2024年4月21日发(作者:胥菊月)
玻璃熔窑废气中s0。和N0。排放浓度的计算
中国中轻国际工程有限公司梁德海
SOz和NOx是玻璃熔窑废气中的丰要污染物。
玻璃熔窑废气中S02的排放浓度可根据配合料中硫酸盐含量、残存狰玻璃巾的S02含量及
燃料中硫含量(表1—5)进行计算。
表1配合料(生料)熔制成玻璃液所牛成的硫氧化物量
配合料(生料)中与100kg硅砂所配伍的Na2S04含量(Kg)
0.4
0.6
0.259
(0.207)
0.8
0.345
1.01.21.4
0.604
配合料(生料)熔
制成lOOkg玻璃液
生成的S03量(kg)
0.1730.432.
(0.345)
0.518
(0.414)
(0.138)
(0.2.76)
(0.483
)
注:()内数据为换算成S02的含量
表2普通瓶罐玻璃每lOOkg玻璃中残存的S03含量
S03%
0.150.2
0.2
(0.16)
0..25
0.25
(0.2)
0.3
0.3
(0.24)
0.4
0.4
(0.32)
S03含量(心)
0.15
(0.12)
注:()内数据为换算成S02的含量
表3重油含硫量与S02排放浓度的关系
重油含量(%)
0.5
0.6
0.7
0.74
O.8
1.0
1.5
2.0
重油燃烧后其烟气排放时SOz浓度
mg/Nm3
574.7
689.64
804.58
850
ppm
219.56
263.47
307.38
324.95
351.30
439.12
919.54
1149.4
1724.1
658.68
878.24
1097.80
2.298.8
2873.52.5
注:(1)重油的低热值Q抵=10000×4.18KJ/kg
(2)重油燃烧后其掺风系数Q=1.7时,烟气量(按经验式计算)为17.4Nm3/kg
(3)ppm:是指气体中微量组成的体积含莓(百万分数)
120
表4天然气H2S含量与S02排放浓度的关系
HzS含量(%)
0.01
天然气燃烧后其烟气排放时SOz浓度
mg/Nm3
15-39
46.17
76.95
153.91
307.83
ppm
5.88
17.64
29.4
58.8
117.6
0.03
0.05
0.1
0.2
注:(1)天然气热值Q=8500x4.18KJ/kg
(2)天然气燃烧后其掺风系数Ⅱ=1.7时,烟气量(按经验式计算)为17.01
Nm3/Nm3
表5发牛炉煤气HzS含量与SOz排放浓度的关系
H2S含量(%)
0.01
0.03
0.05
0.1
0.2
天然气燃烧后其烟气排放时SOz浓度
mg/Nm3
99.51
298.54
497.56
995.12
1990.24
ppm
38.02
114.05
190.09
380.18
760.36
注:(1)发生炉煤气热值Q惩=1400X4.18
KJ/kg
(2)发生炉煤气燃烧后其掺风系数a=1.7时,烟气量(按经验式计算)为2.872
Nm3/Nm。
(3)ppm:是指气体巾微量组成的体积含量(百万分数)
计算示例:生产瓶罐玻璃.配合料中与lOOkg硅砂配伍的芒硝含量为1.2kg,碎玻璃
添加量为60%:普通蓄热室玻璃熔窑,燃料为重油,重油含硫量0.5%,计算废气中S02排
放浓度。
计算:
1、配合料(生料)熔制成100kg玻璃液其生成的SOz量:
0.414kgxO.4/IOOkg玻璃液=0.1656kg/100kg玻璃液
2、lOOkg玻璃中残存SOz量:
0.24kgxO.4/100kg玻璃液=0.096kg/100
kg玻璃液
3、熔制成1
kg玻璃液配合料生产的SOz量:
(O.1656kg-0.096kg)/lOOkg玻璃液=0.0696ks/100kg玻璃液
=696
mglkg玻璃液
4、熔制成1kg玻璃液生产的废气量(a=1.7)
1kg玻璃液按耗0.14kg重油计,经计算Ikg-重_油生产废气量为仃.4Nm3(口=1.7),
故熔制成1kg玻璃液生产的废气量为:仃.4Nm3/kgXO.14kg=2.436Nm3
5、熔制成lkg玻璃液单位体积废气中由配合料生成的S02量:
696m912.436Nm3=285.7mglNm3
6、熔制玻璃时重油燃烧后,其烟气排放时S02的浓度(a=1.7)
121
A表,晕油含硫量05%时,其朋‘L排放时SOz的浓度(d=17)为574
7mg/Nm’
7,玻璃熔窑废气,DS02的排放浓度:
285.7mg/Nm3+574.7mg/NmL860
4mg/Nm3
破璃熔窑废气巾NOx的J“生土要束源足:(1)燃料巾岔氮物质的燃烧,(2)卒气巾
瓤的燃烧.(3)原料中自^酸盐分解。玻璃熔窑废。L中NOx,初始90~95%为NO,但在排放
过程小,随着浓度的下降逛渐转为N02.
