高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及除尘系统领域，特别涉及一种高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统。


背景技术：

[0002]
高硼硅玻璃(又名硬质玻璃)，是利用玻璃在高温状态下导电的特性，通过在玻璃内部加热来实现玻璃熔化，经先进生产工艺加工而成。它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。高硼硅玻璃熔窑烟气中含有硼酸、氯化氢及氮氧化物，硼酸在300℃以下，169℃以上时为液态存在会腐蚀除尘设备，影响除尘设备的使用寿命。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的主要目的是提出一种高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统，旨在改善现有的高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统中的硼酸腐蚀除尘设备的问题。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提出的高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统，用于高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘，所述高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统包括：
[0005]
降温塔，与所述高硼硅玻璃工业熔窑的进口烟道相连通；
[0006]
冷却装置，设于所述降温塔上，用于将进入所述降温塔的烟气降温至第一预设温度；
[0007]
脱硼脱酸塔，与所述降温塔相连通；
[0008]
中和剂喷射装置，与所述脱硼脱酸塔相连通，用于向输入至所述脱硼脱酸塔的烟气喷射中和剂；
[0009]
布袋除尘器，与所述脱硼脱酸塔相连通，用于对自所述脱硼脱酸塔输出的烟气进行除尘；以及
[0010]
脱硝单元，与所述脱硼脱酸塔相连通，用于对自所述布袋除尘器输出的烟气进行脱硝。
[0011]
可选地，所述脱硝单元包括：
[0012]
脱硝除尘装置，与所述布袋除尘器相连通；
[0013]
烟气升温燃烧装置，与所述脱硝除尘装置相连通，用于将自所述布袋除尘器输送至所述脱硝除尘装置的烟气加热至第二预设温度；以及
[0014]
还原剂喷射装置，与所述脱硝除尘装置相连通，用于向经所述烟气升温燃烧装置加热至第二预设温度的烟气喷射还原剂。
[0015]
可选地，所述脱硝除尘装置为触媒陶瓷滤管脱硝除尘装置。
[0016]
可选地，所述高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统还包括：
[0017]
烟气换热装置，设于所述脱硝除尘装置与所述布袋除尘器之间，所述烟气换热装
置设有低温管路和高温管路，自所述布袋除尘器输出的烟气经由所述低温管路输入至所述烟气换热装置，自所述脱硝除尘装置输出的净化气体经由所述高温管路输送至所述高硼硅玻璃工业熔窑的出口烟道。
[0018]
可选地，所述高硼硅玻璃工业熔窑的出口烟道与所述高温管路之间设有脱硝引风机；
[0019]
和/或，所述布袋除尘器与所述烟气换热装置之间设有脱硼脱酸引风机。
[0020]
可选地，所述高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统还包括：
[0021]
废料仓，所述布袋除尘器和所述脱硝除尘装置分别通过仓泵与所述废料仓相连通。
[0022]
可选地，所述脱硝单元还包括：
[0023]
还原剂储罐，所述还原剂储罐通过还原剂泵与所述还原剂喷射装置相连接，所述还原剂为氨水或液氨。
[0024]
可选地，所述冷却装置包括：
[0025]
降温水箱；
[0026]
降温水泵；以及
[0027]
降温水喷枪，所述降温水泵分别连通所述降温水箱和所述降温水喷枪，用于将所述降温水箱中的水泵入所述降温水喷枪。
[0028]
可选地，所述中和剂喷射装置为熟石灰储存喷射装置，所述中和剂为熟石灰。
