摘要 ：介紹了一種玻璃窯SCR脫硝煙氣溫度控製裝置原理及結構，通過加裝控製裝置 ，不僅提高SCR的安全性和脫硝效率 ，同時使玻璃窯煙氣餘熱得到充分利用 ，取得了一定的經濟效益和社會效益 。

關鍵詞 ：玻璃窯 ；SCR脫硝  ；煙氣溫度控製裝置  ；餘熱鍋爐

  1 前言

根據玻璃窯爐煙氣的性質特點 ，一般都采取SCR脫硝技術控製煙氣氮氧化物排放濃度 。SCR脫硝技術受窯爐運行條件影響較小 ，反應條件易於控製 ，能夠達到很高的脫硝效率（可達90%以上） ，能夠滿足嚴格的環保要求 。

根據目前玻璃行業的生產規模及燃料使用情況 ，玻璃窯爐的煙氣排放溫度為430～550℃ ，而SCR脫硝裝置對煙氣溫度要求在350~380℃反應時效果最佳 ，當溫度高於380℃ 時 ，催化劑壽命縮短 ，脫硝效果差 。玻璃熔窯投運3~5年後 ，煙氣的流量和溫度均增加 ，進入SCR脫硝裝置的煙氣溫度將超過設計溫度^【1】 。為滿足SCR脫硝裝置的反應溫度 ，需要打開冷風閥 ，對煙氣進行降溫 ，這樣不僅影響煙氣餘熱利用和煙氣淨化係統的運行 ，也影響了餘熱發電的利用效率 。為了降低對煙氣餘熱利用係統和煙氣淨化係統的影響 ，應在SCR脫硝裝置前增加煙氣溫度控製裝置 。

  2 煙氣溫度控製裝置結構及控製原理

SCR煙氣溫度控製裝置能對玻璃窯爐排煙煙氣溫度進行有效控製 ，使進入SCR裝置的煙氣溫度滿足脫硝反應最佳溫度窗口（350~380℃） ，有利於煙氣淨化，並能夠充分利用煙氣餘熱 ，做到節能減排 。本SCR煙氣溫度控製裝置主要布置位置如圖1所示 ：

圖1 煙氣降溫控製裝置流程圖

2.1 煙氣溫度控製裝置

本煙氣降溫控製裝置為一種箱形設備 ，其中內置包含蒸發器和過熱器 ，如圖2所示 。蒸發器和過熱器通過管道分別與餘熱鍋爐汽包相連 ，通過鍋爐汽包的水 、汽循環 、輸送 ，利用熱能交換原理實現熱能轉換 ，從而達到對煙氣的降溫控製 。同時本降溫控製裝置設有旁路煙道 ，能在降溫裝置故障（高溫需開冷風閥 ，降低煙氣溫度）或煙氣低溫時從旁路經過而不影響玻璃窯爐的運行 。

圖2 煙氣降溫控製裝置及原理

2.2煙氣溫度控製原理和過程

煙氣煙溫控製裝置主要包括2種介質流程 ：一是煙氣流程 ，主要是煙氣降溫的過程 ；二是汽水流程 ，主要是飽和水加熱成飽和蒸汽 ，再變成過熱蒸汽的過程 。餘熱鍋爐汽包的飽和水首先進入蒸發器 ，水經蒸發器受熱後 ，變成汽水混合物 ，回到餘熱鍋爐汽包 。此過程中玻璃窯爐高溫煙氣通過蒸發器受熱麵將熱量傳遞給水 ，水蒸發後再回流到餘熱鍋爐汽包 ，高溫煙氣被冷卻降溫 ，可通過控製進入裝置的煙氣量（煙氣側裝有調節風門），實現煙氣溫度控製 。另外餘熱鍋爐汽包的飽和蒸汽送到過熱器 ，飽和蒸汽通過過熱器被加熱成過熱蒸汽 ，過熱蒸汽送往汽輪機組 。高溫煙氣通過過熱器和蒸發器的吸熱 ，降溫後送到SCR反應器 。

