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生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時發(fā)布環(huán)境技術(shù)進步獎項，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻力量。
生態(tài)環(huán)境保護實用技術(shù)
2023-J-18
申報單位
深圳凱盛科技工程有限公司
推薦單位
深圳市環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會
一、技術(shù)簡介
適用范圍
不僅適用于玻璃、玻纖、生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域，還適用于冶金、鋼鐵、垃圾焚燒等領(lǐng)域。
技術(shù)原理
本技術(shù)針對工業(yè)窯爐煙氣中粉塵高粘性、煙氣成分復(fù)雜多樣、脫硫廢棄物處置耗損大及煙氣脫硝除塵系統(tǒng)復(fù)雜、難以保證煙氣污染物24h超低排放等難題，創(chuàng)新了工業(yè)窯爐高溫煙氣干法調(diào)質(zhì)脫硫預(yù)處理技術(shù)、脫硫廢棄物的資源化利用技術(shù)以及一體化脫硫脫硝除塵工程技術(shù)等工業(yè)窯爐高溫煙氣多污染物協(xié)同脫除關(guān)鍵技術(shù)，攻克了高溫煙氣中粘性粉塵及硫化物脫除難題，實現(xiàn)了工業(yè)窯爐高溫煙氣超凈排放及脫硫廢棄物的資源回用，保障后續(xù)一體化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行同時降低環(huán)保系統(tǒng)能源損耗。
工業(yè)窯爐在運行過程中會產(chǎn)生大量高溫煙氣，只進行脫硫脫硝除塵后直接排放造成了資源浪費，且煙氣溫度過高無法直接進行環(huán)保治理。本項目針對工業(yè)窯爐高溫煙氣資源浪費和環(huán)保治理適宜煙溫的問題，創(chuàng)新了工業(yè)窯爐高溫煙氣熱資源綜合回收利用關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合高溫煙氣余熱利用技術(shù)與污染物減排耦合技術(shù)，為環(huán)保系統(tǒng)提供了煙氣超凈排放所需最佳煙氣工況，實現(xiàn)了低品位煙氣余熱資源的回收、污染物減排系統(tǒng)的協(xié)同耦合及熱資源利用。
工藝路線
來自玻璃熔窯的高溫煙氣，進入余熱鍋爐高溫段先回收余熱，煙氣溫度降至~350℃，再進入高溫干法脫硫中與噴入的碳酸鈉接觸反應(yīng)，進行煙氣調(diào)質(zhì)脫硫；同時與高溫干法脫硫塔塔體上噴入的氨水/氨氣進行充分混合。混合后的煙氣進入觸媒過濾式除塵器，煙氣中的NOX和NH3在過濾濾芯管所負載的觸媒(催化劑)作用下，發(fā)生選擇性氧化還原反應(yīng)，生成氮氣和水；煙氣中的顆粒物經(jīng)過濾餅層被捕捉，再經(jīng)過清灰系統(tǒng)收集下來；與此同時煙氣中的SO2與觸媒過濾濾芯管表面濾餅層(預(yù)噴涂的脫硫劑層)進一步反應(yīng)提高脫硫效率。脫硫脫硝除塵后的凈煙氣再送入余熱鍋爐低溫段，進行余熱利用后，最后經(jīng)引風機排出煙囪。余熱鍋爐回收煙氣生產(chǎn)出過熱蒸汽，送至汽輪發(fā)電機組，發(fā)出電力供廠區(qū)內(nèi)使用，減少廠區(qū)外購電量；資源化利用脫硫產(chǎn)物，通過反應(yīng)產(chǎn)物與玻璃生產(chǎn)原料的對比分析后設(shè)計研發(fā)脫硫產(chǎn)物配料回用系統(tǒng)，使脫硫產(chǎn)物形成閉路循環(huán)，實現(xiàn)資源利用。
應(yīng)用效果
煙氣治理層面實現(xiàn)了一體化技術(shù)顆粒物脫除，日均排放濃度(mg/Nm3)：<5；一體化技術(shù)二氧化硫酸性氣體脫除，時均排放濃度(mg/Nm3)或去除率：SO2≤20或≥95%；一體化技術(shù)氮氧化物脫除，日均排放濃度(mg/Nm3)或去除率：≤30 或≥95%；環(huán)保年運行時間(環(huán)保)：常年在線?？蓪崿F(xiàn)參數(shù)要遠優(yōu)于國標《玻璃工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB 26453-2022)要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤30，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤200，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤500，與國際相同技術(shù)對比，本項目可實現(xiàn)參數(shù)要遠優(yōu)于歐盟 2010/75/EU 要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤10，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤50，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤200。
