河 南 省 地 方 标 准 铝工业污染物排放标准 编制说明 （征求意见稿） 河南省环境保护科学研究院 二〇一九年六月 目 录 1 项目背景 1 1.1 工作背景 1 1.2 工作过程 2 2 铝工业发展现状 2 2.1 我国发展现状 2 2.2 我省发展历程 5 2.3 我省产能及分布情况 6 2.4 生产工艺及装备 10 2.5 污染治理措施及排放情况 21 2.6 我省铝工业现状特点及存在问题 28 3 铝工业相关政策及排放标准 29 3.1 相关产业政策及环保要求 . 29 3.2 现行排放标准及我省执行情况 32 3.3 其他省份地方标准制定情况 35 4 标准制定的总体思路 36 4.1 指导思想 36 4.2 基本原则 36 4.3 制定依据 37 4.4 技术路线 37 5 主要技术内容 40 5.1 前言 40 5.2 适用范围 40 5.3 规范性引用文件 41 5.4 术语和定义 41 5.5 污染物排放控制要求 42 5.6 污染物监测要求 43 5.7 实施与监督 43 6 污染物控制项目确定 43 6.1 污染物控制项目确定原则 43 6.2 大气污染物控制项目筛选 44 6.3 水污染物控制项目确定 49 7 标准限值的确定 49 7.1 标准限值确定原则 49 7.2 大气污染物排放限值确定 49 7.3 水污染物排放限值确定 58 8 标准控制水平对比 59 8.1 与国家标准的对比 59 8.2 与外省标准的对比 62 9 技术经济可行性分析 67 9.1 颗粒物达标可行性分析 67 9.2 二氧化硫达标可行性分析 71 9.3 氮氧化物达标可行性分析 75 9.4 总体经济投入、技术路线 77 10 社会、环境效益 80 10.1 推进产业结构调整 80 10.2 促进主要污染物减排 80 10.3 提升环境管理要求 80 11 标准实施建议 80 1 1 项目背景 1.1 工作背景 随着经济社会的快速发展，工业化城市化进程的加快，资源环境问题日益凸显，特别是近年来灰霾等区域性重污染天气频发， 局部区域的大气环境质量已不能满足环境质量标准要求。党的十九大紧扣我国社会 主要矛盾变化，对决胜全面建成小康社会、打好污染防治攻坚战作出了重大决策部署。但我省污染底子厚、治理基础差、排污总量大，部分地区环境污染问题依然严重。为确保到 2020 年全省主要污染物排放总量大幅减少 ,生态环境质量总体改善， 2018 年 9 月，河南省人民政府印发了河南省污染防治攻坚战三年行动计划（ 2018-2020 年） （豫政〔 2018〕 30 号） ，明确了我省近三年全省环境质量改善的总体目标和相关举措。 铝工业是国民经济发展的重要基础原料产业， 也是我省优势产业，在全国具有重要地位 ,但同时也是高耗能、高污染产业，是以大气污染物排放为主要特征的产业。河南省污染防治攻坚战三年行动计划（ 2018-2020 年） 提出依法制修订更为严格的环保、能耗、质量、安全等政策标准，研究 制定炭素等高排放行业淘汰标准，通过法律法规的手段促进污染物排放削减和环境质量改善， 河南省 2019 年大气污染防治攻坚战实施方案中明确退出低效电解铝产能、推进 10 万吨 /年以下独立铝用炭素企业退出 ,鼓励依托专业技术部门，开展大气污染成因、污染治理和达标规划研究，开展 “一市一策 ”、 “一企一策 ”及行业控制标准、 行业污染物排放管控技术等科技攻关，为全省大气污染物防治攻坚战提供科技支撑。 2010 年，国家颁布实施了铝工业污染物排放标准 （ GB25465-2010） ， 2013 年12 月，环保部发布修改单，增加了重点区域的大气污染物特别排放限值，但目前现行国家标准已出现控制因子缺失和标准限值宽 松等问题，不能适应我省环境管理需要。为强化铝工业污染控制、减少大气污染物排放、进一步提升我省环境空气质量，2019 年 3 月，省生态环境厅决定开展河南省铝工业污染物排放标准的制定工作，该项工作由省环境厅大气处牵头组织，省环科院 作为技术承担单位，负责标准的具体研制起草，中铝国际工程股份有限公司作为协作单位，参与标准的制定工作。 