[0029]
可选地，所述第一预设温度不大于160℃。
[0030]
本实用新型技术方案通过采用降温塔，将烟气降温至第一预设温度之后，使烟气中的大部分硼酸呈固态，以方便进一步去除硼酸；利用脱硼脱酸塔将硼酸与中和剂混合，进而中和烟气中剩余的硼酸和其他酸性物质，生成脱酸反应物；利用布袋除尘器去除烟气中的固态硼酸和脱酸反应物以及中和剂颗粒，实现烟气的脱硼脱酸操作，进而使得烟气进一步进入脱硝单元时，烟气中的酸性物质含量大大降低，以减少对后续设备的腐蚀，以提升烟气净化效率，并有效延长后续设备的使用寿命。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0032]
图1为本实用新型高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统一实施例的结构示意图；
[0033]
图2为本实用新型高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘工艺一实施例的流程示意图；
[0034]
图3为本实用新型高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘工艺热量循环利用一实施例的结构示意图。
[0035]
附图标号说明：
[0036][0037][0038]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0039]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0040]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0041]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0042]
高硼硅玻璃熔窑具有进口烟道1，用于将待除尘的烟气输送至除尘系统；所述高硼硅玻璃熔窑具有出口烟道22，用于将经过除尘系统处理产生的净化烟气输送至烟囱23。其中，在进口烟道1上设置有进口闸板24，用于开启或关闭进口烟道1；在出口烟道22上设置有出口闸板25，用于开启或关闭出口烟道22。
[0043]
请参阅图1，本实用新型提出一种高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统，用于高硼硅
玻璃工业熔窑烟气除尘，所述高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统包括：
[0044]
降温塔2，与所述高硼硅玻璃工业熔窑的进口烟道1相连通。需要进行除尘的烟气通过所述进口烟道1输送至所述降温塔2。所述降温塔2用于提供烟气存放空间，以方便对烟气进行降温，并将烟气输出。
[0045]
冷却装置，设于所述降温塔2上，用于将进入所述降温塔2的烟气降温至第一预设温度。所述冷却装置用于对所述降温塔2内的烟气进行降温，以使烟气达到第一预设温度。由于硼酸在300℃以下，169℃以上时为液态，当烟气的温度低于169℃时，烟气中的硼酸固化呈固态，本实施例中，所述第一预设温度低于160℃，进而使烟气中的绝大部分硼酸可以呈固态颗粒状。
[0046]
脱硼脱酸塔5，与所述降温塔2相连通。自所述降温塔2降温之后的烟气中含有呈固态的硼酸，以及剩余部分液态的硼酸，固态硼酸和液态硼酸随着烟气进入脱硼脱酸塔5，所述脱硼脱酸塔5为烟气提供容纳空间，以方便对烟气进行进一步处理，并将烟气输出。
[0047]
中和剂喷射装置6，与所述脱硼脱酸塔5相连通，用于向输入至所述脱硼脱酸塔5的烟气喷射中和剂。所述中和剂喷射装置6用于喷射中和剂，所述中和剂喷射装置6可以为熟石灰储存喷射装置，所述中和剂采用熟石灰，使中和剂与进入脱硼脱酸塔5的烟气中的液态硼酸进行中和反应，形成脱酸反应物。
[0048]
布袋除尘器7，与所述脱硼脱酸塔5相连通，用于对自所述脱硼脱酸塔5输出的烟气进行除尘。自所述脱硼脱酸塔5输出的烟气中，包括固态硼酸、脱酸反应物以及部分中和剂颗粒，烟气进入所述布袋除尘器7，经由所述布袋除尘器7清除烟气中的颗粒物质，并将烟气输出。
[0049]
