净火牌炉窑废气处理一体化技术方案

净火牌多功能

炉窑废气处理方案

脱硫 脱硝 除尘 脱碳

余热利用，废气变肥，脱白

专利双膜处理综合一体化技术

 

 

霾无踪科技

净火技术支持

 

 

 

联合推出

技术咨询；15941219166

 

一、项目背景

该项目，以炉窑生产产生的烟气进行治理为主要目标，达到兼顾各种工业烟气多样化。

玻璃原料在以含硫燃料油生产过程中产生大量高浓度废气，本技术方案对烟气中含有的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化合物、硫化氢、氟化氢、氯化氢、颗粒物、二噁英等有害物质进行覆盖性治理，一机多用。一套机组完成客户要求的一体化治理方案。

因此设计对比传统烟气治理的单一性，更具有兼顾和统筹各种复杂烟气的数据排放监控和管理

本技术方案不仅表现在废气处理的一机多用性，更表现在对热能的极限回收利用和碳捕捉的实用性，可为企业带来巨大的经济效益，减少政策干预限制对企业的发展，为在节能减排和碳中和背景下的企业发展提供重要的技术保障。

1、设计依据

采用甲方专利技术进行设计，烟气排放符合行业，业主方及当地环保部门要求。

2、设计基础数据

原始排放数据；烟气量140000m³/

设计出口烟气排放：

颗粒物；≤5-20mg/m³

SO2：≤0-50 mg/m³

NOX；35-100mg/m³，以no2为计

CO2;脱除率80-100%。

其他数据达到国家或地方标注

3、主要设计原则

（1）污染物排放浓度和排放量满足国家和当地政府环保要求。

一套设备可以在完成脱硫，脱硝，除尘同时，可协同完成脱碳（根据客户要求），余热利用，废气变肥，脱白等废气治理要求。

根据客户提供的资料显示废气中含有的大量残余热量，根据本工艺的技术特点，设计热回收系统，烟气进气前的热量用于副产品产生的盐蒸发装置（含硫酸铵，碳酸铵，硝酸铵盐混合液），处理器内的余热此时仍有200-280度左右，此温度在处理器内进行换热置换出，置换出的热量可用于冬季供热，或者热水销售，烘干物料，粮食等工业产业 ，换取价值。

换热器采用钛合金材质保证系统稳定进行，废气排出温度保持在30-50度。

 

节能，降碳，热量利用是本技术的一大创新

净火废气处理方案热回收效益分析

在目前碳中和及节能降碳的背景下，企业应该做好节能降碳的准备，国家会逐步对企业碳排放额度进行限制，并压缩高耗能企业的生存空间，很多高耗能企业面临关，停，并，转的现实生存危机，和实质性政策性问题，高耗能，高碳排放企业在今后几年发展 将会受到严重制约，因此本技术方案在不改变设备结构和功能的情况下，可以实现碳捕捉并转化副产品，和热能高效回收的功能，对企业发展实现节能降碳目标作出技术保障。

 

净火废气处理技术，采用专利方法，在废气处理同时，将废气中的烟气温度进行回收，进行热循环利用，产生的回收热水进行利用，用于供暖，物料，粮食烘干等，回收后的排气温度可控在气体温度40-50度左右，对比现有370d度/m3度左右的排放温度可回收约300度/m3的热量。

按照现有每小时排放140000立方米废气。回收热量为300度*140000=42000000

根据空气每立方增加1度的温度，一个大气压下,空气的比热是0.24kcal/kg*1摄氏度计算. 每一公斤空气升高1度需0.24大卡(240卡)的热量.

每立方米回收排放温度；300度*0.24*=72大卡（约值）

每小时排放14万立方高温废气；140000*72=10080000大卡热量

按照标准煤5500大卡计算；10080000*5500=1832.72公斤标准煤热量。

每天24小时/*1832.72=43.98吨标准煤热能。

直接经济效益按照每吨标准煤1000元/吨*43.98=4.398万元

4.398万元*365=1605.27万。

减少温室碳排放；按照每吨煤产生2.6吨左右二氧化碳计算，

43.98*2.6每天减少约114.348吨二氧化碳排放量。

折合每年41737吨二氧化碳排放量

碳交易效益；减少碳排放每年42737吨

按照碳排放市场现行交易价格；2023年7月16日9时15分，全国碳市场上线交易均价为每吨51.24元，每年可获益218万9843元左右（此效益可作为进行碳交易效益参考）

