1電解鋁煙氣硫化物來(lái)源

目前，原鋁生產(chǎn)基本采用熔鹽電解的方式，其電解槽陽(yáng)極采用預(yù)焙炭素陽(yáng)極，預(yù)焙陽(yáng)極中約85%為石油焦，約15%為煤瀝青，因此，石油焦的含硫量決定了電解鋁煙氣的含硫量。根據(jù)硫含量的不同，可分為高硫石油焦（硫含量3%以上）和低硫石油焦（硫含量3%以下），按照《(鋁工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn))修改單》的排放標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)實(shí)際測(cè)算，電解鋁煙氣達(dá)標(biāo)排放要求石油焦的含硫量低于2.3%。低硫焦市場(chǎng)產(chǎn)量少，價(jià)格高，長(zhǎng)期處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。因此，各炭素廠無(wú)奈使用高硫石油焦，導(dǎo)致預(yù)焙陽(yáng)極炭塊含硫量升高，使得鋁電解過(guò)程煙氣二氧化硫排放時(shí)常超標(biāo)，造成環(huán)境污染。

目前，電解鋁行業(yè)煙氣脫硫主要有兩種途徑：

一是前端石油焦原料脫硫。石油焦經(jīng)約1300℃回轉(zhuǎn)窯煅燒，硫的脫除率低于30%，進(jìn)一步提高煅燒溫度至1600℃~1700℃進(jìn)行煅燒，硫含量大幅降低，脫除率超90%。但高溫煅燒，能耗高，經(jīng)濟(jì)性差，且石油焦的性質(zhì)發(fā)生改變，活性降低。

二是制備成預(yù)焙陽(yáng)極，在電解過(guò)程中進(jìn)行煙氣脫硫。2014年，國(guó)家環(huán)保部發(fā)布《2014年國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)技術(shù)目錄（工業(yè)煙氣治理領(lǐng)域）的公告》，將“電解鋁煙氣脫硫脫氟除塵一體化技術(shù)”列入目錄，屬國(guó)家鼓勵(lì)項(xiàng)目。在鋁電解過(guò)程中實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫已成為冶煉企業(yè)的共識(shí)，是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，但需針對(duì)電解鋁煙氣量大、濃度低、腐蝕強(qiáng)等特點(diǎn)開(kāi)發(fā)投資運(yùn)營(yíng)成本低、無(wú)二次污染、安全穩(wěn)定運(yùn)行的工藝技術(shù)。

2國(guó)內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的煙氣脫硫技術(shù)主要有4種，分別是鈣法脫硫、堿法脫硫、鎂法脫硫、氨法脫硫，其中鈣法脫硫占比超90%，不同的脫硫方式各具特點(diǎn)，下面對(duì)其中幾種脫硫方式進(jìn)行綜合分析比較，如表1所示。

從表1可知，鈣法脫硫技術(shù)原料普遍易得，投資運(yùn)行成本低，因此市場(chǎng)占有率高，但也存在管道易堵塞，產(chǎn)生的石膏渣堆存等問(wèn)題。鎂法脫硫技術(shù)脫硫效率高、原料消耗低，受制于鎂資源，在鎂資源缺乏的地區(qū)應(yīng)用較少，且產(chǎn)生的化工副產(chǎn)品硫酸鎂含有煙塵等雜質(zhì)而堆存。鈉法脫硫技術(shù)脫硫效率高、副產(chǎn)品低，不易堵塞等優(yōu)勢(shì)，在化工行業(yè)應(yīng)用較廣，但存在原料成本高，投資運(yùn)行成本高等不足。氨法脫硫技術(shù)脫硫效率高、原料消耗低、無(wú)二次渣產(chǎn)生，因此具有一定市場(chǎng)，但投資運(yùn)營(yíng)成本高、腐蝕嚴(yán)重、農(nóng)用化肥價(jià)格低等不足，限制其市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

