電解鋁煙氣脫硫技術研究進展
1 電解鋁煙氣硫化物來源
目前，原鋁生產基本采用熔鹽電解的方式，其電解槽陽極采用預焙炭素陽極，預焙陽極中約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《(鋁工業污染物排放標準)修改單》的排放標準，據實際測算，電解鋁煙氣達標排放要求石油焦的含硫量低于2.3%。低硫焦市場產量少，價格高，長期處于供不應求的狀態。因此，各炭素廠無奈使用高硫石油焦，導致預焙陽極炭塊含硫量升高，使得鋁電解過程煙氣二氧化硫排放時常超標，造成環境污染。
目前，電解鋁行業煙氣脫硫主要有兩種途徑：
一是前端石油焦原料脫硫。石油焦經約1300℃回轉窯煅燒，硫的脫除率低于30%，進一步提高煅燒溫度至1600℃~1700℃進行煅燒，硫含量大幅降低，脫除率超90%。但高溫煅燒，能耗高，經濟性差，且石油焦的性質發生改變，活性降低。
二是制備成預焙陽極，在電解過程中進行煙氣脫硫。2014年，國家環保部發布《2014年國家鼓勵發展的環境保護技術目錄（工業煙氣治理領域）的公告》，將“電解鋁煙氣脫硫脫氟除塵一體化技術”列入目錄，屬國家鼓勵項目。在鋁電解過程中實現煙氣脫硫已成為冶煉企業的共識，是未來發展趨勢，但需針對電解鋁煙氣量大、濃度低、腐蝕強等特點開發投資運營成本低、無二次污染、安全穩定運行的工藝技術。
2國內研發現狀
目前市場上常見的煙氣脫硫技術主要有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，下面對其中幾種脫硫方式進行綜合分析比較，如表1所示。
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從表1可知，鈣法脫硫技術原料普遍易得，投資運行成本低，因此市場占有率高，但也存在管道易堵塞，產生的石膏渣堆存等問題。鎂法脫硫技術脫硫效率高、原料消耗低，受制于鎂資源，在鎂資源缺乏的地區應用較少，且產生的化工副產品硫酸鎂含有煙塵等雜質而堆存。鈉法脫硫技術脫硫效率高、副產品低，不易堵塞等優勢，在化工行業應用較廣，但存在原料成本高，投資運行成本高等不足。氨法脫硫技術脫硫效率高、原料消耗低、無二次渣產生，因此具有一定市場，但投資運營成本高、腐蝕嚴重、農用化肥價格低等不足，限制其市場推廣應用。
煙氣脫硫技術在火電、化工、鋼鐵等行業已廣泛應用，但在電解鋁行業相對較少，目前主要處于知識產權布局階段。梁樹志等通過鋁電解煙氣凈化工藝及影響凈化效率關鍵因素分析，得出加大電解槽密閉性、控制合適的噴淋強度、選擇合適的噴嘴是獲得鋁電解煙氣濕堿法凈化效率的關鍵因素。劉大鈞等認為應采用高效率脫硫凈化技術治理煅燒爐煙氣如濕式石灰石/石灰石膏法脫硫技術等，確保環保設施高效、穩定運行。董成勇介紹了采用石灰石-石膏濕法凈化技術對鋁電解煙氣進行深度處理的改造方案，實現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。指出雙氧水脫硫在脫硫效率、項目投資上與氨法脫硫和半干法脫硫相當，可處理危險廢物鋁灰，生產具有較高經濟價值的硫酸鋁。田林等采用水平式鈣法脫硫技術，獲得了煙氣中SO2濃度、液氣比、鈣硫比、吸收液pH值等對煙氣中SO2脫除率的影響作用，并獲得了最優工藝技術參數，脫除率可達90%以上。寧平等以電解鋁鋁灰與硫酸錳混合配制脫硫漿，并應用于電解鋁煙氣脫硫、脫氟藕合并回收鋁資源，實現煙氣脫硫、脫氟和鋁資源的回收，達到以廢治廢的目的。
電解鋁煙氣脫硫自鋁工業污染物排放標準實施以來，對于煙氣深度凈化認識越來越深刻，相繼建立了相應的示范工程，暫未得到市場化推廣應用。如云南云鋁涌鑫鋁業有限公司采用氨法電解鋁煙氣脫硫除氟除塵一體化技術于2013年獲專家驗收，實現了煙氣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，驗收后因氨水腐蝕嚴重、運行成本高而停用。2018年，中電投集團在霍林郭勒召開“鋁電解煙氣石灰石—石膏法脫硫脫氟除塵技術開發及產業化”科技成果評價及推廣會，經專家評價認為該技術的減排效果二氧化硫<35mg/Nm3，氟化物<0.3mg/Nm3，粉塵<5mg/Nm3，該項目整體技術達到國際先進水平。
隨著國家環保形勢要求越來越嚴格，對電解鋁煙氣脫硫的研發逐漸深入，主要集中在鈣法脫硫技術方面，該技術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、投資運行成本低、安全穩定等特點，是未來電解鋁煙氣脫硫發展趨勢，但要合理利用產生的含氟石膏渣。
3結語
國家和各地區對于電解鋁煙氣含硫的排放標準越來越嚴格，電解鋁煙氣脫硫工藝技術研發已勢在必行，具有脫硫脫氟除塵一體、投資運行成本低、安全穩定等特點的石灰石-石膏鈣法脫硫技術，是未來電解鋁煙氣脫硫發展趨勢，需合理利用產生的含氟石膏渣。
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