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生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用技術
2023-J-18
申報單位
深圳凱盛科技工程有限公司
推薦單位
深圳市環境保護產業協會
一、技術簡介
適用范圍
不僅適用于玻璃、玻纖、生物質發電領域，還適用于冶金、鋼鐵、垃圾焚燒等領域。
技術原理
本技術針對工業窯爐煙氣中粉塵高粘性、煙氣成分復雜多樣、脫硫廢棄物處置耗損大及煙氣脫硝除塵系統復雜、難以保證煙氣污染物24h超低排放等難題，創新了工業窯爐高溫煙氣干法調質脫硫預處理技術、脫硫廢棄物的資源化利用技術以及一體化脫硫脫硝除塵工程技術等工業窯爐高溫煙氣多污染物協同脫除關鍵技術，攻克了高溫煙氣中粘性粉塵及硫化物脫除難題，實現了工業窯爐高溫煙氣超凈排放及脫硫廢棄物的資源回用，保障后續一體化系統的穩定運行同時降低環保系統能源損耗。
工業窯爐在運行過程中會產生大量高溫煙氣，只進行脫硫脫硝除塵后直接排放造成了資源浪費，且煙氣溫度過高無法直接進行環保治理。本項目針對工業窯爐高溫煙氣資源浪費和環保治理適宜煙溫的問題，創新了工業窯爐高溫煙氣熱資源綜合回收利用關鍵技術，結合高溫煙氣余熱利用技術與污染物減排耦合技術，為環保系統提供了煙氣超凈排放所需最佳煙氣工況，實現了低品位煙氣余熱資源的回收、污染物減排系統的協同耦合及熱資源利用。
工藝路線
來自玻璃熔窯的高溫煙氣，進入余熱鍋爐高溫段先回收余熱，煙氣溫度降至~350℃，再進入高溫干法脫硫中與噴入的碳酸鈉接觸反應，進行煙氣調質脫硫；同時與高溫干法脫硫塔塔體上噴入的氨水/氨氣進行充分混合。混合后的煙氣進入觸媒過濾式除塵器，煙氣中的NOX和NH3在過濾濾芯管所負載的觸媒(催化劑)作用下，發生選擇性氧化還原反應，生成氮氣和水；煙氣中的顆粒物經過濾餅層被捕捉，再經過清灰系統收集下來；與此同時煙氣中的SO2與觸媒過濾濾芯管表面濾餅層(預噴涂的脫硫劑層)進一步反應提高脫硫效率。脫硫脫硝除塵后的凈煙氣再送入余熱鍋爐低溫段，進行余熱利用后，最后經引風機排出煙囪。余熱鍋爐回收煙氣生產出過熱蒸汽，送至汽輪發電機組，發出電力供廠區內使用，減少廠區外購電量；資源化利用脫硫產物，通過反應產物與玻璃生產原料的對比分析后設計研發脫硫產物配料回用系統，使脫硫產物形成閉路循環，實現資源利用。
應用效果
煙氣治理層面實現了一體化技術顆粒物脫除，日均排放濃度(mg/Nm3)：<5；一體化技術二氧化硫酸性氣體脫除，時均排放濃度(mg/Nm3)或去除率：SO2≤20或≥95%；一體化技術氮氧化物脫除，日均排放濃度(mg/Nm3)或去除率：≤30 或≥95%；環保年運行時間(環保)：常年在線。可實現參數要遠優于國標《玻璃工業大氣污染物排放標準》(GB 26453-2022)要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤30，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤200，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤500，與國際相同技術對比，本項目可實現參數要遠優于歐盟 2010/75/EU 要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤10，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤50，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤200。