煙氣脫硫技術(shù)在火電、化工、鋼鐵等行業(yè)已廣泛應(yīng)用，但在電解鋁行業(yè)相對(duì)較少，目前主要處于知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局階段。梁樹(shù)志等通過(guò)鋁電解煙氣凈化工藝及影響凈化效率關(guān)鍵因素分析，得出加大電解槽密閉性、控制合適的噴淋強(qiáng)度、選擇合適的噴嘴是獲得鋁電解煙氣濕堿法凈化效率的關(guān)鍵因素。劉大鈞等認(rèn)為應(yīng)采用高效率脫硫凈化技術(shù)治理煅燒爐煙氣如濕式石灰石/石灰石膏法脫硫技術(shù)等，確保環(huán)保設(shè)施高效、穩(wěn)定運(yùn)行。董成勇介紹了采用石灰石-石膏濕法凈化技術(shù)對(duì)鋁電解煙氣進(jìn)行深度處理的改造方案，實(shí)現(xiàn)鋁電解煙氣的趨零排放。武正君等提出了雙氧水脫硫處理電解煙氣并用鋁灰制備硫酸鋁的綜合利用技術(shù)。指出雙氧水脫硫在脫硫效率、項(xiàng)目投資上與氨法脫硫和半干法脫硫相當(dāng)，可處理危險(xiǎn)廢物鋁灰，生產(chǎn)具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的硫酸鋁。田林等采用水平式鈣法脫硫技術(shù)，獲得了煙氣中SO2濃度、液氣比、鈣硫比、吸收液pH值等對(duì)煙氣中SO2脫除率的影響作用，并獲得了最優(yōu)工藝技術(shù)參數(shù)，脫除率可達(dá)90%以上。寧平等以電解鋁鋁灰與硫酸錳混合配制脫硫漿，并應(yīng)用于電解鋁煙氣脫硫、脫氟藕合并回收鋁資源，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫、脫氟和鋁資源的回收，達(dá)到以廢治廢的目的。

電解鋁煙氣脫硫自鋁工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，對(duì)于煙氣深度凈化認(rèn)識(shí)越來(lái)越深刻，相繼建立了相應(yīng)的示范工程，暫未得到市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。如云南云鋁涌鑫鋁業(yè)有限公司采用氨法電解鋁煙氣脫硫除氟除塵一體化技術(shù)于2013年獲專家驗(yàn)收，實(shí)現(xiàn)了煙氣SO2和氟化物治理一體化，治理后SO2排放濃度低于50mg/Nm3、F-排放濃度低于1mg/Nm3，驗(yàn)收后因氨水腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行成本高而停用。2018年，中電投集團(tuán)在霍林郭勒召開(kāi)“鋁電解煙氣石灰石—石膏法脫硫脫氟除塵技術(shù)開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”科技成果評(píng)價(jià)及推廣會(huì)，經(jīng)專家評(píng)價(jià)認(rèn)為該技術(shù)的減排效果二氧化硫<35mg/Nm3，氟化物<0.3mg/Nm3，粉塵<5mg/Nm3，該項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

隨著國(guó)家環(huán)保形勢(shì)要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)電解鋁煙氣脫硫的研發(fā)逐漸深入，主要集中在鈣法脫硫技術(shù)方面，該技術(shù)不僅可將煙氣中的硫化物脫除，而且還可脫除煙氣中的氟化物，具有脫硫脫氟除塵一體、投資運(yùn)行成本低、安全穩(wěn)定等特點(diǎn)，是未來(lái)電解鋁煙氣脫硫發(fā)展趨勢(shì)，但要合理利用產(chǎn)生的含氟石膏渣。

3結(jié)語(yǔ)

國(guó)家和各地區(qū)對(duì)于電解鋁煙氣含硫的排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，電解鋁煙氣脫硫工藝技術(shù)研發(fā)已勢(shì)在必行，具有脫硫脫氟除塵一體、投資運(yùn)行成本低、安全穩(wěn)定等特點(diǎn)的石灰石-石膏鈣法脫硫技術(shù)，是未來(lái)電解鋁煙氣脫硫發(fā)展趨勢(shì)，需合理利用產(chǎn)生的含氟石膏渣。