李亮
新疆众和股份有限公司 新疆乌鲁木齐 830013
摘要：近年来，随着社会的进步，电解铝行业得到了进一步发展，其消费和生产能力呈上升趋势。从环境保护的角度来看，中国电解铝行业带来了高污染，由于没有有效利用清洁生产技术，难以适应中国的可持续发展战略。因此，在新时期，深入探讨我国电解铝行业的现状和环保发展对策，具有重要的现实意义，值得关注。
关键词：电解铝；现状；环保；发展；
基于铝工业布局、技术现存的主要问题。从环境保护出发，提出充分考虑环境承载力，合理布局电解行业，提高铝行业清洁生产技术和装备水平;提高电解烟气集气效率和净化效率，加大电解烟气净化系统治理力度;杜绝高硫石油焦进入电解铝行业，采用高效率脱硫净化技术治理煅烧炉烟气;确保环保设施高效、稳定运行。
一、中国电解铝行业现状
现阶段，中国电解铝产量逐渐提升，2013年其产量为2474（单位：万吨），到2019年其产量已经达到了3840（单位：万吨），始终保持着增长的态势。从电解铝的消费量来看，也有了大幅度的增长，2013年为2495.7（单位：万吨），到2018年达到了3672（单位：万吨），2019年也得到了进一步增长。从其消费结构方面来看，主要消费领域包括3个，一是交通领域，二是建筑领域，三是电子电力领域，可见电解铝行业发展具有广阔发展前景的。近年来，我国电解铝行业在技术装备方面有所进步，500kA电解槽系列投产是其良好发展的一大标志，推动着该行业的进步。在电解铝行业不断发展下，伴随而来的是激烈的行业企业竞争，在2015年，此类企业已经超过了100家，相关电解铝企业面临着重大的发展压力。因此，要想在市场中脱颖而出，务必做出创新，并响应国家号召，也就是要朝着环保方向发展，最大限度降低污染。而且在人们物质生活得到满足的同时，更加注重环保。电解铝行业作为污染严重行业之一，务必要做出相应的改革，解决自身污染严重的问题。此外，我国电解铝行业与国外一些发达国家相比，还存在差距，尤其是在电解槽和二氧化硫排放量方面。例如，针对我国电解槽来说，其槽膛内集气的均匀性较差，严重影响了集气效果。另外，我国的清洁生产水平较低，在我国电解铝朝着环保方向发展进程中产生了阻碍作用。
二、电解铝行业污染控制分析
1.合理布局电解铝企业。为促进大气污染物减排和改善环境空气质量，电解行业应进入工业园区，对铝工业园区进行合理规划，统筹考虑环境承载力，从环境、空气、土壤及水等环境要素论证园区总体规划的规模、布局等。要开展电解铝企业单厂环境合理规模研究，园区及单体的电解铝企业的规模和环境承载力应相协调。避免电解铝规模或者布局过于集中，从而严重影响区域环境空气质量，污染物的沉降、及周边土壤。对于已出现氟化物污染问题的区域，适度压减电解铝企业规模，减少区域污染物排放总量，以改善环境。
2.提高清洁生产水平。（1）提高工艺装备水平。国外电解铝厂劳动生产率高，保证条件是装备及自动化水平高，因此，电解铝企业应购置自动化程度高的设备，同时电解铝设备制造企业应进一步提高设备制造水平，确保设备长期稳定运行。技术装备水平的提高有利于缩短电解槽的阳极更换时间、阳极效应处置、出铝作业、铝水平调整等需要开启电解槽罩加工工序的时间，从而提高电解槽的集气效率。（2）推广应用高级阴极材料，提高电解槽寿命。石墨化阴极炭块具有抗钠浸蚀、导热、抗热震等性能，电解槽运行期间阴极的变质度低，可降低电阻率和增加导电性。国内电解槽已应用了石墨阴极，槽寿命已达2000天。采用新式阴级钢棒结构，钢棒与阴极表面接触面积增大，电阻降低，可平衡电流分布，降低铝液中水平电流，抑制铝液的波动，提高电解槽的稳定性，也保护电解槽。
使用含氮化硅粘结的碳化硅砖内衬、抗渗透砖及干式防渗料，达到保温和阻挡Na、NaF等熔体向保温层中渗透，防止保温层被浸蚀，延长电解槽使用寿命。电解槽寿命的增加，即降低阴极消耗量，电解槽大修渣将相应减少，此种危险废物对环境潜在污染也相应减少。
