【摘要】玻璃窯爐煙氣中的大氣污染物主要包括大顆粒粉塵和各種有害氣體，因此，對玻璃窯爐煙氣進行綜合治理有利于大氣環(huán)境保護，從而實現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標。當前玻璃窯爐生產(chǎn)作業(yè)中所采用的煙氣治理方式有上百種，每種治理工藝的特點和優(yōu)勢都各不相同，具體選擇哪種工藝需要綜合考慮其治理系統(tǒng)的可靠性、成本費用等因素，為了篩選出更加符合我國玻璃制造工業(yè)的玻璃窯爐煙氣綜合治理工藝，本文將在比較各種工藝優(yōu)勢、不足的基礎(chǔ)上提出幾種相對合理適用的治理工藝，并詳述其方案設(shè)計。

我國的玻璃制造工業(yè)歷史悠久，自改革開放以來，玻璃制造產(chǎn)業(yè)無論是在產(chǎn)量，還是在質(zhì)量上都得到了跨越式的發(fā)展。目前我國的玻璃產(chǎn)品約占全球產(chǎn)量的50%，每年都有大量的玻璃產(chǎn)品遠輸海外。由于我國玻璃制造業(yè)能源主要來源于重油，因此，玻璃窯爐所排放的煙氣中含有大量的污染物質(zhì)，這些都是大氣污染物的主要來源，根據(jù)黨十六大的戰(zhàn)略部署指導及“十一五”規(guī)劃發(fā)展要求，玻璃制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)當加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，不斷提高資源利用效率，減少污染物的排放。在這一時代背景的要求下，玻璃窯爐的煙氣治理將刻不容緩，同時這也是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標的重要途徑。

1 玻璃窯爐的生產(chǎn)特點及煙氣綜合治理原則

在選擇合理有效的玻璃窯爐煙氣綜合治理工藝之前，首先要考慮玻璃窯爐的生產(chǎn)特點及煙氣綜合治理原則，只有把握以上兩點才能確保篩選出來的煙氣綜合治理工藝符合我國實際生產(chǎn)及環(huán)境標準的要求。

1.1 玻璃窯爐生產(chǎn)運行特點

玻璃窯爐的生產(chǎn)運行特點主要表現(xiàn)為以下幾點：(1)玻璃的生產(chǎn)制造一般采用持續(xù)、不間斷的生產(chǎn)方式，這種流水線式的生產(chǎn)方法決定了玻璃窯爐的持續(xù)性運轉(zhuǎn)特點;(2)玻璃窯爐是玻璃生產(chǎn)制造流程的重要環(huán)節(jié)，同時也是能源消耗的主要設(shè)備，而且我國目前所普遍采用的火焰爐融化率、能耗水平都遠遠低于國際標準[1];(3)玻璃窯爐的正常作業(yè)需要保持一定的燃燒氣氛，否則將直接影響燃燒效果導致玻璃產(chǎn)品質(zhì)量不合格，同時還有可能發(fā)生意外污染事故;(4)玻璃窯爐所排放的煙氣需要經(jīng)過余熱鍋爐的回收處理，用以供油系統(tǒng)的生產(chǎn)，煙氣排放溫度較高。

1.2 玻璃窯爐煙氣綜合治理原則

在選擇玻璃窯爐煙氣綜合治理工藝時，除需考慮玻璃窯爐的生產(chǎn)運行特點外，還要結(jié)合我國當前行業(yè)環(huán)保標準來確定其綜合治理原則，只有這樣才能保證所選的治理工藝符合我國當前發(fā)展國情。玻璃窯爐煙氣綜合治理工藝的選擇應(yīng)當遵循以下原則：(1)工藝系統(tǒng)建設(shè)成本低，系統(tǒng)運行可靠安全，不會對玻璃生產(chǎn)及玻璃窯爐運行產(chǎn)生不利影響，而且不易發(fā)生堵塞、氣體泄漏等問題;(2)煙氣綜合治理工藝所使用的材料需廉價易得，最好能夠利用廢棄物，在提高資源利用效率的同時也不會產(chǎn)生新的污染物[2];(3)符合國家環(huán)保部門和當?shù)卣嘘P(guān)煙氣處理效率的要求;(4)便于操作，占地面積小，壽命長。

