口SO2濃度，進、出口煙氣的溫度，進口煙氣的流量，通過頂罐及時調(diào)整新鮮石灰漿液和水（或循環(huán)漿液）的比例，響應(yīng)迅速，能夠快速適應(yīng)煙氣流量、組分、濃度的變化。

②吸收漿液被霧化成數(shù)十億顆細小的霧滴（50 μm），具有很大的比表面積，與SO2反應(yīng)很快，吸收率高；發(fā)生氣-液兩相反應(yīng)和氣-固兩相反應(yīng)。這兩點有力地保證了脫硫效率。

③通過控制消化溫度和消化時間獲得高活性的熟石灰漿液（Ca(OH)2），活性越高，比表面積越大，吸收率越高，并且可以使用低質(zhì)量的生石灰。

④吸收塔內(nèi)部保持堿性環(huán)境，能有效去除HCl、HF、SO2、SO3，SO3去除率為99%～100%。

類比深圳某公司設(shè)計的某玻璃有限責(zé)任公司800t/d玻璃熔窯煙氣干法+RSDA半干法脫硫項目，該項目已于2014年12月通過環(huán)境保護主管部門組織的竣工環(huán)保驗收，其脫硫效率95%以上。企業(yè)在采用干法脫硫+RSDA半干法脫硫后，可有效保證煙氣中硫分的去除，玻璃熔窯廢氣SO2排放濃度為32.7mg/m3，折算值為36.6mg/m3，排放量為4.3164kg/h,可滿足地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的玻璃熔窯排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/m3要求。

4 結(jié)論

通過對優(yōu)質(zhì)平板玻璃熔窯煙氣的防治措施進行分析，采用干法脫硫+RSDA半干法脫硫后，可有效去除玻璃熔窯煙氣中的硫分，可滿足國家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)要求，最終達到保護環(huán)境的目的。

[1]趙琪,艾博.對玻璃配合料中芒硝、煤粉預(yù)混作用的初探[J].玻璃,1990(5).

[2]王德憲,才秀琴.硫酸鹽在玻璃澄清中的若干問題探討[A]. 2010全國玻璃技術(shù)交流研討會論文集[C].2010.