2 1.2 工作过程 本次标准制定工作总历时 2 年，分为初次研究制 定和再制定两个阶段。 ⑴第一阶段初次研究制定阶段， 2016 年 3 月至 2017 年 11 月，标准完成了前期调研、开题报告、专家论证等工作，由于我 省污染防治攻坚管理要求的变化，标准暂停。 ⑵第二阶段标准再制定阶段， 2019 年 3 月，根据大气污染防治管理要求，标准重新启动，在初次研究制定阶段 的成果的基础上，标准组开 展了新一轮的实地调研、监测，并与 2019 年 6 月编制完成标准文本及编制说 明（征求意见稿） 。 2 铝工业发展现状 2.1 我国发展现状 铝工业是国民经济发展的重要基础原料产业， 同时也是高耗能产业，经过几十年的发展，我国已成为世界铝生产、消费大国 。随着落后工艺装备的不断淘汰，技术创新和先进技术的应用，我国铝工业已经逐 步进入世界先进行列。当前我国经济发展由过去的高速增长转为稳定增长，面对错 综复杂的国际形势以及国内经济下行的局面，铝行业进入国际金融危机以来最困难 的时期，同大部分原材料工业一样，铝产品平均价格持续走低，铝冶炼行业面临亏 损，但受新兴领域铝材消费大幅增长的带动，铝消费仍保持一定的增长趋势。 （ 1）铝土矿 我国查明铝土矿资源储量（矿石） 41.5 亿吨，其中储量约 8.3 亿吨，居世界第八位，分布在全国 31 个省区，其中山西、广西、贵州和河南 4 省区储量占全国的 90以上。我国是全球氧化铝第一大生产国， 2017 年氧化铝总产量 7064 万吨，累计消耗铝土矿约1.7 亿吨，其中国产铝土矿 1.03 亿吨，进口铝土矿 0.665 亿吨，对外依存度 40。 （ 2）氧化铝 我国氧化铝企业经过近几年的技术改造，技术装备水平已经达到世界先进水平。目前工业上均采用碱法生产， 特别是我国独创的混联法 （拜耳法和烧结法联合工艺） ，有效地结合了我国铝矿石资源的特点，对低品位矿石也能达到充分利用。近十年来，3 我国氧化铝产量稳步提升， 2018 年达到 7253.1 万吨，我国氧化铝产量变化趋势见图2-1。 图 2-1 近年来我国氧化铝产量变化趋势 我国氧化铝产能分布较为集中，主要分布在山东、河南、山西、贵州和广西 5 省。山东最高，山西其次，河南居第三，三省合计产量 5749.37 万吨，占全国的 79.27。2018 年氧化铝生产的地域分布见表 2-1。 表 2-1 2018 年我国氧化铝生产产量和分布情况 序号 地区 产量（万吨） 占比 1 山东 2561.91 35.32 山西 2024.46 27.9 3 河南 1163 16.04 广西 816.77 11.3 5 贵州 421.92 5.86 云南 139.32 1.9 7 重庆 73.6 1.08 内蒙古及其他地区 52.12 0.8 全国总计 7253.1 - （ 2）电解铝 电解铝方面冰晶石氧化铝溶体电解仍然是目前 工业生产金属铝的主要方法，近年来国家不断淘汰落后产能，促进技术创新， 电解槽型和生产规模向大型化发展，设计选型槽容量已达 600kA 以上，随着电解铝技术的不断进步，使我国跻身世界电解铝工业先进行列。 我国电解铝行业经过多年的工艺淘汰和技术升 级，生产集中度逐步升高，截止4 到 2018 年底，我国电解铝总产量为 3645.8 万吨 /年。近年来我国电解铝产量变化趋势见图 2-2。 图 2-2 近年来我国电解铝产量变化趋势 我国电解铝产能布局呈现由中东部向西部，特别是西北地区及内蒙转移的趋势。截至 2018 年底，电解铝产能集中在山东、新疆、内蒙古、甘肃、河南，西部地区产能比重达 67.2，我省电解铝产能占比 6.81，位居全国第五。 2018 年电解铝产量及地域分布见表 2-2。 表 2-2 2018 年我国电解铝生产产量和分布情况 序号 地区 产量（万吨） 占比 1 山东 914.64 25.092 新疆 633.65 17.38 3 内蒙古 449.14 12.324 甘肃 258.08 7.08 5 河南 248.21 6.816 青海 238.91 6.55 7 广西 169.4 4.658 云南 161.14 4.42 9 宁夏 127.48 3.5010 贵州 104.51 2.87 11 山西 99.22 2.7212 陕西 68.81 1.89 13 四川 54.81 1.5014 重庆 48.72 1.34 15 辽宁 45.31 1.2416 福建 14.06 0.39 17 湖北 9.72 0.27全国总计 3645.81 - 5 2.2 我省发展历程 1960 年 3 月，郑州铝厂电解铝车间投产，成为我省铝工业发展的开端。