在線陽光控制鍍膜玻璃新型廢氣處理技術(shù)

張欣 劉衛(wèi)東

（中國耀華玻璃集團有限公司 秦皇島 066013）

0 引言

在線硅基陽光控制鍍膜玻璃以硅烷、乙烯、氮氣作為工藝氣體，排放的廢氣中含有氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、大量的不定型硅及中間化合物，廢氣遇到空氣容易爆燃，廢氣處理困難。一些廠家采用布袋除塵器進行粉塵處理，但不能處理可燃氣體及中間化合物，不能在根源上解決爆燃的風(fēng)險，在設(shè)備運行過程中容易發(fā)生爆燃以及爆炸事故。

我司原有的在線硅基陽光控制鍍膜玻璃廢氣處理系統(tǒng)采用燃燒處理工藝，解決了可燃氣體及中間化合物爆燃的問題，廢氣檢測結(jié)果符合DB 13/2168—2015 《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。由于采用半干法處理工藝路線，在實際運行過程中也出現(xiàn)各種各樣的問題。隨著國家、地方對環(huán)保要求的升級，已經(jīng)不能滿足DB 13/2168—2020《平板玻璃工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定以及秦皇島市人民政府辦公室〔2021〕-10號文件《關(guān)于執(zhí)行鋼鐵等行業(yè)大氣污染物排放特別要求的通知》中有關(guān)平板玻璃行業(yè)大氣污染物排放特別限值。為了符合新規(guī)定的要求急需對鍍膜廢氣處理設(shè)備進行升級。

1 傳統(tǒng)的廢氣處理系統(tǒng)

傳統(tǒng)的廢氣處理系統(tǒng)參照光伏電池行業(yè)使用的廢氣處理系統(tǒng)設(shè)計，但由于采用鍍膜原料、廢氣中可燃成分及可燃成分占比不同，在運行過程中發(fā)現(xiàn)并不是很適合在線陽光控制鍍膜玻璃的廢氣處理。傳統(tǒng)的廢氣處理系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 原有廢氣處理系統(tǒng)工藝流程圖

該廢氣處理系統(tǒng)運行初期狀態(tài)較為良好，但在實際運行過程中也出現(xiàn)各種各樣的不足，雖然經(jīng)過適當(dāng)?shù)母脑?，也沒有取得較好的效果。不足之處：

（1）1#衍射器至燃燒室的管路采用密閉管路，衍射器采用高壓空氣作為引射介質(zhì)，廢氣具有爆燃的風(fēng)險。為排除爆燃的風(fēng)險，在管路中補充氮氣，降低廢氣中氧氣的比例，雖然解決了廢氣的爆燃，但增加了運行成本（氮氣用量超過50 m3/h）。

（2）燃燒室長度較短，廢氣燃燒時間短，可燃氣體燃燒效果好，但不定型硅的反應(yīng)效果不夠理想；雖然解決了可燃成分爆燃的問題，但廢渣中輕質(zhì)成分較多。

（3）采用噴淋塔對高溫廢氣進行降溫及一級除塵，水池進行沉降，但一些沒有燃燒完全的廢渣密度較輕，大量漂浮于水池表面，需要定期清理。進入布袋除塵器的廢氣中含有大量的水蒸氣，水蒸氣在布袋除塵器中及布袋上冷凝；輕質(zhì)廢渣粉塵易吸潮，粉塵吸潮后極易黏附在布袋上，造成布袋除塵器壓差大；加大布袋反吹氣壓力、用量以及反吹頻次，不能很好地清除布袋上黏附的粉塵，造成布袋除塵器不能很好的工作，運行一段時間后需要對布袋除塵器做徹底的清理及維護。

（4）水中含有大量粉塵，廢水為二次污染源，需要對廢水進行處理。

（5）后置的風(fēng)機配置風(fēng)量偏小并且為非變頻式，在布袋干凈時能夠保證壓差，堵塞到一定程度后不能保證壓差，且沒有調(diào)節(jié)手段。

