三维分级陶瓷催化滤管的性能与玻璃炉窑中试研究

　　摘要: 为了进一步实现工业烟气污染物超低排放，分析了三维分级陶瓷催化滤管的特性、工艺流程以及玻璃炉窑中试平台工艺参数。结果表明: 以三维分级陶瓷催化滤管为核心的烟气污染物脱除一体化技术具有工艺流程短、运行费用少、使用寿命长等特点; 炉窑出口烟气SO2

　　由于玻璃行业在生产过程中多采用石油焦粉、天然气、重油等燃料，燃烧后产生了大量的硫氧化物、氮氧化物以及颗粒污染物等，这些污染物不仅破坏了生态环境系统，也严重影响着人类生产及生活活动。随着国家及地方出台的环保标准对行业中污染物的排放控制越来越严格，为了提标改造，传统的玻璃炉窑串联式脱除技术逐渐呈现出一些弊端，如占地面积大、系统庞大复杂、设备成本高、除尘脱硝效率低等。因此，开发低成本、短流程、多污染物协同脱除材料和技术，成为非电行业中小型工业燃烧设备烟气净化领域发展的新方向。其中，耦合催化脱硝活性组分的过滤材料为核心的烟气污染物一体化技术成为国内外广泛关注的应用前景较好的新技术。

　　目前，制备出的三维分级陶瓷催化滤管，不同的催化功能层分级分布于陶瓷滤管梯度内层，具有低过滤阻力，高脱硝效率的显著优点，特别适合中小锅炉企业的烟气脱硫、脱硝及除尘的净化需求。该技术可广泛应用于焦化、垃圾焚烧、陶瓷玻璃、生物质锅炉、耐火材料炉窑、水泥等行业，实现工业烟气经济高效深度治理。

　　利用真空定向涂覆法将催化功能粒子高度分散并紧密结合于陶瓷纤维表面制备三维分级陶瓷催化滤管，规格参数如表1 所示，它可以有效地避免传统滤管粒子团聚的弊端。如图1 显示，该技术的核心是可以控制涂覆陶瓷纤维滤管催化层厚度，保留滤管外表面致密层，保证了除尘效率，同时催化功能粒子均匀分散在陶瓷管内壁纤维上，从而免受重金属及碱金属毒化，保证了陶瓷纤维滤管上催化剂的使用寿命。因此它具有过滤阻力更低、除尘效率更高、脱硝效率更强等优点。它能够在同一净化装置中同时脱除烟气中两种或多种污染物，大大缩短了工艺流程，提高了治理效率，降低了投资与运行成本。

　　( 1) 粉尘过滤精度高: 保留了滤管外层致密层，保证了除尘过滤精度在99.9%以上，排放浓度可达到超低排放。

　　( 2) 烟尘过滤阻力低: 催化活性组分高度分散于陶瓷纤维表面及孔道内，未发生团聚现象，保证了滤管的孔隙率及透气性能。

　　( 3) 脱硝性能更高: 催化活性组分高度分散，接触面积远大于传统SCR 催化剂，活性组分被充分利用，温度窗口在230～420 ℃时，脱硝效率可达96%以上，满足宽温度范围的NOx与颗粒物减排需求。

　　( 4) 适用寿命更长: 功能性催化粒子均匀分布于滤管内层，免受重碱金属毒化，大大延长了使用寿命，可长达5 年以上。

　　( 5) 技术适用范围广: 不改变原有除尘工艺和设备，对工业炉窑不同负荷变化适应性强。

　　传统的炉窑烟气治理工艺为先脱硝、后除尘脱硫: 采用喷水、换热器或者余热锅炉等方法使烟气温度低于380 ℃，再通过高温电除尘器降低粉尘浓度后与氨气或氨水混合进入SCR 脱硝反应器。脱硝后的烟气进入干法或湿法脱硫系统后经烟囱直排。

