工业窑炉废气烟气尾气处理方法|工业窑炉废气烟气尾气处理案例

一、窑炉废气尾气介绍

1. 废气来源

窑炉广泛应用于陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、钢铁冶炼、化工等行业，废气主要来源于燃料燃烧（煤、天然气、重油等）、物料加热挥发及化学反应。常见窑炉类型包括陶瓷窑（辊道窑、梭式窑）、水泥回转窑、玻璃熔窑、冶金焙烧窑等。

2. 主要成分及特性

• 颗粒物（粉尘）：如 SiO₂、Al₂O₃、CaO 等，浓度高（可达数千 mg/m³），粒径分布广。
• 酸性气体：SO₂（燃料含硫）、NOx（高温燃烧生成）、HCl（含氯原料）等，具有腐蚀性。
• 挥发性有机物（VOCs）：陶瓷釉料、化工原料挥发产生的苯系物、酚类等。
• 重金属及二恶英：高温烧结或焚烧过程中可能生成，如 Pb、Hg、Cd 及二恶英类持久性有机污染物（尤其是含氯原料窑炉）。
• 其他：CO（不完全燃烧）、氟化物（玻璃 / 陶瓷窑）等。
• 特性：高温（300-1200℃）、高湿度（部分窑炉）、成分复杂、波动大，部分含腐蚀性或易燃易爆气体。

二、窑炉废气处理工艺流程

典型处理工艺（以陶瓷窑 / 水泥窑为例，需根据具体成分调整）：

1. 预处理阶段

• 降温除尘：
  • 高温废气先经余热锅炉或换热器回收热量（降低能耗），温度降至 200-300℃。
  • 采用布袋除尘器或静电除尘器去除大部分粉尘（除尘效率≥99%），粉尘浓度降至 50mg/m³ 以下。

2. 酸性气体处理（脱硫脱硝）

• 脱硫（针对 SO₂、HCl）：
  • 湿法脱硫：喷淋石灰石 - 石膏浆液（效率 90%-95%），适用于大流量废气，副产物石膏可回收。
  • 半干法 / 干法脱硫：喷入 CaO/Ca (OH)₂粉末或浆液，反应生成 CaSO₄，适用于缺水地区（效率 80%-90%）。
• 脱硝（针对 NOx）：
  • SNCR（选择性非催化还原）：850-1100℃喷入氨水 / 尿素，与 NOx 反应生成 N₂（效率 60%-80%），无需催化剂，成本低。
  • SCR（选择性催化还原）：200-400℃下，在催化剂（如 TiO₂-V₂O₅）作用下，氨水还原 NOx（效率 80%-95%），精度高，适用于超低排放。

3. VOCs 及二恶英处理

• 活性炭吸附：吸附重金属、二恶英及部分 VOCs，常与除尘设备结合（如布袋除尘器内添加活性炭粉末）。
• 催化燃烧（RCO）/ 高温焚烧（RTO）：针对高浓度 VOCs，加热至 700-850℃分解为 CO₂和 H₂O，二恶英同步高温降解（≥850℃持续 2 秒以上）。

4. 深度净化与排放

• 除雾与干燥：湿法脱硫后经除雾器去除水汽，避免烟囱冒 “白烟”。
• 在线监测：安装 CEMS（烟气连续监测系统）实时监控粉尘、SO₂、NOx 等指标。
• 烟囱排放：达标尾气经烟囱排放，高度需符合环保要求（通常 50-100 米）。

三、处理案例详情

案例 1：广东某陶瓷厂辊道窑废气治理项目

• 项目背景：陶瓷烧制过程中产生高粉尘、SO₂、NOx 及少量 VOCs，原排放浓度超标（粉尘 200mg/m³，SO₂ 300mg/m³，NOx 400mg/m³）。
• 处理工艺：
  1. 余热回收：烟气先经换热器降温至 250℃，回收热量用于窑炉预热。
  2. 布袋除尘：去除 99% 以上粉尘，出口浓度≤10mg/m³。
  3. 半干法脱硫 + SNCR 脱硝：喷入 Ca (OH)₂浆料脱硫（效率 90%，SO₂≤30mg/m³），850℃喷尿素脱硝（效率 75%，NOx≤100mg/m³）。
  4. 活性炭吸附：去除残留重金属及 VOCs，确保二恶英达标。
• 运行效果：2023 年投用后，各项指标优于《陶瓷工业污染物排放标准》（GB 25464-2020），年减排粉尘 500 吨、SO₂ 300 吨、NOx 200 吨。

案例 2：江苏某水泥回转窑超低排放改造项目

• 项目背景：水泥窑尾气含高浓度粉尘、SO₂、NOx，原排放不满足超低排放要求（粉尘≤10mg/m³，SO₂≤35mg/m³，NOx≤50mg/m³）。
• 处理工艺：
  1. 静电除尘 + 布袋除尘（组合式）：先静电除尘去除大颗粒，再布袋精除尘，粉尘≤5mg/m³。
  2. 湿法脱硫（石灰石 - 石膏法）：脱硫效率 98%，SO₂≤20mg/m³，副产物石膏外卖综合利用。
  3. SCR 脱硝：300℃下，催化剂床层使 NOx 降至≤30mg/m³（效率 92%）。
  4. 湿式电除尘：进一步去除细微颗粒及石膏雾，确保烟囱无可见烟羽。
• 运行效果：2024 年改造完成，成为当地水泥行业超低排放标杆项目，排放指标优于国家标准，年节约标煤 1200 吨（余热回收贡献）。

案例 3：浙江某玻璃熔窑废气治理工程

• 项目背景：玻璃熔窑以天然气为燃料，但配合料（含氟、硫）导致废气含 SO₂、HF 及少量二恶英，原排放氟化物超标。
• 处理工艺：
  1. 余热锅炉 + 旋风除尘：回收热量并去除粗大粉尘。
  2. 半干法脱硫脱氟：喷入 Ca (OH)₂+NaHCO₃，同步去除 SO₂和 HF（效率≥95%）。
  3. 活性炭吸附 + 布袋除尘：吸附二恶英及重金属，出口二恶英≤0.1ng TEQ/m³。
  4. 烟囱排放：安装 CEMS 实时监控，数据接入环保平台。
• 运行效果：2022 年投用后，氟化物浓度从 50mg/m³ 降至 2mg/m³，二恶英达标，被列为浙江省 “无废工厂” 示范项目。

四、总结

窑炉废气处理需结合行业特性（如陶瓷窑的 VOCs、水泥窑的高粉尘）选择 “除尘 - 脱硫脱硝 - 深度净化” 组合工艺，优先考虑余热回收降低能耗，同时针对二恶英、重金属等特征污染物增加专项处理单元。案例显示，通过合理工艺设计，可实现废气稳定达标甚至超低排放，兼具环境效益与经济效益。