3.提高电解槽集气效率，降低无组织排放量、随着我国电解铝技术和自动控制水平的提高，电解槽加料、打壳、阳极效应及电解质和铝水平测定等电解操作均在电解密闭状态下实现自动控制，电解槽出铝、更换阳极等需要打开罩子的操作均采用电解多功能天车机械化，按最优化规程要求节省加工时间，并尽可能少启槽罩。目前运行的SY 500kA预焙槽集气排烟系统采用多段式集气方式，将整个电解槽分为多段集气，并采用双管排烟配置，当需要开槽操作时，将副烟管开启，收集开罩外逸烟气，有效减少开槽操作时无组织排放量，增大集气效率，集气效率提高到98.8%。研究电解槽炉膛烟气及集气罩的内部烟气流场，合理组织气流，确保集气罩外表面处于微负压，烟道内烟气稳流运动，既避免电解槽电解质壳面的物料流失，又提高集气效率。对电解槽槽密闭槽盖板进行改造，将平板结构改造为拱型结构，拱型结构受力条件好，不易变型，有利于密闭罩密封。
4.提高电解烟气净化系统净化效率，降低烟气污染物排放浓度。应用在电解烟气系统反应方式主要有沸腾床法、管道法、文丘里法和VＲI法。沸腾床法系统控制难度高，动能消耗大，国内应用较少。管道法是将吸附剂氧化铝的投料点设在布袋除尘器前一定距离的总排烟管上，氧化铝进入总管内混合吸附HF，由于靠风速运动惯性作用，氧化铝难以均匀进入布袋除尘器，影响吸附效率和系统长期稳定运行。文丘里法和VＲI法原理基本相同，都是在除尘设施前设置反应器，氧化铝从反应器喷洒出来，均匀分布在烟气中。目前，SAMI研发应用了CC多点式反应器，该反应器根据流体特性采用更加有效的结构形式，使氧化铝颗粒可以迅速布满整个管道截面，使烟气自下而上穿过这层段面与Al2O3均匀接触，完成Al2O3对HF的吸附过程。氟化物的净化效率可提高到99.3%。采用二段氧化铝吸附技术，氧化铝与烟气充分混合，提高吸附效率。砂状氧化铝的比表面积＞40 cm3/g，粉状氧化铝的比表面积2～10 cm3/g，氧化铝比表面积越大，接受吸附物的能力越强。推广应用砂状氧化铝，提高烟气净化系统的吸附效率。
5.严格控制SO2排放量。早期电解铝企业石油焦煅烧炉窑均未设置脱硫设施，二氧化硫直接排放。目前，我国石油焦煅烧炉窑配置脱硫设施基本以双碱法为主，脱硫效率一般控制在85%左右，有一些企业采用麻石水膜脱硫设施，脱硫效率仅为60%～70%。石油焦煅烧炉窑配置的脱硫设施技术水平总体上属于低水平建设，脱硫效率指标也处于中低水平。为进一步减少铝工业二氧化硫排放量，石油焦煅烧炉窑采用高效的脱硫技术，如采用湿式石灰石/石灰石膏法脱硫技术，脱硫效率提高到90%以上。应严格控制铝用炭素阳极原料石油焦含硫量，严禁大于3%的高硫石油焦进入铝工业生产。
6.加强设施维护和管理。造成电解槽集气效率下降的主要原因是槽罩破损，不及时维修和更换罩板，其次是出铝、更换阳极、捞碳渣、取样分析等过程需要开启槽罩的操作过程中，操作不紧凑，槽罩开启过多，以及操作结束不及时盖上罩板，造成集气效率下降。制定严格的管理制度，一旦发现槽罩变形和损坏，立即修复。净化系统在线监控系统污染物排放异常，立即对管道及净化系统的维修管理，及时更换漏损布袋除尘器滤袋。严格密闭罩开启操作制度，控制槽罩开启数量，操作结束及时盖上罩板，以保证集气效率。
总之，在人们环保意识增强的今天，电解铝行业要想实现可持续发展，需要对自身进行创新与改革。在对当前行业发展现状了解的基础上，应该积极探析环保优化发展的路径，不断改善工艺装备，加大相关设施的维护力度、科学控制二氧化硫排放量等，进而推动电解铝行业向现代化、环保化方向发展，实现节能目标。
参考文献：
［1］张红．电解铝行业阳极焙烧炉多级烟气治理方法浅析．2019.
［2］王东平，关于我国电解铝行业现状分析及环保优化发展的对策.2020.