项目首次借鉴采用火电厂烟气脱硫石灰石-石膏法脱硫经典技术，运用于低浓度二氧化硫烟气的铝电解烟气净化，将干法净化的电解烟气引入吸收系统进行深度处理，采用石灰石配置合适浓度的浆液在吸收塔中循环喷淋，吸收干法脱氟的基础上铝电解气体中的氟化物、二氧化硫等酸性气体，浆液充分氧化后，生成硫酸钙、氟化钙等钙盐晶体、水合物，再将浆液排至脱水系统进行浓缩，浓缩后的溢流液经滤液池处理后返回石灰石浆液吸收塔，浓缩后的底液进行充分脱水后，得到固态的钙盐混合物，从而净化烟气中的氟化物、二氧化硫、颗粒物等污染物。固体硫酸钙（石膏）处理后综合利用，净化后的烟气经除雾器由高烟囱排放。
一、项目简介
铝电解烟气在干法净化的基础上，二氧化硫排放一般为150~200mg/Nm3，氟化物（以氟计）排放一般为1~2mg/Nm3，颗粒物排放一般在15~20mg/Nm3。铝电解生产过程中对环境造成的污染，若不及时治理将对当地环境造成危害。
经前期充分研究论证和现场勘察，公司借鉴国际上普遍应用于火电厂脱硫的经典方法：石灰石-石膏法，首次将该工艺用于铝电解烟气脱硫脱氟除尘，启动实施了煤电铝烟气污染物超低排放示范项目。
项目在研究过程中遇到的问难及解决方式:
1.由于吸收过程流体与化学反应过程存在非均匀结构，出现反应器利用率和反应效率低等问题。
研究不同工艺条件下反应效率低下区域流体结构和化学反应过程的变化规律，探究主要影响因素。从物理模拟角度出发，分析洗涤吸收塔中流体流动控制方程，利用三维粒子测速仪和高速照相机分析含氟硫烟气吸收传质过程中流体流动结构和化学反应效率的动态变化过程，借助Image-Pro Plus软件分析气液相间接触面积，并利用数值仿真模拟气-液相浓度场，构建氟硫吸收过程的介尺度模型，最终深度净化大气中氟硫污染物。
2.石灰石-石膏法脱硫脱氟除尘技术存在脱硫剂反应活性低，脱硫效率低的问题。
在脱硫吸收塔中设计增加了臂环和沸腾式泡沫脱硫除尘一体化集成强化装置，扩大了气液传质表面积，增加了烟气在塔中的停留时间，提高了浆液的利用率、烟气的均布效果和脱硫效果。
3.石灰石-石膏脱硫脱氟除尘技术存在脱硫过程中易出现结垢、堵塞等问题。
浆液喷嘴采用SiC空心锥喷嘴设计，形成良好的雾化区域，增加传质表面积，延长液滴在塔内的停留时间，从而达到最佳的脱硫效率。
二、项目成果
铝电解烟气石灰石-石膏法脱硫脱氟除尘处理后，烟气排放出口二氧化硫浓度<35mg/Nm3,氟化物<0.3mg/Nm3,粉尘<5mg/Nm3，排放指标明显优于GB 25465-2010《铝工业污染物排放标准》及其修改单规定，实现了铝电解烟气污染物超低排放。项目荣获2019年度中国有色金属工业科学技术一等奖。
国内电解铝企业若采用该技术进行升级改造，按照每年国内电解铝产量3800万吨、年利用小时数8000h估算，每年将减排氟化物1995~4845吨，二氧化硫409787~470250吨，颗粒物28500~42750吨。 由此，减少铝电解烟气污染物排放总量效果显著，可有效改善区域环境质量，社会效益显著。
三、发展目标
该项技术已在内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司完成应用，实现电解烟气中氟化物、二氧化硫、颗粒物的深度净化，系统运行稳定、可靠。实际运行表明，烟气氟化物排放小于0.3mg/Nm3、二氧化硫排放小于35mg/Nm3、颗粒物排放小于5mg/Nm3。
目前，此技术已先后在内蒙古自治区其它电解铝企业，及山东、河南、青海和宁夏等地区多家电解铝企业推广应用。（内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司供稿）
【责任编辑：刘澄谚 】
