陶瓷窑炉烟气治理及低氮燃烧技术的推广

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 陶瓷窑炉烟气治理及低氮燃烧技术 的推广 摘 要：陶瓷行业的环保治理对 于促进行业的可持续发展具有重要意义， 本文主要探讨了陶瓷窑炉烟气的几种治 理方法，并重点对低氮燃烧技术进行推 广。 中国论文网 /7/view-12938098.htm 关健词：陶瓷行业；节能环保； 低氮燃烧 1 引言 目前，中国已成为世界最大的建 筑陶瓷生产国，2016 年陶瓷砖产量完成 110.76 亿平米，受环保意识及技术的制 约，建陶行业对环境的影响和危害日益 显现，环保治理迫在眉睫。近日，佛山 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 市环境保护委员会发布了佛山市 2017 年陶瓷行业大气污染深化整治方案 ， 方案提出在今年 10 月 1 日前，佛山全 市陶瓷行业大气污染物氮氧化物排放限 值收严为 100 mg/m3。本次方案中除了 氮氧化物排放浓度收严为 100 mg/m3 外， 还提出按月对氮氧化物、二氧化硫、烟 尘 3 项污染物指标进行实际排放总量核 定，实行排放浓度和排放总量双达标控 制。新环保政策下这些严格排放标准也 促使陶企以及上游的陶机设备供应商需 尽快提升陶瓷行业自身的污染治理水平。 日前，中国科学院工程热物理研 究所代表莅临佛山市陶瓷行业协会，针 对目前陶瓷行业节能减排、减少氮氧化 合物排放的研究进行了成果分享，包括 摩德娜在内的数家陶机企业与中科院专 家一起共同探讨“ 陶瓷窑炉低氮燃烧技 术”。 氮氧化物的排放量与燃料燃烧时 的温度有关，不同瓷砖品类其窑炉烧成 温度不同，氮氧化物的排放量也不同， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 因此排放标准的制定不应一刀切。本文 探讨一种低氮燃烧技术，其核心是采用 低氮燃烧技术在窑炉抑制 NOx 的产生， 可以成为降低烟气净化成本的新途径。 这一新技术的成果阵列预混喷嘴已经广 泛 用在了燃气轮机燃烧室，并取得 了很好的效果。借鉴燃气轮机燃烧室分 级燃烧的控制方法，并移植到陶瓷行业 当中，因为燃料是水煤浆的喷雾塔是产 生氮氧化合物较多的地方，在此部分尤 其易于推行低氮燃烧技术，这是陶瓷行 业低氮燃烧推行的初步方案。预计陶瓷 行业运用此技术氮氧化物 NOx 的排放 量可以降低到 30 mg/m3 左右。 2 污染物及来源 建陶窑炉烟气中的污染物有 SO2、颗粒物、NOx、氟化物、氯化物 及重金属（Pb 、Cd） 。1 （1）SO2：使用未经净化脱硫 的燃料（如水煤气）等；制粉工段的 煤粉及水煤浆中含硫； 坯体中的含 硫矿物高温烧成时溢出。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 （2）颗粒物：坯体微尘、煤气 夹带、工况吸入。 （3）NOx：主要是燃料燃烧时 产生，空气中的氮气（N2）在高温下与 氧（O2）发生反应生成 NOx。 （4）氟化物：坯料及釉料中的 含氟矿物，在高温烧成时分解，以 SiF4、HF 的形式溢出。 （5）重金属：坯体釉料中含有 的 Pb、Cd 等重金属。 3 建陶环保治理的总体思路 建筑陶瓷生产中，80%的窑炉采 用自制的水煤气，而制粉工段基本都采 用煤粉或水煤浆。因此，考虑我国以煤 炭消耗为主的能源状况以及燃料成本的 因素，针对建陶生产的工艺特点及现状， 在烟气治理方面要想完全实现排放达标， 单纯改用清洁能源并不现实，需要从整 个陶瓷生产工艺上去控制和采取科学的 治理方法。 工业窑炉的环保模式分为燃烧前 （如洗选煤等） 、燃烧中（炉内喷钙等） 、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 燃烧后（烟气治理）三种模式，鉴于建 筑陶瓷生产特点及污染物（多途径）的 产生机理，需要结合这三种模式治理的 方法，即对污染物进行环保处理。 4 窑炉烟气硫化物治理 窑炉烟气主要污染物为 SO2 及颗 粒物，根据实际检测和调研，窑炉烟气 中 SO2 浓度基本在 150 600 mg/m3，颗粒物的浓度基本在 80 200 mg/m3。建陶行业中烟气脱硫主要 采取的方法有以下两种。 （1）双碱法 目前业内的窑炉烟气环保装备， 脱硫大多采用的是双碱法 ，具有很 大的技术局限性。其采用 NaOH 做启动 吸收剂来吸收 SO2，然后再通过 Ca（OH ）2 将 Na2SO3 或 Na2SO4 置换 回 NaOH。 双碱法既做不到长期稳 定达标排放，又因钠碱价格较贵，消耗 量大，导致企业长期运行成本居高不下， 这是目前所有采用双碱法的陶瓷企 业普遍遇到的困境。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 另外， 双碱法需配有相当规 模的沉淀池。占地面积大，池子外露， 还造成大量水分被蒸发，同时部分未被 脱除的 SO2、HCl 等有害气体也会随之 溢出。 （2）石灰石石膏法 基于石灰石石膏法的烟气 一体化治理技术，此技术工艺路线成熟 合理，采用石灰做脱硫剂，经济实用， 最终产物为硫酸钙，滤除方便且无二次 污染。此方法在建陶行业中已较为成熟 并得到广泛应用。 5 窑炉烟气氮氧化物治理 我国 2016 年建筑陶瓷生产总量 110 亿平米，通过估算我国每年 NOx 排 放量约 110 万吨，脱硝是个迫在眉睫的 重大任务。 最新的陶瓷行业的 NOx 限值为 100 mg/m3。工业烟气脱硝技术目前一 共有三种：选择性催化还原（SCR） （适用于 NOx 浓度300 mg/m3 ） 、低 氮燃烧（适用于新建窑炉） 、选择性非 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 催化还原（SNCR） （适用于 NOx 浓度 300 mg/m3） 。 选择性催化还原法（SCR） ，因 具有效率高、技术成熟可靠、无脱硝副 产物处理成为当今世界治理 NOx 的主 要方法。自 70 年代起就在欧美及日本 等发达国家得到广泛应用。也成为十二 五的重点推广脱硝方法。但其仍存在技 术由国外垄断，运行中消耗氨水、催化 剂使用一定时期需要更换增加了运行成 本，废催化剂属危废并威胁环境安全等 问题。 南京工业大学材料化学国家重点 实验室则研发了一项新型的脱硝技 术稀土基脱硝催化剂技术。经过多 年的研究实践，该技术存在着高效、无 二次污染、活性温度窗口宽，失效催化 剂无需危废处理等优点。该催化剂是脱 硝的新利器，该项新技术对于陶瓷行业 来说将是促进环保生产转型的新动力。 低氮燃烧新技术比 SCR 更具应 用前景；如果低氮燃烧技术能在陶瓷行 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 业大面积工业化和产业话的