脱硝单元，与所述脱硼脱酸塔5相连通，用于对自所述布袋除尘器7输出的烟气进行脱硝。自所述布袋除尘器7输出的烟气中，硼酸已经基本被除去，此时通过所述脱硝单元对烟气进行脱硝处理，以生成净化烟气，并将净化烟气自所述出口烟道22输出。
[0050]
所述脱硝单元可以采用现有的脱硝工艺设备，以实现脱硝操作。由于烟气中的硼酸已经去除，进入所述脱硝单元的烟气对所述脱硝单元所产生的腐蚀也大大降低，进而可以使所述脱硝单元保持预设的使用状态。自所述脱硝单元输出到所述出口烟道22的烟气也相对得到净化，避免排出的烟气中的硼酸造成污染。
[0051]
由于烟气中的硼酸经过降温塔2进行降温之后，大部分形成固态硼酸，进入布袋除尘器7时，能够大部分被去除；剩余的硼酸及其他酸性物质能够在中和剂的作用下被中和去除，进一步降低烟气中的硼酸含量，能够有效提升脱酸效率，降低硼酸残留，由于首先进行脱酸操作之后，能够避免后续脱硝单元进行脱硝操作时存在的堵塞和中毒问题，进而有助于保证系统的脱硝效率，满足排放标准。
[0052]
本实施例中可选地，所述布袋除尘器7与所述脱硝单元之间设有脱硼脱酸引风机11，以将烟气向所述脱硝单元抽送。由于进入所述脱硼脱酸塔5和所述布袋除尘器7的烟气中，均含有固体颗粒物，所述脱硼脱酸引风机11能够提升烟气流动效率，防止所述布袋除尘器7或所述脱硼脱酸塔5出现堵塞。
[0053]
由于所述布袋除尘器7内会收集固体颗粒物，本实施例中可以设置废料仓9，所述布袋除尘器7通过仓泵8与所述废料仓9相连通，以收集固态硼酸、脱酸反应物以及部分中和剂颗粒，所述废料仓9与散装机10相连接，方便集中处理。
[0054]
所述降温塔2的降温方式可以采用水冷或其他降温方式。本实施例中可选地，所述冷却装置包括：降温水箱3；降温水泵26；以及降温水喷枪4，所述降温水泵26分别连通所述降温水箱3和所述降温水喷枪4，用于将所述降温水箱3中的水泵入所述降温水喷枪4。所述降温水喷枪4将冷水喷入所述降温塔2，以对烟气进行降温，使烟气达到第一预设温度范围。通过采用所述降温水喷枪4喷射降温的方式，能够使烟气快速降温，并且，采用水冷降温的方式，当水与烟气进行热交换时，能够充分作用于烟气上，水与烟气相互热交换过程中，冷水能够充分地与烟气进行热交换，以使烟气能够充分降温，并且不会造成烟气乱流，进而可以防止采用气体换热的方式造成烟气出现乱流而导致的热交换不充分的问题，有利于提升换热的效率，使烟气中的绝大部分烟气能够降温形成固态颗粒。当烟气进一步进入所述脱硼脱酸塔5时，能够减少中和剂的用量，并且有助于提升脱酸效率。通过采用水冷降温的方式，能够减小对所述降温塔2进行过多的气道改道的需求，降低设备成本，并且降温效率可控，有助于提升设备脱酸效率的可控性。
[0055]
在本实用新型的一个实施例中，所述脱硝单元包括：脱硝除尘装置18，与所述布袋除尘器7相连通；烟气升温燃烧装置15，与所述脱硝除尘装置18相连通，用于将自所述布袋除尘器7输送至所述脱硝除尘装置18的烟气加热至第二预设温度；以及还原剂喷射装置17，与所述脱硝除尘装置18相连通，用于向经所述烟气升温燃烧装置15加热至第二预设温度的烟气喷射还原剂。
[0056]
所述脱硝除尘装置18与所述布袋除尘器7通过管道相连通，当设置有所述脱硼脱酸引风机11机时，所述脱硼脱酸引风机11将烟气自所述布袋除尘器7抽送至所述脱硝除尘装置18。在烟气进入所述脱硝除尘装置18之前，所述烟气升温燃烧装置15对烟气进行加热，以使烟气达到第二预设温度，所述第二预设温度不低于320℃，烟气经过加热之后，所述还原剂喷射装置17向烟气中喷射还原剂，使还原剂与烟气充分混合后进入所述脱硝除尘装置18，所述脱硝除尘装置18对烟气进行脱硝处理，以形成达到排放标准的净化气体。
[0057]
由于烟气中的硼酸已经经过处理，所述脱硝除尘装置18对烟气进行脱硝操作时，能够避免液态硼酸对所述脱硝除尘装置18的腐蚀。
[0058]
本实施例中可选，所述脱硝除尘装置18为触媒陶瓷滤管脱硝除尘装置18。触媒陶瓷滤管由高强陶瓷制成体和高效膜分离层构成，在高效膜分离层外添加催化剂成分，使其能在过滤颗粒物的同时达到去除氮氧化物的效果。
[0059]
