浮法玻璃工厂环保新概念.pdf

3 一 3 3 浮 法 玻 璃 工 厂 环 保 新 概 念 蒋 文玻 蚌埠玻 璃工 业 百 磊蘸 礴市 2 3 3 0 1 8 T设 7 7 一 孑 z z 摘要简 要介 绍 丁浮 法 玻璃 工 厂环 境保 护 的全 新 概 念 较 为 系统地 总结 了 解决 浮法 玻 璃 工 厂环 境 保 护 的具体 措 藏 关 键 词翌 苎 厂 堡 堡 翌 技 r 玻璃工 业作 为 国民经济 非 常重 要 的基 础 性产 业 既是耗 能大 户 又是 污染严 重 的行 业 之 一 全 新环境 保护概 念 的浮法玻 璃工 厂具 有 下基本 特征 在 生产 过程 中 实现 有害 物 质 零 排 放 或 尽 量 降 低 有 害 物 质 的 排 放 量 综 合 利用 废弃 物资 源 包括 厂 内及 厂 外 产 品可 循 环或 回收 利用 生产 的产 品以改 善生产环 境 提高 生活质 量 为宗 旨 即 产 品 不仅 不 损害 人 体健 康 而应有 利 于 人 体 健 康 具 有 多 功 能 化 如 灭 菌 除臭 隔 音 隔 热 防火 调 湿调 温 节能等 因此 全 新环保 概念 的浮法 玻 璃工 厂 即集 节 能 低消 耗 环 保 低褥 染 低 成本 高效 率 为一体的绿 色 工 厂 环境 保护 问题 已成 为世界各 国政府 关 注 的焦 点 可 以想象 未 来各 国更 加严 格 的环 境 保 护 法律 将 相 继 出 台 甚 至 产 品是 否 为节 能 环保产品也 将直接 影 响该产 品能 否进 入国际 市场 因此 如 何提 高能 源 资 源 的 综 合 利用 率 降低 生产成 本 保 护 环 境 减 少 污染 将 直 接 影响玻 璃工业 的持续 高 速发 展 进 行 污染 治理 已成 为亟待解 决 的课题 本 文将重 点从 固 液 气 三方面具 体 阐述浮法 玻璃 工 厂节 能 利 废 的环 保 措 施 1 浮 法玻璃工厂污 染的种 类及来 豫 浮法 玻 璃 工 厂 的 污 染 主 要 有 废 渣 废 水 废气 热 污染 废热 噪音等 3 O 废渣 主 要包括 废 弃耐火 材料 废弃配 合 料 超 细原 料 粉尘 碎 玻璃 浮 渣 釉子 氧 化 锡 浮 渣 燃 烧 燃 料 的废 渣 烟 道 灰 废 水 处 理后 的污泥和 固体悬 浮物 包装 材料 的废 料 报 废 零 件 及 金 属 屑 等 废 水 主 要 来 源 于 原 料 车 间 冲 洗 地 面 粉 尘 的 废 水 油 罐 区 含 油 废 水 部 分 循 环 水 洗 涤 原 料 废 水 生 活 废 水 等 废 气 包 括 CO z S O NOx C O HF 等 有 害 气 体 C Oz 主 要 来源 于 燃 料 S O 主要 来 源 于 燃 料 及 玻 璃 原 料 NO 主 要 来 源 于 助 燃 空 气 和玻 璃原料 热污 染主要指 玻璃 熔窑 的能源 利用 率较 低 能耗高 导 致 大量 的废热排 人 大气而 产 生 的 污染 噪 音 污染 主 要 来 自原 料 车 间 熔 制 车 间 切 装车 间 机 修 车 间 耐火 材料 车 间 水 泵房 等 处 2浮法玻 璃工厂污 染防治 的具体 措施 2 1 固 体 废 弃 物 的 综 合 治 理 1 废 弃 耐 火 材 料 过 去熔 窑冷 修拆 除下来 的废砖 材处理 的 方式 一 般是 要 么用来铺 路 填坑 填海 要 么 堆放 对于 后一种 处理方法 不仅浪 费资源 而 且 占用 了大 量 的土 地 造 成对 环 境 的二 次 污 染 目前处 