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歐洲國家玻璃熔窯廢氣治理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

文檔作者：房廣華文檔來源：國家建材局蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年04月11日
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咖c ) curaI 1ndL3s Glas N03_2
一
皮璃 、 ， 欠叫 訛蚊 ，
歐洲國家玻璃熔窯廢氣治理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
國家建材局蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院 房廣華
- —— ‘‘ ’’ 一
L 前言
玻璃熔窯廢氣中的硫氧化物S() 、氮氧化物N0
和煙塵是污染大氣環(huán)境的主要有害成分。為了保護大氣
環(huán)境．自20世紀(jì)90年代初以來，歐洲國家相繼制定了
嚴格的玻璃熔窯廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的排污收費標(biāo)準(zhǔn)．
建立了較為完善的環(huán)保管理體系，對SO NO 和煙塵
等有害物質(zhì)的排放作了嚴格限制．有關(guān)玻璃生產(chǎn)企業(yè)積
極開發(fā)和推廣應(yīng)用新的玻璃熔窯廢氣治理技術(shù)．在玻璃
7 。／
熔窯廢氣治理方面取得了相當(dāng)大的進展，相繼開發(fā)了玻
璃熔窯廢氣靜電除塵技術(shù)和各種降低SO．、N。l排放量
的先進技術(shù)，現(xiàn)簡要介紹如下。
2 玻璃焙窯廢氣的主要有害物質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)
2，1 玻璃熔窯廢氣中的主要有害物質(zhì)
歐洲某跨國玻璃集團1 998年對廢氣治理前的浮法
玻璃熔窯和器皿玻璃熔窯的廢氣中的有害物質(zhì)的檢泓
結(jié)果。如表】所示
表1 玻璃熔窯廢氣中的主要有害成分(mg／Nm )
爝窯類型 燃料種類 柑塵 SO N0 HC1 HF Se
蛙破璃焙窯 天然氣 80～1 20 100～400 11 75～31100 20～60 2～10 1～20
浮法玻璃熔窯 重油 15O～35'．I 1j∞～30nO 185j 一2j00 20～5。 2～10 1|～蛐
器叭玻璃熔窯 天然氣 15'3 l00 1 600
器皿玻璃焙窯 重汕 1 ～400 1400～4000 6O0～1 7O0 30～75 10～30,3
注：廢氣qj的殘余古氧量為8
從表1中可以看出，玻璃熔窯廢中的有害物質(zhì)含量
與燃料種類、玻璃成分和原料等因素有關(guān)．以重油為燃
料的玻璃熔窯廢氣的有害物質(zhì)含量大于以天然氣為燃
科的玻璃熔窯廢氣中的有害物質(zhì)含量。此外．熔化工藝
制度對玻璃熔窯廢氣中的有害物質(zhì)含量也有較大影響。
2．2 玻璃熔窯廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的排污收費標(biāo)準(zhǔn)
為了保護大氣環(huán)境，歐洲國家早在20世紀(jì)8。年代
就相繼制定了嚴格的玻璃熔窯廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的