　　本中试平台工艺路线( a) 所示主要包括干法脱硫喷射装置、一体化反应器、喷吹装置、卸灰装置以及电器控制系统等。一体化反应器结构如图2( b) 所示，一体化技术以三维分级陶瓷催化滤管为核心，现场安装图可见图2( c) ，它可高效脱除NOx和颗粒物的同时，通过干法脱硫可以有效去除SO2、SO3及其他非常规污染物HF、HCl等。具体运行包括以下几个步骤:

　　( 1) 玻璃炉窑中高温烟气先经换热器降温至最佳脱硝温度( 340 ～ 380 ℃) ，再经过余热锅炉处理后引出旁路烟气用于试验，入口烟气温度可达300～330 ℃。

　　( 2) 小苏打作为脱硫剂通过给料系统送入烟气管道，在与高温烟气中的SO2充分反应后，固态颗粒生成物及烟气中的颗粒物被阻隔在三维分级陶瓷催化滤管外壁形成滤饼层，达到了脱硫除尘效果。

　　作用下，烟气中的NOx和NH3均匀的经过三维分级瓷催化滤管内层附着的催化剂进行选择性催化还原反应，生成的N2和H2O 从陶瓷纤维滤管内侧脱离体系，从而完成烟气脱硝过程。

　　( 5) 三维分级陶瓷催化滤管固定在除尘器内部，设置有压差变送器，随着滤饼层厚度的增加，陶瓷纤维滤管内外压差相应增大，喷吹装置启动定时脉冲清灰，将陶瓷纤维滤管外侧灰尘吹落至灰斗，使得系统阻力维持在较低水平。

　　( 6) 处理后的达标烟气经引风机送至烟囱外排，完成整个脱硫脱硝除尘过程。

　　烟气污染物脱除一体化技术具有工艺简单、占地面积小、能耗低、投资少以及经济效益高等优势，已成为中小型工业燃烧设备烟气净化领域发展的新方向。

　　某平板玻璃生产线采用一体化技术处理炉窑烟气，使用小苏打为脱硫反应剂、20%氨水为脱硝还原剂，除尘器设计过滤风速1 m/min，炉窑烟气进出口参数详见表2。

　　中试平台在出入口处设置了温度传感器、压差变送器等仪表，并采用烟尘测试仪进行现场实时检测，以便获得准确的试验数据。连续运行数月，运行期间一体化反应器系统的过滤阻力稳定在1 100～1 300 Pa 之间，同时与传统工艺如脱硝反应器、除尘器和脱硫塔串联式工艺相比，一体化技术工艺流程短，在一体化反应器中将硫硝尘等多污染物协同脱除，并且随着陶瓷催化滤管性能不断提升，过滤阻力越来越低，运行费用约占传统工艺的40%～50%，运行成本大大降低。中试试验过程中三维分级陶瓷催化滤管未出现中毒及堵塞现象，在喷氨量为5.2 kg /h 时出口烟气主要性能指标为SO2

　　中试平台入口NOx浓度稳定在1 000 mg /m3左右，经过一体化反应器后，烟气中的NOx与NH3在三维分级陶瓷催化滤管负载的催化剂的作用下，发生氧化还原反应，图3( a) 出口NOx平均排放浓度稳定控制在

　　常规干法脱硫工艺Ca /S = 1.5 ～ 2.0 时，脱硫效率一般只能达到65%～80%。然而一体化工艺中，高温烟气中的SO2与烟气管道中小苏打反应后，脱硫产物及未及时反应的小苏打附着于陶瓷纤维滤管表层形成滤饼层，进一步增加二氧化硫与脱硫剂反应，从而提高了系统脱硫效率，最高达到98%左右。中试平台入口SO2浓度稳定在750 mg /m3，图4( a) 出口SO2平均排放浓度稳定控制在

　　通过定向可控涂覆技术将高效催化活性组分锚定于陶瓷纤维滤管内层疏松纤维孔道中，保留外部致密过滤层，从而使得三维分级陶瓷催化滤管具有低过滤阻力，高脱硝效率的特点，同时能够脱除多污染物，且使用寿命长。