理废 弃耐 火材料 的方 法 除 了作 铺 路 填 坑 填 海 材料 外 已经开 发 研 制 出 一 种 玻 璃2 7卷5期 维普资讯 处理废 弃耐 火 材料 新技 术 即根据 熔窑 的不 同部位 耐火 材料 的材质 及侵 蚀情况 回收再 利 用 现在 国外有 些公 司开始 开发将 废 旧硅砖 作 为高 质量 的熔 窑保温 隔 热材 料 当然作 为 保温 隔热材 料的废 旧硅 砖必须 与熔 窑 同部位 传统 使用 的保 温隔 热材 料 新 生产 出来 的性 能相 同 由于 硅砖在高 温状态 下 受到碱蒸 气 的 侵蚀 本 身 的 晶相结 构 及 组成 都 发生 了较 大 的变化 因此 必须确 定废 旧硅砖 的化学 组 成 及矿物相 结构 根据 长期 的经验 确定废 旧 硅 砖 的化 学 组成 分三 步 首先 可 以 用裸 眼 观 察 硅 砖 的外 观 颜 色 如 果 硅 砖 的热 面呈 绿 色 且 部 分 带 有 米 色 一 般 不 能 作 为 保 温 隔 热 耐 火 材 料 而棕 色的 可 以作 为保 温 隔 热 耐火 材 料 其 次 必 须 通 过 进 一 步 化 学 分 析 法 确 定 硅 砖 的 化 学 组 成 最 重 要 的 是 确 定 Na O Al 2 O3 Ca O F e 2 Oa 的 含 量 特 别 是 要 求 Na 2 O 的含 量要 低 因 为它 们直 接 影 响废 旧 硅砖 能 否 作 为保 温 隔热 耐 火材 料 再 其 次 必须 确 定 废 旧 硅 砖 的矿 物相结 构 通 常未 使 用 的硅 砖 含 有 大量 的 鳞石 英 方 石英 玻 璃 相 有 些 硅 砖还 含有少 量 的残 余石英 但使 用后 的硅砖 晶 相发 生 了 变化 因而 必须 通 过 分析 确定 硅 砖 的晶相组 成 若 硅砖 中的 晶相 主要 是鳞 石 英 作 为保 温隔 热材 料就 较为理 想 2 废弃配合料 废 弃配 合料 主 要来 自配 合 料 错 称 设 备 的维 修和 清 扫 混料 机混 合 过 程 以 及皮 带输 送机 输送过 程 中产 生 的 一般 情况 下 对于 国 外 大型 浮 法玻 璃 生 产线而 言 由于错 称 产 生 的废 弃配合料 大约在 2 0 5 0 t 周左右 通 常 的处理 方法就 是掩埋 这 不仅浪 费 了资源 而 且增 加 了生产成本 目前最 新 处理废 弃配 合 料技 术 根 据 废 弃配 合料 是 否 受到 污 染 的 情 况 将未受 到污染 的配 合料 回收再利 用 首先 在原料 车间必须 设计 一个专 门废弃 配合 料 回 收及 存 储 系统 然后 将料 斗 中的废 弃 配合 料 徐徐 注入 配 台 料混 台 机 废 弃配 合 料 加入 量 的多 少 将影 响玻 璃的 质 量 通过 试 验 及 各种 方 法 证 明如 果 废弃配 合 料 加入 量不 超过 每 玻 璃2 7卷5期 副 配合 料 的 1 重 量百 分 比 根 本 不会 影 响 玻璃 的质 量 通 常 每 5 0 0 0 k g配 合 料 加 入 2 0 4 0k g废弃配 合料 这不仅 降低 了成本 而且有 利于环境 保护 3 粉 尘 粉 尘 主要 来 自原 料车 间 在原 料加 工 和 输送过程 中产生 不但 对人体有 害 而 且 不利 于配合 料的熔化 从而 影 响玻 璃质 量 由于 超 细 原料粉 尘 得 不 到利 用 造 成 严重 的资 源 浪 费 目前 国外 已成功 地 开发 出 回收 超细 原料 粉技 术 通 过各 种 收 尘装 置 将 回 收超 细 