排污收費標(biāo)準(zhǔn)，部分歐洲國家玻璃熔窯的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)
和排污收費標(biāo)準(zhǔn)如下：
2．2，L 煙塵允許排放濃度：
表2 部分歐洲國家玻璃熔窯廢氣的煙塵最高允許排放濃度
國家 煙塵最高允許排放濃度(mg／Nm )
奠國 100
涪國 50
落周 1 ∞
2，2 SO 最高允許排放濃度(以SO 計j
表3 英國鈉鈣玻璃熔窯廢氣的SO 最高允許排放濃度
2一
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建筑玻璃與工業(yè)坡璃2000，№3
表4 法國玻璃熔窯廢氣的sO 最高允許排放濃度
燃料種類 sO 最高克i年排放濃度(mg／Nm。) 折臺g~t,t玻璃i霞的SO,含量(kg／O
重油 1 5O0～1800 3～3．6
天然氣 500～750 i～】．5
2．2．3 NO 最高允許排放濃度(以NO2計．mg／Nm。)
英國鈉鈣玻璃熔窯廢氣的NO 最高允許排放濃度為2700mg／Nm。
法國玻璃熔窯廢氣的NO 最高允許排放濃度如表s所示：
表5 法國各種玻璃熔窯廢氣的NO 最高允許排放濃度
熔窯類型 燃料種類 N【)T最高允許排拔辛拄度mg／Nm ) 折合每噸玻璃掖的NO 含量(kg／t)
馬蹄型窯 重汕 1300 2 6
馬蹄型窯 王然氣 i500 3
橫A焰窯 重泊 1500
橫^焰窯 天然倔 ． 2000
2 2．4 法國玻璃熔窯廢氣排污收費標(biāo)準(zhǔn)
表6 法國玻璃熔窯廢氣排污費標(biāo)準(zhǔn)
項目 I 收費標(biāo)準(zhǔn)(往郎／噸 年)
S【)1 150
NO， { l 5D
HC1 l l50
備住在污染物年攤放量太于1 50噸時起征符 費，
3 靜電除塵技術(shù)
玻璃熔窯廢氣中的煙塵粒徑通常在0．2 m左右
其化學(xué)組成因熔窯類型、燃料和工藝操作條件而異 據(jù)
測定．鈉鈣玻璃熔窯煙塵的主要化學(xué)成分為Na：SO 等
各種硫酸鹽。煙塵對人體健康有很大危害．會刺激人的
呼吸系統(tǒng)．引發(fā)支氣管炎等多種疾病，而且還會吸附
SO 和NO等有害物質(zhì)并為其轉(zhuǎn)化起催化作用。靜電除
塵是治理玻璃熔窯廢氣煙塵所采用的主要技術(shù)，采用的
除塵設(shè)備是靜電除塵器，其工作原理是在高壓靜電場
中．氣體受電場力作用而發(fā)生電離．電離后的氣體中存
在著大量的電子和離子．當(dāng)它們吸附于流經(jīng)電場的煙塵
時．就會使煙塵荷電而具有電性(絕大部分呈負電性)。
當(dāng)電場力的作用下．帶負電的煙塵被吸向正楹f收塵
極)，釋放出電子并吸附在正極上，當(dāng)煙塵積聚到一定厚
度時，在振動器的振打作用下會從正極表面剝離而落入
灰斗。
靜電除塵器肓板狀和管狀兩利．歐洲國家大型玻璃
熔窯上廣泛使用板狀靜電除塵器進行廢氣除塵 可對
400 C以下的廢氣進行除塵。法國浮法玻璃工廠采用板
狀靜電除塵器進行廢氣除塵，廢氣進人溫度為2加～
300C，以重油為燃料的玻璃熔窯廢氣中的煙塵濃度可
由350mgiNm。下降到50mR／Nm。以下，以天然氣為燃
料的玻璃熔窯廢氣中的煙塵濃度可由120mg／Nm 下
降到50mg／Nm 以下；德國某浮法玻璃工廠的熔窯熔
化能力為480t／d．使用重油燃料，廢氣量為8000ONto。／
h，采用板狀靜電除塵器進行廢氣除塵，煙塵濃度可由
1 50mg／Nm。下降到10mg／Nm。以下，除塵效果十分顯
著
4 降低硫氧化物排放量的技術(shù)