余熱發(fā)電層面實現(xiàn)了發(fā)電量(kW)：≥2250；系統(tǒng)自用電率(%)：≤10；年運行時間(h)：8300～8500。優(yōu)于國內(nèi)行業(yè)標準JC/T2423-2017要求發(fā)電量≥1760kW，系統(tǒng)自用電率≤15%，與國際相同技術(shù)對比，由于能源結(jié)構(gòu)影響，歐美發(fā)達地區(qū)無標準，暫時沒有可對比依據(jù)。以600t/d單條玻璃工業(yè)窯爐煙氣為基準，發(fā)電功率可達到2280kW，年運行時間達到8600h，系統(tǒng)自用電率為9.5%，年節(jié)約標煤5.9萬噸，可減少CO2排放15.3萬噸。
綜上，該技術(shù)不僅實現(xiàn)了熔窯煙氣余熱及脫硫廢棄物的資源回用，還實現(xiàn)了高溫煙氣多污染物協(xié)同脫除，兼顧了經(jīng)濟效益和社會效益。
研發(fā)背景
節(jié)約能源、保護環(huán)境是時代的發(fā)展趨勢，也是新時代我國建材工業(yè)技術(shù)升級的重中之重。建材產(chǎn)品及其深加工制品廣泛應(yīng)用于地產(chǎn)建筑、汽車及太陽能光伏等領(lǐng)域，不可或缺。建材產(chǎn)業(yè)飛速進步的同時，其大量使用的工業(yè)窯爐消耗了大量能源和原料，產(chǎn)生大量污染物，是我國污染排放的重點管理對象。2015 年以來，我國依次修訂和頒布了《中華人民共和國大氣污染防治法》和《中華人民共和國環(huán)境保護法》，并在“十三五”期間，進一步收緊大氣污染物排放標準，針對重點污染城市，提出“2+26”城市特別排放限值，其重點攻堅的 4 大對象中，鋼鐵、玻璃、水泥等都赫然在列。在當今日益嚴格的環(huán)境保護政策下，建材作為傳統(tǒng)工業(yè)中典型的高能耗、高排放行業(yè)，其發(fā)展愈發(fā)遭遇排放管控瓶頸，需要對工業(yè)熔爐煙氣中的 SO2、NOX、粉塵污染物進行深度治理。
以平板玻璃工業(yè)代表，其是國民經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)材料工業(yè)，煙氣特性為：溫度高；氮氧化物濃度高；含有三氧化硫、氯化氫等非常規(guī)污染物；顆粒物粘性較強；含氧量高。此外，還具有頻繁換火、高粘性粉塵易造成設(shè)備堵塞和催化劑中毒失活、煙氣中含有 SO3加劇了設(shè)備的腐蝕、單項處理技術(shù)功能單一、中低溫 SCR 脫硝效率低等難題。因此火電、水泥、鋼鐵等其他行業(yè)的煙氣脫硫脫硝除塵工藝和余熱利用工藝，并不適用于玻璃熔窯。
經(jīng)過多年的發(fā)展，玻璃窯爐煙氣粉塵、SO2及 NOX的單項排放控制技術(shù)已基本成熟，但污染物協(xié)同超低排放技術(shù)有待開發(fā)。目前國內(nèi)煙氣脫硫技術(shù)多數(shù)為濕法脫硫，其產(chǎn)生的廢渣的利用率不充分。而干法脫硫技術(shù)不僅脫硫效率高，而且其副產(chǎn)品還可以充分利用。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和完善，對工業(yè)窯爐余熱的利用要求方式發(fā)生了變化，利用生產(chǎn)過程中的余熱建設(shè)電站后，電站的產(chǎn)品——電力將回用于生產(chǎn)，給企業(yè)帶來巨大的社會及經(jīng)濟效益。因此，在“數(shù)字化經(jīng)濟”的時代背景下，一種具備“協(xié)同減排”“資源回用”“全過程智能化”特性的煙氣治理技術(shù)應(yīng)運而生，成為建材行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
技術(shù)特點
一、創(chuàng)新了工業(yè)窯爐高溫煙氣干法調(diào)質(zhì)脫硫預(yù)處理技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)窯爐高溫煙氣干法調(diào)質(zhì)及協(xié)同脫酸。攻克了高溫煙氣中煙氣成分性質(zhì)復(fù)雜及各污染物綜合脫除難的技術(shù)瓶頸，解決了后續(xù)煙氣脫硝系統(tǒng)難以長期穩(wěn)定運行的難題。
二、創(chuàng)新了脫硫廢棄物的資源回用技術(shù)，系統(tǒng)解決固體廢棄物污染問題，實現(xiàn)副產(chǎn)物閉路循環(huán)與系統(tǒng)近零排放，在滿足污染物深度減排下實現(xiàn)資源利用。
三、創(chuàng)新了工業(yè)窯爐高溫煙氣脫硝除塵一體化技術(shù)，解決工業(yè)領(lǐng)域煙氣減排“卡脖子”技術(shù)問題，實現(xiàn)污染物超低排放下的穩(wěn)定運行。
四、創(chuàng)新了工業(yè)窯爐高溫煙氣一體化脫硫、脫硝除塵工程技術(shù)，實現(xiàn)了智能控制下的污染物超低排放及最小化能量損耗。超低排放指標可達：顆粒物≤4.5mg/Nm3、二氧化硫≤15mg/Nm3、氮氧化物≤30mg/Nm3。
五、創(chuàng)新了工業(yè)爐窯煙氣降溫換熱裝置、余熱發(fā)電鍋爐脫硝溫度調(diào)節(jié)裝置及改進余熱鍋爐設(shè)置，實現(xiàn)煙氣治理系統(tǒng)的不間斷運行及對進入脫硝系統(tǒng)煙氣溫度的完全控制，并與環(huán)保系統(tǒng)耦合。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱
河南省中聯(lián)玻璃有限責任公司600t/d浮法玻璃退市進園項目余熱發(fā)電及煙氣治理工程