該礦體隱伏于礦區(qū)上棋盤村南約780 m，為(構(gòu)造)蝕變石英脈型輝鉬礦，礦體呈灰白色—褐黃色—褐紅色，礦體外推長度200 m，厚度1.24 m。礦石鉬品位為0.131%。

（6）廢氣處理系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)不符合DB 13/2168—2020《平板玻璃工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，而且秦皇島市的相關(guān)文件要求顆粒物的排放極限為8 mg/m3，要求更加嚴格。

2 大氣污染物排放控制要求

DB 13/2168—2020《平板玻璃工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：新建企業(yè)自2020年5月1日起，執(zhí)行新的大氣污染物排放限值；現(xiàn)有企業(yè)自2021年10月1日起，執(zhí)行新的大氣污染物排放限值。秦皇島市人民政府辦公室〔2021〕-10號文件《關(guān)于執(zhí)行鋼鐵等行業(yè)大氣污染物排放特別要求的通知》自2021年6月1日起實施。

DB 13/2168—2020《平板玻璃工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的大氣污染物排放限值見表1。

表1 大氣污染物排放限值（煙氣黑度除外） mg/m3

秦皇島市人民政府辦公室〔2021〕-10號文件《關(guān)于執(zhí)行鋼鐵等行業(yè)大氣污染物排放特別要求的通知》中有關(guān)平板玻璃行業(yè)大氣污染物排放特別限值見表2。

表2 秦皇島市平板玻璃行業(yè)大氣污染物排放特別要求

3 新型廢氣處理系統(tǒng)

為符合新的排放標(biāo)準(zhǔn)及秦皇島市的規(guī)定，急需對鍍膜廢氣處理系統(tǒng)進行升級。確定工藝方案后，由于與原有設(shè)備工藝方案區(qū)別較大，經(jīng)過評估確定原有廢氣處理設(shè)備可以利舊的價值不大，決定按工藝方案重新設(shè)計、制造廢氣處理系統(tǒng)。新型廢氣處理工藝流程圖見圖2。

圖2 新型廢氣處理系統(tǒng)工藝流程圖

新型廢氣處理系統(tǒng)具有以下特點：

（1）設(shè)置插板閥，插板閥保持一定開度，大量引進新風(fēng)，使用大量空氣對鍍膜廢氣進行稀釋，使可燃氣氛低于爆炸最小濃度。

（3）鍍膜廢氣至焚燒爐的管路設(shè)置多處引射點，氣流前進方向為焚燒爐，能夠保證主廢氣管路處于相對負壓狀態(tài)，避免焚燒爐回火。

（4）焚燒爐：采用雙層爐膛結(jié)構(gòu)，加大廢氣在焚燒爐內(nèi)的滯留時間，滯留時間不低于1.5 s；焚燒爐運行溫度不低于700 ℃，保證廢氣的反應(yīng)溫度；爐膛內(nèi)設(shè)置阻滯結(jié)構(gòu)，延長廢氣滯留時間的同時可以使灰在下爐膛沉降，減少下一工序設(shè)備的處理負擔(dān)。焚燒爐結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。

圖3 焚燒爐結(jié)構(gòu)示意圖

（5）設(shè)置兩級冷卻器，冷卻器為列管式。

（6）焚燒爐至布袋除塵器之間的管路設(shè)置多個補新風(fēng)閥門，與冷卻器配合使用，確保進入布袋除塵器的廢氣溫度不超過125 ℃（布袋最高使用溫度180 ℃，長期使用溫度不超過150 ℃。為減少誤操作帶來的風(fēng)險規(guī)定溫度不超過125 ℃）。

（7）布袋除塵器：采用一用一備，交替運行，保證鍍膜生產(chǎn)的連續(xù)運行；加大布袋除塵器的處理能力，保證處理效果；選用新型布袋，粉塵不易黏附到布袋表面，反吹氣容易吹除布袋表面的粉塵，保證布袋的暢通。