硫氧化物SO 主要是指二氧化硫SO 和三氧化硫
SO。 當(dāng)局部大氣環(huán)境中的SOx濃度超過允許范圍時．
首先會刺激人的呼吸系統(tǒng)牯膜，引發(fā)支氣管炎、哮喘和
肺氣腫等多種疾病。部分SO．會被氧化唬硫酸或硫酸
鹽，在一定條件下會形成酸雨。SG 是無色的酸性氧化
物，可與堿性吸收劑反應(yīng)而生成硫酸鹽或亞硫酸鹽，所
使用的堿性吸收劑為CaO、Ca(OH) 、NaOH和Na CO。
等，主要的化學(xué)反應(yīng)式如下：
SO CaO— CaSO．
SO +C扣~ CaSO
SO3+Ca(OH)2一CaSO +H2O
一 一
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Architectura1 and In&amp;amp;stria1 Ghss№3，2000
S( -Ca(OH)：— CaS【j3+H 【j
S0 十2Na0H— Na!SO +H?0
SO +2Na0H一 a SO +H O
SO +Na2C03一Na2SO +CO2
SO +Na 2C03一Na2SO3+C07
玻璃熔窯廢氣中的SO,主要以sO 的形式存在
廢氣脫硫，根據(jù)吸收工藝的 同，可以分為濕法、干法和
半干法等。一般來說，濕法脫硫工藝的脫硫率和吸收劑
利用率相對較高，但處理系統(tǒng)復(fù)雜，投資較高，且玻璃熔
窯廢氣的降溫幅度過大；干法或半干法脫硫工藝的脫硫
率和吸收劑利用率相對較低，但處理系統(tǒng)簡單，投資較
低，而且能有效地控制玻璃熔窯廢氣的降溫，因此，歐洲
國家玻璃熔窯的廢氣脫硫工藝多采用干法或半干法．吸
收劑為Ca(0H) 等 干法廢氣脫硫工藝的特點是在吸
收塔中添加ca(OH)。等固體粉末或在廢氣輸送管道中
直接添加Ca(0H)。等，再適當(dāng)噴水和加人空氣 降低
廢氣溫度后進入靜電除塵器處理．經(jīng)處理后的廢氣外
排，固體物質(zhì)被收集．半干法廢氣脫硫工藝的特點是將
經(jīng)溶解后的Ca(0H) 等吸附劑溶液噴人吸收塔或直接
噴人廢氣輸送管道，再輸送到靜電除塵器進行處理。法
國某600t／d浮法玻璃熔窯的廢氣脫硫技術(shù)指標(biāo)如表7
所示：
表7 600t／d浮法熔窯廢氣脫硫技術(shù)指標(biāo)
項目 拄術(shù)指標(biāo)
噬氣捧政量(Nm ／h) 80000
I 處理前的SO2濃度(mg／Nm。) 3500
處理后的9|1^淮度( 礓／ m 1SOO
SO!脫除量(kg／h) 136
5 降低氮氧化物排放量的技術(shù)
氮氧化物NO 主要是指一氧化氮NO和二氧化氮
NO。。當(dāng)局部大氣環(huán)境中的NO 濃度超過允許濃度時，
會刺激人的呼吸系統(tǒng)．并能與血紅素結(jié)合而生成亞硝基
血紅素而使人中毒，與NO相比．NO 的危害要大的多；
NO 對大氣環(huán)境的危害還在于易于形成光化學(xué)煙霧和
酸雨。由于目前歐洲國家能源結(jié)構(gòu)的特點是以使用石油
和天然氣燃料為主，加之汽車工業(yè)發(fā)達，NO 對大氣環(huán)
境的危害甚大，所以，對NO 的治理相當(dāng)重視。N 在
高溫狀態(tài)下主要以NO的形式存在，而在低溫狀態(tài)時多
以NO 的形式存在 玻璃熔窯廢氣中的Nq，初始9oZ
～ 95 為NO，但在排放過程中，隨著溫度的下降而逐漸
轉(zhuǎn)化為NO 。
歐洲國家在降低玻璃熔窯廢氣中的NO 排放量方
面作了大量的研究工作并取得了重要進展．玻璃培窯廢
氣中的NO 的治理措施大致可分為一次措施和二次措
施
