1.现状
在德国,目前正在讨论新的空气污染控制条例草案(Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft, TA-Luft),目前正在制定新的排放限制作为建议。这似乎只是最先进的系统的边际变化,但对许多行业来说,新的限值代表了起点,考虑购买额外的设备或替代地实施全新的排气空气净化工艺。在其他行业中,玻璃行业现在需要审查现有技术(如静电除尘器)的长期适用性。
中国的工业增长继续超过德国。许多公司,包括那些在西方的公司,正在投资新的生产基地。虽然GDP不再以天文数字的速度飞速增长,但增长率仍然是德国的三倍。
中国的污染控制不可能总是跟上如此快的GDP增长速度——目前也还没有做到这一点,如果你仔细看看中国许多许可证管理部门目前的做法,就会发现这一点。最近,特别是在高度工业化的地区,如果没有废气处理系统,很难运营生产设施。
一家玻璃器皿制造商的情况就是如此。他受到威胁,要关闭位于大北京地区的生产工厂。因此,他不得不在很短的时间内安装一个合适的排气净化系统。
2.技术选择
在玻璃制造中,用熔炉熔化由各种原材料制成的玻璃,特别是碎玻璃(回收玻璃)。这些炉子是由燃烧器加热的,尽管有很高的能量回收水平,但仍然需要大量的燃料(石油或天然气)。由于玻璃罐内的高温,废气流中含有高浓度的氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx),和尘埃。
在规划系统时,重要的是要可靠地遵守当前的限值,最好也考虑到未来的限制收紧。
污染物 | 根据客户的规格要求制定项目限值 | TA-Luft 2017的限制 |
灰尘 | 20毫克/ m³ | 毫克/ m³10/20 |
所以x | 105毫克/ m³ | 300毫克/ m³ |
没有x | 300毫克/ m³ | 500毫克/ m³ |
图2:当前空气污染物排放限值
首先,考虑使用传统技术的解决方案。这包括一个3部分系统,一个洗涤塔,然后是一个静电除尘器,然后是一个催化NOx采用选择性催化还原(SCR)催化剂的消减体系。虽然这种可控硅工艺将满足目前的限制,但它不会满足未来更严格的粉尘排放限制。
作为替代方案,Dürr研究了将织物软管与过滤器结合使用的方法Ecopure®可控硅。由于使用的过滤介质不同,这种类型的过滤器只能在220°C的最高温度下运行,因此必须对温度高于350°C的原料气体进行冷却。
为后续的DeNOx然而,最佳温度约为350°C,这意味着气体必须再次加热。热置换系统(即冷却/加热系统)的高投资和运行成本代表了过高的总额外成本,因此该技术被拒绝。
3.解决方案
·杜尔的Ecopure®催化蜡烛过滤器(CCF)技术不仅可以在没有额外冷却或加热过程的情况下遵守排放限制,而且实际上可以使排放低于限值50%以上。因此,这家中国公司认为自己已经做好了应对未来更严格限制的准备。
通过这个新的Dürr技术,在一个系统中同时消除了三种污染物,从而节省了经济运行成本:
除尘
在高温下过滤废气已经是一项可行的技术很多年了。十年前,陶瓷蜡烛过滤器在一家危险废物焚烧厂的废气净化系统中使用。
这些蜡烛由陶瓷纤维制成,可以承受高达900°C的温度。由于过滤壁比织物厚得多,这些过滤器是刚性的。这使得织物的使用寿命非常长,因为在清洗过程中,由于压缩空气的爆发而导致织物过滤器的磨损,不会发生变形。过滤器的刚性意味着在其表面形成永久性的滤饼。这有助于更好的过滤器性能和显著降低净化气体值,特别是超细颗粒。
DeNOx
在已建立的SCR工艺中,氮氧化物是通过注入尿素或水氨与NO的反应来去除的x.由于催化剂的作用,该反应在相对较低的温度350°C下进行。
Ecopure®CCF过滤器上涂有这种催化剂材料。因此,蜡烛起到了与陶瓷蜂窝涂层相同的作用Ecopure®SCR,另一个Dürr排风净化系统。
在这种情况下,纤维表面带有催化活性中心的掺杂是有利的。与传统的催化剂蜂巢不同,省去了反应伙伴和产物的气相传质,有助于提高过滤器的性能。
因此,催化剂位于过滤器壁的内部(见图5),在那里它是防尘的。通常由于毛孔堵塞和活动表面积减少而导致的衰老不会发生。
DeSOx
硫在许多过程中主要以SO的形式存在2,可采用湿法或干法分离。由于污染物浓度低,干燥工艺已经成为比高效湿工艺更优的选择,因为它们的生命周期成本更低。该技术是基于一种吸附剂的反应性,如氢氧化钙(Ca(OH))2),废气中含有酸性成分,如SO2, HCl和HF。
在许多应用中,上述技术已被证明对静电除尘器和织物过滤器都是有效的。为了使脱硫过程达到良好的分离效率,需要温度高达180°C和足够的水分。然而,在较高的温度下,氢氧化钙的反应活性先是下降,然后从300℃左右开始急剧上升。这种选择性的温度依赖行为使得氢氧化钙特别适合于在一个有利的温度范围从废气中分离酸性成分Ecopure®可控硅DeNOx前面提到的过程。
3-in-1技术
由于所有三个过程结合在一个单元中,安装非常紧凑,并允许节省空间安装在现有的生产设施。各个流程的高效率为所有类型的污染物提供了最大的分离效率,满足即将出台的TA-Luft 2017法规的最新要求,特别是在灰尘和氮氧化物方面。
将三个独立的过程集成到Ecopure®CCF系统意味着更低的维护成本和空间需求,从而降低运营成本。
三合一技术在海外市场受到了好评,目前已被纳入德国VDI 2578标准的正式草案。