簡介:泡花堿馬蹄窯應配備袋式、靜電等高效除塵設施,配備石灰石石膏法等高效脫硫設施,配備SCR、SNCR等脫硝設施。

泡花堿工藝流程
中國泡花堿的生產共分為兩大類:干法生產和濕法生產工藝,現介紹如下: 干法生產
將石英砂和鈉鹽(主要指Na2CO3、Na2SO4)攪拌均勻,在1400℃左右的高溫下熔融反應。根據原料不同又分為純堿法和法。生產過程都包括配料、煅燒、浸溶、濃縮等四道工序。
具體過程是:
一:配料與熔融:純堿或與石英砂按比例,經攪拌機攪均勻后經貯槽、加料斗由螺旋輸送機加入反射爐或馬蹄焰爐進行熔融反應。
二:浸溶:熔窯加入生料時,已熔融的水玻璃即可從下料口流入冷卻槽中,經小型履帶式輸送機送入貯料桶內,過磅后由電動行車將桶內的玻璃塊吊起倒入滾筒內,根據塊子重量及不同產品規格加入適量水,通入蒸汽溶解,蒸汽壓力一般為0.4～0.5MPa,液筒轉速為2～4r/min,溶解到一定濃度后放入沉清槽內,經自然沉清除去雜質。
三:濃縮:除去雜質后的溶液送到濃縮槽內進行濃縮,采用蒸汽間接加熱,槽底利用熔窯煙道氣余熱加熱,溶液濃縮至要求濃度時即為成品。
濕法生產
濕法生產泡花堿又分為傳統濕法工藝和活性SiO2常壓生產工藝兩種。傳統濕法生產工藝傳統濕法生產泡花堿產量高,能耗低,勞動強度低,原料易得,但該法只能生產模數小于2.5的產品,其生產原理是石英砂在高溫燒堿中溶解生成硅酸鈉。活性SiO2常壓生產工藝活性SiO2常壓生產泡花堿是在近幾年的三廢治理過程中開發的一種新工藝,目前采用該法生產廠家不多,該法可生產模數為2.2～3.7的任何產品。其機理是利用工業生產中產生的副產品或下腳料中的活性SiO2(或硅膠)在常壓下加熱與燒堿反應生成硅酸鈉。反應方程式與傳統濕法工藝相同。

馬蹄焰窯的工作原理:

首先由排煙供氣部提供預熱空氣進入蓄熱室,熱空氣接著進入玻璃熔制部,融化部由熱能供給部兩爐產馬蹄,形火焰提供熱量,使由供料池。加入配合料碎玻璃融化玻璃液通工作部,澄清部冷卻進入。供料槽制品型通采用滴料:玻璃液供料道端部滴由專用剪刀,其剪斷料滴放型機鋼模型整程產煙氣,高溫廢氣由排煙部余熱收部處理,收余熱加熱水水蒸氣發電等。

玻璃熔窯爐脫硝是脫硝領域中實施難度較大的一個工況,它有如下特點:

1、NOX原始濃度高,可達1500-4000mg/m3(窯爐溫度高,部分原料中含有N元素);

2、粉塵比重小;

3、粉塵有一定的粘性(可以堵塞催化劑);

4、粉塵有一定的腐蝕性(乳白料尾氣中含有HF);

5、煙氣溫度有一定的波動(窯爐間隔一定的時間要換向)。

我們針對以上特點比較現有的幾種脫硝方案,最終選定適合此工況的脫硝方案。

1杜絕NOX生成的方法——純氧燃燒,用氧氣替代空氣作為助燃氣體,從根本上杜絕了熱力型氮氧化物的產生,但是如果原料中含有N元素,尾氣中依舊會有一定濃度的NOX,此方案需要一整套的設備——從壓縮機到制氧機整套空分設備也需要對窯爐進行一定的改造。

2、生成后去除的方法:從反應原理上分可以分為氧化法和還原法兩種。

2.1氧化法——本方法的核心是將NO氧化成NO2氧化完成后利用類似與濕法脫硫的吸收塔進行吸收。本方法的難點在于合適的氧化劑的選擇,目前能夠實現穩定運行且脫硝效率比較穩定是O3氧化法,此方法需要的設備一整套的設備——從壓縮機——制氧機——臭氧發生器,本方法初始投資較大,運行成本較高(耗電量較大),且形成二次污染,污水難于處理因為幾乎任何硝酸鹽均溶于水,分離只能靠結晶來實現即增加設備有增加能源消耗。

氧化法還有化學藥劑氧化法但是常規的氧化劑如:次氯酸、雙氧水、等他們氧化性較弱難以實現高效率的氧化,導致其脫硝效率較低難以實現達標排放。目前即使一部分企業研發處了氧化性較高的氧化劑但是其氧化劑價格打到幾萬元/T,其運行成本也是企業無法接受的。其同樣也面臨著污水難于處理的問題。

2.2還原法——分為選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)

2.1.1選擇性非催化還原法(SNCR)要求爐膛需要有800-1100℃反應溫度以及相應的反應時間。此方案的脫硝效率在50-60%需要配合其他方案才能實現達標排放。另外該方案在煙氣含硫量較高的情況下使用存在一定的弊端即生成的銨鹽會導致蓄熱體的堵塞,以及爐膛的腐蝕。

2.1.2選擇性催化還原法(SCR)根據催化劑的選型不同要求煙氣溫度在200-420℃。此方案的脫硝效率可以在90%以上甚至更高(加大催化劑的用量)。該方案根據煙氣溫度的不同可以選擇高塵布置(先脫硝后除塵)或低塵布置(先除塵后脫硝),先除塵可以去除大部分的堿金屬提高催化劑使用效率和延長催化劑使用時間,此方法的限制因素為除塵布袋的耐溫度,(目前耐溫的布袋為300℃)。先脫硝可以不用考慮布袋除塵布袋的耐溫度,但是高塵布置會因堿金屬中毒導致催化劑使用效率降低,進而影響脫硝效率。具體采用哪種方法需根據現場實際情況主要煙氣溫度來綜合考量。

根據我公司實施案例的情況大部分窯爐的尾氣溫度在240-300℃ 之間,也有部分窯爐尾氣溫度更高一些。

綜上所述:目前所有脫硝的方法中,選擇性催化還原法(SCR)和純氧燃燒是能夠實現玻璃熔窯爐脫硝的兩種可行的技術方案。企業可以根據自身情況選擇方案的實施。