在节能降碳减排方面的收益为1605万（节能）+218万（降碳）=1823万。

本净火废气处理技术方案，采用高压风机，满负荷功率950千瓦左右（常开），配套150kw（常开或启停式）每天约1万元左右支出，节省效益减去支出费用，节省约1300-1500万元。此项功能可为企业节省大量成本，两年左右即可回收设备投资成本。

以上效益为理论估值。

2）采取利用同一套设备的情况下，不更换部件，根据市场的副产品行情不同更换不同脱硫，碳剂，分别可以采用如复合乙酰胺，氨水，碱液等生成不同的副产品，提高治理过程中产生的不同副产品，以增加效益。

（3）低温脱硝技术，在烟气常温状态下（30-50度），延长进气烟管10-30米，烟气在流动过程中，NO与O2充分接触完成氧化，在处理器内与烟气发生反应。瞬间发生还原，以氮气，水，二氧化碳的形式完成脱硝反应。

（4）系统流程与设备布置紧凑、合理，满足现场要求；同时完成脱硫，脱硝，脱碳，余热利用，废气变肥的过程，烟气进气口连排烟口。

系统运行稳定，操作维护方便，运行成本低；采用自动化操作方式，实现有人值守，无人操作。

使用寿命长，基本没有易损件，不影响炉窑结构，对药剂不存在超量使用，需要多少加注多少。

（5）设备选型均为知名企业，材料选择以耐腐蚀为基础，专业设计，专业施工，项目在厂区内任意位置均可，模块化实际有利于安装，维护，检修.充分利用厂区里公用设施；部件尽量选用标准件，避免不必要的非标件，减少后期维护的难度。

原料采用优质高档不锈钢金属结构，不仅结构强度好，耐腐蚀性强，更有利于客户在产品转型过程中，设备拆毁后，所应用设备数百吨，即便是按照残余价值也是一笔可观价值。

如采用玻璃钢树脂，，虽然工程价格有所降低，但是尾气的高温会使老化严重，寿命严重缩短，甚至会造成严重不可预估的安全隐患。设备淘汰后为危废，需要投资委托有资质第三方企业处理，难以处理，出现二次消耗投资。

如采用碳钢加涂层，难以承受高温，并存在涂层脱落，需定期进行维护，增加后期维护和停工成本。

因此采用优质不锈钢为本设计方案的最佳优选。

采用框架式结构，对设备进行模块化设计与装配，减少工期和安装难度。

本技术防止在使用过程中，整套装置进行保温设计，在保温环境实施工作，防止冬季高寒天气对管线，泵阀等的损害。在整体框架基础上进行保温，透光，通风设计，同时具有害气体报警通风处理功能，保证工作场合的安全性。

装置自动化水平先进、可靠；设备设置有烟气自动检测系统，实时对烟气进行污染物气体进行检测，在烟气高与设定数值时，系统进行自动加药（还原与氧化药剂）和干法氧化工序脱硝(利用空气中的氧气)。

（6）设备为非标定制型，生产，制作采用国家标准，运行及设计方案采用专利技术和企业公告标准。电器部分为定制，由由资质企业或专业人员进行装配和调试。

土方，钢构专业资质公司进行设计与安装制作

（7）引风风机设计；风机设计风量，根据排放量设置为140000立方米，实际风机风量大于客户提供的数据，在17万立方左右，采用高压电机10千伏，满负荷实际运行所需功率948kw,配型电机大于实际所耗电机功率，1250ke，采用变频器调速，运行为高负压运行。实际工作中根据所需风量功率进行灵活调整.

