基于环保标准发生炉冷煤气 作为玻璃熔窑燃料相关问题分析

本文通过对发生炉冷煤气作为玻璃熔窑燃料的相关问题进行系统分析，说明采取相关措施后，发生炉冷煤气的应用有利于玻璃熔窑烟气的环保达标。发生炉冷煤气工艺介绍：煤气发生炉基本炉型分为1Q一段炉、3Q两段炉和5Q两段炉三种，1Q一段炉属于受限淘汰炉型，5Q两段炉与3Q两段炉相比，在煤气热值、副产焦油的产量和质量、炭资源的节约利用、炉内固硫效果和设备操作与维护等方面具有诸多优势。5Q两段炉冷煤气站工艺路线如图1所示，炉出煤气（350～400℃）通过旋风除尘器捕除大颗粒粉尘后，进入洗气塔进行降温并捕除绝大部分焦油，煤气温度降至70～80℃，然后通过煤气加压机增压后，煤气进入电除焦油器进行二次捕焦，二次除焦后的煤气进入间冷器中进行二次降温，煤气温度降至35～45℃，最后通过捕滴器捕除煤气携带的雾状液滴后出站。图15Q发生炉冷煤气站工艺流程（1）冷煤气脱硫及烟气SO2排放分析：发生炉煤气湿法脱硫技术，可以将煤气中的H2S控制在45～50mg/Nm3，相应烟气中SO2理论折算浓度为10～11mg/Nm3左右（基准氧含量8%）。利用湿法脱硫技术对煤气进行一级脱硫，然后利用干法脱硫技术进行煤气二级精脱硫，煤气中H2S可以控在10～20mg/Nm3，相应烟气中SO2理论折算浓度为2～5mg/Nm3（基准氧含量8%），经过煤气“粗脱＋精脱”脱硫处理后的煤气，其燃烧烟气应该可以达到相关环保标准要求。（2）冷煤气脱氨及烟气NOx排放分析：发生炉煤气热值相对较低，其燃烧产生的燃料型NOx相对较少，主要以燃料型NOx为主，NOx的主要前驱体为煤炭热解过程中产生的NH3。煤气降温过程中，煤气中的一部分NH3溶于冷凝酚水中，在利用“水夹套蒸发-炉内焚烧”技术处理酚水过程中，NH3随酚水蒸气进入气化炉的高温氧化层区被氧化成NO，然后NO在还原层被半焦、CO等物质还原成N2；另外，煤气湿法脱硫过程中，一部分溶于脱硫液中的NH3与煤气中的H2S发生脱硫反应从而被脱除。还可以进一步采用经过深度冷却的酚水，对脱硫前的煤气进行深度冲洗脱除并溶于酚水中，然后再利用“水夹套蒸发-炉内焚烧”技术处理酚水的过程中将其无害化转化处置。以上过程可以有效脱除煤气中的部分NH3，从而有效降低燃烧烟气中的燃料型NOx。（3）就SO2/NOx排放控制发生炉煤气与天然气对比分析：天然气燃烧火焰温度较高，其燃烧产生的热力型NOx的量相对较大，通常采用N2/CO2或水蒸气稀释、分级燃烧、催化燃烧、无焰燃烧等技术，降低烟气NOx排放，我国天然气燃烧90%采用进口燃烧器，目前我国天然气烟气NOx排放水平在100～400mg/m3（基准氧含量3.5%）范围，折算浓度74～297mg/m3（基准氧含量8%）。而发生炉煤气燃烧火焰温度相对较低，热力型NOx生成量较少，在煤气站内可以通过脱除NOx前驱体的方式，减少燃料型NOx的生成，脱氨处理后的发生炉煤气可以达到或优于天然气的NOx排放水平。发生炉冷煤气作为玻璃熔窑燃料其他利弊，主要有脱硫废液及软化水系统再生废水的协同处置问题；煤气输送管道及清理问题等。通过实验得出：（1）以发生炉冷煤气为玻璃熔制燃料，对煤气进行有效的脱硫和脱氨处理后，其SO2、NOx排放水平可以达到甚至优于天然气水平。（2）5Q两段炉冷煤气站在达到站内酚水零排放的前提下，可以协同处置脱硫系统产生的脱硫废液和玻璃企业软化水系统的再生废水。（3）应用发生炉冷煤气作为玻璃熔制燃料与热煤气比较，可以节省大量的煤气管道投资、管道清理的水蒸气及人工成