CN109107356A - 一种盖板玻璃池炉烟气处理*** - Google Patents

一种盖板玻璃池炉烟气处理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盖板玻璃池炉烟气处理***，该***同时具备脱除氮氧化物和脱硫的功能；选择性催化还原***(SCR***)能够在低温(300‑400℃)下将NO还原成N2和水，减少了对烟气温度的要求，使得从玻璃窑出来的烟气在管路中散热后到达SCR***后仍然能够被充分脱除氮氧化物；烟气在脱除氮氧化物后，经过冷却循环塔冷却后将进入吸收循环塔进行脱硫，吸收循环塔内喷入碱液与烟气中的硫化物反应，脱出硫化物；本发明利用脱除氮氧化物和脱除硫化物不同的温度条件，使得一个***完成了脱硫和脱除氮氧化物，流程简单，易于实现。

Description

一种盖板玻璃池炉烟气处理***
【技术领域】
本发明属于盖板玻璃烟气处理领域，具体涉及一种盖板玻璃池炉烟气处理***。
【背景技术】
盖板玻璃制造中，烟气为池炉燃烧产生的主要废气，烟气的主要成份为氮氧化物和硫化物，氮氧化物和硫化物均为污染环境的污染物。现有技术中盖板玻璃的烟气处理***多为选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)，该技术在高温下进行，对烟气出口温度要求较高，要求1200℃以上，脱销不彻底，使用成本较高；且SNCR技术无脱除硫化物功能，难以处理废气中的硫化物。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种盖板玻璃池炉烟气处理***，该***由SCR***、冷却循环塔和吸收循环塔组成，使得该***在脱除氮氧化物的同时，兼具脱硫的作用。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种盖板玻璃池炉烟气处理***，优选的，由玻璃窑输出的烟气经由选择性催化还原***脱除氮氧化物后，经过冷却循环塔进行喷淋冷却和一次脱硫，然后经过吸收循环塔进行二次脱硫，最终在风机的作用下通过烟囱排放至大气中。
本发明的进一步改进在于：
优选的，选择性催化还原***包括连通的混合装置和反应装置；混合装置内设置有尿素喷枪；尿素经由尿素喷枪输入至混合装置内，在混合装置内转换为氨气；由玻璃窑输出的烟气在混合装置内和氨气混合后，经由混合装置的气体出口输入至反应装置内，在反应装置内发生脱除氮氧化物的反应。
优选的，尿素喷枪内设置有高压气管、尿素管和水管。
优选的，混合装置内设置有蜂窝式触媒。
优选的，尿素喷枪的尿素输入量为15L/h，输入尿素的质量浓度为20％。
优选的，冷却循环塔通过喷淋碱液冷却烟气和一次脱硫，吸收循环塔通过喷淋碱液二次脱硫；冷却循环塔和吸收循环塔的侧壁上均设置有碱液输入口和烟气输出口，顶部均设置有烟气输入口，底部均设置有废水输出口；冷却循环塔内设置有第一喷淋装置用于喷出碱液，吸收循环塔内设置有第二喷淋装置用于喷出碱液。
优选的，冷却循环塔和烟气循环塔顶部的烟气输入口均设置在顶面的中心位置；冷却循环塔和烟气循环塔烟气的输出口均设置在侧壁的下部；冷却循环塔或烟气循环塔的废水输出口设置在底面的中心位置。
优选的，第一喷淋装置和第二喷淋装置的结构相同，每一个喷淋装置设置有碱液输入总管路，碱液输入总管路的入口端为碱液输入口；碱液输入总管路在冷却循环塔和吸收循环塔内分为X个一级支路，每一个一级支路分为Y个二级支路，每一个二级支路上设置有Z个向下的喷头；碱液输入总管路、一级支路和二级支路均垂直于冷却循环塔和吸收循环塔的侧壁；X、Y和Z均为≥1的自然数。
优选的，冷却循环塔和烟气循环塔的废水均通过离心机抽入至废水处理***中。
优选的，冷却循环塔和吸收循环塔喷入碱液的质量浓度均为10％，碱液的温度为常温，碱液的pH值为8-9。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种盖板玻璃池炉烟气处理***，该***同时具备脱除氮氧化物和脱硫的功能；选择性催化还原***(SCR***)能够在低温(300-400℃)下将NO还原成N2和水，减少了对烟气温度的要求，使得从玻璃窑出来的烟气在管路中散热后到达SCR***后仍然能够被充分脱除氮氧化物；烟气在脱除氮氧化物后，经过冷却循环塔冷却后将进入吸收循环塔进行脱硫，吸收循环塔内喷入碱液与烟气中的硫化物反应，脱出硫化物；本发明利用脱除氮氧化物和脱除硫化物不同的温度条件，使得一个***完成了脱硫和脱除氮氧化物，流程简单，易于实现。