一次措施突出污染源控制，即在產(chǎn)生NO 的源頭上
進行嚴格控制，限制NO 的形成，主要的一次措施如下：
(1) 氧助燃技術(shù)
氧助燃技術(shù)包括富氧燃燒或全氧燃燒技術(shù)，盡管玻
璃熔窯在采用氧助燃技術(shù)后的廢氣中的N0 排放濃度
有可能增加，但由于廢氣排放總量的大幅度降低，NO
— — n ——
生成量可以大大減少。因此，該技術(shù)已在歐洲國家的玻
璃熔窯(尤其是瓶罐玻璃熔窯)上得到推廣應(yīng)用。
(2) 分層燃燒技術(shù)
根據(jù)玻璃熔窯中的火焰燃燒狀況，燃燒區(qū)大致可以
分為兩區(qū)，一是高溫區(qū)(即熱區(qū))，呈氧化愨；二是低溫區(qū)
(即冷區(qū))，呈還原態(tài)。所謂分層燃燒的作用主要在于降
低熱區(qū)溫度以減少Nq 的生成量，火焰噴射時，同時向
上、中、下多點噴射，在助燃空氣的作用下。形成上、中、
下多層燃燒。據(jù)法國環(huán)保專家介紹，采用分層燃燒技術(shù)
以后，器皿玻璃熔窯廢氣中的NOx可減少30 ～50％。
(3) 采用低的空氣過剩系數(shù)
研究結(jié)果表明：高溫及過量的助燃空氣會導(dǎo)致NO
生成量的增加，采用低的空氣過剩系數(shù)就是用最小過剩
的空氣量來氧化燃料 減少高溫火焰區(qū)的NO生成量。
德國西門子公司開發(fā)的玻璃培窯Lambda(k)控制軟件
正是基于此原理，目前已開始在歐洲國家的玻璃熔窯上
推廣應(yīng)用。
(4) 選用低氮噴槍
近年來 為降低玻璃熔窯在燃燒時的NO 生成量，
歐洲國家相繼開發(fā)了低氮噴槍，這種噴槍主要是通過分
段加人燃料或助燃空氣以及對各段的燃燒溫度進行嚴
格控制來降低玻璃熔窯在燃燒時的NO 生成量．目前已
開始在瓶罐玻璃熔窯上推廣應(yīng)用。
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建筑玻璃與工業(yè)玻璃2000，№3
二次措施是指對熔窯廢氣中已經(jīng)產(chǎn)生的NO 進行 由于采用了特殊的催化劑．該方法可在較低溫度下
處理．從而降低廢氣排放時的NO 濃度和NO 的排放 使用．廢氣處理溫度可降至250"C～450lc．其除NO 的
量．主要的二次措施如下： 效率可達8O ～9o ，但運行成本較高。
(1j 3R技術(shù) (3 非催化選擇性還原法(SNCR法)
3R的吉義是在蓄熱室(Regenerator)里進行反應(yīng) 非催化選擇性還原法是指在廢氣處理過程中使用
(Reaction)和還原(Reduction)．該技術(shù)是由英國皮爾金 氨水(NH。)來將玻璃熔窯廢氣中的Nq 還原．生成對環(huán)
頓公司開發(fā)的．其特點是向蓄熱室添加天然氣等碳氫燃 境無害的氮氣和水蒸汽．其主要的化學(xué)反應(yīng)式如下：
料．使其與蓄熱室廢氣中的NO2發(fā)生反應(yīng)而生成對環(huán)境4NH。+6NO~5N，+6H O
無害的氮氣和水蒸汽．并對這種廢氣有控制的進行燃 采用該方法的反應(yīng)溫度較高．最佳反應(yīng)溫度為
燒．由于并不在蓄熱室里燃燒．沒有過熱危險，也不會引 950"C左右．其除NOx的效率低于3R技術(shù)和SCR法，但
起對格子體的燒損．并可使廢氣在對外排放時不再殘存 運行成本較低．近年來也有用尿素取代氨水作還原劑的
可燃氣體。其主要反應(yīng)式如下： 報道
CH．十4NO~2N +CO +2H O 6 結(jié)語
2NO+2CO~N +2C0 歐洲國家都十分重視環(huán)保法和玻璃熔窯廢氣的治
