電解鋁煙氣二氧化硫治理技術(shù)的探討

1、       電解鋁煙氣二氧化硫治理技術(shù)的探討                     摘要：電解煙氣中so2的主要來自于電解生產(chǎn)用的陽極。陽極中石油焦經(jīng)過煅燒、并且加入一定量的瀝青、振動成型、焙燒后進入電解系統(tǒng)。電解時炭素陽極全部反應(yīng)生成co2為主的氣體，陽極中其它雜質(zhì)也反應(yīng)釋放到大氣中。陽極中的s釋放到大氣中主要以so2存在，還有部分的s進入到電解質(zhì)中，而進入到大

2、氣中的s最終都是以so2的形式排放（其轉(zhuǎn)換率約為85%90%）。根據(jù)鋁用陽極中s含量不同和不同電解槽容量煙氣量的差異，電解煙氣中so2的濃度也會產(chǎn)生一定的差異。雖然電解煙氣干法煙氣凈化對so2具有一定的脫除效率，但是不能根本降低電解煙氣中so2的濃度。關(guān)鍵詞：電解鋁；二氧化硫；煙氣治理；半干法脫硫；濕法脫硫；近幾年由于國家環(huán)保政策力度的加大，電解鋁行業(yè)面臨著脫硫的問題。致使很多企業(yè)將其他行業(yè)的脫硫技術(shù)移植到電解鋁行業(yè)，造成資源的浪費以及工藝的不合理。一、我國電解鋁行業(yè)脫硫技術(shù)分析1.濕法脫硫技術(shù)。石灰石-石膏法脫硫是目前最普遍采用的濕法脫硫技術(shù)，運行穩(wěn)定，脫硫效果高，更適用于大型鍋爐系統(tǒng)脫硫，

3、廣泛應(yīng)用于電廠、鋼鐵等行業(yè)的煙氣脫硫。經(jīng)過干法凈化之后的煙氣進入脫硫裝置的濕式吸收塔，與自上而下噴淋的堿性石灰石漿液霧滴逆流接觸，其中的酸性氧化物so2以及其他污染物hf等被吸收，煙氣得以充分凈化；吸收so2后的漿液反應(yīng)生成caso3，通過就地強制氧化、結(jié)晶生成caso4·2h2o，經(jīng)脫水后得到副產(chǎn)品-石膏，最終實現(xiàn)含硫煙氣的綜合治理。反應(yīng)過程主要包括吸收、中和、氧化、結(jié)晶等四部分。脫硫過程主要是煙氣中的so2在遇到霧滴時分解為h+和hso3-或so32-，與吸收漿液中的ca2+反應(yīng)生成ca（hso3）2或caso3，caso3氧化為caso4，二者極難溶于水，在這種化學(xué)推動力作用下

4、，推動so2進一步的溶解，發(fā)生鏈鎖式的反應(yīng)，通過煙氣中的so2與吸收漿液的不斷反應(yīng)來達到脫硫的目的。該方法技術(shù)上可完全滿足本項目對于脫硫系統(tǒng)排放指標(biāo)的要求。石灰石-石膏濕法最主要的問題是吸收塔內(nèi)煙氣經(jīng)除霧器后需要加濕電除塵，否則反應(yīng)后漿液的霧滴無法有效去除，容易造成粉塵排放超標(biāo)；其次工藝流程比較復(fù)雜、溶液管路系統(tǒng)容易堵塞和結(jié)垢、腐蝕性強、設(shè)備需防腐；第三耗水量大，且需廢水、廢液需處理后排放，投資及能耗均較高，綜合考慮不建議在電解煙氣凈化工藝采用。2.干法脫硫技術(shù)。干法脫硫采用固定床反應(yīng)器，通過脫硫材料吸附原理，從而達到脫硫的效果。so2+oso3；so3+ca（oh）2caso4+h2o采用催

5、化氧化法一步脫硫，生成硫酸鈣固體顆粒，工藝簡單。但需要采用專用的脫硫劑，干法脫硫運行成本大幅高于半干法脫硫技術(shù)，但不建議在電解鋁脫硫中采用。3.半干法脫硫技術(shù)。近幾年，由于國家環(huán)保政策的推進，半干法脫硫因其自身獨有的優(yōu)勢在電解鋁行業(yè)又掀起了一番熱潮。目前電解電解鋁行業(yè)應(yīng)用較多的有塔外增濕循環(huán)半干法脫硫和循環(huán)流化床半干法脫硫兩種技術(shù)。（1）塔外增濕循環(huán)半干法脫硫。塔外增濕循環(huán)半干法脫硫做為新型電解鋁煙氣脫硫技術(shù)，具有顯著的優(yōu)勢。煙氣入口設(shè)計在脫硫塔中下部，入口處裝有專門設(shè)計的脫硫塔攪拌裝置。含有較多活性的石灰cao或ca（oh）2成份的循環(huán)灰經(jīng)給料機和噴射器，投入脫硫塔參與脫硫反應(yīng)。攜帶脫硫劑的