进一步的，本发明的SCR***包括混合装置和反应装置，尿素由尿素喷枪喷出成雾化状态，在混合装置的高温下转换为氨气，氨气与烟气中的NO在反应装置的催化剂作用下发生反应，将NO转换为N2和水。
进一步的，尿素喷枪内设置有水管，定期对枪头进行喷水，用以清洗枪头；尿素和清洗用水在高压管路的作用下，在喷头出口处从液体状形成雾化状，用于形成雾化状的尿素或清洗枪头。
进一步的，混合装置内设置有蜂窝式触媒，蜂窝式触媒的催化剂加速NO和NH3的反应。
进一步的，尿素喷淋量固定在15L/h，以避免喷淋量过大会使烟气温度下降的太多，以至于不能满足SCR的处理要求；尿素的质量浓度设定为20％，保证能够与烟气中NO充分反应。
进一步的，冷却循环塔和吸收循环塔均设置有碱液输入口、烟气输入口、烟气输出口和废水输出口，且两个吸收塔的内部均设置有喷淋装置；碱液和烟气中的硫化物发生反应后，脱除硫化物的烟气从烟气输出口排出，形成的废水从废水输出口中排出。
进一步的，吸收塔的烟气输入口设置在顶面的中心位置，使得烟气在向下移动的过程中能够均匀的与碱液反应；废水设置在底面的中心位置，使得废水能够充分的流出。
进一步的，喷淋装置由多个支路构成，形成层层喷射，使得烟气从上向下移动的过程中，被多层设置的支路喷淋，充分脱除烟气中的硫化物。
进一步的，废水通过离心机抽入至废水处理***中，在废水处理***中净化，防止污染环境。
进一步的，限定了喷入碱液的浓度，保证充分脱硫。
【附图说明】
图1为本发明的***流程图；
图2为本发明的冷却循环塔和吸收循环塔图结构示意图；
其中：1-玻璃窑；2-混合装置；3-反应装置；4-选择性催化还原***(SCR***)；5-冷却循环塔；6-吸收循环塔；7-烟囱；8-风机；9-离心机；10-废水处理***；11-碱液输入总管路；12-一级支路；13-二级支路；14-喷头。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1本发明公开了一种盖板玻璃烟气处理***，包括SCR***4、冷却循环塔5、吸收循环塔6、烟囱7、风机8、离心机9和废水处理***10；SCR***4包括混合装置2和反应装置3；混合装置2内设置有尿素喷枪，反应装置3内设置有蜂窝式触媒；冷却循环塔5内设置有第一喷淋装置，吸收循环塔6内设置有第二喷淋装置，第一喷淋装置和第二喷淋装置的结构相同，每一喷淋装置内设置有碱液输入总管路11、一级支路12、二级支路13和喷头14。
玻璃窑1的烟气输出口和混合装置2的烟气输入口连通，混合装置2的烟气输出口和反应装置3内的烟气输入口连通，反应装置3的烟气输出口和冷却循环塔5的烟气输入口连通，冷却循环塔5的烟气输出口和吸收循环塔6的烟气输入口连通，吸收循环塔6的烟气输出口和烟囱7连通，吸收循环塔6和烟囱7之间设置有风机8；冷却循环塔5和吸收循环塔6的废水输出口均和废水处理***10连通，冷却循环塔5和吸收循环塔6的废水输出口和废水处理***10之间设置有离心机9。
混合装置2内设置有尿素喷枪，尿素喷枪设置有高压气管、尿素管和水管，高压气管用于提供高压气体，尿素经由尿素喷枪喷入混合装置2内，在喷枪出口处在高压空气作用下形成雾化状态，以雾化状态喷入至混合装置2中，便于在混合装置2的高温条件下生成氨气；由水管提供的清洗水，同样在高压气体作用下冲洗喷头；氨气与烟气混合，输入至反应装置3中；反应装置3内设置有蜂窝式触媒，混合后的氨气和烟气在蜂窝式触媒内发生反应，蜂窝式触媒作为催化剂载体，表面附着有三氧化钨和五氧化二钒，由于触媒的作用降低了反应温度。
