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再论玻璃熔窑的全氧燃烧
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再论玻璃熔窑的全氧燃烧
官方公共微信一种玻璃窑炉脱硝系统的制作方法
专利名称一种玻璃窑炉脱硝系统的制作方法
技术领域本发明涉及一种工业废气处理系统，具体涉及一种玻璃窑炉脱硝系统。
背景技术目前在我国氮氧化物排放量的快速增加加剧了区域酸雨的恶化趋势。研究结果显示，氮氧化物排放量的增加使得我国酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变，硝酸根离子在酸雨中所占比例从上世纪80年代的1/10逐步上升到近年来的1/3。大气氮氧化物会影响大气的氧化性，造成光化学污染、二次颗粒物增加、灰霾等问题，已经到了非治理不可的地步。玻璃窑炉是氮氧化物排放的重要组成部分，国内外在降低玻璃窑炉废气中的NO排放量方面作了大量的研究工作，并取得了重要进展，玻璃窑炉废气中的NOx的治理措施大致分为一次措施和二次措施。(I)对NOx —次措施的治理一次措施突出污染源控制，即在产生NO的源头上进行严格控制，限制NO的形成，措施如下①氧助燃技术氧助燃技术包括富氧燃烧和全氧燃烧技术，尽管玻璃窑炉在采用氧助燃技术后的废气中的NO排放浓度有可能增加，但由于废气排放总量的大幅度降低，NO生成量可以大大减少。因此，该技术已在欧洲国家的玻璃窑炉(尤其是瓶罐玻璃窑炉)上得到推广应用。②分层燃烧技术根据玻璃窑炉中的火焰燃烧状况，燃烧区大致可以分为2个区，即呈氧化态的高温区(即热区)和呈还原态的低温区(即冷区)。所谓分层燃烧的作用主要在于降低热区温度以减少NO的生成量，火焰喷射时，同时向上、中、下多点喷射，在助燃空气的作用下，形成上、中、下多层燃烧。据法国环保专家介绍，采用分层燃烧技术以后，器皿玻璃窑炉废气中的NO可减少30% 50%。③采用低的空气过剩系数研究结果表明高温及过量的助燃空气会导致NO生成量的增加，采用低的空气过剩系数就是用最小过剩的空气量进行燃烧以减少高温火焰区的NO生成量。德国西门子公司开发的玻璃窑炉Lambda控制软件正是基于此原理，目前已开始在欧洲国家的玻璃窑炉上推广应用。④选用低氮喷枪近年来，为降低玻璃窑炉在燃烧时的NO生成量，欧洲国家相继研制了低氮喷枪，这种喷枪主要是通过分段加入燃料或助燃空气以及对各段的燃烧温度进行严格控制来降低玻璃窑炉在燃烧时的NO生成量，目前已开始在瓶罐玻璃窑炉上推广应用。(2)对NOx进行二次处理措施二次措施是指对玻璃窑炉废气中已经产生的NO进行处理，从而降低废气排放时的NOx浓度和NOx的排放量，措施如下①3R技术3R的含义是在蓄热室( Rrgenerator)里进行反应(Reaction)和还原(Reduction)，该技术是由英国皮尔金顿公司开发的，其特点是向蓄热室添加天然气等碳氢燃料，使其与蓄热室废气中的NOx发生反应而生成对环境无害的氮气和水蒸气，并对这种废气进行有控制的燃烧，由于并不在蓄热室里燃烧，没有过热危险，也不会引起对格子体的烧损，并可使废气在对外排放时不再残存可燃气体。研究结果表明，与其它除NO的技术相t匕，该技术可同时适用于浮法玻璃窑炉和瓶罐玻璃窑炉具有应用范围广、操作使用方便、不使用化学药品、运行成本低和除NO效果好等优点。采用该技术，玻璃窑炉废气中的NOx生成量可减少80 %以上。某700t/d浮法玻璃窑炉采用该技术以后，废气中的NOx排放浓度由2200mg/Nm3降到了 300mg/Nm3。目前该技术已开始在欧洲国家推广应用。②选择性催化还原法(SCR法)SCR技术是通过还原剂(液氨、氨水、尿素)在适当的温度并有催化剂存在的条件下，“有选择性”的与烟气中的NOx反应并生成氮气和水的技术，SCR脱硝技术的核心是催化剂和系统内多均匀场的优化设计。其主要反应式如下(I) 4N0+4NH3+02 — 4N2+6H20