案例簡介
河南省中聯(lián)玻璃有限責任公司600t/d浮法玻璃退市進園項目的余熱發(fā)電及煙氣治理工程由深圳凱盛科技工程有限公司(簡稱深圳凱盛)工程總承包。完工后，項目由業(yè)主自運行，深圳凱盛提供技術(shù)服務(wù)。
達到的標準
余熱發(fā)電維度，本項目可實現(xiàn)發(fā)電量≥2250kW，系統(tǒng)自用電率≤10%，與國內(nèi)相同技術(shù)對比，本項目可實現(xiàn)參數(shù)要優(yōu)于國內(nèi)行業(yè)標準JC/T2423-2017要求發(fā)電量≥1760kW，系統(tǒng)自用電率≤15%，與國際相同技術(shù)對比，由于能源結(jié)構(gòu)影響，歐美發(fā)達地區(qū)無標準，暫時沒有可對比依據(jù)。
煙氣治理維度，本項目可實現(xiàn)顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤4.5，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤13，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤30，與國內(nèi)相同技術(shù)對比，本項目可實現(xiàn)參數(shù)要遠優(yōu)于國標《玻璃工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB 26453-2022)要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤30，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤200，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤500，與國際相同技術(shù)對比，本項目可實現(xiàn)參數(shù)要遠優(yōu)于歐盟 2010/75/EU 要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤10，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤50，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤200。
業(yè)主單位
河南省中聯(lián)玻璃有限責任公司
投運時間
2020年10月30日
工藝流程
來自玻璃熔窯的高溫煙氣，進入余熱鍋爐高溫段先回收余熱，煙氣溫度降至～350℃，再進入高溫干法脫硫塔中與噴入的碳酸鈉接觸反應(yīng)，進行煙氣調(diào)質(zhì)脫硫；同時與高溫干法脫硫塔塔體上噴入的氨水/氨氣進行充分混合。混合后的煙氣進入觸媒過濾式除塵器，煙氣中的NOX和NH3在過濾濾芯管所負載的觸媒(催化劑)作用下，發(fā)生選擇性氧化還原反應(yīng)，生成氮氣和水；煙氣中的顆粒物經(jīng)過濾餅層被捕捉，再經(jīng)過清灰系統(tǒng)收集下來；與此同時煙氣中的SO2與觸媒過濾濾芯管表面濾餅層(預(yù)噴涂的脫硫劑層)進一步反應(yīng)提高脫硫效率。脫硫脫硝除塵后的凈煙氣再送入余熱鍋爐低溫段，進行余熱利用后，最后經(jīng)引風機排出煙囪。余熱鍋爐回收煙氣生產(chǎn)出過熱蒸汽，送至汽輪發(fā)電機組，發(fā)出電力供廠區(qū)內(nèi)使用，減少廠區(qū)外購電量。熔窯煙氣余熱被回收利用的同時，進行了環(huán)保治理，兼顧了經(jīng)濟效益和社會效益。
運行情況
經(jīng)業(yè)主方“河南省中聯(lián)玻璃有限責任公司”檢驗驗收，項目自2020年10月30日使用該技術(shù)應(yīng)用至今，能夠?qū)崿F(xiàn)污染物超凈排放指標達到顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤4.5，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤13，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤30。發(fā)電量可達到2280kW，年運行時間達到8600h，系統(tǒng)自用電率為9.5%，核心指標均處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。項目成功應(yīng)用為河南省中聯(lián)玻璃有限責任公司開展環(huán)境治理、節(jié)能等業(yè)務(wù)提供了核心技術(shù)支撐和運行保障。
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
該技術(shù)可實現(xiàn)：發(fā)電功率可達到2280kW，年運行時間達到8600h，系統(tǒng)自用電率為9.5%，年節(jié)約標煤5.9萬噸，減少CO2排放15.3萬噸。
三、技術(shù)申報單位聯(lián)系信息
單位名稱：深圳凱盛科技工程有限公司
單位地址：深圳市南山區(qū)創(chuàng)業(yè)路北怡海廣場東座5樓
聯(lián)系人：王慧敏
原標題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 |工業(yè)窯爐高溫煙氣超凈排放及資源綜合利用技術(shù)