2 玻璃窯爐煙氣綜合治理工藝比較

當前玻璃生產(chǎn)制造中所采用的煙氣綜合治理工藝有上百種，但是具有實際使用價值的治理工藝僅有幾十種，這些治理工藝適用的場合和運行特點各不相同。根據(jù)煙氣治理的產(chǎn)物狀態(tài)可以將其分為濕法、干法、半干法三種。濕法治理主要是利用煙氣成分的溶解度特點使其在一定的條件下生成無害物質(zhì)。濕法工藝的特點是建設(shè)成本低、操作簡單、運行效率高[3]。干法工藝需要在完全干燥的狀態(tài)下進行，需要采用金屬、石灰石等作為吸收劑，作為傳統(tǒng)工藝其脫硫率普遍不高，因此在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用比較少。半干法治理通過蒸發(fā)煙氣中的水分來使催化劑與有害物質(zhì)反應(yīng)最終產(chǎn)生固態(tài)無害物質(zhì)，半干法催化劑的使用效率比較低，因此工業(yè)應(yīng)用也較少。比較分析發(fā)現(xiàn)在三種煙氣治理工藝中，濕法工藝的工業(yè)應(yīng)用價值最高，其在全球范圍內(nèi)的系統(tǒng)安裝總量占全部煙氣治理系統(tǒng)的85%以上，在多種濕法治理工藝中，治理效率最高，運行最安全可靠，治理成本最低的就是雙堿法治理工藝。與其他煙氣綜合治理工藝相比，雙堿法更加適合我國當前的發(fā)展國情，而且從工藝成熟性、運行穩(wěn)定性、建設(shè)成本等幾個方面綜合考慮，應(yīng)當作為我國玻璃窯爐煙氣綜合治理的首選工藝[4]。

3 玻璃窯爐煙氣綜合治理工藝方案設(shè)計

從玻璃窯爐煙氣綜合治理的整體工藝考慮，參照煙氣污染物協(xié)同治理要求，本次研究設(shè)計出以下兩種工藝方案：一種是余熱鍋爐聯(lián)合SCR工藝。上文提到玻璃窯爐所排放的煙氣需要經(jīng)過余熱鍋爐的回收處理，排放出的煙氣溫度在350℃左右，溫度較高，因此，在余熱鍋爐之后要安裝高溫除塵器，使排出的煙氣粉塵濃度降到既定范圍之內(nèi)，之后煙氣進入SCR脫硝反應(yīng)器，煙氣再SCR脫硝反應(yīng)器內(nèi)在催化劑的作用下生成氮氣和水等無害物質(zhì)，處理之后的煙氣再次進入余熱鍋爐被低溫段利用。整個工藝流程可以概括為：玻璃窯爐→余熱鍋爐(引風機、煙囪)→高溫電除塵→SCR反應(yīng)器←還原劑供應(yīng)系統(tǒng)。該工藝適用于以天然氣為能源燃料的玻璃窯爐，不僅可以實現(xiàn)粉塵處理目的，而且可以高效處理氮氧化物，但是該工藝系統(tǒng)的占地面積較大，老舊生產(chǎn)線改造難度較大，需要投入大量的改造資金。為此，如果老舊生產(chǎn)線采用的是帶余熱發(fā)電的玻璃窯爐可以選用這種工藝以節(jié)省改造成本，降低生產(chǎn)線改造難度。

另一種是在上述工藝的基礎(chǔ)上增加降溫環(huán)節(jié)，也就是在余熱鍋爐之后加裝降溫塔，余熱鍋爐排出的煙氣經(jīng)過降溫處理后進入SCR反應(yīng)器，完成脫硝、脫硫、除塵等步驟后回到余熱鍋爐低溫段繼續(xù)利用。整個工藝流程可以概括為：玻璃窯爐→余熱鍋爐(引風機、煙囪)→降溫塔→高溫電除塵→SCR反應(yīng)器←還原劑供應(yīng)系統(tǒng)這種工藝的除塵效果比較理想，同樣適用于以天然氣為能源燃料的玻璃窯爐。上述兩種治理工藝都包含SCR反應(yīng)器流程，因此，SCR脫硝是決定工藝治理效果的關(guān)鍵技術(shù)。在SCR脫硝中首先要注意還原劑的選擇，目前可供使用的脫硝還原劑有氨水、液氮、尿素等幾種物質(zhì)，其中，液氮的成本更低，但是運行管理難度較大，氨水所蒸發(fā)的水分會對余熱鍋爐的運行及低溫段利用產(chǎn)生影響，尿素中真正參與脫硝的是氨氣，但是玻璃窯路所排出的煙氣溫度無法滿足尿素的熱解要求，需要通過其他方式來促使尿素熱解成氨氣，不符合節(jié)能要求。因此，首選還原劑為氨水，可以采用氨水直噴工藝。其次，要注意吹灰方式的選擇，結(jié)合玻璃窯爐的運行情況及煙塵形式可以采用不同的吹灰方案，在多種吹灰方案中，熱空氣吹灰的優(yōu)勢最為顯著，使用更加簡單，但是初期建設(shè)成本較高，具體設(shè)計方案需要結(jié)合現(xiàn)場情況確定。

4 結(jié)語

隨著我們生活環(huán)境的惡化，國家對環(huán)境保護的標準要求不斷提高，玻璃制造工業(yè)也需要加快步伐，進行生產(chǎn)線升級改造。合理選用煙氣綜合治理工藝，并根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點和玻璃窯爐的特有工況進行專項優(yōu)化，從而滿足國家對行業(yè)環(huán)保要求。