關(guān)于陶瓷爐窯脫硝技術(shù)的探討

曾德醒

（廣州怡地環(huán)保實(shí)業(yè)總公司，廣東 廣州 510030）

關(guān)于陶瓷爐窯脫硝技術(shù)的探討

曾德醒

（廣州怡地環(huán)保實(shí)業(yè)總公司，廣東 廣州 510030）

本文簡(jiǎn)要介紹了目前陶瓷工業(yè)應(yīng)用最廣泛的窯爐為明焰式窯車隧道窯、輥道窯、梭式窯等窯爐，分析了低氮燃燒技術(shù)、SNCR技術(shù)、SCR技術(shù)等國(guó)內(nèi)外成熟的脫硝技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，以供參考。

陶瓷窯爐； 脫硝；NOx ；脫硝技術(shù)；

陶瓷行業(yè)屬于高污染﹑高耗能行業(yè),陶瓷生產(chǎn)企業(yè)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大污染,尤以大氣污染為甚。隨著國(guó)家環(huán)保排放要求的日益嚴(yán)格，工業(yè)陶瓷窯爐脫硝技術(shù)（NOx）也進(jìn)入企業(yè)的環(huán)保考核技術(shù)手段，必將是企業(yè)的達(dá)標(biāo)排放的重要考量之一。

一﹑目前陶瓷工業(yè)應(yīng)用最廣泛的窯爐為明焰式窯車隧道窯﹑輥道窯﹑梭式窯，而傳統(tǒng)的煤碳窯爐及電熱窯爐應(yīng)用的比較少。

1梭式窯：是間歇燒成的窯，跟火柴盒的結(jié)構(gòu)類似，窯車推進(jìn)窯內(nèi)燒成，燒完了再拉出來(lái)，卸下燒好的陶瓷。窯車如同梭子，故而稱為梭式窯。

2隧道窯：一般是一條長(zhǎng)的直線形隧道，其兩側(cè)及頂部有固定的墻壁及拱頂，底部鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行著窯車。燃燒設(shè)備設(shè)在隧道窯的中部?jī)蓚?cè)，構(gòu)成了固定的高溫帶，燒成帶，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谒淼栏G前端煙囪或引風(fēng)機(jī)的作用下，沿著隧道向窯頭方向流動(dòng)，同時(shí)逐步地預(yù)熱進(jìn)入窯內(nèi)的制品，這一段構(gòu)成了隧道窯的預(yù)熱帶。在隧道窯的窯尾鼓入冷風(fēng)，冷卻隧道窯內(nèi)后一段的制品，鼓入的冷風(fēng)流經(jīng)制品而被加熱后，再抽出送入干燥器作為干燥生坯的熱源，這一段便構(gòu)成了隧道窯的冷卻帶。

3輥道窯：輥道窯是連續(xù)燒成的窯，以轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)幼鳛榕黧w運(yùn)載工具的隧道窯。陶瓷產(chǎn)品放置在許多條間隔很密的水平耐火輥上，靠輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)使陶瓷從窯頭傳送到窯尾，故而稱為輥道窯。

由于陶瓷窯爐的種類繁多，爐型的不同，脫硝處理方式也不同。電加熱窯爐無(wú)燃燒氣氛，不存在NOx排放問(wèn)題。梭式窯是間歇式加熱，煙氣基本是停留在爐內(nèi)，NOx排放量少，也不需要做降氮處理。所以，作為目前主要的隧道窯爐，其燃燒溫度高，煙氣連續(xù)排放量大，是低氮處理的主要對(duì)象。