粉制 成粒化 料 有 效地 利用 资源 并 且达 到了 节能 的 目的 4 平板 碎玻璃 包括 厂 内部 和外部 目前 浮法玻 璃 厂的碎玻 璃 主要 来 自生产 线上切 裁玻 璃 边料 和报废 的玻 璃板 在浮 法 玻璃 生产 过 程 中 由于配 合 料 加入 碎 玻璃 的 量较 小 同时各 个 厂 家 考虑 到 外 部 来 的平板 碎玻璃 如 汽 车碎 玻 璃 建 筑 碎 玻 璃 质 量 和 组 成 无 法 保 证 势 必 影 响 本 厂 生 产 出 的玻 璃 质 量 因此 即使 本 厂 的碎玻 璃 量 不 足 厂家 也不愿用外 来的碎玻 璃 但是 浮法玻 璃 厂如 果 能够 充分 利 用外 来 平板 碎玻 璃 在 不影 响 本厂玻璃 质量的前 提下 不仅 可 以降低 生产 成本 节 能 降耗 延长 熔 窑 的使 用 寿 命 而 且 有利 于保护 环境 对用 于生 产高质 量透 明浮 法玻璃 的外 部平 板 玻 璃要 求是 首 先 回收 的 碎 玻璃 中压 延和 着色玻 璃 的 比例不 得 超过 5 对其 它物质 含量要求 如表 1 寰 1 破 性垒属 5 g 铝 锝 5 g l 0 r a m 石 子 瓷片 陶 瓷 2 0 m m 术 屑 1 5 mm 苒 它有 机物 质 5 0 mm t 5 g 说 明 上述 表 中指 的是 l t 碎 玻璃 中 各橱 质 含量 目前 国外生 产 透 明 浮法 玻 璃 的 外部 平 板碎玻璃 的 回收 建 成 比较完善 的专 门 回收 31 维普资讯 加 工 再 利 用 的 体 系 而 且 有 政 府 部 门 的 扶 持 面 国 内现 在 还 没有 建 立专 业 化 的处 理 体 系 必须结 合 中国 国情 首 先要研 究玻璃 配方 如 何 修改 生 产 工 艺 如何 调整 以适 应 不 同 的 平板 碎玻璃 其 次 就是 建立 回收 渠道 随着 资 源 能 源的 紧张 浮 法玻璃 厂 回收利 用平板 碎 玻璃 将变得越 来越重 要 其 它固体 废弃绚 回收 利用与 处 理的方 法 如 表 2 裹 2 序 号 固体 废弃 名豫 回收 利用 的可 能懂 址 理方 法 1 吐璃j 点曲萍 羞置 齄 子 嚏坑 铺麝 2 二氯化 蕾萍 羞 回收 金属 锯 唯量 3 藏矗 嚼辩 I 气的 蝈生 蝈遘 燕 坑 5 蕾 石 尾移 污 睨 曹麝 建筑 材辩 用 矿 坑 填 蒋 蕾木 扯 理 后 的 污 挹 畦量 6 限丧土垫 地 目体 量萍 7 术材 遗 角辩 术 屏 奄纸 翻 术 属 扳 琢 旧 辩董 烧 抖 8 霞纸 张 回收 再 用 照烧 9 莨矗辩 废量 雎 回收 再 用 蜜坑 l 0 蕾蛔 蚨置 盒一 属 回收 再 利用 1 1 五拂片置嗣 固怍再剩用 掩理 2 2度 水 的 综 合 冶理 浮 法 玻 璃 厂 废 水 排 放 量 一 般 每 年 在 1 46 U 0 0 t左 右 1 原料 车 间冲洗地 面粉尘 的废水 这 部 分 废 水 主 要 舍 粉 尘 粉 尘 浓 度 在 1 2 k g m 左 右 目前 采 用 沉 砂 池 沉 降 的 方 法 2 油站 废水 这 部 分 废 水 主 要 舍 油 量 在 6 0 0 6 0 0 0 mg Lt 浮法玻璃 厂 对舍油废 水 处理 常用 的 方 法 有 重 力 分 离法 絮 凝沉 淀法 油 水 分 离 器 除 油法等 3 锅 炉 房 废 水 这 部分废 水通 过 水膜 赊 尘器及 灰渣 沉 淀 池 进 行 处 理 当然 还 有 其 它一 些 处 理 浮法 玻 璃 厂 废 水的方法 如吸附 