（8）風(fēng)機：采用大流量、高負壓風(fēng)機，保證整個系統(tǒng)的壓差及負壓需求；風(fēng)機配置調(diào)頻器，通過調(diào)節(jié)頻率來保證系統(tǒng)的壓差及負壓。

（9）管路拐彎處采用大弧度彎頭，彎頭處設(shè)置吹掃裝置，避免彎頭處積垢。

（10）系統(tǒng)采用DCS控制，自動化程度高，數(shù)據(jù)存儲、故障指示齊全。

（11）廢氣處理系統(tǒng)設(shè)置有測壓、測溫、監(jiān)控設(shè)備。

（12）煙囪出口處預(yù)留檢測取樣口。

設(shè)備投入使用后，運行良好，廢氣經(jīng)第三方檢測機構(gòu)多次檢驗，均達到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)。廢渣經(jīng)過測試分析，其中二氧化硅占比超過81%。對鍍膜工藝參數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)后，鍍膜生產(chǎn)連續(xù)平穩(wěn)運行，并且鍍膜時長有較大幅度的提高，提高約20%。

4 廢氣檢測標(biāo)準(zhǔn)及儀器

檢測標(biāo)準(zhǔn)及儀器見表3。

表3 檢測標(biāo)準(zhǔn)及儀器

5 應(yīng)用效果

新型廢氣處理系統(tǒng)在4 mm在線陽光控制鍍膜玻璃生產(chǎn)線應(yīng)用后，廢氣經(jīng)過處理達到超低排放的要求，檢測結(jié)果見表4。（4 mm鍍膜參數(shù)：板速618 m/h，硅烷3.1 m3/h，乙烯0.42 m3/h，氮氣1.8 m3/h，硅烷濃度15%）

表4 廢氣檢測結(jié)果

續(xù)表4

6 結(jié)語

鍍膜廢氣處理系統(tǒng)已經(jīng)在集團公司兩條鍍膜生產(chǎn)線上實施運行，為國內(nèi)首套適合在線硅基陽光控制鍍膜玻璃生產(chǎn)穩(wěn)定運行的廢氣處理系統(tǒng)，廢氣經(jīng)第三方檢測機構(gòu)多次檢測均達到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。檢測數(shù)據(jù)遠遠低于DB 13/2168—2020《平板玻璃工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》排放限值及秦皇島市人民政府辦公室〔2021〕-10號文件《關(guān)于執(zhí)行鋼鐵等行業(yè)大氣污染物排放特別要求的通知》中有關(guān)平板玻璃行業(yè)大氣污染物排放特別限值。適當(dāng)調(diào)節(jié)鍍膜工藝參數(shù)后鍍膜時長提高約20%。

［1］DB 13/2168—2020, 平板玻璃工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

［2］秦皇島市人民政府辦公室.〔2021〕-10號文件《關(guān)于執(zhí)行鋼鐵等行業(yè)大氣污染物排放特別要求的通知》[Z]. 2021-06-02.

［3］李偉, 劉衛(wèi)東, 馬玉聰, 等. 在線陽光鍍膜的廢氣檢測及處理技術(shù)[J]. 玻璃, 2018, 45（10）: 49-52.

［4］呂應(yīng)成, 劉衛(wèi)東, 馬玉聰, 等. 防止易燃易爆氣體在管路里沉積爆炸的裝置[P]. 河北省: CN213271567U, 2021-05-25.

［5］呂應(yīng)成, 劉衛(wèi)東, 馬玉聰, 等. 一種含有乙烯和S-H鍵廢氣的處理裝置[P]. 河北省: CN213019682U, 2021-04-20.

［6］呂應(yīng)成, 劉衛(wèi)東, 馬玉聰, 等. 一種清理鍍膜器的環(huán)保系統(tǒng)[P]. 河北省: CN213221393U, 2021-05-18.