通过采用触媒陶瓷纤维滤管脱硝除尘装置，其触媒粒子粒径为纳米级，且滤管的表面积大，能够增加脱硝催化剂的活性表面积以及反应速率，同时也增加烟气的停留时间，使除去效率达到做大化。脱酸后的烟气中残留少量酸、中和剂及粉尘，烟气中残留的中和剂颗粒粉尘在陶瓷纤维滤管的积尘过程中形成中和剂颗粒层饼，中和剂颗粒层饼增加了脱酸反应，对烟气进一步脱酸，可提高了5～15％的脱酸效率。由于所述降温塔2能够使硼酸形成固态颗粒，所述脱硼脱酸塔5能够对烟气中的剩余硼酸进行二次脱酸，烟气再经过所述触媒陶瓷纤维滤管脱硝除尘装置能够进一步进行脱酸，以使烟气达到预设的排放标准。由于触媒陶瓷纤维滤管脱硝除尘装置可耐高温，烟气经过除尘器处理后烟尘浓度可低于10mg/nm3(干基、标态、基准熔化量)达到超低排放。
[0060]
为了方便收集颗粒物，脱硝除尘装置18通过仓泵8与所述废料仓9相连通，以收集脱硝产生的固体颗粒物。
[0061]
经过所述脱硝除尘装置18脱硝产生的净化烟气，输送至所述出口烟道22，为了方便使烟气输送至所述出口烟道22，可以在所述脱硝除尘装置18与所述出口烟道22之间设置脱硝引风机21。
[0062]
本实施例中可选地，所述还原剂可以采用氨水或液氨，采用还原剂喷射装置17将还原剂喷射到烟气中，使烟气能够与还原剂充分混合。进一步可选的，所述脱硝单元还包括：还原剂储罐16，所述还原剂储罐16通过还原剂泵27与所述还原剂喷射装置17相连接，所述还原剂泵27将所述还原剂储罐16的还原剂泵入所述还原剂喷射装置17，以实现还原剂的持续喷射。
[0063]
由于烟气经所述烟气升温燃烧装置15燃烧加热之后，烟气的温度较高，为了提升热量的利用效率，本实施例中可选地，所述高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘系统还包括：烟气换热装置12，设于所述脱硝除尘装置18与所述布袋除尘器7之间，所述烟气换热装置12设有低温管路和高温管路，自所述布袋除尘器7输出的烟气经由所述低温管路输入至所述烟气换热装置12，自所述脱硝除尘装置18输出的净化气体经由所述高温管路输送至所述高硼硅玻璃工业熔窑的出口烟道22。
[0064]
自所述脱硝除尘装置18输出的高温净化烟气由所述烟气换热装置12的高温段进口19进入所述高温管路，作为所述烟气换热装置12的热源，并经所述烟气换热装置12的高温段出口20输出至所述出口烟道22；自所述布袋除尘器7输出的烟气，自所述烟气换热装置12的低温段进口13进入所述低温管道，并经由所述低温管道输出，由所述烟气换热装置12的低温段出口14输送至所述烟气升温燃烧装置15。
[0065]
在所述烟气换热装置12中，高温管路中的净化烟气与所述低温管路中的烟气进行热交换，以使烟气的温度高于所述第一预设温度，通过布置所述高温管路和所述低温管路，可以使烟气在所述烟气换热装置12中升温至240℃左右，再输送至所述烟气升温燃烧装置15时，烟气升温所需要的热量能够相对降低，有助于降低整个系统的能量消耗。利用脱硝后的净化烟气与脱硝前的烟气进行热置换，减少后端烟气升温燃烧装置15的天然气耗量，有效的节约能源，降低运行成本。
[0066]
当设置有所述脱硼脱酸引风机11时，所述脱硼脱酸引风机11设置在所述布袋除尘器7和所述烟气换热装置12之间的管道上；当设置有所述脱硝引风机21时，所述脱硝引风机21设置在所述高温管路与所述出口烟道22之间。
[0067]
本实用新型还提出一种高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘工艺的实施例。
[0068]
请参阅图2，所述高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘工艺包括以下步骤：
[0069]
s100：将烟气输入至降温塔2。
[0070]
所述降温塔2与所述高硼硅玻璃工业熔窑的进口烟道1相连通。需要进行除尘的烟气通过所述进口烟道1输送至所述降温塔2。所述降温塔2用于提供烟气存放空间，以方便对烟气进行降温，并将烟气输出。
[0071]
s200：对输入至所述降温塔2内的烟气进行降温，直到烟气温度降至第一预设温度，以使烟气中的部分硼酸降温呈固态。
[0072]
采用冷却装置对进入所述降温塔2的烟气进行冷却，以使烟气达到第一预设温度范围，硼酸在300℃以下，169℃以上时为液态，当烟气的温度低于169℃时，烟气中的硼酸固化呈固态，所述第一预设温度低于160摄氏度，以使烟气中的绝大部分硼酸呈固态颗粒物状
态。
[0073]