普通莆热审玻璃熔窑在正确宴施r述措施条件r.吲氯的燃烧m产牛的NOx量一般可控
制许1200mg/Nm3以下,蛙佳值可达到600~800mg/Nm’。
(”选Ⅲ沽挣燃料,幽1・p示出在同一直驻炉、同一温『韭条件F,不同燃料乍成的N啦
量。儿罔巾看m.选用天然气作燃料比用重油作燃科其NOx生成金降低很多。
外
∞嚣
卸
厅m
///7’
/
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,/一
lOl【lj
一t№
一’^p埋。
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O,L:
£气比
罔1不H燃#}的,,气过剩系数与NOx生成量的关系
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暑簧占蓍要景占
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Ⅷ~㈣础㈣哪嚣
1.:
。…“:*;盟册0
30’4驾,./翟7”800
燃抖喷射连度【
3
0n
s’
同2燃气喷射速度时H仇散发的影响
(2)正确的小炉几何结构:能使助燃空气速度、空气与燃料之间的接触强度保持最佳
值:
(3)正确地确定喷嘴的设置位置(底烧或侧烧)、燃料喷射速度(见图2)及喷嘴的喷
射角度;
14)改进控制掐施,保持低空气燃烧比,即采用接近化学计量的燃烧,使蓄热室中废气
02含量最大不超过1.6%,最佳值达到1.0%以下。
(5)熔窑内火焰能控制到具有良好的火焰几何形状和与熔化部单元长度相一致并完全
燃烧的最大火焰长度,此时最高火焰温度降低,火焰较长、较缓、较亮,NOx散发最小。
(6)加强窑体密封,改进熔窑密封件,以限制外界空气的侵入。
含有硝酸盐原料的配合料熔制成玻璃液所生成的NOx量可根据表6巾数值计算。
越
\篓(mg)\
液产生的N0x\
10
表6配合料熔制成玻璃液所生成的NOx量
配合料中与lOOkg硅砂所配伍的NaNOz含量(kg)
0.20.30.40.5
1827
1592
1366
1149
940
738
0.6
2192
191l
1639
1379
1128
886
0.70.8
2924
2548
2185
1838
1504
118l
0.91.0
731
637
546
460
376
295
1096
955
820
689
564
443
1461
1274
1093
913
752
590
2558
2229
1912
1609
1316
1033
3289
2866
2458
2068
1692
1328
3655
3185
2732
2298
t880
1476
碎玻璃
添加量
(%)
20
30
40
50
60
计算示例:生产玻璃器皿,配合料中与100kg硅砂配伍的硝酸钠含量为0.8kg,碎玻璃
添加冕为30%,普通蓄热室玻璃熔窑,燃料为重油,计算废气巾NOx排放浓度。
分析与计算:
1、冈氮的燃烧而产生的NOx量:
熔窑小炉结构基本合理,喷嘴采用底烧,燃料喷射速度及喷嘴喷射角度均在经验值范围
内,改进的燃烧控制系统和良好的操作技术能使火焰长度与熔化部单元长度基本一致、火焰
较缓、较亮,且保持低空燃烧比,熔窑密封良好,故基本满足了i'l王NOx燃烧技术要求,NOx散
发量较小,基上分析,因氮的燃烧单位体积的废气中(Q=1.7)产生的NOx量债取
l
000mg/Nm3。
2、配合料熔制成玻璃液所生成玻璃液所生成的N…JE.:I..:
查表6,配合料熔制成每kg玻璃液生成的NOx量为21
85
3、熔制成1kg玻璃液产生的废气量(a=1.7):
lkg玻璃液按耗0.16kg重油计,经计算,lkg重油产生的废气量为17.4Nm3(a=1.7),故
熔制成1
kg玻璃液产生的废气量为:
mg。
123
仃.4Nm3/kgxO.16kg=2.784
Nm3
4、熔制成lkg玻璃液单位体秋废气中山配合料生成的NOx量:
21
85mg/2.784Nm3=784
mg/Nm3
5、玻璃熔窑废气中NOx的排放浓度:
1000mg/Nm3+784mg/Nm3=1784
mg/Nm3
从玻璃熔窑废气巾SOz和No)(排放浓度的计算过程巾可以看出:不断改进熔窑设计,
使J1.1fE硫量的优质燃料、控制硫酸盐和硝酸盐原料的使』}J,增加配合料中碎玻璃的添加量,
即从源头消减污染,可以使玻璃熔窑S02和No)c的广:生指标达到清洁生产污染物指标,减少
末端治理费J甘。
124
2024年4月21日发(作者:胥菊月)
玻璃熔窑废气中s0。和N0。排放浓度的计算
中国中轻国际工程有限公司梁德海
SOz和NOx是玻璃熔窑废气中的丰要污染物。
玻璃熔窑废气中S02的排放浓度可根据配合料中硫酸盐含量、残存狰玻璃巾的S02含量及
燃料中硫含量(表1—5)进行计算。
表1配合料(生料)熔制成玻璃液所牛成的硫氧化物量
配合料(生料)中与100kg硅砂所配伍的Na2S04含量(Kg)
0.4
0.6
0.259
(0.207)
0.8
0.345
1.01.21.4
0.604
配合料(生料)熔
制成lOOkg玻璃液
生成的S03量(kg)
0.1730.432.