冷却循环塔5内设置有第一喷淋装置，吸收循环塔6内设置有第二喷淋装置，两个喷淋装置的结构相同，两个循环塔的结构也相同；循环塔的结构为，顶面中心处设置有烟气入口，底面中心处设置有废水输出口，一个侧壁的上部设置有碱液入口，每一个碱液入口和喷淋装置的碱液输入总管路11连通，循环塔另一个侧壁的下部设置有烟气输出口；每一个喷淋装置设置有碱液输入总管路11，碱液输入总管路11在冷却循环塔5或吸收循环塔6内分为X个一级支路12，每一个一级支路12分为Y个二级支路13，每一个二级支路13上设置有Z个向下的喷头14，X、Y和Z均为≥1的自然数；碱液输入总管路11、一级支路12和二级支路13均垂直于冷却循环塔5或吸收循环塔6的侧壁；两个循环塔的碱液来源于同一个碱液输入管路，两个循环塔产生的废水最终均通过离心机9输入至废水处理***10；被脱除氮氧化物后的烟气，首先经过冷却循环塔5，因为此时烟气温度较高(180-200℃)，不具备脱硫的条件，因此此时的碱液主要工作为冷却烟气，同时会发生少量的脱硫反应，即一级脱硫；被冷却后的烟气从冷却循环塔5流出后，进入吸收循环塔6，因温度(50-55℃)合适，因此发生脱硫反应，烟气主要的脱硫过程在吸收循环塔6内。
整个***烟气流动的动力来源于风机8，即风机8在***终端抽取烟气，使得烟气从玻璃窑1输出后，能够依次经过混合装置2、反应装置3、冷却循环塔5和吸收循环塔6，最终通过风机8从烟囱7中排出；流动途中发生各类反应。
温度设置，从玻璃窑1输出的烟气经过管道输入值混合装置2内，混合装置2和反应装置3内温度为300-400℃，在反应装置3内发生反应后，冷却循环塔5进入的烟气温度为180-200℃，经过在冷却循环塔5被喷入的碱液冷却后，进入吸收循环塔6，碱液的温度为常温，吸收循环塔6内的反应温度为50-55℃。
脱除氮氧化物反应原理：
在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95％，但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NOx。SCR***4在催化剂作用下，采用蜂窝式触媒，由于触媒的作用，降低了反应温度，尿素产生的NH3在温度为300-400℃的将NO还原成N2和H2O，反应方程式如下：
在有氧环境下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (1)
4NH3+2NO+O2→3N2+6H2O (2)
在无氧或缺氧的条件下：
NO+2NO2+3NH3→2N2+3H2O (3)
4NO2+8NH3→7N2+12H2O (4)
在反应条件改变时，就有可能发生以下副反应：
4NH3+3O2→2N2+6H2O (5)
2NH3→2N2+3H2 (6)
4NH3+5O2→4NO+6H2O (7)
在SCR***4中通过尿素溶液的喷淋，保证尿素喷淋量固定在15L/h，以避免喷淋量过大会使烟气温度下降的太多，以至于不能满足SCR的处理要求。尿素喷枪需定期(30天)进行喷水一次，一次5min，用以清洗枪头。该条件下尿素转化为NH3的浓度为0.413％，而NH3的***极限在纯氧中为13.5-79％，在空气中为16.6％～26.6％(15％～28％)，所以远远低于***极限。
脱除硫化物反应原理：
NaOH溶液吸收SO2并产亚硫酸钠的过程分为以下几步：
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O (8)
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 (9)
以上两式总反应为：
NaOH+SO2→NaHSO3 (10)
尿素的配制：
尿素溶液的配制，配制20％浓度的尿素，即在尿素配制罐中注满水(注满约1000KG)，然后加入4袋(50KG)尿素药剂，启动搅拌器搅拌10-15分钟，然后将其注入到尿素溶液储罐中；尿素的配置周期：1次/7天。
尿素溶液配制注意事项：
(1)尿素溶液储罐中的液体以15L/h的流量输送到SCR反应器中(将计量泵旋转至30％处即约等于15L/h)，以避免喷淋量过大会使烟气温度下降的太多，以至于不能满足SCR的处理要求。
(2)尿素喷淋枪前端烟道应定期进行检查，如发现有堵塞现象，要及时清理。
碱液(NaOH溶液)的配制：
配制10％浓度的碱液，即在碱液罐中注满水(注满约1000KG)，然后加入4袋氢氧化钠(每袋25KG，共100KG)，控制输送流量为10L/h，氢氧化钠配置周期：1次/4天。
氢氧化钠配制注意事项：