说明；所选型风机大于实际风机排量，有助于风量调解，所耗用电量耗根据实际需要来消耗。风机电机装配功率非实际消耗量。

（8）设 备 基 础 数 据

烟 气 控 制 方 式；    智 能 烟 气 自 测 自 控 系 统

废 气 排 放 量：       140000m³

SO2排 放 量：          0-35mg/m³

NO X 排 放 量：        35-100mg/m³

颗 粒 物 排 放 量 ：   5-10mg/m³ 视初始浓度与风机风压

CO2脱 除 率：         60-85% 视要求

设 备 体 积：          根据现场决定，包含气体处理设备主体，固液分离压滤机，风机，风管，废液盐蒸发器，副产提取装置，副产包装，仓储，控制室,

整体设备占地面积；     工作车间长40米。宽15-20米，高20-25米（约，根据现场决定）

设 备 材 质：          不 锈 钢； 316L，支 框架架 槽 钢235

风 机 材 质：          不 锈 钢，钛合金

风 管 材 质；          不 锈 钢；316L

颗 粒 物 处 理：       沉 淀、干 燥、固 液 分 离，按 规 定 处 理

处 理 液 处 理：       固 液 分 离

NOX 生 成：            氮 气、CO2、水

耗 水 量：              50度以内水蒸 发 量

噪 音：                ≤75分 贝 配置(消 音 器 处 理) 或隔音室，房

基 座 安 装：          螺 栓 地 接

外 观 形 状：          立 状 塔 型，根据场地进行设计。

注意；本设备虽为负压运行，但停机时呈通气状态，工作中不存在泄露气体的特性，施工及验收不按照承压设备检验，施工及安装过程中按照非标设备本技术适用方式进行调试检验。焊接点为二级检验。

（8）不产生危废；本技术方案，在设计之初，就以减少环境危害，降低废弃物产生，废气在处理过程中，so2转化为硫酸铵，co2根据需要可以转化为碳酸铵，nox转化为氮气，二氧化碳，水，极少量硝酸铵（溶于硫酸铵与碳酸铵内）

（9）

四；除尘原理；

1；本技术方案，采用液膜吸附原理进行对烟尘颗粒物的吸附，含有颗粒物粉尘的烟气，在负压风机作用下，进入处理器，处理器内布置有将烟气分割成微小气泡的装置，将废气分割成毫米级微小气泡，在处理器内被负压吸出，在吸出的过程中，气泡在处理器内经过S型运动，增加了吸附时间，同时告诉高速气流在液体内流动形成电离，增加了吸附效果，从而提高颗粒物的脱除，从而达到除尘效果。液体在处理器内吸附的颗粒物，存留在处理器下层存液层，存液层下部有排泄阀，定期排出收集吸附的液体颗粒物，排出后静置沉淀，清液重复使用，沉渣干燥后回收利用或处置。

本技术针对不同烟尘浓度排放，进行不同设计。以达到排放要求。

五；脱硫脱硝方案选择

1、根据业主的现状，要达到新的排放标准，我公司提出的设计方案为公司专利技术，具体实施方案如下：

风机选型及能耗；风机设计风量根据排放量设置为140000立方米，实际风机风量大于客户提供的数据，在17万立方左右，采用高压电机10千伏，1250千瓦，实际运行满负荷975千瓦，采用变频器调速，运行为高负压运行。实际工作中根据所需风量功率进行灵活调整。

脱硝工序；

在运行前，利用智能烟气实时自测自控系统进行排烟数据的设置，例如s02,nox,co2等进行设置，设置数值为10-300mg/m3,碳排放0-3%之间，设置数值为低于国家或当地允许排放数值，设备运行后，智能自测自控系统进行智能化运行，保证烟气的达标排放。实现有人值守，无人操作，自动智能化运行。

耗材：本装置的脱硫脱硝剂为还原剂，催化剂，络合剂等等起到脱硫脱硝脱碳作用，还附以催化剂，氧化剂进行脱硝和吸收其他有害烟气成分的作用，处理液对环境无负面影响。无三废排放，属于绿色烟气治理，碳捕捉新方案。

脱硫脱硝药剂的成分：还原、催化剂、氧化剂等原料无毒无害。

脱硝成本；每公斤nox在3-5元。

 

2、脱硫反应原理

1.工艺概述

反应机理

首先烟气中的SO₂和处理液反应生成亚硫酸氨（（NH₄)₂SO₃），然后NOx和亚硫酸氨（（NH₄)₂SO₃）在处理液中活化剂的作用下发生还原反应生成N₂及NH₄SO₄后达标排放。

