在我国陶瓷工业中,目前国内针对陶瓷烟气污染控制,除尘、脱硫技术已经成熟,但对NOx、氟化物、氯化物及重金属等污染物的控制技术研究和应用严重滞后或缺乏。对于建筑陶瓷生产而言,烟气的排放有2处:①喷雾干燥塔的燃烧炉排放的烟气;②陶瓷辊道窑燃烧后排放的烟气。对于喷雾塔热风炉烟气的脱硝可以借鉴电力行业的高温脱硝技术,需要研发适用于陶瓷喷雾干燥塔高温脱硝技术。对于大量的陶瓷辊道窑排放的烟气经过一次余热利用后,烟气的温度较低(一般都在150℃左右),中低温烟气的脱硝技术在其他行业研究、应用比较薄弱,而陶瓷工业烟气中低温脱硝的技术研究更是薄弱。因此,基于国内陶瓷行业烟气需要脱硝技术广泛应用的现状,开展陶瓷烟气脱硝技术的研究和应用将是我国陶瓷烟气污染控制的重要的发展方向之一。

1 陶瓷行业烟气特性

根据目前陶瓷行业的生产规模及燃料使用情况,陶瓷喷雾塔烟气的主要污染物有粉尘、SO2 和NOx,其排放参数如下:

1)烟气的排放温度:80~110℃;

2)喷雾塔燃烧炉燃烧的温度:850~1100℃;

3)粉尘:7000~9000mg/Nm3;

4)SO2:碱性浆液吸收部分SO2;(水煤浆)≤300

mg/Nm3;(粉煤)1000~2000mg/Nm3;

5)NOx:500~700mg/Nm3;

6)烟气中的水分比较大,有洗塔、超高温、超低温情况。

陶瓷辊道窑炉烟气主要污染物有粉尘、SO2 和NOx,其排放参数如下:

1)烟温:(烧成窑)300~380℃;(干燥窑)140~180℃;

2)粉尘:70~100mg/Nm3;

3)NOx:400~600mg/Nm3;

4)SO2:800~1000mg/Nm3。

2 陶瓷烟气污染物的脱硝控制技术

在喷雾干燥塔的燃烧炉处,该位置的温度一般为850~1100℃,该地方烟气的脱硝采用陶瓷行业适用的新型选择性非催化还原SNCR技术。由此可见，陶瓷辊道窑炉烟气温度高，腐蚀性也大，针对这一特点，众生环保深知烟道阀对烟道烟气控制的重要性，我们在深入研究脱硫脱硝项目的同时，也相应研究出各种衍生产品和设备，克劳森烟道阀就是科研产品之一，克劳森烟道阀的特点在于利用液压油缸传动，采用“克劳森”密封技术，根据阀门的使用方式、密封形式和工作环境进行选材、计算和设计，改变了传统阀门的结构形式和传动方式，采用了金属表面硬密封和石墨内密封相结合的方法，借助了德国金属表面张力热胀冷缩的计算原理，利用热胀冷缩原理进行公差配合，巧妙地形成金属硬密封技术，从而使阀门达到了很高的密封效果，为客户解决了传统阀门多年来一直存在的密封不严、开关不灵活、使用寿命短的问题。

在850~1100℃的温度窗口下,将含氨基的还原剂(如氨水,尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的NOx还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。在合适的温度区域,且氨水作为还原剂时,其反应方程式为:

4NH3+4NO+O2 →4N2+6H2O

新型陶瓷行业适用的SNCR 烟气脱硝技术的脱硝效率可达到50%,并且其工程造价低,占地面积小,适用于喷雾塔烟气的脱硝。

陶瓷辊道窑的烟气最终的排放温度比较低,为了实现NOx的超低排放,只能研发新型选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统,同时通过工艺优化、运行参数调整等手段来实现NOx的超低排放。

新型低温SCR技术是在O2 和催化剂存在的条件下,在120~300℃温度窗口内,用还原剂NH3 将烟气中的NOx还原为N2 和H2O,反应原理如下:

4NH3+4NO+O2 →4N2+6H2O

8NH3+6NO2 →7N2+12H2O

对于低温烟气脱硝———选择性催化还原脱硝系统而言,催化剂是SCR技术的核心部分,决定了SCR系统的脱硝效率和经济性,其建设成本占烟气脱硝工程成本的20%以上,运行成本占30%以上。