法 离子交 换 法等 总之 我 们 在 处 理废 水 的 同时 应尽 可 能 地把 水 进 行 多次重 复使用 这 不仅 节约 了用水 保 护 了环 32 境 而且降 低生产 成本 2 3度 气 的 综 合 治 理 废气 主要 指 C O S O NOI 等 有害 气休 目前国 内浮法玻璃 厂 大都未 对排 放 的有 害 气 体进 行 必 要 的处 理 可 以 说 浮法 玻璃 厂 在有 害气体 的 治理方 面还 是空 白 原 因是 多 方面 的 厂 家考 虑到 自身 的经济 利 益 如果 对 废 气 进行 处理 必然增 加投 资 t 提 高生 产 成本 因此 不愿进 行废 气处理 但 是随 着 国家越来 越 重视 环境 保护 实现可持 续发 展 的 目标 今 后必然 将颁 布浮 法玻 璃 厂有害 气 体捧放 的严 格 法翘 和标准 因此 浮法 玻璃厂 对废 气进行 治理 不仅是必 要的 t 也是 必然 的 1 S O 治 理 S o 不 仅对 人体 有 害 而 且 可 产 生酸 雨 造 成农 作物受 害 1 9 9 5年 我 国 SO 捧放量 为 1 3 9 6万 吨 t 预 计 2 0 0 0年 盛 排 放 量 将 达 到 3 8 0 0万 吨 由于 SO 污 染 t 使 得 我 国 每 年 经 济 损失高 达 1 1 0 0亿元 因此 国 家环境保 护 局 要 求 到 2 0 0 0年 S O 排 放 量 不 超 过 2 0 0 0万 吨 目前对 大 型浮 法玻璃 厂来 说 烟气未 经任 何 处 理 国 外 以重 油为 燃 料 的 熔 窑 S 排 放 量 在 1 5 0 0 3 0 0 0 g Nm 1 1 0 k g h 以 s重 量计 算 而 以天 然 气为 燃料 的熔 窑 s O 排 放量 大于 7 4 0 7 8 m h 而 国 内 S O2 捧 放 量 在 2 8 0 0 mg Nm 浮法玻 璃 熔窑烟 气脱硫 的方 法有 湿 法 半干 法 干 法 其 基本反 应机理都 是 使烟 气 中 与 吸 收 剂 发 生 反 应 生 成 硫 酸 盐 石 灰 石 灰 石 石 膏 法 半 干 法 是 目前 应 用最 广 最 经 济 成熟 有效 的方法 其具 体流程 如 图 此 种 工 艺 的 脱 硫 指 标一 般 可 将 浓 度 为 1 8 4 0 mg m S O 降 低 到 8 0 0 mg m 脱 硫 效 率 为 5 6 5 同时脱 硫后的 副产 品 脱 硫 石 膏 经工 业 处 理 后 在我 国可 用 作水 泥辅 料 缓 凝 剂 防水纸 面 石 膏板 纤 维石 膏 板 石 膏矿 渣 板 石 膏 砌 块 石 膏 空 心条 板 石膏 系 列 粉刷 材 料 一高 强石 膏 用于 陶瓷工 业 模 型 铸造 工 业 精 密 俦造 等 自流 平石 膏 用 作房屋 的防潮层 隔 音层 隔热层 盐碱 地 改 玻 璃2 7卷5期 维普资讯 吸 收 剂 淳 法 玻 璃 埠 窑 虎 琉 工 艺 圈 良等 不仅解决 了环境 污染问题 而 且可 以收 回投 资和基本 上抵 消设备运 转费 当然 为了 使副 产 品的有 效利 用 得到 解决 以便 推 进 浮 法 玻璃 厂烟 气 脱硫 技 术在 我 国的 普 及 政 府 在 相关 行业 刺 用石膏作 原料 的企业 的设 备 调 整 改 造 上 进 行 一 些 必 要 的 行 政 指 导 2 CO 治理 C Ot 之所 以被 称 为污 染 气 体 是 因 为 它 产生 的温室效 应导致 了地球 气候 的 变化和 给 生 物 的 生 长 发 育 