伴随着我国铝工业的发展崛起，我省铝工业也顺势快速发展，到 1998 年，氧化铝和电解铝产量分别达到 93.5 万吨和 33.25 万吨，产量均实现全国第一，分别占到全国总产量的 28.04和 14.24。 1998-2008 年，我省坚持市场主导和政府调控相结合，综合运用产业政策、电价、环保和资源配置等手段，引导支持骨干企业加 快技术创新，延长产业链条，积极调整产品结构，促进了铝工业的快速发展。 2005 年，我省已有 10 家氧化铝、电解铝企业在郑洛工业走廊集聚，郑州、洛阳、三门峡 、焦作地区集中了全省 90以上的氧化铝产能和 70的电解铝产能，形成了国内最大的铝工业集中区； 2008 年全省氧化铝、电解铝产量分别达到 852.1 万吨和 327.54 万吨，占全国的 37.4和 24.88。 2008 年以来，受国际金融危机、产能过剩、电力成本过高等因素影响，我省铝工业发展遭遇困境，特别是电解铝行 业，自备电比例从原来的 70下降到目前的40，在取消优惠电价后，出现了全行业的不适应。目前，我省一些企业也已经开始着手产能转移，如神火集团等已经开始在新疆地区布局。 根据国家的统计年鉴以及中国铝业安泰科的产 量报告，我省历年来的氧化铝和电解铝产量情况见图 2-3 和图 2-4。 图 2-3 全国及河南省氧化铝历年产量变化曲线图 （单位万吨） 6 图 2-4 全国及河南省电解铝历年产量变化曲线图 （单位万吨） 从图中可以看出我国氧化铝及电解铝产量自 2009 年以来稳步增长，而我省的氧化铝产量增长缓慢，至 2016 年开始下降，电解铝产量则是逐年递减。究其原因，高昂的电力成本抑制了我省电解铝行业的发展，而作为电解铝的供应行业氧化铝，其发展也相应受到明显的制约。 2.3 我省产能及分布情况 我省是全国重要的铝土矿资源大省，地理位置 优越、交通方便，水、煤、电充足，具有发展铝工业的独特优势。经过多年发 展，我省逐步发展成为我国铝工业的重要生产基地之一。截止到 2018 年底，全省氧化铝产量 1163 万吨 /年，占全国总产量 7253.1 万吨 /年的 16， 排在山东山西之后， 位列全国第三； 全省电解铝产量 248.21万吨 /年，占全国总产量 3645.81 万吨 /年的 6.81，产量位于山东、新疆、内蒙古等省份之后，排名全国第五。 铝工业企业主要包含氧化铝厂、电解铝厂和铝 用炭素厂。目前，我省共有包括氧化铝厂、电解铝厂和铝用炭素厂在内的各类铝工业企业约 66 家。其中，氧化铝厂8 家，电解铝厂 7 家，铝用炭素厂 51 家。 氧化铝企业主要分布在郑州、三门峡、焦作、洛阳、平顶山 5 地市，其中三门峡产能最大，占全省氧化铝产能的 32；其次是焦作、郑州，产能分别占全省产能7 的 24.6、 21.3，详细企业情况见表 2-3。 表 2-3 河南省重点氧化铝企业情况一览表 序号 地市 企业名称 生产规模（万吨）1 郑州 中国铝业股份有限公司河南分公司 230 2 郑州 河南中美铝业有限公司 30 3 三门峡 三门峡义翔铝业有限公司 604 三门峡 东方希望（三门峡）铝业有限公司 220 5 三门峡 开曼铝业（三门峡）有限公司 210 6 洛阳 洛阳香江万基铝业有限公司 140 7 平顶山 河南有色汇源铝业有限公司 30 8 焦作 中国铝业股份有限公司中州分公司 300 合计 - 1220 目前我省电解铝厂集中分布在洛阳，占全省总产能超过 50；其次是焦作、郑州、商丘，其中洛阳、焦作 2 市产能占全省总产能的 80以上，详细企业情况见表2-4。 