　　三维分级陶瓷催化滤管中试项目通过在玻璃行业建立一套具有工程参考意义的试验装置，运行以来，各项指标稳定( SO2

　　通过中试平台长时间的稳定运行，表明了以三维分级陶瓷催化滤管为核心的多污染协同脱除技术的可行性，使得工业烟气治理技术更加集成、高效、经济。为后续的在玻璃行业及其他工业炉窑规模化应用奠定了基础，值得在各行业推广。

　　作者：单良，单位：清华大学盐城环境工程技术研发中心，清华大学烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室。

　　特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

　　记者从淮北矿业集团获悉，集团控股的安徽紫朔环境工程技术有限公司与清华大学联合研发的“催化陶瓷滤管干法脱硫脱硝除尘一体化治理技术”近日通过中国炼焦行业协会专家评审，认定该技术填补了国内空白，达到国内先进水平，可广泛应用于焦化、钢铁、水泥、电力等行业烟气治理。当前，国内焦化行业的烟气

　　9月5日，淮北矿业“焦炉烟气陶瓷催化滤管尘硫硝一体化治理技术”通过了中国炼焦行业协会组织的有关专家评审。淮北矿业总经理、党委副书记方良才，副总经理王圣茂;中国炼焦行业协会会长崔丕江，秘书长石岩峰，以及相关专家出席了评审会。与会专家听取了项目基本概况、工艺技术报告等，察看了工程现场，

　　中国招标投标公共服务平台发布沈阳皇姑热电有限公司三期锅炉脱硫超低排放工程EPC项目招标公告，预算980万元，要求投标人具有良好的循环流化床锅炉脱硫超低排放业绩。

　　宝华智慧招标共享平台发布新余钢铁股份有限公司高效发电一期烟气超低排放改造EPC总承包项目中标候选人公示，中冶南方都市环保工程技术股份有限公司排名第一，报价3596万元。该项目招标范围包括从原锅引风机后烟道烟气至脱硫后回原烟囱外排烟气排放满足环保及工程要求止全部设施的工程设计（包括初步设

　　内蒙古招标投标网发布内蒙古自治区敖汉旗中远供暖有限责任公司燃煤锅炉超低排放改建工程（一期工程）中标候选人公示，沈阳远大环境工程有限公司预中标，报价1792万元。

　　精彩纵横云采购平台发布广钢集团炼钢厂超低排放改造项目招标公告：1、招标条件本招标项目广钢集团炼钢厂超低排放改造项目（编号：GXJD-23121BB092054），招标人为广西钢铁集团有限公司，招标项目资金来自企业自筹，出资比例为100%。该项目已具备招标条件，现对勘察、设计、采购、施工、试运行、竣工验

　　近日，长春市生态环境局组织召开钢铁行业超低排放改造专家审查会。会议邀请相关领域专家，对吉林吉钢钢铁集团泰华冶金设备制造有限公司钢铁超低排放改造方案进行了讨论、审查。会上，企业代表介绍了超低排放改造项目的基本情况，与会专家细致审查了项目方案，深入询问和分析污染防治设施升级选型，相关

　　宝华智慧招标共享平台发布伊犁钢铁1*50t锅炉超低排放改造项目（EPC）总承包招标公告：1.招标条件本招标项目伊犁钢铁1*50t锅炉超低排放改造项目（EPC）总承包已批准建设，建设资金来自自筹资金，招标人为新疆伊犁钢铁有限责任公司。项目已具备招标条件，现对该项目进行公开招标。2.工程概况与招标范围2.