6、煙氣在脫硫塔內(nèi)向上流動，在運動過程中ca（oh）2與水、so2進行系列反應(yīng)，生成caso3和caso4等副產(chǎn)物。反應(yīng)后的脫硫灰隨煙氣進入布袋除塵器，經(jīng)布袋除塵器捕捉，沉積在除塵器底部的灰斗內(nèi)。除塵器灰斗下部設(shè)有出料口，直接進入螺旋輸送機、加濕裝置。在除塵器灰斗出料口安裝變頻給料裝置，以控制進入脫硫塔的脫硫灰量。在塔內(nèi)部脫硫工藝參數(shù)條件下，少部分大粒徑顆粒落入脫硫塔灰斗內(nèi)，通過脫硫塔灰斗底部設(shè)置的噴射器輸送的循環(huán)灰直接送入至脫硫塔內(nèi)繼續(xù)參與脫硫反應(yīng)，使脫硫灰中的有效成分得以循環(huán)利用。凈化后的煙氣由引風(fēng)機送至煙囪達標(biāo)排放。新料采用石灰或消石灰，在脫硫裝置側(cè)加入。在脫硫塔灰斗底部設(shè)有排灰裝置，失效的

7、脫硫灰作為脫硫副產(chǎn)物由排灰裝置排出至副產(chǎn)物倉，經(jīng)副產(chǎn)物倉定期排至密封罐車外運。（2）循環(huán)流化床半干法脫硫。煙氣從脫硫塔底部進入，經(jīng)脫硫塔底文丘里結(jié)構(gòu)加速后與加入的吸收劑（電石渣）、循環(huán)灰及水發(fā)生反應(yīng)，除去煙氣中的so2、so3、hcl、hf、重金屬、有機物等多種污染物。煙氣中夾帶的吸收劑和循環(huán)灰，在通過脫硫塔下部的文丘里管時，受到氣流的加速而懸浮起來，形成激烈的湍動狀態(tài)，使顆粒與煙氣之間具有比其他工藝更大的相對滑落速度，顆粒反應(yīng)界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強化了氣固間的傳熱、傳質(zhì)。同時為了達到最佳的反應(yīng)溫度，通過向脫硫塔內(nèi)噴水，使煙氣溫度冷卻到露點溫度以上1020左右。攜帶大量吸收劑和反

8、應(yīng)產(chǎn)物的煙氣從脫硫塔頂部側(cè)向下行進入脫硫布袋除塵器，進行氣固分離。二、電解煙氣治理措施分析1.傳統(tǒng)干法凈化工藝。傳統(tǒng)干法凈化工藝流程為電解煙氣干法凈化工程最早使用的工藝流程，其特點為新鮮氧化鋁與載氟氧化鋁同時加入反應(yīng)器內(nèi)（文丘里、管道），反應(yīng)后通過布袋進行氣固分離。該工藝缺點：沒有充分利用新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁對氟化氫不同的吸附反應(yīng)特性，致使全氟凈化效率不夠高；由于采用新鮮氧化鋁與載氟氧化鋁同時進入除塵器的工藝流程，致使大量的載氟氧化鋁在系統(tǒng)內(nèi)進行無功死循環(huán)，粉化嚴重，加之氧化鋁吸附氟化氫之后粘性增加，造成大量的粉化氧化鋁粘附在布袋上，清灰困難，增大系統(tǒng)負荷，降低除塵器的凈化效率。同時由于清灰

9、困難，也導(dǎo)致除塵器運行阻力不斷增大，風(fēng)機抽風(fēng)能力降低，電解槽的集氣效率降低，增加了天窗的無組織排放。2.兩段干法凈化工藝。兩段干法凈化工藝與傳統(tǒng)工藝流程的不同之處在于，在反應(yīng)器上游約的煙氣總管處加載氟氧化鋁，吸附煙氣中的高濃度氟化氫；在反應(yīng)器內(nèi)加新鮮氧化鋁（傳統(tǒng)兩段反應(yīng)工藝），吸附煙氣中的低濃度氟化氫；反應(yīng)后通過布袋進行氣固分離。3.新型兩段逆流干法凈化工藝。新型逆流兩段煙氣干法凈化工藝技術(shù)，充分利用了新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁吸附氟化氫的反應(yīng)特性，克服了上述兩種干法凈化工藝存在的無法進一步提高全氟凈化效率、載氟氧化鋁存在死循環(huán)、影響布袋清灰效果的問題。新型兩段逆流干法凈化工藝技術(shù)與原有兩段凈化工

10、藝相比，其特點是兩個反應(yīng)階段相互分離。即：除塵器分離出的一次載氟氧化鋁與高濃度氟化氫煙氣在反應(yīng)器中進行反應(yīng)，完成吸附反應(yīng)的二次載氟氧化鋁在進入袋濾器前通過動力分離器與煙氣分離；與二次載氟氧化鋁分離后的低含量的煙氣，在除塵器內(nèi)被新鮮氧化鋁進行二次吸氟，完成煙氣干法凈化的所有吸氟過程。動力分離器分離出的二次載氟氧化鋁被收集在除塵器底部的灰斗中，作為電解原料返回電解槽使用。除塵器分離的主要為新鮮氧化鋁吸氟后的一次載氟氧化鋁，該載氟氧化鋁進入氟化氫吸附反應(yīng)器。此干法凈化的工藝流程主要優(yōu)點體現(xiàn)在：提高全氟凈化效率、降低除塵器運行阻力、延長布袋使用壽命。總之，塔外增濕循環(huán)半干法脫硫技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，該技術(shù)脫硫劑的流化控制與加濕同步，塔內(nèi)整體無需床層、無需凈煙氣循環(huán)、脫硫灰“內(nèi)循環(huán)+外循環(huán)”抗煙氣波動能力強