带 来 严 重 后 果 现 在 世 界 各 国普遍 重视 C Ot 捧放 大型 浮法玻璃 厂 c O 捧 放量 为 5 0 0 6 0 0 k g 吨玻 璃 液 但 是 就 目 前而言 对 浮法玻 璃厂来说 还 没有有 效处理 C Oz 的方 法 唯一 的 简 单的 办 法就 是 节 省 能 霭f 降低能耗 3 No 治 理 NO 是 化学 烟 雾 酸 雨 和 降低 臭 氧 层厚 度 的主要 祸 镉f 对人 动物 植 物 及 环境 构成 极 大危 害 因而 已成 为评 价环 境 的重 要 指 标 之一 大型浮法玻璃厂 No l 捧放量为 8 5 k g h 1 1 7 0 3 0 0 0 mg Nm 左 右 根 据 NoI 产 生 机 理 1 NoI 的 形 成与 窑 内 温 度 窑 内 o 和 Nt 的浓度 o 和 Nt 在窑 内停 留的时 间等 因素有关 控制 浮法玻璃 厂烟气 中 No 的措 旄可 分 为一次措旄 和二次措 施 I 一 次 措 旋 改善 燃 烧 的措簏 A 调 整 空 气过 剩 系 数 如 L a mb d a控 制 B 熔 窑 废 气 再 循 环 E GR C助 燃风分段 燃烧 D 燃油 燃气 分 袁 璃2 7卷5期 段燃 烧 E降低助 燃风 温度 F降低燃 烧温 度 等 措麓 改 善工 艺操 作 A 增 加 碎玻 璃 用 量 B降低熔 化温度 C加 强窑体 减少 熔窑 漏 风 D减少作 为澄清剂 使用 的硝酸 盐 的用 量 E调整 喷枪 位置 倾 斜 角及数量 其它一 次 措旄 A 全 氧燃 烧技 术 与传 统 的 空气 助 燃 技 术相 比 这种 技 术 可 减 少 NO 7 0 9 0 由于 烟 气 量大 大 减少 烟气 热损 失 也 显著 减 少 从 而 亦 显 著 节 约 燃料 进 而 降 低 了 cO 捧放量 同时玻璃 的质量 产量和 成品率 也得 到 了 相 应 的 提 高 该 技 术 一 次 性 投 资 较 大 但 通 过 节 能 和降 医生产 成本 基 本 上可 抵 消 投 赍成本 目前 只有 美 国有两 条浮法 玻璃生 产 线采 用 了全 氧 燃烧 技术 其 中一 条 已于 1 9 9 8 年 投 产 另一 条 将 于 2 0 0 0年 后 投 产 B 电加 热 一种是 浮法玻 璃熔窑 辅助 电加热 这种 技 术 目前 国外 已趋于成 熟 另外一种 浮法玻璃 熔 窑全 电熔 而 该 技 术 目前 只在 小型 浮 法 熔 窑 上 安 装 大 型浮 法玻 璃 熔 窑 尚未 使用 此 技 术 C研 制开发 低氦 喷枪 D改进熔 窑设计 寰 3采 用一 次摄 生 0 骶 t 诨 法 玻璃 砖 窑暑 t 南 指标 未 采用 全 轼撼 兜技 术 名 嚣 灶理前 l 处理后 B熔 化 量 5 9 2 S d 痒 玻璃 量 2 l 撼 抖瘟量 3 3 2 9 k g h 废 气 瘟速 爰 置度 5 7 2 0 0 Nm h 2 2 6 废气 古术 量 8 7 m 1 5 9 8 m g N m J 5 1 0 m t c lV m 下 转 3 7页 33 维普资讯 危 害环 境 因此 该工 艺要 优于 S NC R工艺 且 无辅 加设 备 成本 简单 易控 值得参 考 由上述 这三 种 实用 型 新工 艺 可知 熔 髑 玻 璃 所 产生 的废 气与 许 多 因素 有 关 而 每 一 种工 艺 的提 出都是在 仔细考 虑玻 璃形 成和燃 烧过 程之后 具 有鲜 明的针对性 但 考虑到玻 璃生 产 的复 杂 性 成本较 高等特 点 还 是应 在 基础 