同时在脱硫、脱硝反应生成的副产物硫酸氨（NH₄SO₄）达到一定的饱和浓度后经浓缩结晶提取固体硫酸氨（NH₄SO₄）后废水回用，不会产生二次污染问题。

反应原理：

烟气中NOx的脱除过程是分三部完成的：

第一步：脱硫反应    

SO₂+处理液→（NH₄)₂SO₃  （1）

第二步：脱硝反应      

NOx+处理液   NH₄SO₄+N₂↑      （2）

第三步：脱碳反应（不同副产要求，提供不同脱碳方案）

          CO₂+处理液+H₂0 (NH4)2CO₃

工艺流程：反应罐烟气在风机的吸引下，进入处理器，在处理器内完成气体分割，分割成毫米级气泡，参与化学与物理反应，完成烟气污染物净化过程，在工作中，脱硝废气转化为氮气，水等 及部分化肥，硫，碳，硝酸铵等，在高温饱和点区间变成富液，低温区间结晶，，然后抽出用离心机进行离心分离，分离后的液体继续使用，固体包装，化验，出售，完成废弃物利用。变废为宝。过程中不产生有害废弃物。不污染环境。处理剂中含有磷，铁等物质，因此分离后的肥料中含有多种元素的含硝肥料。

脱硝药剂的添加；本技术装置，在运行中，智能自测自控系统随时监测烟气排放的数值，当排放数值高于设定数值时，进行加注药剂（催化剂和氧化剂等），烟气在其作用下，进行化学还原和氧化反应，s02置换为硫酸铵，nox置换为氮气，二氧化碳和水，二氧化碳采用氨水等吸收剂生成不同副产品，当烟气数值低于设置数值时候，停止加药，以此循环进行监控和控制，达到安全稳定的烟气数据治理。

Ø 干，湿法智能氧化还原脱硝法，在脱硝过程中可将nox在转化为氮气直接排放，so2转化为硫酸铵等肥料，二氧化碳变为碳酸氢铵等副产，变废为宝，降低运行成本。

Ø 技术不需要对炉窑设备改动，直接引出风管连接即可。不需要改变炉窑的常规运行方式，对设备的主要运行参数影响极小。对一些瞬间产生的高温具有蓄能作用，缓冲对设备产生的危害。

（1）脱硝化学反应方程式：（NH2)2CO+2HN02→CO2+2N2+3H2O

（2）脱硝反应的温度窗口  还原氧化剂的最佳反应温度区间为40～90℃。

（3）脱硝效率的影响因素，脱硝剂在工作中，对温度，浓度有密切关系，本技术采用智能技术根据工作事先输入的数据进行调控，保证了脱硝的高效性。

 

七；.合适的停留时间

1；还原剂，氧化剂，吸收剂必须在合适的温度区域内有足够的停留时间，这样才能保证烟气中的NOx还原率，吸收饱和效果。药剂剂在最佳温度窗口的停留时间越长，则脱除的效果越好。

2；.还原氧化剂和烟气的充分混合

还原剂和烟气的充分混合是保证充分反应的又一个技术关键，是保证得到较高的NOx还原率的基本条件之一。本公司大量研究表明，炉窑中no1占据nox比例在70%以上，空气中氧气快速而良好混合对于改善NOx的还原率是很必要的，添加氧气可使充分均匀分布，充分氧化no1为no2,减少氧化剂的使用。 本项目在设计上考虑此因素进行设计。

干法氧化，设备运行中，在氮氧化合物高于设定控制数值时，业主可自由选择采用药物氧化或者空气氧化两种氧化方法，达到最大的节省氧化费用。

运行成本：本技术方案，在运营成本方面为电耗和药剂使用两方面。

1、电费成本：在设备运行中，采用引风机作为主要工作动力，补液泵吸热循环泵作为辅助动力，在风机选型上，本着宁过勿欠原则，风量引风机动力为1250千瓦，采用变频控制，根据实际需要风量调解。

补液，加药，换热等启停式工作。

压滤，蒸发，固液分离等根据工况进行工作

2；药剂使用；每公斤nox消耗药剂3-5元

            每公斤so2消耗药剂2元左右，产出约2公斤硫酸铵

 

八；工艺机理描述

液膜乙酰胺复合药剂吸收 NOx ，so2，co2的传质机理

对于净火牌烟气处理器工作过程的研究，就其适用性和高效性的程度而言，当以双膜理论本公司（专利技术）较为成熟。

要点是：①流动状态，在气液接触界面两侧，分别存在着

一层稳定的滞流膜，该膜的厚度将取决于传质构件的结构，分割效率和流 体的滞流程度，可厚可薄，但是永远存在。

②对于界面，界面拥有巨大阻力，所以气液两相能够达到平衡是本工艺主要设计目的。

③在膜的两侧主体流动区，由于湍流的激烈程度已使主体内物质的浓度趋 于一致，但是滞流膜内传质方式将以分子扩散来实现。因此传质的阻力将由气相主体、气膜、界面、液膜和液相主体等各部分阻力叠加而成，而实际上，阻力将集中在界面两侧的液膜和气膜。