　　酒钢公共交易平台发布酒钢集团不锈钢分公司炼钢超低排放改造项目工程EPC总承包采购招标公告：酒钢集团不锈钢分公司炼钢超低排放改造项目工程EPC总承包采购招标项目的潜在投标人应在酒钢集团公司电子招投标交易平台获取招标文件，并于2024年1月17日08时45分前上传投标文件HASH码，于2024年1月18日08时45

　　酒钢公共交易平台发布酒钢集团榆钢公司榆钢烧结机烟气脱硫脱硝超低排放改造项目EPC工程总承包采购招标公告，本项目主要内容包括建设1套脱硫脱硝除尘设施，采用半干法循环流化床脱硫（CFB）+中高温SCR脱硝工艺，对265m2烧结机的全烟气（工况烟气量2280000m3/h，入口SO2浓度≤3500mg/Nm3）进行脱硫脱硝除

　　生态环境部等18部门联合印发《京津冀及周边地区、汾渭平原2023-2024年秋冬季大气污染综合治理攻坚方案》，其中提出以减少重污染天气和降低细颗粒物（PM2.5）浓度为主要目标，强化多污染物协同控制，持续开展秋冬季大气污染综合治理攻坚行动。坚持问题导向，突出精准治污、科学治污、依法治污，有序推进

　　中国招标投标公共服务平台发布吉林奇峰化纤股份有限公司锅炉烟气系统超低排放改造工程（三期电站1-2#锅炉脱硫系统超低排放改造项目）招标公告，详情如下：

　　为达到国家超低排放环保要求，近期，方大九钢启动了炼铁厂高炉热风炉烟气脱硫改造项目。当前，该项目开工准备工作正在如火如荼地进行。据了解，炼铁厂2号、3号、4号高炉各配套3座热风炉，为确保热风炉烟气二氧化硫及颗粒物浓度在满足国家相关标准的前提下达到超低排放的要求，公司成立了项目组，在立项

　　荆州市电子招投标交易平台发布湖北亿钧耀能新材股份公司烟气超低排放改造项目湖北亿钧耀能新材股份公司烟气超低排放改造项目(第三次)评标结果公示，青岛元鼎环保工程科技有限公司排名第一，报价1674.66万元。本次招标主要内容是对玻璃炉窑一线t/d）和二线t/d）进行炉后烟气净化系统进行除尘

　　中国招标投标公共服务平台发布耀华（秦皇岛）玻璃技术开发有限公司陶瓷滤管一体化脱硫脱硝除尘系统采购公告，项目预算2985万元，项目规模为560t玻璃炉窑烟气脱硫脱硝除尘一体化工程，详情如下：

　　01前言全面实施控制污染物排放许可制，是党中央、国务院从推进生态文明建设的全局出发，全面深化环境治理基础制度改革的一项重要部署。通过衔接整合各项环境管理基础制度，建立起以排污许可为核心的固定污染源环境管理制度体系，全面提高环境保护行政管理效能，在减轻企业负担的同时，促进企业环境保护

　　2020年10月20日，由轻工业环境保护研究所主编、北京济元紫能环境工程有限公司、四川省宜宾环球集团有限公司、山东力诺特种玻璃股份有限公司、温州市康尔微晶器皿有限公司、烟台长裕玻璃有限公司、青岛荣泰玻璃制品有限公司、山东景耀玻璃集团有限公司、广东华兴玻璃股份有限公司、安徽德力日用玻璃股份

　　摘要：目前,大多数烟气酸露点的预测与计算都集中于电厂锅炉,玻璃炉窑领域尚未涉及。烟气酸露点作为影响锅炉热效率和安全运行的重要参数之一,其预测具有重要意义。该文总结了目前锅炉烟气酸露点的计算方法,并根据烟气测试结果进行对比修正,得出了酸露点的影响因素,为玻璃炉窑烟气酸露点的计算提供了工程

　　摘要：浮法玻璃制造业是一个高能耗行业，在生产过程中使用大量气体燃料、液体燃料、固体粉状燃料。目前，玻璃窑炉使用的主要燃料有天然气、发生炉煤气、石油焦粉和重油等。由于各燃料的组成、燃烧特性差异很大，对烟气污染物的形成有重要的影响。对浮法玻璃窑炉用燃料及其烟气污染物排放特性进行有效分