(2) 6N0+4NH3 — 5N2+6H20(3) 6N02+8NH3 — 7N2+12H20(4) 2NH3+N0+N02 — 2N2+3H20由于采用了特殊的催化剂，该方法可在较低温度下使用，废气处理温度可降至250 450°C，其除NO的效率可达80% 90%，但该方法运行成本较高。③非催化选择性还原法(SNCR法)非催化选择性还原法是指在废气处理过程中使用氨水(NH3)将玻璃窑炉废气中的NO还原，生成对环境无害的氮气和水蒸气，其主要的化学反应式如下(5) 4NH3+6N0 — 5N2+6H20采用该方法的反应温度较高，最佳反应温度为950°C左右，其脱除NO的效率低于3R技术和SCR法，但运行成本较低，近年来也有用尿素取代氨水作还原剂的报道。选择性催化还原技术(SCR)以其脱硝效率高、运行稳定可靠等诸多优点在国内外电力行业得到了广泛应用。目前，我国烟气脱硝技术及相关政策还处于探索阶段。国内已建成或在建的大型脱硝工程基本是采用全套进口或引进SCR关键技术和设备的方法建设，不仅投资及运行成本高，且存在难以适应等问题，尤其是在玻璃行业，至今仍未见成功案例报道。因此，有必要设计一种脱硝效果好，便于实际饮用，成本较低的玻璃窑炉脱硝系统。
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于处理玻璃窑炉废气中NOx的系统，该系统可将玻璃窑炉废气中90%以上的NOx处理掉。为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，所述脱硝系统包括用于脱硝处理的塔筒，在所述塔筒上端设有待处理的废气进口，所述废气进口经进气管与玻璃窑炉的尾气排出口连接，在所述尾气排出口至废气进口之间的进气管上依次串接有进气阀、辅料添加器和喷氨器，所述辅料添加器经管路与辅料供应源并联连接，所述喷氨器经管路与氨气供应源并联连接；在所述塔筒的上部设有格栅层，所述塔筒在格栅层以下设有若干个催化剂脱硝层，在所述若干个催化剂脱硝层中至少有两层为备用催化剂脱硝层；在所述塔筒底端设有处理后废气的排气口，所述排气口经排气管及排气阀与尾气二次处理设备连接。
为了使脱硝系统在检修过程中不会影响玻璃窑炉的正常生产，优选的技术方案是，在所述进气阀的前端与排气阀的后端之间设有检修排气管，在所述检修排气管中串接常闭阀。在检修或清除塔筒内催化剂脱硝层时，需要将进气阀和排气阀关闭，同时将检修排气管中的常闭阀打开，在塔筒检修过程期间，使玻璃摇中排出的废气直接通过检修管排气管排出。由于催化剂脱硝层中的催化剂在使用一段时间后会被堵塞或失效，因此需要对催化剂脱硝层进行清理或还原处理，进一步优选的技术方案是，在所述催化剂脱硝层下设有支架，所述支架与塔筒的内壁连接，在所述支架上设有滑轨，所述催化剂脱硝层为盘状结构，在所述盘状结构的催化剂脱硝层底部设有与所述滑轨配合的滑块或滚轮，所述塔筒在催化剂脱硝层的相应部位设有用于催化剂脱硝层进出的舱门。为了减小每一层催化剂脱硝层的面积，增加被处理废气的流速，同时便于对催化剂脱硝层的清理更换，进一步优选的技术方案还有，在所述塔筒内设有六层支架，在所述的六层支架上装有四层催化剂脱硝层，另外两层支架为备用支架层。为了使进入塔筒的气流均匀地分布在催化剂脱硝层面上，优选的技术方案还有，所述的格栅层为梳状钢架结构。为了便于使用，减少进气阀与排气阀的开关调节次数，优选的技术方案还有，所述进气阀与排气阀为常开式阀门。为了便于监控分析玻璃路遥排出的废气，排入塔筒尾气的压力及含硝浓度等情况，优选的技术方案还有，在所述进气阀与辅料添加器之间的进气管上并联连接有压力表和/或气体成分分析仪表。为了便于监控分析添加辅料及氨气后，排入塔筒尾气的压力及含硝浓度等情况，优选的技术方案还有，在所述喷氨器与废气进口之间的进气管上并联连接有压力表和/或气体成分分析仪表。为了便于监控分析经催化脱硝处理后，排出塔筒尾气的压力及含硝浓度等情况，优选的技术方案还有，在所述排气口与排气阀之间的排气管上并联连接有压力表和/或气体成分分析仪表。为了便于监控被处理气体在管道中及塔筒内的流速，优选的技术方案还有，在所述进气管、排气管和检修排气管中串联连接有流量和/或流速。本发明的优点和有益效果在于该玻璃窑炉脱硝系统通过设置在塔筒内的若干个催化剂脱硝层，可将玻璃炉窑中含有的NOx排掉90%以上。而且该系统具有操作简单，使用寿命长，脱硝处理成本低廉，能耗低，占地面积小等优点。
