小型玻璃窯爐NOx廢氣凈化方案
一．概述
小型玻璃窯爐廢氣的測定參數如下：
（1）NO濃度3200ppm
（2）NO2濃度1200ppm
(3) 測試位置廢氣溫度：50-70℃
（4）測試位置管徑300mm，風速2-2.4m/s;
（5）氧含量：20%
（6）風量換算，小于1000m3/h；為了穩妥，設計中準備采用3000m3/h。
二．設計依據、原則及主要設計參數
2.1設計依據
1．《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297－1996）；
2．《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019-2003）；
3．《鋼結構設計規范》（GBJ17-88）；
4．《工業管道施工及驗收標準》（GBJ-235-82）；
2.2排放標準
執行標準：《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）。
NOx：最高允許排放濃度為240mg/m3；20m高煙囪，二級排放標準速率為1.3kg/h；廠界外濃度最高點（無組織排放）為0.12mg/m3。
2.3設計要求和原則
1．凈化設備的設計及選型遵循“技術先進、經濟實用”的原則；
2．設計要做到投資省，運行費用低；
3．確保廢氣達到標準和要求排放；
4．確保凈化系統能夠安全、穩定的運行；
5．吸收液循環系統采取閉路循環，減少藥劑的損耗和堿液循環管道的磨損，提高系統的運行可靠性和耐用性。
2.4主要設計參數及目標
1．廢氣排放量及有害組分濃度
廢氣排放量3000m3/h（窯爐總排放量），凈化設備進口廢氣溫度約為80℃（設置輔助降溫措施），廢氣主要有害成分為NO，NO的最高濃度為3200ppm。
2．廢氣凈化設備控制條件：
處理能力：3000m3/h
廢氣有害組分濃度：
NO2：進口6381mg/Nm3, 出口240mg/Nm3
溫度：進口～80℃，出口30～ 40℃
2.5內容與范圍
1．窯爐廢氣從窯爐抽風系統出口（樓頂）至廢氣凈化后達標排放所需要的凈化裝置及其電氣、附屬管路系統；
2．凈化系統的總圖布置、設備安裝位置、土建基礎、水系統布置及管道走向等需與業主協商并互相確認后確定。
三．凈化系統設計方案
目前常用的治理廢氣中NOx的主要技術有：催化還原法、液體吸收法和固體吸附法等三類措施。
3.1 NOx廢氣的凈化工藝介紹
3.1.1NOx的主要治理技術及對比
1．催化還原法
催化還原法包含非選擇性催化還原法和選擇性催化還原法兩種：
非選擇性催化還原法：用CH4、H2、CO及其它燃料氣作還原劑與NOx進行催化還原反應，廢氣中的氧參加反應，放熱量大。
選擇性催化還原法：用NH3作還原劑將NOx催化還原為N2，廢氣中的氧很少與NH3反應，放熱量小。
2．液體吸收法
液體吸收法包含水吸收法、稀硝酸吸收法、堿性溶液吸收法、氧化-吸收法、吸收-還原法、絡合吸收法六種。
水吸收法：用水作吸收劑對NOx進行吸收，吸收效率低，僅可用于氣量小、凈化要求不高的場合，不能凈化含NO為主的NOx。
稀硝酸吸收法：用稀硝酸作吸收劑對NOx進行物理吸收與化學吸收，可以回收NOx，消耗動力較大。
堿性溶液吸收法：用NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、NH4OH等堿溶液作吸收劑對NOx進行化學吸收，對于含NO較多的NOx廢氣，凈化效率低。
氧化-吸收法：對于含NO較多的NOx廢氣，用濃硝酸、O3、KMnO4等作氧化劑，先將NOx中的NO部分氧化成NO2，然后再用堿溶液吸收，使凈化效率提高。
吸收-還原法：將NOx吸收到溶液中，與(NH4)2SO3、(NH4)HSO3、Na2SO3等還原劑反應，NOx被還原為N2，凈化效率較好。
