钙基固定床干法脱硫技术在电解铝行业的应用

1.电解铝行业的基本情况说明：

1.1.基本工艺原理

在电解铝行业，处理电解槽烟气的核心目的和目标是高效捕集氟化物，而除尘器（特别是布袋除尘器）是实现这一目标的关键设备。它不仅仅是收集粉尘，更是整个氟化物净化系统的核心环节。

在电解铝“干法净化”工艺中，“除尘”与“除氟”是一体化、不可分割的过程。

电解槽烟气中的氟主要以两种形态存在：

气态氟化氢：烟气中的主要气态污染物；

固态氟化盐颗粒：电解质挥发后冷凝形成的亚微米级粉尘（如冰晶石、氟化铝）。

“干法净化”工艺利用氧化铝作为吸附剂，将气态氟化氢转化为固态的含氟粉尘，然后通过除尘器一并捕集。

根据国家环保政策要求，烟气中的硫化物需要进行治理，实现达标排放；

对于上述工艺，在除尘器前采用小苏打或者钙基超细粉直喷进入烟道（或者专用脱硫塔）的方式，会导致氟化物提前与碱性物质反应，无法有效回收“氟”，同时会造成除尘器收集的“载氟氧化铝”掺混了脱硫剂副产物而纯度降低；

因此，*为合适的脱硫工艺路线，应该是在现有除尘器后增加脱硫装置，彻底解决上述问题；

通常可以采用钙基固定床干法脱硫或者湿法脱硫两种方式；

1.2.脱硫工艺路线比较和选择

湿法脱硫，含喷淋塔（水池）、各类泵组、浆液制备、石膏制备系统等；

湿法脱硫无论采用石灰石膏法还是双碱法，均存在如下问题：

1)系统腐蚀问题严重，设备设施、管道系统、系统附件都会有影响；

2)带来了新的污水排放问题，需要增加成本对污水进行处理；

3)温降较大，当然，湿法脱硫一般置于系统末端，不过降温会导致烟气温度很低，存在白羽等问题；

4)可能存在假性颗粒物超标问题，除雾器不稳定或者效果不佳的时候，尤其容易出现假性颗粒物超标问题；

5)湿法脱硫需要设置循环泵、冲洗泵，石灰制备系统，石膏制备系统等等，设备设施复杂，检修维护繁琐，需要增加岗位工人；

尤其是，在钢铁、焦化等行业，湿法脱硫已经很少采用，已经采用湿法脱硫的企业因为超低排、环保创A的要求，都已经进行了纯干法改造；

以上综合比较，以表格形式体现如下：

注1：

干法脱硫的副产物，为含有氢氧化钙（残存）、碳酸钙、硫酸钙的混合物；

一般情况下，其中氢氧化钙含量在20-30%，碳酸钙含量在10-20%左右，在业主方有湿法脱硫的情况下，可以磨粉后用于湿法脱硫的浆液制备的原料，实现氢氧化钙的极限利用，同时提升脱硫石膏的产量；

在宝武等企业，普遍采用该种方式，按照实践数据来看，可以实现碱液制备原料40-50%的替代比例；

相较而言，干法脱硫（钙基固定床干法）有如下特点和优势：

• 占地面积小，尤其适用于现场空间较小，且不规则区域；

• 钙基固定床干法（脱硫）产生的硫酸钙为固废，我司可进行回收；

• 钙基固定床干法系统几乎免维护，检修维护方便简单；

• 无需新设岗位工人；

• 符合国家环保政策要求，是生态部发布的33号文中指定的烟气治理推荐设备；

因此，与湿法脱硫相比，我们更建议采用钙基固定床干法脱硫工艺路线；

2.钙基固定床脱硫工艺：

2.1.钙基固定床类型：

钙基固定床，根据气流与物料的运行方向，分为轴向流和径向流；

B.1  在轴流式固定床反应器内部，干法脱硫剂、无氨催化剂自上往下沉降（定期），烟气自下往上流动，烟气流通方向与干法脱硫剂、无氨催化剂沉降方向相对。轴流式固定床反应器典型结构示意见图B.1。

B.2  在径流式固定床反应器内部，干法脱硫剂、无氨催化剂自上往下沉降（定期），烟气水平流动，烟气流通方向与干法脱硫剂、无氨催化剂沉降方向垂直。径流式固定床反应器典型结构示意见图B.2。

两种方式均得到了广泛的应用，我司亦有采用两种方式投用投产的案例；

均可以实现较好的效果指标保证，根据各自工艺形式和内部结构的差异，有其各自的特点和优势；

针对电解铝处理气量较大的情况，采用径向流方式，流速低，阻力小，占地面积小，接触时间长，脱硫剂利用率高；

2.2.钙基固定床干法脱硫技术

2.2.1脱硫技术原理

该种工艺脱硫方式仅需配套固定床干法脱硫反应器即可，无需另行设置除尘装置，脱硫剂颗粒形成的固定床本身有抑尘除尘作用（颗粒层除尘原理）。

1.本技术是固定床干法脱硫技术，采用脱硫剂催化把烟气中的二氧化硫先氧化成为三氧化硫然后被氢氧化钙吸收生成硫酸钙:

SO₂ + 1/2 O₂ → SO₃

SO₃ + Ca(OH)₂ → CaSO₄ + H₂O

这个方法在工程上的实现是采取固定床技术，碱（可以是氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化镁等，本项目采用氢氧化钙）与催化剂的成型颗粒装于脱硫反应器中，烟气流过后，其中的二氧化硫氧化成为三氧化硫并被反应固化成为硫酸钙（石膏）固体。

2.2.2工艺流程说明

径向流方式：

烟气经干法脱硫塔由一侧进入另一侧排出，脱硫剂在重力作用下从上部往下部降，与烟气进行接触。

脱硫反应堆温度不敏感，几乎适用于常温到350℃的温度区间。

2.2.3设备设施

固定床系统主要由烟道系统、固定床吸收仓单元构成。

固定床吸收仓单元是固定床的核心，采用模块化设计。

单个固定床吸收仓单元由金属壳体、料仓、料床、卸料阀、进烟口、排烟口等组成。

保证烟气自由流动的同时，吸收剂一直固定在床层中，不随烟气移动，不会增加烟气含尘量。

采用卸料阀根据实际使用情况换料，通过物料重力自上而下的运动，将底部已饱和的废料先排出仓外，新鲜的物料由顶部的缓存室补充至料床中，提高了吸收剂的利用率。

2.2.4上料系统

上料采取行车或者汽车吊将吨包袋从地面吊至上料口，每隔一定时间将脱硫剂加注进料仓。

2.2.5卸料系统

卸料系统主要由卸料锥斗、卸料阀组成。

反应完全的脱硫剂从反应器底部定期排出，以维持固定床整体的脱除效率。

卸料时，现场操作箱启动卸料阀，人工操作，直接卸到车内或废料仓。

2.3.钙基固定床干法脱硫项目案例业绩（典型）

福建大东海带钢/中板加热炉烟气钙基固定床脱硫项目（大烟气量径向流）

烟气量合计约150万立方/小时，采用径向流脱硫塔结构形式；

常州中天加热炉烟气钙基固定床脱硫项目（高浓度颗粒物脱除治理）

入口颗粒物浓度在100-150mg/Nm3，出口颗粒物浓度可以稳定保证在5mg/Nm3以内；

2.4.固定床干法脱硫的应用情况

固定床干法脱硫工艺适用于各类炉窑——以高炉煤气/混合煤气/天然气等燃料介质燃烧的轧钢加热炉、电厂锅炉、电厂锅炉、石灰窑、锻造炉、热处理炉窑等的烟气硫化物、氮氧化物治理；

因其投资低，运行成本低，且布置灵活，几乎可以实现免维护，因此，得到了广泛应用，我司已建成的应用固定床干法脱硫脱硝工艺的企业包括方大萍安钢，山东巨能，山东潍坊特钢，安钢集团信阳钢铁，唐山港陆钢铁，福建大东海、福建三钢等多个企业；

2.5.国家环保政策支持

更为值得关注的是，中华人民共和国工业和信息化部，生态环境部公告2023年第33号文《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2023年版）》中，明确提出将固定床干法烟气处理装备收入其中，作为国家鼓励发展的技术形式；

3.上海轩鼎集团简介

生产加工基地（江西轩鼎环保科技有限公司）

轩鼎系核心智造基地，深耕烟气治理材料与装备技术创新

——集高端环保材料研发、核心装备制造、工程技术服务三位一体的综合型企业，依托轩鼎系全产业链资源，专注为钢铁、焦化、煤化工、生物质、硅材料、新能源等行业提供超低排放综合解决方案。

数据驱动研发，全流程优势显著

——建立和拥有行业*炉窑烟气数据库（覆盖50+座各类炉窑、1万+工况数据点），通过AI学习动态优化，为工程项目优化和脱硫剂等环保材料的针对性应用提供了基础；

核心产品矩阵

——可以提供钙基固定床/移动床用的各类脱硫剂、无氨脱硝剂，用于源头精脱硫的水解催化剂，减少CO排放的CO催化剂；

——可以根据不同工况条件，燃料和烟气特性，针对性的进行研发和配方料匹配，更好的适用于特定工况条件；

技术领先，工程管理精湛

——基于固定床干法脱硫技术相关的专利多个，尤其是环保材料生产、性能检测的发明专利；

发明专利：检测用烟气处理系统和药剂寿命检测方法（ZL2024 1 0382453.9）；

发明专利：一种用于纯干法脱硫工艺的多边形的脱硫剂及其制备方法（ZL2024 1 0643927.0）；

上海轩鼎资质相关：

• 营业执照

• 上海市高新技术企业

• 上海市专精特新

• 开户许可证

• 环境工程设计专项（大气污染防治工程）——乙级

• 环境工程设计专项（固体废物处理工程）——乙级

• 环保类（大气污染治理类）工程承包资质—大气污染治理专项资质

• 环保类（大气污染治理类）安全生产许可证—大气污染治理专项许可证

• 尤其针对加热炉煤气减排（反吹）、高炉煤气均压回收、烟气脱硝、脱硫项目、轧机除尘

• ISO质量体系认证

• ISO环境体系认证

• ISO职业健康体系认证

• AAA荣誉证书

上海轩鼎专利相关

与烟气治理、脱硫脱硝相关的发明专利、实用新型专利