玻璃熔窑氮氧化物排放及控制技术

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1、玻璃熔窑氮氧化物排放及控制技术玻璃熔窑氮氧化物排放及控制技术玻璃熔窑氮氧化物排放及控制技术玻璃熔窑氮氧化物排放及控制技术玻璃熔窑氮氧化物排放及控制技术2008年第3期中国玻璃33玻璃熔窑氮氧化物排放及控制技术刘科中国建材国际工程有限公司广东深圳518054摘要:本文介绍了氮氧化物(NOx)在玻璃熔窑中形成的原因,对目前国内外常用的几种控制氮氧化物排放控制技术做了介绍,并叙述了有关国内外NOx控制情况以及国内玻璃行业目前应该开展的工作.关键词:NOx控制排放烟气净化l前言玻璃熔窑废气中污染物主要有烟尘,CO,SO:及NOx,产生的污染严重

2、制约了我国能源工业乃至整个国民经济的持续发展,对我国的生态环境造成了严重的破坏.玻璃熔窑中排放的NOx——NO和NO:的混合物.它是导致区域环境质量恶化的重要因素:(1)是造成酸雨的主要因素;(2)生成光学烟雾,降低大气能见度.(3)可导致人体呼吸系统功能紊乱;(4)腐蚀材料及对吸收C02的植物和树木造成伤害.玻璃熔窑是集中的燃料燃烧大户,其NOx排放量大且相对集中,较其他分散的设备较易控制,如采取措施可以大幅度减少NOx排放.现役熔窑对低NOx排放控制技术存在巨大的需求.在今后,随着人们对环境提出更高的要求,对NOx的排放控制将会日趋

3、严格.因此引进和吸收发达国家先进的NOx排放控制技术与烟气脱氮技术,探索出适合我国国情的NOx污染控制技术对玻璃熔窑来说势在必行.2NOx形成原因2.1原料中的硝酸盐分解玻璃原料中的硝酸盐在高温的环境下部分分解产生NOx.2.2热力型NOx空气中的氧fO:)和氮(N2)在燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO和NO:.其总反应式为:N2+O2=2NO2NO+O2=2NO2反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响,平衡时NO浓度随温度升高迅速增加.玻璃熔窑中NOx初始90～95%NO,剩余以NO形式存在.但在排放过程中,随着浓度的下降,

4、NO将逐渐转为NO.此热力型NOx为玻璃熔窑NOx产生的主要原因.2.3燃料型,,NOx燃料中的NOx在燃烧过程中氧化反应而生成的NOx在燃料进入熔窑内被加热后,燃料中的氮有34中国玻璃机化合物首先被热分解成氰(HCN),氨(NIL,)和CN等中间产物,它们随挥发份一起从燃料中析出,它们被称为挥发份N.仍残留在燃料中的氮化合物,被称为焦炭N.随着窑内温度的升高挥发份N的比例增大,焦炭N的比例减小.挥发份N中的主要氮化合物是HCN和NH,,它们遇到氧后,HCN首先氧化成NCO,NCO在氧化性环境中会进一步氧化成NO,如在还原性环境中,NC

5、O则会生成NH,NH在氧化性环境中进一步氧化成NO,同时又能与生成的NO进行还原反应,使NO还原成Nz,成为NO的还原剂.由于玻璃熔窑燃烧总体为氧化性环境,因此将产生大量NO.主要反应式如下:在氧化性环境中,HCN直接氧化成NO:HCN+O—}NCO+HNCO+O--+NO+CONCO+OH—+NO+CO+H在还原性环境中,NCO生成NH:NCO+H--*NH+CO如NH在还原性环境中:NH+H—}N+H2NH+NO—+N2+OH如NH在氧化性环境中:NH+O2—+NO+OHNH+OH—}NO+H2NH,氧化生成NO:NH3+OH—}N

6、H2+H20NH3+O—NH2+OHNH2+O—NO+H23N排放控制技术—低NOx燃烧3.1全氧助燃由于完全不同于空气助燃,没有氮气参与反应,无热力型NOx,不会造成NOx大量排放.3.2基于空气助燃的低NOx燃烧技术2008年第3期由NOx形成原因可知对NOx的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气.低NOx燃烧技术就是通过控制燃烧区域的温度和空气量,以达到阻止NOx生成及降低其排放的目的.对低NOx燃烧技术的要求是,在降低NOx的同时,使熔窑内燃烧稳定,且飞灰含碳量不能超标.3.2.1燃烧优化燃烧优化是通过调整熔窑内燃烧配风,

7、控制NOx排放的一种实用方法.它采取的措施是通过控制燃烧空气量,保持每只燃烧器的燃料比相对平衡及进行燃烧调整,使燃料型NOx的生成降到最低,从而达到控制NOx排放的目的.燃料不同,燃烧所需的理论空气量亦不同.因此,在运行调整中,必须根据燃料的变化,随时进行燃烧配风调整.调整各燃烧器的配风,保证各燃烧器进料的均匀性,其偏差不大于5%～10%.二次风的配给须与各燃烧器的燃料量相匹配,对停运的燃烧器,在不烧火嘴的情况下,尽量关小该燃烧器的各次配风,使燃料处于低氧燃烧,以降低NOx的生成量.3.2.2深度氧分层技术分层燃烧技术是目前应用较为广泛

8、的低NOx燃烧技术,它的主要原理是将燃料的燃烧过程分段进行该技术是将燃烧用风分为一二次风,减少燃料燃烧区域的空气量(一次风),提高燃烧区域的燃料浓度,推迟一二次风}昆合时间,这样燃料进入窑炉内时就形成了一个