方面 多 做研 究 搞清 废 气有 害物 产生 的 原 因 机理 全面彻底地 寻求解 决方 案 以满 足 日益 高 涨 的 环 保 要 求 真 正 做 到 少 排 放 不 污染 环境 节能 高效 地生产 参 考 文献 1 De ni s A w 1 a n J A l e r Ce r m S 0C Bu l 1 V7 6 N1 1 9 9 7 5 9 6 1 C 2 W a g n e Yo u ng J v n e r C e r a m SOC Bu l 1 V7 6 N3 1 9 9 7 57 6 3 C 3 Ha 0 c hl l a n J i 肌 g a n d C La c o m e p r o c d i n g s o f I C C XVI I I 1 9 9 8 A8 P1 4 2 6 4 U Ki r c h e r Pr o c e e d i n g s o f I CG XVI I I 1 9 9 8 B8 P57 65 5 L a i l l e e t a l Ghs Te c h 1 3 4 3 1 9 9 3 9 3 5 6 王 为 吕林 正 中 国 建 材 科 技 V4 4 N2 1 9 9 9 1 6 1 9 7 程继健 硅 酸盐通报 3 E 2 09 8 4 6 5 9 8 To s h i y a s u Ka wa g u e h i e t a l Pr o c e e d i n g s o f I cGX 1 9 9 8 A8 1 4 7 5 6 C 9 J De 丁 l i s A B唧a I l J Ame t Ce r a m S 0C Bu l 1 V 7 6 N 3 1 9 9 7 5 3 5 1 0 G Ev a ns a n d P Qu i r k Ce r a En g S e i Pmc 1 6 2 3 1 9 9 5 1 9 0 4 几十 名 词 解 s c R 引入 氨 的选 择性 有 催 化 剂还 原工 艺过 程 S N CR 引入 氨 的选 择性 无 催 化 荆还 原工 艺过 程 3 R 皮 尔盒 顿再 燃 烧工 艺 上 接 3 3页 I 二 次 措 施 二 次措 施 包括 3 R 法或 重 新 燃烧 法 选 择 性 催 化 法 S C R 非 选 择 性 催 化 法 S C NR 3 R法 0 或重新燃 烧法 这种 在 熔 窑 的小 炉脖 处 重 新 燃 烧法 或 蓄 热 室 处 3 R法 喷入天 然气 使烟 气 中的 NO 与 C o Hz 发 生 反 应 生 成 N C o 和 H O 该 技 术 可 将 NO 降低 8 O 以上 I S C R法 其 原理 是 利用钛 话等 某些 稀有金属 作催 化 剂 NH 作 反应 剂 此 种方法脱 NO 效率 可达 8 O 9 0 但设 备造 价较 高 S NC P法 这种方 法 的反 应剂 一般采 用 NH 或尿 素 正 常反应 温 度 在 8 0 0 1 1 0 0 之 间 最 佳 反 应 温 度 为 g 5 0 因此 应用该 技术 的关 键是 在熔窑 的 烟 道 内寻 找 温度 台 适 的 反应 区 此 法 的脱 NO 效 率 可 达 4 0 7 0 结语 下个 世纪 是 环保世 纪 是 人 类 更 加重 视 可 持续 发 展 的世 纪 面对 日益严 峻 的环 保 形势 浮法玻 璃工厂在 改进生 产工艺 节约 资 源 利 用废 物 发展绿 色建 材 同时 更 应该 进行 环境保 护 意识 环保 知识 的教育 使 全厂 玻 璃2 7卷5