[实用新型]一种玻璃熔窑高硼高氟烟气处理装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及节能技术改造领域，特别涉及一种玻璃熔窑高硼高氟烟气处理装置。

背景技术

随着工业技术的发展和社会的进步，重视节能和环保成为玻璃企业的共识，为此，玻璃行业在节能上做出了各种努力。由于富氧燃烧具有节能与环保双重优点，天然气富氧燃烧技术在玻璃行业逐步得到广泛应用。玻璃熔窑采用天然气富氧燃烧，氧含量每增加1%，理论燃烧温度提高约60℃，烟气量平均约减少3%，排放的烟气含尘浓度低于50mg/ Nm³，硼氧化物浓度为95 mg/ Nm³左右，SO₂浓度小于400mg/Nm³ 。硼氧化物(B₂O₃)具有增加玻璃低温黏度、降低高温黏度的作用，还有很高的热吸收系数和质量吸收系数，玻璃生产中通过添加硼元素生产高硼硅酸盐玻璃。高硼硅酸盐玻璃具有优良的化学稳定性、较低的热膨胀系数和良好的机械性能，已经广泛地应用在精密光电领域和药用玻管管制瓶领域。

但是，由于玻璃熔窑内的高温导致B₂O₃挥发，B₂O₃挥发不仅会消耗大量的原料，降低玻璃的质量，同时还对炉窑有很大的侵蚀，缩短炉窑的使用寿命。玻璃熔窑烟气中硼化物来源于投加的硼砂原料，高硼玻璃配合料中硼化物的化学组成一般为11~15%(质量比)。氧化硼熔点为450℃，在低温下容易挥发。刘小青采用差热分析（DSC）和热重分析（TG）进行配合料升温失重研究，结果表明硼酸转变为硼化物是一个逐步脱水的过程（硼硅酸盐玻璃中减少B₂O₃挥发的工艺研究. 武汉理工大学学报. 2013）。在69~100℃范围内H₃BO₃逐渐脱水成为HBO₂，100~231℃范围内HBO₂进一步脱水成为H₂B₄O₇，231~320℃范围内H₂B₄O₇最终脱水成为B₂O₃。在玻璃熔窑1000℃高温作用下，玻璃配合料中B₂O₃挥发率为8.9~12.78%，挥发的B₂O₃成为玻璃熔窑烟气中硼化物的源头(对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响.武汉理工大学学报,2012)。例如，在药用玻璃瓶生产过程中玻璃原料里混入硼砂，排放废气中含有较高浓度的硼化物，达到600~800mg/Nm³(以B₂O₃计)。硼化物包括硼酸，HBO₂，B₂O₃等，其组成取决于温度和水蒸气分压。硼氧化物随烟气排放到环境中，会与空气中的水反应生成硼酸产生酸雨，对环境造成污染。烟气中含有的大量B₂O₃会造成烟气露点较高，易产生结露现象而糊袋，增加了工程处理难度。

考虑到玻璃熔窑烟气高温、高湿、含较高浓度硼化物和氟化物特点，玻璃熔窑高硼烟气处理是一项系统工程，迄今为止，还没有有效的方法去除烟气中的硼化物，目前大多是单一处理工艺。

玻璃熔窑烟气出口温度一般在1000~1200℃，高温对脱硼除尘系统产生很大影响，表现在高温使管道设备老化，除尘设备燃烧损坏等。目前，玻璃熔窑烟气的降温措施主要采用混冷风降温。混风冷却的优点是运行管理方便，在烟道壁开设混风口即可，缺点是混入冷空气会增大烟气处理量、设备负荷和排放口NO_x浓度。比如，设计用气量为1700 Nm³/h的天然气玻璃熔窑烟气产生量为6875Nm³/h，烟气温度从1200℃降低至400℃需要混入冷风20440 Nm³/h，为实际处理烟气量的3倍，配套风机功率从12Kw增长到33Kw。

与硫氧化物、氮氧化物一样，硼化物是酸性物质易溶于水，很多工艺采用碱液吸收和清水洗涤等方法去除玻璃熔窑烟气中的硼化物，通常分为湿法、干法和快速冷却工艺。