图I是本发明玻璃窑炉脱硝系统结构示意图。
图中1、塔筒；2、废气进口 ；3、进气管；4、尾气排出口 ；5、进气阀；6、辅料添加器；7、喷氨器；8、管路；9、辅料供应源；10、管路；11、氨气供应源；12、格栅层；13、催化剂脱硝层；14、备用催化剂脱硝层；15、排气口 ；16、排气管；17、排气阀；18、检修排气管；19、常闭阀；20、支架；21、压力表和/或气体成分分析仪表；22、流量和/或流速。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。如图I所示，本发明是一种玻璃窑炉脱硝系统，该脱硝系统包括用于脱硝处理的塔筒1，在塔筒I上端设有待处理的废气进口 2，废气进口 2经进气管3与玻璃窑炉的尾气排出口 4连接，在尾气排出口 4至废气进口 2之间的进气管3上依次串接有进气阀5、辅料添加器6和喷氨器7，辅料添加器6经管路8与辅料供应源9并联连接，喷氨器7经管路10 与氨气供应源11并联连接；在塔筒I的上部设有格栅层12，塔筒I在格栅层12以下设有6个催化剂脱硝层13，在6个催化剂脱硝层13中有两层为备用催化剂脱硝层14 ;在塔筒I的底端设有处理后废气的排气口 15，排气口 15经排气管16及排气阀17与尾气二次处理设备连接。在本发明中为了使脱硝系统在检修过程中不会影响玻璃窑炉的正常生产，优选的实施方案是，在进气阀5的前端与排气阀17的后端之间设有检修排气管18，在检修排气管18中串接有常闭阀19。在检修或清除塔筒I内催化剂脱硝层13时，需要将进气阀5和排气阀17关闭，同时将检修排气管18中的常闭阀19打开，在塔筒检修过程期间，使玻璃摇中排出的废气直接通过检修管排气管18排出。在本发明中由于催化剂脱硝层中的催化剂在使用一段时间后会被堵塞或失效，因此需要对催化剂脱硝层进行清理或还原处理，进一步优选的实施方案是，在催化剂脱硝层13下设有支架20，支架20与塔筒I的内壁连接，在支架20上设有滑轨，催化剂脱硝层13为盘状结构，在盘状结构的催化剂脱硝层13的底部设有与滑轨配合的滑块或滚轮，塔筒I在催化剂脱硝层13的相应部位设有用于催化剂脱硝层13进出的舱门21。在本发明中为了减小每一层催化剂脱硝层13的面积，增加被处理废气的流速，同时便于对催化剂脱硝层的清理更换，进一步优选的实施方案还有，在塔筒I内最好设有六层支架20，在的六层支架20上装有四层催化剂脱硝层13，另外两层支架20作为备用支架层。在本发明中为了使进入塔筒I的气流均匀地分布在催化剂脱硝层面上，优选的实施方案还有，所述的格栅层12可以做成梳状钢架结构，也可以做成角度可调节的百叶式格栅。在本发明中为了便于使用，减少进气阀与排气阀的开关调节次数，优选的实施方案还有，进气阀5与排气阀17可选用常开式阀门。 在本发明中为了便于监控分析玻璃路遥排出的废气，排入塔筒尾气的压力及含硝浓度等情况，优选的实施方案还有，在进气阀5与辅料添加器6之间的进气管上并联连接有压力表和/或气体成分分析仪表21。在本发明中为了便于监控分析添加辅料及氨气后，排入塔筒尾气的压力及含硝浓度等情况，优选的实施方案还有，在所述喷氨器7与废气进口 2之间的进气管3上并联连接有压力表和/或气体成分分析仪表21。在本发明中为了便于监控分析经催化脱硝处理后，排出塔筒尾气的压力及含硝浓度等情况，优选的实施方案还有，在排气口 15与排气阀17之间的排气管16上并联连接有压力表和/或气体成分分析仪表21。在本发明中为了便于监控被处理气体在管道中及塔筒内的流速，优选的实施方案还有，在进气管3、排气管16和检修排气管18中串联连接 有流量和/或流速22。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.ー种玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，所述脱硝系统包括用于脱硝处理的塔筒，在所述塔筒上端设有待处理的废气进ロ，所述废气进ロ经进气管与玻璃窑炉的尾气排出ロ连接，在所述尾气排出ロ至废气进ロ之间的进气管上依次串接有进气阀、辅料添加器和喷氨器，所述辅料添加器经管路与辅料供应源并联连接，所述喷氨器经管路与氨气供应源并联连接；在所述塔筒的上部设有格栅层，所述塔筒在格栅层以下设有若干个催化剂脱硝层，在所述若干个催化剂脱硝层中至少有两层为备用催化剂脱硝层；在所述塔筒底端设有处理后废气的排气ロ，所述排气ロ经排气管及排气阀与尾气二次处理设备连接。