2.4 nox吸收原理

相对于其它的吸收来说，用尿素的水溶液来吸收 NOx 是一

个非常复杂的吸收反应。第一，NOx 包括 NO、NO2、N2O3 和 N2O4

等物质。第二，在气相中同时存在着可逆和不可逆反应。第三，

伴随着化学反应，这些物质又能同时被吸收。但是综合起来，

该吸收机理可分为三步：（1）NOx 穿过气液两相交界处的气膜

和液膜；（2）被溶解了的 NOx 首先与水作用生成硝酸和亚硝酸；（3）生成的亚硝酸会迅速与尿素发生反应。要使吸收达到理想 效果，技术方案解决了气液平衡、传质和化学反应的相互关系。 2.4.1 气相反应的计算

氮氧化物废气在气相中的主要组分有 N2，O2，NO，NO2，N2O3，

N2O4等，NO 在气相中和 O2发生氧化反应：

对于 NO 反应来说，其机理如下：NO 在气体中先发生

二聚反应然后被氧气氧化。氧化反应对 NO 来说是二级反应，

对于 O2 来说是一级反应。NO 在气相中氧化反应随着 NO 浓度

的降低而逐渐减慢，当达到一定程度，气相中 NO 和 NO2 处于

平衡状态。 气相中水蒸汽的影响不计，那么 NO2 发 生二聚反应，生成 N2O4，NO2 还可以和 NO 发生反应，生成

N2O3。

1、在气膜中，距离气相界面越近 NO 的分压越高，形成逐渐升

高的浓度梯度趋势。显而易见，NO 在膜中的氧化速率不同于主

体中的氧化速率，而且 NO 的传质过程伴随着氧化反应，因而

产生对 NO 传质速率增强的因素。气膜的体积传质系数可以采

用 DG、KG、H 和 a 计算，因此，在膜中的 NO 的氧化贡献可以

忽略，由于化学反应导致对 NO 的传质速率增强不明显。

2、NO，NO2，N2O3，N2O4处于平衡状态，气相传质速率根据反应

平衡的变化而变化，但在相界面的侧面，则湍流已经消失，因

而分别存在着不成湍流的薄膜，也就是说在气相侧的气膜和在

液相侧的液膜，物质必须以扩散的方式，从气相连续通过气膜

和液膜而进入液相。

2.2.3 界面平衡在界面处，NO，NO2，N2O3，N2O4 总是处于平衡状态

7.过程简述

含有污染物烟气气体在风机吸引下，经风管进入处理器内，在启动风机时，处理液在辅助设备的工作下，与烟气发生反应进行负压工作，在相关辅助设备的作用下，在其内气液内形成毫米，微米级别细小接触面，与处理液在接触的设定时间内发生化学反应，完成污染气体的治理。烟气中余热的释放，可以根据业主需求进行回收，将烟温控制在40度左右。减少蒸发，降低成本耗材的使用。

三、对烟气温度控制运行可能产生的因素及技术方案。

1.烟气温度对运营成本的影响分析

在反应过程中，排烟温度对处理液的消耗有直接影响，排气温度如果高于50度，会产生处理液的蒸发，消耗速度加快，运营成本加大，因此降低烟气温度，是降低运营成本的关键因素之一，因此烟气的热利用是提高效益，降低运营成本的必要条件，设置好烟气余热回收装置是本项目运行的关键，烟温保持在40-50度之间，可降低处理液的挥发。同时节省大量热源。

 

本工艺与传统炉窑废气处理工艺的不同

传统工艺处理nox，对炉窑需要增温，催化剂方法的scr,温度要达到250-300度左右，才能出保证处理彻底，但是一般炉窑温度很难达到300度左右，需要增加温度，一般采用天然气进行增温，耗费巨大。

同时在催化剂作用下喷雾氨水的成本与本工艺没有太多的药剂成本差距。

本工艺，采用的还原方法，药剂与废气nox反应，在50-60度之间即可完成反应，其额外温度可进行回收利用，减少大量的增温成本。

而且传统催化剂脱硝，催化剂内孔洞容易堵塞，造成寿命减少。增加成本。

 

 

 

 

 

 

 

净火牌气体自动检测控制器

六千立方米排放量废气一体化处理器

 

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