余熱發電層面實現了發電量(kW)：≥2250；系統自用電率(%)：≤10；年運行時間(h)：8300～8500。優于國內行業標準JC/T2423-2017要求發電量≥1760kW，系統自用電率≤15%，與國際相同技術對比，由于能源結構影響，歐美發達地區無標準，暫時沒有可對比依據。以600t/d單條玻璃工業窯爐煙氣為基準，發電功率可達到2280kW，年運行時間達到8600h，系統自用電率為9.5%，年節約標煤5.9萬噸，可減少CO2排放15.3萬噸。
綜上，該技術不僅實現了熔窯煙氣余熱及脫硫廢棄物的資源回用，還實現了高溫煙氣多污染物協同脫除，兼顧了經濟效益和社會效益。
研發背景
節約能源、保護環境是時代的發展趨勢，也是新時代我國建材工業技術升級的重中之重。建材產品及其深加工制品廣泛應用于地產建筑、汽車及太陽能光伏等領域，不可或缺。建材產業飛速進步的同時，其大量使用的工業窯爐消耗了大量能源和原料，產生大量污染物，是我國污染排放的重點管理對象。2015 年以來，我國依次修訂和頒布了《中華人民共和國大氣污染防治法》和《中華人民共和國環境保護法》，并在“十三五”期間，進一步收緊大氣污染物排放標準，針對重點污染城市，提出“2+26”城市特別排放限值，其重點攻堅的 4 大對象中，鋼鐵、玻璃、水泥等都赫然在列。在當今日益嚴格的環境保護政策下，建材作為傳統工業中典型的高能耗、高排放行業，其發展愈發遭遇排放管控瓶頸，需要對工業熔爐煙氣中的 SO2、NOX、粉塵污染物進行深度治理。
以平板玻璃工業代表，其是國民經濟建設的基礎材料工業，煙氣特性為：溫度高；氮氧化物濃度高；含有三氧化硫、氯化氫等非常規污染物；顆粒物粘性較強；含氧量高。此外，還具有頻繁換火、高粘性粉塵易造成設備堵塞和催化劑中毒失活、煙氣中含有 SO3加劇了設備的腐蝕、單項處理技術功能單一、中低溫 SCR 脫硝效率低等難題。因此火電、水泥、鋼鐵等其他行業的煙氣脫硫脫硝除塵工藝和余熱利用工藝，并不適用于玻璃熔窯。
經過多年的發展，玻璃窯爐煙氣粉塵、SO2及 NOX的單項排放控制技術已基本成熟，但污染物協同超低排放技術有待開發。目前國內煙氣脫硫技術多數為濕法脫硫，其產生的廢渣的利用率不充分。而干法脫硫技術不僅脫硫效率高，而且其副產品還可以充分利用。隨著工業的不斷發展和完善，對工業窯爐余熱的利用要求方式發生了變化，利用生產過程中的余熱建設電站后，電站的產品——電力將回用于生產，給企業帶來巨大的社會及經濟效益。因此，在“數字化經濟”的時代背景下，一種具備“協同減排”“資源回用”“全過程智能化”特性的煙氣治理技術應運而生，成為建材行業綠色轉型的關鍵。
技術特點
一、創新了工業窯爐高溫煙氣干法調質脫硫預處理技術，實現工業窯爐高溫煙氣干法調質及協同脫酸。攻克了高溫煙氣中煙氣成分性質復雜及各污染物綜合脫除難的技術瓶頸，解決了后續煙氣脫硝系統難以長期穩定運行的難題。
二、創新了脫硫廢棄物的資源回用技術，系統解決固體廢棄物污染問題，實現副產物閉路循環與系統近零排放，在滿足污染物深度減排下實現資源利用。
三、創新了工業窯爐高溫煙氣脫硝除塵一體化技術，解決工業領域煙氣減排“卡脖子”技術問題，實現污染物超低排放下的穩定運行。
四、創新了工業窯爐高溫煙氣一體化脫硫、脫硝除塵工程技術，實現了智能控制下的污染物超低排放及最小化能量損耗。超低排放指標可達：顆粒物≤4.5mg/Nm3、二氧化硫≤15mg/Nm3、氮氧化物≤30mg/Nm3。
五、創新了工業爐窯煙氣降溫換熱裝置、余熱發電鍋爐脫硝溫度調節裝置及改進余熱鍋爐設置，實現煙氣治理系統的不間斷運行及對進入脫硝系統煙氣溫度的完全控制，并與環保系統耦合。
二、典型應用案例
案例名稱
河南省中聯玻璃有限責任公司600t/d浮法玻璃退市進園項目余熱發電及煙氣治理工程
案例簡介
河南省中聯玻璃有限責任公司600t/d浮法玻璃退市進園項目的余熱發電及煙氣治理工程由深圳凱盛科技工程有限公司(簡稱深圳凱盛)工程總承包。完工后，項目由業主自運行，深圳凱盛提供技術服務。