(1)配制碱液过程中由于加碱放热，所以先缓慢加完一袋，然后搅拌5min，待温度有所降低，然后再加另一袋，不要一次加完再搅拌，尤其注意投加药剂时泼溅出的液体。
(2)在配制过程中应关闭计量泵，等配制完后再打开计量泵。
(3)添加碱性剂时防止液体溅到皮肤及身上，做好防护。
(4)配制过程中2人配合作业，注意防止异物掉落于罐中内。
流入冷却循环塔和反应循环塔的碱液来源于循环池，碱液在循环塔内喷淋流动的同时，有一部分流入回至循环池，需保证循环池内碱液的pH为8～9，保证该循环池中碱液最高点的位置始终不超过溢流口。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，由玻璃窑(1)输出的烟气经由选择性催化还原***(4)脱除氮氧化物后，经过冷却循环塔(5)进行喷淋冷却和一次脱硫，然后经过吸收循环塔(6)进行二次脱硫，最终在风机(8)的作用下通过烟囱(7)排放至大气中。
2.根据权利要求1所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，选择性催化还原***(4)包括连通的混合装置(2)和反应装置(3)；混合装置(2)内设置有尿素喷枪；尿素经由尿素喷枪输入至混合装置(2)内，在混合装置(2)内转换为氨气；由玻璃窑(1)输出的烟气在混合装置(2)内和氨气混合后，经由混合装置(2)的气体出口输入至反应装置(3)内，在反应装置(3)内发生脱除氮氧化物的反应。
3.根据权利要求2所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，尿素喷枪内设置有高压气管、尿素管和水管。
4.根据权利要求2所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，混合装置(2)内设置有蜂窝式触媒。
5.根据权利要求2所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，尿素喷枪的尿素输入量为15L/h，输入尿素的质量浓度为20％。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，冷却循环塔(5)通过喷淋碱液冷却烟气和一次脱硫，吸收循环塔(6)通过喷淋碱液二次脱硫；冷却循环塔(5)和吸收循环塔(6)的侧壁上均设置有碱液输入口和烟气输出口，顶部均设置有烟气输入口，底部均设置有废水输出口；冷却循环塔(5)内设置有第一喷淋装置用于喷出碱液，吸收循环塔(6)内设置有第二喷淋装置用于喷出碱液。
7.根据权利要求6所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，冷却循环塔(5)和烟气循环塔(6)顶部的烟气输入口均设置在顶面的中心位置；冷却循环塔(5)和烟气循环塔(6)烟气的输出口均设置在侧壁的下部；冷却循环塔(5)或烟气循环塔(6)的废水输出口设置在底面的中心位置。
8.根据权利要求6所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，第一喷淋装置和第二喷淋装置的结构相同，每一个喷淋装置设置有碱液输入总管路(11)，碱液输入总管路(11)的入口端为碱液输入口；碱液输入总管路(11)在冷却循环塔(5)和吸收循环塔(6)内分为X个一级支路(12)，每一个一级支路(12)分为Y个二级支路(13)，每一个二级支路(13)上设置有Z个向下的喷头(14)；碱液输入总管路(11)、一级支路(12)和二级支路(13)均垂直于冷却循环塔(5)和吸收循环塔(6)的侧壁；X、Y和Z均为≥1的自然数。
9.根据权利要求6所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，冷却循环塔(5)和烟气循环塔(6)的废水均通过离心机(9)抽入至废水处理***(10)中。
10.根据权利要求6所述的一种盖板玻璃池炉烟气处理***，其特征在于，冷却循环塔(5)和吸收循环塔(6)喷入碱液的质量浓度均为10％，碱液的温度为常温，碱液的pH值为8-9。
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