玻璃材料作為無(wú)機(jī)非金屬材料中的重要組成部分，有其獨(dú)特的功能與作用。玻璃工業(yè)是促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及提高人民生活水平所不可或缺的重要材料工業(yè)。玻璃材料的制備要經(jīng)過(guò)高溫的熔制與加工過(guò)程。在此過(guò)程中，需要利用玻璃窯爐所提供的燃料，對(duì)玻璃配合料進(jìn)行加熱、熔化。目前，國(guó)內(nèi)外玻璃窯爐所使用的燃料主要以化石類燃料為主，如天然氣、發(fā)生爐煤氣、石油焦粉和重油等?；剂先紵螽a(chǎn)生的煙氣量巨大，主要污染物為硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)和粉塵，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)總體呈現(xiàn)為多煤炭、少油氣的特征，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理，工業(yè)消耗能源占有較大比重。

近年來(lái)，我國(guó)灰霾等大氣環(huán)境問(wèn)題突出，大氣污染控制已成為政府與民眾關(guān)注的焦點(diǎn)。玻璃行業(yè)作為我國(guó)工業(yè)污染控制領(lǐng)域的重點(diǎn)行業(yè)之一，據(jù)《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》編制說(shuō)明，平板玻璃行業(yè)年顆粒物排放總量約1.2×10t，SO2約1.6×105t，NOx約1.4×105t，是污染大氣環(huán)境的主要有害成分，對(duì)人類身體健康造成了嚴(yán)重威脅。自“十三五”以來(lái)，隨著我國(guó)與各地區(qū)對(duì)環(huán)保執(zhí)法力度的不斷加強(qiáng)，各地玻璃企業(yè)加大了窯爐煙氣污染物治理力度，投資、建設(shè)了相關(guān)的尾氣治理裝備，玻璃行業(yè)污染物的排放已得到明顯改善。

我國(guó)玻璃行業(yè)中由于燃料的使用種類較多、煙氣中排放的污染物濃度、粉塵特性也有著非常大的差異，各企業(yè)對(duì)燃料的特性與煙氣污染特性的認(rèn)知參差不齊。在《平板玻璃行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之際，玻璃行業(yè)污染防治的意識(shí)需要進(jìn)一步加強(qiáng)，技術(shù)亟待發(fā)展，開(kāi)展玻璃工業(yè)用燃料的特性與玻璃窯爐煙氣特性研究，對(duì)該行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)該行業(yè)煙氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放意義重大。

浮法玻璃窯爐中燃料的組成來(lái)源主要包括兩個(gè)方面，即煙氣和煙塵。煙氣是由燃料燃燒和原料分解產(chǎn)生的氣體所組成，主要包括CO2、H2O、CO、NOx和SOx，以及非常少量的HCl、HF等。浮法玻璃窯爐中的NOx和SOx已經(jīng)在《平板玻璃行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中被明確確定為需要進(jìn)行嚴(yán)格控制排放的重點(diǎn)污染物，允許排放的指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)苛。煙塵主要是由燃料中的灰分、不可燃的顆粒物、配合料中揮發(fā)的組分、密度較輕的原料揮散、燃燒火焰的沖擊下火焰對(duì)原料中的超細(xì)粉末進(jìn)行卷吸所造成的。煙氣和煙塵在玻璃熔窯熔化部的火焰空間混合，形成了煙氣污染物。

浮法玻璃窯爐煙氣中NOx的主要來(lái)源為燃料型NOx、燃料型NOx、熱力型NOx，其中熱力型NOx在浮法玻璃窯爐煙氣中NOx占比約達(dá)到90%，NOx中的NO約占95%，NO2約占5%。

原料型NOx主要是在使用變價(jià)氧化物作為澄清劑時(shí)，需要使用硝酸鹽作為氧化劑，調(diào)整變價(jià)氧化物的價(jià)態(tài)。在中溫階段原料中硝酸鹽的分解，將變價(jià)氧化物氧化成高價(jià)態(tài)氧化物。在高溫階段高價(jià)態(tài)氧化物分解并釋放出O2，并形成氣泡，破壞玻璃熔體中溶解氣體的分壓，從而達(dá)到對(duì)玻璃熔體澄清的作用。由于原料中硝酸鹽的用量非常少，在高溫分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量氮氧化物。

燃料型NOx的產(chǎn)生主要是由于在玻璃熔窯中所使用的天然氣、發(fā)生爐煤氣、石油焦粉和重油等燃料組分中，或多或少會(huì)含有少量N元素。燃料組分中的N在高溫下與O2反應(yīng)生成NOx。

熱力型NOx主導(dǎo)著浮法玻璃窯爐煙氣中NOx的生成總量，其產(chǎn)生的原因主要是進(jìn)入玻璃熔窯空氣中的N2與O2在高溫下劇烈反應(yīng)生成NOx。浮法玻璃熔化過(guò)程中，在玻璃熔窯的長(zhǎng)度方向上多采用“山形”溫度曲線實(shí)施控制，“熱點(diǎn)”溫度控制在1580℃。熱力型NOx主要與溫度和N2量有關(guān)。浮法玻璃煙氣成分復(fù)雜，其中的NOx濃度為1600～3200mg/m3之間。

浮法玻璃生產(chǎn)過(guò)程N(yùn)Ox減排的主要技術(shù)與方法

針對(duì)浮法玻璃生產(chǎn)過(guò)程中NOx的來(lái)源形式、易產(chǎn)生NOx的熔化階段以及末端處理NOx的技術(shù)與方法，開(kāi)展全生產(chǎn)流程的NO消減與治理。表3列出了浮法玻璃窯爐煙氣NOx減排的主要技術(shù)與方法。

表3 浮法玻璃窯爐煙氣NOx減排的主要技術(shù)與方法