玻璃線低溫SCR脫硝技術(shù)的改良應(yīng)用

張志杰 俞科民 張德宏 管蘇建

摘 要：利用低溫催化劑在低溫條件下仍具有極高的活性和超低的SO2/SO3氧化率的特性，將煙氣脫硝反應(yīng)溫度窗口從320℃～350℃延展到180℃～350℃之間，使催化劑應(yīng)用范圍更廣。

關(guān)鍵詞：脫硝；低溫催化劑；溫降

一、概述

（1）目的：利用低溫催化劑在低溫條件下仍具有極高的活性和超低的SO2/SO3氧化率的特性，將煙氣脫硝反應(yīng)溫度窗口從320℃～350℃延展到180℃～350℃之間，通過煙氣調(diào)質(zhì)、工況控制等手段增強(qiáng)煙氣低溫脫硝SCR脫硝技術(shù)在玻璃線應(yīng)用上的適用性。

（2）意義：高溫SCR脫硝技術(shù)對煙氣溫度有著較高的要求，降低反應(yīng)溫度意味著如果煙氣溫度低于320℃時(shí)也不需要增設(shè)另外的熱源對煙氣進(jìn)行加溫，節(jié)約能源；而且提高了脫硝反應(yīng)系統(tǒng)對玻璃主工藝變化的適應(yīng)能力。

（3）必要性：隨著國家對環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源的要求越來越高，玻璃行業(yè)對節(jié)能減排的訴求越來越強(qiáng)烈，環(huán)保治理領(lǐng)域的競爭也越來越激烈。低溫SCR脫硝反應(yīng)技術(shù)的研究應(yīng)用是市場提出的迫切要求，開發(fā)掌握適合業(yè)主需求的新型拳頭產(chǎn)品有利于我們占據(jù)優(yōu)勢位置，增強(qiáng)競爭力。

二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前國內(nèi)已采用 SCR脫硝技術(shù)的玻璃企業(yè)的煙氣處理流程為：高溫?zé)煔狻酂徨仩t高溫段→SCR脫硝→余熱鍋爐低溫段。即將窯爐高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂徨仩t高溫段回收熱量，使其溫度降至320～350℃的范圍內(nèi)，再進(jìn)行高溫SCR反應(yīng)。雖然能夠達(dá)到排放要求，但是該技術(shù)路線存在明顯的不足：（1）由于傳統(tǒng)的SCR技術(shù)采用的是高溫催化劑，該反應(yīng)溫度窗口要求350℃左右，但煙氣溫度達(dá)不到這個區(qū)間范圍的時(shí)候，需要通過額外的熱源對煙氣進(jìn)行加熱，增加熱耗；（2）傳統(tǒng)的高溫SCR技術(shù)溫度適應(yīng)范圍窄，導(dǎo)致系統(tǒng)對主生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)能力差。

三、項(xiàng)目已有的技術(shù)基礎(chǔ)

我院自2010年以來開始在玻璃線熔窯煙氣凈化處理領(lǐng)域進(jìn)行研究開發(fā)，并先后在吳江南玻玻璃有限公司、信義環(huán)保特種玻璃（江門）有限公司、清遠(yuǎn)南玻節(jié)能新材料有限公司、青島圣戈班以及嘉興振申玻璃生產(chǎn)線獲得成功應(yīng)用，因此在工程的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等各個環(huán)節(jié)積累了深厚的技術(shù)基礎(chǔ)，并在脫硝系統(tǒng)對煙溫，煙氣量以及熔窯燃料等方面的適應(yīng)性方面積累了大量經(jīng)驗(yàn)。

四、主要研究內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)及所要達(dá)到的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、同時(shí)列出國內(nèi)外同類先進(jìn)產(chǎn)品或先進(jìn)技術(shù)的指標(biāo)

主要研究內(nèi)容：對低溫 SCR脫硝技術(shù)進(jìn)行改良，提高在玻璃生產(chǎn)線的適用性。由于玻璃原料成分的多樣性，使得燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有大量的Na+、Ca2+、Mg2+等堿金屬以及SO2-3的存在，在煙氣溫度偏低的情況下，低溫催化劑也會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，催化活性會慢慢降低；另外由于煙氣中灰分的存在，造成催化劑堵灰，這些都會引起脫硝效率降低。針對該種情況，本項(xiàng)目擬對玻璃線低溫SCR脫硝技術(shù)進(jìn)行改良應(yīng)用：（1）從工藝角度出發(fā)，考慮利用調(diào)節(jié)噴氨系統(tǒng)和優(yōu)化催化劑模塊安裝降低氨逃逸率，提高脫硝效率；（2）從工程角度出發(fā)，優(yōu)化吹灰噴嘴和噴嘴與催化劑表面的間距，降低煙氣中的堿金屬含量和灰分量，減輕催化劑中毒和堵灰現(xiàn)象；合理控制煙氣溫度，避免催化劑運(yùn)行溫度低于噴氨點(diǎn)而引起的SO3毒化問題。

主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：當(dāng)玻璃線煙氣溫度在180～350℃之間，脫硝效率達(dá)到，煙氣中NOx的排放濃度≤700mg/Nm3，滿足《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB26453-2011）的排放要求。五、預(yù)期社會效益或經(jīng)濟(jì)效益（盡量用數(shù)字說明）。

低溫SCR脫硝反應(yīng)技術(shù)在玻璃線上的改良應(yīng)用可以針對低溫?zé)煔庠诓唤档兔撓跣实那疤嵯逻M(jìn)行更加節(jié)能經(jīng)濟(jì)的脫硝處理，改善大氣環(huán)境。需要脫硝處理煙氣的溫度在180℃～320℃之間時(shí)，將不再需要新增熱源加熱，增加能耗。

以一條700t/d浮法玻璃生產(chǎn)線為例，燃料為天然氣，煙氣量10×104Nm3/h，煙氣溫度為350℃，經(jīng)過煙道和電除塵后，溫度降為300℃，采用常規(guī)高溫SCR脫硝處理，至少要把煙氣增加到320℃，換熱效率取90%，需要新增32.3 ×104kJ/h的熱量，無論是采用蒸汽或者電加熱，既增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，也是極不經(jīng)濟(jì)節(jié)能的。改用低溫SCR脫硝反應(yīng)技術(shù)，年運(yùn)行小時(shí)以8000h計(jì)取的話，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤87.89t，減排 CO2排放量230.27t。

五、采用的研究、試驗(yàn)方法和技術(shù)路

依托已有工程實(shí)例，通過現(xiàn)場調(diào)研和測量，收集煙氣溫度、煙氣量、脫硝劑特性、脫硝溫度以及脫硝前后的煙氣成分資料，比較不同脫硝方式的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)問題、找出原因并提出解決問題的措施；最終通過實(shí)際的調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果來印證方案和針對措施的正確性。

六、結(jié)語

在現(xiàn)有實(shí)際工程中通過現(xiàn)場調(diào)研和測量，研究低溫催化劑并將其應(yīng)用將有有非常高的經(jīng)濟(jì)效果和社會意義。

作者簡介：張志杰（1988-），男，漢族，浙江臨安人，本科，工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。