(0.345)
0.518
(0.414)
(0.138)
(0.2.76)
(0.483
)
注:()内数据为换算成S02的含量
表2普通瓶罐玻璃每lOOkg玻璃中残存的S03含量
S03%
0.150.2
0.2
(0.16)
0..25
0.25
(0.2)
0.3
0.3
(0.24)
0.4
0.4
(0.32)
S03含量(心)
0.15
(0.12)
注:()内数据为换算成S02的含量
表3重油含硫量与S02排放浓度的关系
重油含量(%)
0.5
0.6
0.7
0.74
O.8
1.0
1.5
2.0
重油燃烧后其烟气排放时SOz浓度
mg/Nm3
574.7
689.64
804.58
850
ppm
219.56
263.47
307.38
324.95
351.30
439.12
919.54
1149.4
1724.1
658.68
878.24
1097.80
2.298.8
2873.52.5
注:(1)重油的低热值Q抵=10000×4.18KJ/kg
(2)重油燃烧后其掺风系数Q=1.7时,烟气量(按经验式计算)为17.4Nm3/kg
(3)ppm:是指气体中微量组成的体积含莓(百万分数)
120
表4天然气H2S含量与S02排放浓度的关系
HzS含量(%)
0.01
天然气燃烧后其烟气排放时SOz浓度
mg/Nm3
15-39
46.17
76.95
153.91
307.83
ppm
5.88
17.64
29.4
58.8
117.6
0.03
0.05
0.1
0.2
注:(1)天然气热值Q=8500x4.18KJ/kg
(2)天然气燃烧后其掺风系数Ⅱ=1.7时,烟气量(按经验式计算)为17.01
Nm3/Nm3
表5发牛炉煤气HzS含量与SOz排放浓度的关系
H2S含量(%)
0.01
0.03
0.05
0.1
0.2
天然气燃烧后其烟气排放时SOz浓度
mg/Nm3
99.51
298.54
497.56
995.12
1990.24
ppm
38.02
114.05
190.09
380.18
760.36
注:(1)发生炉煤气热值Q惩=1400X4.18
KJ/kg
(2)发生炉煤气燃烧后其掺风系数a=1.7时,烟气量(按经验式计算)为2.872
Nm3/Nm。
(3)ppm:是指气体巾微量组成的体积含量(百万分数)
计算示例:生产瓶罐玻璃.配合料中与lOOkg硅砂配伍的芒硝含量为1.2kg,碎玻璃
添加量为60%:普通蓄热室玻璃熔窑,燃料为重油,重油含硫量0.5%,计算废气中S02排
放浓度。
计算:
1、配合料(生料)熔制成100kg玻璃液其生成的SOz量:
0.414kgxO.4/IOOkg玻璃液=0.1656kg/100kg玻璃液
2、lOOkg玻璃中残存SOz量:
0.24kgxO.4/100kg玻璃液=0.096kg/100
kg玻璃液
3、熔制成1
kg玻璃液配合料生产的SOz量:
(O.1656kg-0.096kg)/lOOkg玻璃液=0.0696ks/100kg玻璃液
=696
mglkg玻璃液
4、熔制成1kg玻璃液生产的废气量(a=1.7)
1kg玻璃液按耗0.14kg重油计,经计算Ikg-重_油生产废气量为仃.4Nm3(口=1.7),
故熔制成1kg玻璃液生产的废气量为:仃.4Nm3/kgXO.14kg=2.436Nm3
5、熔制成lkg玻璃液单位体积废气中由配合料生成的S02量:
696m912.436Nm3=285.7mglNm3
6、熔制玻璃时重油燃烧后,其烟气排放时S02的浓度(a=1.7)
121
A表,晕油含硫量05%时,其朋‘L排放时SOz的浓度(d=17)为574
7mg/Nm’
7,玻璃熔窑废气,DS02的排放浓度:
285.7mg/Nm3+574.7mg/NmL860
4mg/Nm3
破璃熔窑废气巾NOx的J“生土要束源足:(1)燃料巾岔氮物质的燃烧,(2)卒气巾
瓤的燃烧.(3)原料中自^酸盐分解。玻璃熔窑废。L中NOx,初始90~95%为NO,但在排放
过程小,随着浓度的下降逛渐转为N02.