在煙氣側設置有煙氣調節擋板 ，通過調節進入裝置的煙氣量 ，達到控製煙氣溫度的目的 。通過該降溫控製裝置 ，可以靈活的將玻璃窯爐高溫煙氣溫度降至SCR反應最佳溫度窗內 ，使SCR脫硝反應能夠順利平穩地進行 。

  3 煙氣溫度控製裝置實際使用實例

某公司玻璃窯爐高溫煙氣量約80000Nm³/h,正常煙氣溫度約430℃（經餘熱鍋爐高溫段後到372℃） ，最高煙溫可達500℃ 。該線玻璃窯爐煙氣出口裝有高溫靜電除塵器和SCR脫硝裝置 ，同時裝有餘熱鍋爐 。SCR脫硝設計安裝時按煙氣溫度372℃考慮 。正常運行時SCR脫硝反應煙氣溫度效率曲線如圖3^【2】 ：

圖3 煙氣溫度對SCR脫硝反應效率的影響

當運行一段時間後 ，玻璃窯爐出口煙氣溫度上漲 ，經餘熱鍋爐高溫段出口的煙氣溫度遠超過了SCR反應最佳溫度窗（350~380℃） ，達到454℃ 。為了保證SCR反應催化劑的安全和SCR脫硝反應的穩定運行 ，特在高溫靜電除塵器和餘熱鍋爐高溫段出口之間煙氣管線加裝SCR煙氣溫度控製裝置（見圖1） 。加裝SCR煙氣溫度控製裝置前後反應器入口溫度如圖4 ：

圖4 加裝SCR煙氣溫度控製裝置前後反應器入口溫度曲線

加裝SCR煙氣溫度控製裝置後 ，同時將SCR煙氣溫度控製裝置的蒸發器 、過熱器分別與餘熱鍋爐汽包 、汽輪機組之間用管道和調節閥門連接貫通（見圖2） 。

經實時溫度監測 ，發現通過控製進入SCR煙氣降溫裝置的煙氣量 ，可以將餘熱鍋爐高溫段出口的454℃煙氣降溫至SCR反應最佳溫度窗內 ，最低可降至360℃左右 。根據熱量衡算 ，按年運行小時數 ，取餘熱鍋爐高溫段出口平均煙溫410℃ ，按410℃煙氣焓值571kJ/m³,360℃煙氣焓值501kJ/m³ ，降溫釋放出熱量 ：80000×（571-501）=5600000kJ/h 。餘熱電站的發電總熱效率約為23% ，則每小時可增加發電量358kW ，扣除裝置阻力新增廠用電量 ，每小時可增加發電量300kW 。年運行時間按8000小時計算 ，則可增加發電量8000×300=240萬kWh 。等價值按306g/kWh,年節能量為734.4t標煤 。

綜上所述 ，加裝SCR煙氣溫度控製裝置後 ，保證SCR係統運行安全 ，脫硝效率提高了2.2% ，NO_X年減排39.43t（入口NO_X濃度最大3900mg/Nm³ ,按運行時間取平均值2800mg/Nm³) 。由於增加了煙氣溫度控製裝置 ，回收了煙氣的餘熱 ，取得了一定經濟效益 ，達到節能減排的目的 。

 4總結

本文通過玻璃窯爐高溫煙氣加裝SCR煙氣溫度控製裝置分析和說明，結合實例實際使用情況 ，該種在玻璃窯爐煙氣SCR脫硝反應器前加裝煙氣降溫裝置是可行有效的 ，在滿足SCR反應溫度要求的同時 ，也達到了節能減排的目的 ，並獲得了一定經濟效益 。

參考文獻

[1] 方桂平 ，熊賢周 ，許建芬 ，毛奇洲 。一種玻璃窯SCR脫硝煙氣溫度控製裝置 ， CN20779774U ，2018.08.31

[2]顧慶華 ，胡秀麗 。SCR脫硝反應區域運行溫度影響因素研究 。潔淨煤技術 ，2015 ，21（2） ：79 。