河北省平板玻璃行业熔窑烟气脱硫技术应用现状及前景

    摘要：平板玻璃生产企业排放的二氧化硫,一般为含硫燃料的燃烧和原料中芒硝的分解所产生,是大气主要污染物之一。本文对河北省平板玻璃生产线熔窑烟气脱硫治理措施的工艺路线和处理效果进行了详细介绍,给出了不同烟气脱硫技术措施的优势与劣势,对河北省平板玻璃熔窑烟气脱硫技术的应用前景作出了展望。
 
      根据统计数据， 2018 年河北省平板玻璃产量为12087.3 万重量箱，在全国29 个涉及平板玻璃生产的省份中产能位居首位，占全国总产量的14%。
 
      平板玻璃工业是资源、能源密集型产业，其中的主体工序资源、能源消耗量都很大，污染物排放量也比较大。玻璃配合料在熔窑熔化为玻璃液的过程中，释放出来的二氧化硫、氮氧化物和粉尘，都被认为是形成空气污染的主要物质。浮法玻璃生产企业排放的二氧化硫，一般为含硫燃料的燃烧和原料中芒硝的分解所产生。当二氧化硫溶于水时，形成亚硫酸，亚硫酸在氧化生成硫酸，即酸雨的主要成分，是大气主要污染物之一。

      1 熔窑烟气脱硫技术概述
 
      目前，SO2 污染防治的方法很多，有高空排放、燃料低硫化、排烟脱硫等，其中技术成熟，效果较好的是排烟脱硫。排烟脱硫的措施很多，主要为吸附法和吸收法。
 
      吸附法利用多孔物质吸附污染物，该法工艺简单，净化效果好，但设备体积庞大，投资费用高，吸附物要进行再生利用，而且对窑炉废气所含种类多，相互干扰，不利于吸收，因此在国际上仅有少数玻璃厂采用该法处理废气。对于玻璃窑炉废气含有SO2、NOX、HCl、HF 等多种污染成分，并含有玻璃态固态渣料，废气量大，需要处理组分浓度低等特点，目前采用的主要是吸收净化法。
 
      按脱硫吸收工艺的不同，可以分为湿法、干法和半干法等。湿法脱硫是指烟气进入湿式吸收塔，与自上而下喷淋的碱性吸收剂逆流接触，烟气中酸性氧化物SO2 以及其他污染物HCl、HF 等被吸收去除，烟气得以充分净化。湿法脱硫根据吸收剂的不同，又分为钙法、氨法、镁法、钠法等。
 
      干法脱硫是在无液相介入的完全干燥状态下进行脱硫的，脱硫产物为干粉状。干法常用的有炉内喷钙( 石灰/ 石灰石)，金属吸收等。干法脱硫属传统工艺，脱硫率普遍较低，工业应用较少。
 
      半干法脱硫是利用烟气显热蒸发脱硫浆液中的水份，同时在干燥过程中，脱硫剂与烟气中的SO2 发生反应，并使最终产物为干粉状。由于该方法加入系统的脱硫剂是湿的，而从系统出来的脱硫产物是干的，故称之为半干法。常用的半干法有CFB、SDA 和NID 等。3 种脱硫工艺对比分析如表1所示。

 
      3 种脱硫工艺对比分析

      2 熔窑烟气脱硫技术应用现状及脱硫效果分析
 
      2.1 应用现状
 
      截止到2019 年6 月1 日，河北省已发证平板玻璃企业共32 家，浮法生产线50 条，17 条压延生产线，可实现产能913.1 万t/a。本次研究统计了省内部分生产线熔窑烟气脱硫措施，共计33 个样本。河北省内部分平板玻璃生产线熔窑烟气脱硫措施统计情况如表2 所示。

      由表2 统计分析可知，河北省平板玻璃生产线熔窑烟气脱硫治理措施包括石灰石/ 石灰- 石膏法、双碱法，烟气循环流化床、RSD 半干法，分别属于湿法、干法和半干法。其中湿法脱硫占比达到75.7%，干法和半干法脱硫占24.2%。在所有的治理措施中，双碱法应用最广泛，占42.4%。
 
      2.2 脱硫效果分析
 
      针对我省采用的脱硫技术，本次研究收集了6 条生产线熔窑烟气连续一年的在线监测数据，河北省内部分平板玻璃生产线熔窑烟气脱硫效果分析如表3所示。
 

      备注：执行《平板玻璃工业大气污染物排放标准》（DB13/2168-2015）由表3 统计分析可知，河北省平板玻璃熔窑烟气所采取的石灰石/ 石灰- 石膏法、双碱法和烟气循环流化床脱硫治理措施均可实现二氧化硫达标排放。

      3 结语
 
      湿法烟气脱硫反应速度快，脱硫效率高，但投资及运行费用较高，处理系统复杂，存在水污染问题，处理后的烟气温度降低，为了防止烟囱附近形成雨雾，需对烟气进行再加热，在玻璃熔窑烟气治理中的市场推广有一定难度；半干法和干法等工艺与湿法工艺相比，具有系统简单、投资费用低、运行费用低及占地面积小等优点，并且随着科学技术的发展，半干法和干法工艺的脱硫效率有了明显提高，有的已基本接近湿法工艺的脱硫效率，该技术在玻璃窑炉烟气治理上的应用前景将更为广阔。