普通莆热审玻璃熔窑在正确宴施r述措施条件r.吲氯的燃烧m产牛的NOx量一般可控
制许1200mg/Nm3以下,蛙佳值可达到600~800mg/Nm’。
(”选Ⅲ沽挣燃料,幽1・p示出在同一直驻炉、同一温『韭条件F,不同燃料乍成的N啦
量。儿罔巾看m.选用天然气作燃料比用重油作燃科其NOx生成金降低很多。
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30’4驾,./翟7”800
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同2燃气喷射速度时H仇散发的影响
(2)正确的小炉几何结构:能使助燃空气速度、空气与燃料之间的接触强度保持最佳
值:
(3)正确地确定喷嘴的设置位置(底烧或侧烧)、燃料喷射速度(见图2)及喷嘴的喷
射角度;
14)改进控制掐施,保持低空气燃烧比,即采用接近化学计量的燃烧,使蓄热室中废气
02含量最大不超过1.6%,最佳值达到1.0%以下。
(5)熔窑内火焰能控制到具有良好的火焰几何形状和与熔化部单元长度相一致并完全
燃烧的最大火焰长度,此时最高火焰温度降低,火焰较长、较缓、较亮,NOx散发最小。
(6)加强窑体密封,改进熔窑密封件,以限制外界空气的侵入。
含有硝酸盐原料的配合料熔制成玻璃液所生成的NOx量可根据表6巾数值计算。
越
\篓(mg)\
液产生的N0x\
10
表6配合料熔制成玻璃液所生成的NOx量
配合料中与lOOkg硅砂所配伍的NaNOz含量(kg)
0.20.30.40.5
1827
1592
1366
1149
940
738
0.6
2192
191l
1639
1379
1128
886
0.70.8
2924
2548
2185
1838
1504
118l
0.91.0
731
637
546
460
376
295
1096
955
820
689
564
443
1461
1274
1093
913
752
590
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2229
1912
1609
1316
1033
3289
2866
2458
2068
1692
1328
3655
3185
2732
2298
t880
1476
碎玻璃
添加量
(%)
20
30
40
50
60
计算示例:生产玻璃器皿,配合料中与100kg硅砂配伍的硝酸钠含量为0.8kg,碎玻璃
添加冕为30%,普通蓄热室玻璃熔窑,燃料为重油,计算废气巾NOx排放浓度。
分析与计算:
1、冈氮的燃烧而产生的NOx量:
熔窑小炉结构基本合理,喷嘴采用底烧,燃料喷射速度及喷嘴喷射角度均在经验值范围
内,改进的燃烧控制系统和良好的操作技术能使火焰长度与熔化部单元长度基本一致、火焰
较缓、较亮,且保持低空燃烧比,熔窑密封良好,故基本满足了i'l王NOx燃烧技术要求,NOx散
发量较小,基上分析,因氮的燃烧单位体积的废气中(Q=1.7)产生的NOx量债取
l
000mg/Nm3。
2、配合料熔制成玻璃液所生成玻璃液所生成的N…JE.:I..:
查表6,配合料熔制成每kg玻璃液生成的NOx量为21
85
3、熔制成1kg玻璃液产生的废气量(a=1.7):
lkg玻璃液按耗0.16kg重油计,经计算,lkg重油产生的废气量为17.4Nm3(a=1.7),故
熔制成1
kg玻璃液产生的废气量为:
mg。
123
仃.4Nm3/kgxO.16kg=2.784
Nm3
4、熔制成lkg玻璃液单位体秋废气中山配合料生成的NOx量:
21
85mg/2.784Nm3=784
mg/Nm3
5、玻璃熔窑废气中NOx的排放浓度:
1000mg/Nm3+784mg/Nm3=1784
mg/Nm3
从玻璃熔窑废气巾SOz和No)(排放浓度的计算过程巾可以看出:不断改进熔窑设计,
使J1.1fE硫量的优质燃料、控制硫酸盐和硝酸盐原料的使』}J,增加配合料中碎玻璃的添加量,
即从源头消减污染,可以使玻璃熔窑S02和No)c的广:生指标达到清洁生产污染物指标,减少
末端治理费J甘。
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