2.如权利要求I所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，在所述进气阀的前端与排气阀的后端之间设有检修排气管，在所述检修排气管中串接常闭阀。
3.如权利要求2所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在干，在所述催化剂脱硝层下设有支架，所述支架与塔筒的内壁连接，在所述支架上设有滑轨，所述催化剂脱硝层为盘状结构，在所述盘状结构的催化剂脱硝层底部设有与所述滑轨配合的滑块或滚轮，所述塔筒在催化剂脱硝层的相应部位设有用于催化剂脱硝层进出的舱门。
4.如权利要求3所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，在所述塔筒内设有六层支架，在所述的六层支架上装有四层催化剂脱硝层，另外两层支架为备用支架层。
5.如权利要求I所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，所述的格栅层为梳状钢架结构。
6.如权利要求I所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，所述进气阀与排气阀为常开式阀门。
7.如权利要求6所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，在所述进气阀与辅料添加器之间的进气管上并联连接有压カ表和/或气体成分分析仪表。
8.如权利要求I所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，在所述喷氨器与废气进ロ之间的进气管上并联连接有压カ表和/或气体成分分析仪表。
9.如权利要求I所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在于，在所述排气ロ与排气阀之间的排气管上并联连接有压カ表和/或气体成分分析仪表。
10.如权利要求2所述的玻璃窑炉脱硝系统，其特征在干，在所述进气管、排气管和检修排气管中串联连接有流量和/或流速。
本发明公开了一种玻璃窑炉脱硝系统，该脱硝系统包括用于脱硝处理的塔筒，在塔筒上端设有待处理的废气进口，废气进口经进气管与玻璃窑炉的尾气排出口连接，在尾气排出口至废气进口之间的进气管上依次串接有进气阀、辅料添加器和喷氨器，辅料添加器经管路与辅料供应源并联连接，喷氨器经管路与氨气供应源并联连接；在塔筒的上部设有格栅层，塔筒在格栅层以下设有若干个催化剂脱硝层，在若干个催化剂脱硝层中至少有两层为备用催化剂脱硝层；在塔筒底端设有处理后废气的排气口，排气口经排气管及排气阀与尾气二次处理设备连接。该系统可将玻璃窑炉废气中90％以上的NOx处理掉。
文档编号C03B5/16GKSQ
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2014国际先进玻璃熔制技术研讨会论文集
of2014InternationalonAdvancedGlass
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Proceeding
全氧燃烧玻璃窑炉设计要点及工艺控制
(上海旭波窑炉工程技术有限公司，上海，200000)
摘要：本文详细介绍了了全氧燃烧窑炉的特点，本文从大量的实际案例出发，详细介绍了全
氧窑炉不同结构的设计要点及工艺要求，重点介绍了全氧燃烧的燃烧器的工艺控制以及整体
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全氧燃烧技术是玻璃工业的重要发展方向，也是今后玻璃行业必由之路，采用全氧燃烧
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