絡合吸收法：利用絡合吸收劑FeSO4、Fe(Ⅱ)-EDTA及Fe(Ⅱ)-EDTA- Na2SO3等直接同NO反應，NO生成的絡合物加熱時重新釋放出NO，從而使NO能富集回收。
六種液體吸收法中，較常用的是堿液吸收法和氧化-吸收法。
3．固體吸附法
固體吸附法是用絲光沸石分子篩、泥煤、風化煤等吸附廢氣中的NOx，將廢氣凈化。
4．三類NOx治理技術的對比如下：
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3.2凈化工藝的選擇
依據NOx廢氣的凈化工藝介紹中所述的各種凈化方法的對比結果，綜合小型玻璃窯爐的廢氣情況，要使廢氣中NOx達標排放，凈化工藝最好采用堿液吸收法+活性炭吸附法進行組合使用。
用堿液吸收法凈化廢氣中的Cl2及NO2時，常用的吸收劑有NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、NH4OH等。堿性溶液和NO2反應生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，和Cl2反應生成氯酸鹽和次氯酸鹽。
幾種堿性溶液吸收劑中，用Ca(OH)2溶液吸收，由于其主要來自石灰，而且未溶解的石灰易堵塞管道，此法不常采用；用Na2CO3溶液吸收，凈化效率不如用NaOH溶液或氨水吸收高；而用NaOH溶液或氨水吸收效果好，設備簡單，操作方便，但固體NaOH的儲藏及運輸均比氨水方便。因此，本方案選用NaOH溶液作為吸收劑，NaOH溶液用固體NaOH現場配置。
3.3廢氣治理工藝
采用第一級吸收塔直接噴淋，水氣直接熱交換，其交換效率在96-100%，塔的液氣比按6 L/ m3考慮（實際要達到8-10）,則循環水量為24 m3；一般工廠自來水按25℃考慮，第一級塔可以把150℃廢氣溫度降到：
η=(150-t)/(150-25)=0.96,
t=30℃;
一般高效率的堿液吸收要求溫度小于40℃，本方案在一級完全可以做到，從平衡的角度看以后兩級就是提高吸收效率了。
另外廢氣在塔內的放熱為：
Q=4000x1.2x0.24x(150-30)=138240kcal/h;
考慮塔壁和管道熱損失為15-20%，則參加水氣熱交換的熱量為：
138240x0.85=117504 kcal/h;
熱交換后水的溫升為：
△t=117504/24x1000x1=4.89;
也就是噴淋熱交換后水溫達到29.89 ℃，符合吸收的溫度操作條件。所以，直接噴淋降溫沒有技術上的困難。
另外只要把噴淋循環的水量和運行時候，保證先開啟水泵運行5-10分鐘后再進廢氣，一般的玻璃鋼和PP材料塔就可以了，沒有必要做不銹鋼的塔。
第二級加活性炭吸附，再沒有飽前，是可以肯定的說達標的，活性炭的裝填量按其重量的15%考慮飽和（有資料介紹可以到40-50%），那么有：
719-240=479 mg/Nm3
則，1小時需要達標吸附的NOx為479x4000=1.9kg；
如果選擇活性炭做后級處理，用200kg活性炭，飽和吸附量為30kg,更換或者再生周期為16小時，如果按1000kg考慮，則飽和時間是80小時，增加1個活性炭吸附器，簡單的投資為4-5萬元可以做到，但是沒有再生。
如果甲方愿意，可以考慮一級吸收+加一級活性炭吸附，在沒有飽和的情況下進行檢測，可以達到標準要求。
3.4廢氣處理工藝的特點
工藝中選用的酸霧吸收塔具有吸收率高、吸收效果穩定的優點，設備防腐性能好，使用壽命長。
吸收塔所用吸收液吸收效果好，產生的廢液屬含鹽廢水，易于處理，對廢水處理系統的處理效果不會產生不利影響。
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