2NOG2H 斗N 十2H O 理．制定了一整套完整的玻璃熔窯廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)
研究結(jié)果表明：與其他除NO 的技術(shù)相比．該技術(shù) 的排污收費標(biāo)準(zhǔn)．建立了較為完善的環(huán)保管理體系，在
可同時適用于浮法玻璃熔窯和瓶罐玻璃熔窯．具有應(yīng)用 新標(biāo)準(zhǔn)的頒布和執(zhí)行方面．留有一段較長的時間差．使
范圍廣、操作使用方便、不使用化學(xué)藥品、運行成本低和 相關(guān)企業(yè)可以提前作好廢氣治理準(zhǔn)備．例如：sO 排放
除NO 效果好等優(yōu)點。采用該項技術(shù)．玻璃熔窯廢氣中 標(biāo)準(zhǔn)在新標(biāo)準(zhǔn)頒布5年后才開始執(zhí)行；粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)在
的N 生成量可減少80 以上；某700t／d浮法玻璃熔 新標(biāo)準(zhǔn)頒布10年后開始執(zhí)行 在玻璃熔窯廢氣的治理
窯采用該項技術(shù)以后．廢氣中的N02排放濃度由 方面．強調(diào)預(yù)防和對污染源的控制．除以上介紹的各種
2200mg／Nm 降到了300rng／Nm ；目前該技術(shù)已開始 治理方法以外．還正在致力于能同時除去sO 和NO
在歐洲國家推廣應(yīng)用 技術(shù)的研究工作。
(2) 選擇性催化還原法(SCR法) 隨著我國《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
選擇性催化還原法是指在廢氣處理過程中使用氨 (0B9078-1 99 6)和國家環(huán)保局《兩控區(qū)酸雨和二氧化
水(NH。)作還原劑．在特殊的臺金催化劑(如V O 一 硫污染綜合防治行動方案》的實施，對玻璃熔窯廢氣進
T[O )的催化作用下．使NH。與廢氣中的NO在催化劑 行綜合治理已經(jīng)成為我國玻璃工業(yè)面臨的嚴峻課題
表面進行還原反應(yīng)而生成對環(huán)境無害的氮氣和水蒸汽， “他山之石，可以攻玉“，愿本文能對我國玻璃熔窯的廢
其主要反應(yīng)式如下： 氣治理有所幫助。
4 NO+ 州 。
遒鑲 破 倘 ， 砰于 沒 一 ，
j I
，一 連續(xù)壓延玻璃生產(chǎn)線設(shè)計要點
。 ’ 1 c 、／ >
國家建材局蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院 門f、 歲
我國第一條連續(xù)壓延玻璃生產(chǎn)線，l 965年在湖南
省株洲市建成。三十多年來，我國壓延玻璃生產(chǎn)穩(wěn)步發(fā)
展．至1 998年底，國內(nèi)約有20條生產(chǎn)線在運營，年產(chǎn)壓
花玻璃約340萬重箱 1999年國內(nèi)又有多條壓延生產(chǎn)
線在新建或改擴建，當(dāng)前，若不實施有效地宏觀總量控
制，不重視產(chǎn)品質(zhì)量．可以預(yù)料．在不太長的時間內(nèi)，壓
花玻璃市場繼浮法玻璃之后，將面臨新一輪價格大戰(zhàn)的
嚴重局面。平扳玻璃生產(chǎn)企業(yè)家要清醒認識到，當(dāng)前，我
國平板玻璃市場，已快步進人了買方市場階段，近幾年
浮法玻璃產(chǎn)品價格大戰(zhàn)，就是活生生的現(xiàn)實。怎么辦?路
5 一

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