二﹑目前，國(guó)內(nèi)外成熟的脫硝技術(shù)有低氮燃燒技術(shù)﹑SNCR技術(shù)﹑SCR技術(shù)。

1低氮燃燒技術(shù)：燃燒控制低NOx的生成，其原理是在通過(guò)燃燒器一二次風(fēng)的配比，降低燃燒火焰的溫度與氧量供應(yīng)，使得火焰在還原氣氛中燃燒，從而降低NOx的生成，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)燃燒控制直接抑制NOx的生成，只需改變?nèi)紵骶涂梢詫?shí)現(xiàn)低氮排放，可以降低能耗和脫硝還原劑的消耗，是最省成本的脫硝技術(shù)，但此技術(shù)有兩缺點(diǎn)，一是對(duì)窯爐煙氣氣氛會(huì)改變，只適合還原氣氛的窯爐，而且對(duì)于燒結(jié)的陶瓷也會(huì)降低適應(yīng)種類。二是會(huì)降低爐內(nèi)溫度和延長(zhǎng)火焰長(zhǎng)度，由于采用低氮燃燒，采用部分預(yù)混燃的形式燃燒，火焰的溫度會(huì)有所降低，燃料燃燒時(shí)間延長(zhǎng)，火焰長(zhǎng)度變長(zhǎng)。目前也沒(méi)有燃燒器廠家提供相關(guān)資料，燃?xì)馊紵鞯牡偷夹g(shù)在國(guó)外使用的較多，可以適當(dāng)了解。此技術(shù)NOx處理成本低。

2SNCR技術(shù)：SNCR技術(shù)運(yùn)行溫度窗口為850～1100℃，從爐窯的燒制工藝來(lái)看，是可以使用該工藝作為脫硝技術(shù)，由于受限于反應(yīng)時(shí)間和混合情況，隧道窯生產(chǎn)線比較長(zhǎng)，煙氣停留時(shí)間較大，此類爐窯的使用空間相對(duì)比較大，考慮到脫硝技術(shù)投運(yùn)后不能對(duì)陶瓷生產(chǎn)質(zhì)量有較大的影響，還原劑應(yīng)采用氣體氨進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，不推薦采用兩相流進(jìn)入。還原劑可以選擇氨水或尿素?zé)峤饣蛞喊薄４思夹g(shù)目前沒(méi)有脫硝廠家提供資料，也沒(méi)有運(yùn)行業(yè)績(jī)，可以進(jìn)行試驗(yàn)研究方案可行性。采用SNCR技術(shù)NOx處理成本一般。

3SCR技術(shù)：SCR技術(shù)是在爐窯煙氣排出后，使用煙氣再加熱設(shè)備，需要把煙氣加熱到330℃～380℃，然后進(jìn)入裝置有催化劑的SCR反應(yīng)器進(jìn)行脫硝處理，處理后煙氣可進(jìn)行換熱后或進(jìn)行其他工藝處理后在進(jìn)入原有煙道排出。由于陶瓷窯爐煙氣比較純凈，含塵量低，催化劑可以選用孔徑較小，比表面積大的蜂窩式催化劑。脫硝還原劑選擇與SNCR技術(shù)類似。此技術(shù)工藝成熟，脫硝效率有保證，但工程量巨大，投資和使用成本均較大。

4其他：煙氣脫硝技術(shù)目前還有等離子脫硝技術(shù)﹑低溫催化技術(shù)﹑脫硫脫硝一體技術(shù)等在國(guó)內(nèi)外非主流技術(shù)，其原理和使用均處于理論試驗(yàn)階段，此處不進(jìn)行詳述。

結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作推行，環(huán)保型陶瓷爐窯將有更大的使用推進(jìn)，脫硝技術(shù)已經(jīng)成為陶瓷爐窯的運(yùn)行的必要環(huán)保措施，選擇改造工期短﹑改造難度小﹑投資節(jié)省﹑還原劑適應(yīng)性廣等多種優(yōu)點(diǎn)的脫硝技術(shù)已經(jīng)成為陶瓷行業(yè)的重要發(fā)展方向。

[1]王智化，周俊虎，周昊，等．爐內(nèi)高溫噴射氨水脫除NOx機(jī)理及其影響因素的研究[J]．浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2004,38（4）：495-500．

[2]李洪宇，王華，低氧燃燒與富氧燃燒的性能比較分析[J]．工業(yè)加熱，2003（05）．

[3]胡國(guó)林，對(duì)陶瓷工業(yè)節(jié)能減排的思考[A]，中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)陶瓷分會(huì)2009年年會(huì)論文集（二）[C]，2009．

X701

A