達到的標準
余熱發電維度，本項目可實現發電量≥2250kW，系統自用電率≤10%，與國內相同技術對比，本項目可實現參數要優于國內行業標準JC/T2423-2017要求發電量≥1760kW，系統自用電率≤15%，與國際相同技術對比，由于能源結構影響，歐美發達地區無標準，暫時沒有可對比依據。
煙氣治理維度，本項目可實現顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤4.5，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤13，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤30，與國內相同技術對比，本項目可實現參數要遠優于國標《玻璃工業大氣污染物排放標準》(GB 26453-2022)要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤30，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤200，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤500，與國際相同技術對比，本項目可實現參數要遠優于歐盟 2010/75/EU 要求顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤10，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤50，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤200。
業主單位
河南省中聯玻璃有限責任公司
投運時間
2020年10月30日
工藝流程
來自玻璃熔窯的高溫煙氣，進入余熱鍋爐高溫段先回收余熱，煙氣溫度降至～350℃，再進入高溫干法脫硫塔中與噴入的碳酸鈉接觸反應，進行煙氣調質脫硫；同時與高溫干法脫硫塔塔體上噴入的氨水/氨氣進行充分混合。混合后的煙氣進入觸媒過濾式除塵器，煙氣中的NOX和NH3在過濾濾芯管所負載的觸媒(催化劑)作用下，發生選擇性氧化還原反應，生成氮氣和水；煙氣中的顆粒物經過濾餅層被捕捉，再經過清灰系統收集下來；與此同時煙氣中的SO2與觸媒過濾濾芯管表面濾餅層(預噴涂的脫硫劑層)進一步反應提高脫硫效率。脫硫脫硝除塵后的凈煙氣再送入余熱鍋爐低溫段，進行余熱利用后，最后經引風機排出煙囪。余熱鍋爐回收煙氣生產出過熱蒸汽，送至汽輪發電機組，發出電力供廠區內使用，減少廠區外購電量。熔窯煙氣余熱被回收利用的同時，進行了環保治理，兼顧了經濟效益和社會效益。
運行情況
經業主方“河南省中聯玻璃有限責任公司”檢驗驗收，項目自2020年10月30日使用該技術應用至今，能夠實現污染物超凈排放指標達到顆粒物排放濃度(mg/Nm3)≤4.5，二氧化硫排放濃度(mg/Nm3)≤13，氮氧化物排放濃度(mg/Nm3)≤30。發電量可達到2280kW，年運行時間達到8600h，系統自用電率為9.5%，核心指標均處于業內領先水平。項目成功應用為河南省中聯玻璃有限責任公司開展環境治理、節能等業務提供了核心技術支撐和運行保障。
技術應用產生的碳減排效果
該技術可實現：發電功率可達到2280kW，年運行時間達到8600h，系統自用電率為9.5%，年節約標煤5.9萬噸，減少CO2排放15.3萬噸。
三、技術申報單位聯系信息
單位名稱：深圳凱盛科技工程有限公司
單位地址：深圳市南山區創業路北怡海廣場東座5樓
聯系人：王慧敏
原標題：環保新質生產力 |工業窯爐高溫煙氣超凈排放及資源綜合利用技術