s300：将降温后的烟气输送至脱硼脱酸塔5，并向输入至所述脱硼脱酸塔5的烟气喷射中和剂，以使中和剂中和烟气中剩余的硼酸及其他酸性物质。
[0074]
自所述降温塔2降温之后的烟气中含有呈固态的硼酸，以及剩余部分液态的硼酸，固态硼酸和液态硼酸随着烟气进入脱硼脱酸塔5，所述脱硼脱酸塔5为烟气提供容纳空间，以方便对烟气进行进一步处理，并将烟气输出。所述中和剂喷射装置6用于喷射中和剂，如熟石灰等，使中和剂与进入脱硼脱酸塔5的烟气中的液态硼酸和其他酸性物质进行中和反应，形成脱酸反应物。
[0075]
s400：将经脱硼脱酸塔5脱硼脱酸的烟气输送至布袋除尘器7，以去除烟气中的粉尘、固态硼酸及脱酸反应物。
[0076]
自所述脱硼脱酸塔5输出的烟气中，包括固态硼酸、脱酸反应物以及部分中和剂颗粒，烟气进入所述布袋除尘器7，经由所述布袋除尘器7清除烟气中的颗粒物质，并将烟气输出。
[0077]
s500：将布袋除尘器7输出的烟气通过烟气升温燃烧装置15进行加热，以使烟气达到第二预设温度。
[0078]
在烟气进入所述脱硝除尘装置18之前，采用烟气升温燃烧装置15对烟气进行加热，以使烟气达到第二预设温度，所述第二预设温度不低于320℃。
[0079]
s600：向达到第二预设温度的烟气喷射还原剂。
[0080]
烟气经过加热之后，所述还原剂喷射装置17向烟气中喷射还原剂，使还原剂与烟气充分混合后进入所述脱硝除尘装置18，所述还原剂可以采用液氨或氨水。
[0081]
s700：将与还原剂混合的烟气输送至脱硝除尘装置18，以脱硝后形成净化烟气。
[0082]
所述脱硝除尘装置18对烟气进行脱硝处理，以形成达到排放标准的净化气体。
[0083]
所述脱硝除尘装置18为触媒陶瓷滤管脱硝除尘装置18。触媒陶瓷滤管由高强陶瓷制成体和高效膜分离层构成，在高效膜分离层外添加催化剂成分，使其能在过滤颗粒物的同时达到去除氮氧化物的效果。
[0084]
通过采用触媒陶瓷纤维滤管脱硝除尘装置，其触媒粒子粒径为纳米级，且滤管的表面积大，能够增加脱硝催化剂的活性表面积以及反应速率，同时也增加烟气的停留时间，使除去效率达到做大化。脱酸后的烟气中残留少量酸、中和剂及粉尘，烟气中残留的中和剂颗粒粉尘在陶瓷纤维滤管的积尘过程中形成中和剂颗粒层饼，中和剂颗粒层饼增加了脱酸反应，对烟气进一步脱酸，可提高了5～15％的脱酸效率。由于所述降温塔2能够使硼酸形成固态颗粒，所述脱硼脱酸塔5能够对烟气中的剩余硼酸进行二次脱酸，烟气再经过所述触媒陶瓷纤维滤管脱硝除尘装置能够进一步进行脱酸，以使烟气达到预设的排放标准。由于触媒陶瓷纤维滤管脱硝除尘装置可耐高温，烟气经过除尘器处理后烟尘浓度可低于10mg/nm3(干基、标态、基准熔化量)达到超低排放。
[0085]
请参阅图3，为了降低系统能耗，实现热量循环利用，本实施例中可选，所述高硼硅玻璃工业熔窑烟气除尘工艺还包括：
[0086]
s710：将自所述布袋除尘器7输出的烟气输送至烟气换热装置12的内的低温管路，并将自所述脱硝除尘装置18输出的净化烟气输送至所述烟气换热装置12内的高温管路，以使高温管路与低温管路进行热交换。
[0087]
自所述脱硝除尘装置18输出的高温净化烟气由所述烟气换热装置12的高温段进口19进入所述高温管路，作为所述烟气换热装置12的热源，并经所述烟气换热装置12的高温段出口20输出至所述出口烟道22；自所述布袋除尘器7输出的烟气，自所述烟气换热装置12的低温段进口13进入所述低温管道，并经由所述低温管道输出，以使高温管路的高温净化气体与所述低温管路的待脱硝烟气进行热交换。
[0088]
s720：将所述高温管路输出的净化烟气输出至所述高硼硅玻璃工业熔窑的出口烟道22，将所述低温管路输出的低温烟气输出至所述烟气升温燃烧装置15。
[0089]
在所述烟气换热装置12中，高温管路中的净化烟气与所述低温管路中的烟气进行热交换，以使烟气的温度高于所述第一预设温度，通过布置所述高温管路和所述低温管路，可以使烟气在所述烟气换热装置12中升温至240℃左右，再输送至所述烟气升温燃烧装置15时，烟气升温所需要的热量能够相对降低，有助于降低整个系统的能量消耗。利用脱硝后的净化烟气与脱硝前的烟气进行热置换，减少后端烟气升温燃烧装置15的天然气耗量，有效的节约能源，降低运行成本。
[0090]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。