表 2-4 河南省重点电解铝企业情况一览表 序号 地市 企业名称 生产规模（万吨）1 洛阳 河南万基铝业股份有限公司（一分厂） 58 2 洛阳 河南万基铝业股份有限公司（二分厂） 3 洛阳 河南豫港龙泉铝业有限公司 60 4 洛阳 洛阳豫港龙泉铝业有限公司 5 焦作 焦作万方铝业股份有限公司 42 6 巩义 河南中孚铝业有限公司 25 7 永城 河南神火煤电股份有限公司永城铝厂（产能置换退出） 25 合计 210 我省铝用炭素企业主要分布在郑州、焦作和洛阳地区，产能占全省的 89.2；其中郑州和巩义地区，产能占全省的 65.9。另外，铝用炭素企业 10 万吨及以上的企业数量有 23 个，占全省铝用炭素企业总数的 45，产能占全省的 73.4。 10 万吨以8 下的企业数量有 28 家，占全省企业总数的 55，产能占全省的 26.6。详细企业情况见表 2-5。 表 2-5 河南省铝用炭素企业一览表 序号 地市 企业名称 产品 产能（万吨）1 郑州 登封市嵩颍炭素有限公司 铝用阳极碳块 16 2 郑州 郑州笑峰新型材料有限公司 铝用预焙阳极 3 3 郑州 登封市铝庄炭素厂 铝用阳极碳块 1.5 4 郑州 郑州市华中炭素有限公司 铝用阳极碳块 3 5 郑州 河南金驹炭素实业有限公司 铝用阳极碳块 12 6 郑州 巩义市万佳炭素有限公司 铝用阳极碳块 2 7 郑州 河南中凯炭素有限公司 铝用阳极碳块 15 8 郑州 河南省鑫旺电碳制品有限公司 铝用阳极碳块 12 9 郑州 巩义市中山炭素厂 生阳极 铝 极炭块1.4 10 郑州 河南竹林萨辛炭素公司将军岭分公阳极炭块 10 11 郑州 郑州市丰华炭素有限公司 铝用阳极碳块 13 12 郑州 河南竹林萨辛炭素有限公司 阳极炭块 铝 极碳块10 13 郑州 巩义市小关烨晟炭素厂 预焙阳极 10 14 郑州 巩义市隆昌炭素厂 阳极炭块 10 15 郑州 巩义市银山冶金材料有限公司 预焙阳极碳块 12 16 郑州 河南中孚炭素有限公司 铝用阳极碳块 18 17 郑州 中铝矿业有限公司炭素厂 铝用阳极碳块 6 18 郑州 郑州长城铝业炭素股份有限公司 阳极生坯 4.8 19 郑州 郑州天元炭素制品有限公司 铝用阳极碳块 2 20 郑州 郑州市博达电瓷炭素有限公司 铝用阳极碳块 煅焦6 21 郑州 荥阳市宏成炭素有限公司 阳极预焙烧熟块 3 22 郑州 荥阳市兴旺实业有限公司 生阳极碳块 10 23 郑州 荥阳市汇鑫炭素制品有限公司 铝用阳极碳块 4 24 郑州 荥阳东方星羽炭素制品有限公司 铝用阳极碳块 6 25 郑州 郑州方圆炭素有限公司 铝用阳极碳块 3.5 26 郑州 郑州荣盛炭素制品有限公司 铝用阳极碳块 4 27 郑州 荥阳市金孔炭素实业有限公司 阳极生坯 铝 极碳块2 28 郑州 荥阳市鑫钰炭素有限公司 预焙阳极块生坯 煅焦15 9 序号 地市 企业名称 产品 产能（万吨）29 郑州 荥阳市玉泉炭素制品有限公司 铝用阳极碳块 7 30 郑州 荥阳市兴达炭素有限公司 铝用阳极碳块 1 31 郑州 荥阳市瑞祥炭素制品有限公司 铝用阳极碳块 10 32 郑州 郑州立方实业有限公司 铝用阳极碳块 10 33 郑州 郑州市博达电瓷炭素有限公司 铝用阳极碳块 11 34 焦作 沁阳市黄河炭素有限责任公司 铝用阳极碳块 10 35 焦作 焦作万都（沁阳）炭素有限公司 铝用阳极碳块 10 36 焦作 焦作市东星炭电极有限公司 铝用阳极碳块 5 37 焦作 焦作市英利经贸有限公司 预焙阳极 15 38 焦作 温县东方炭素有限公司 预焙阳极 11 39 焦作 河南汇豪实业有限公司 铝用阳极碳块 12 40 洛阳 洛阳龙泉天松炭素有限公司 预焙阳极碳块 32 41 洛阳 万基控股集团石墨制品有限公司 铝用阳极碳块 5 42 洛阳 洛阳万基炭素有限公司一分厂 铝用阳极碳块 8 43 洛阳 洛阳禧达炭素加工有限公司 铝用阳极碳块 0.05 44 三门峡 三门峡锦隆炭素制品有限公司 铝用阳极碳块 6.5 45 三门峡 三门峡神火炭素有限责任公司 预焙阳极 10.2 46 安阳 林州市义仁实业有限公司 预焙阳极 4 47 安阳 林州市宏昌电碳有限公司 铝用阳极碳块 1 48 商丘 河南神火煤电股份有限公司 铝用阳极碳块 4 49 商丘 河南神火煤电股份有限公司（炭素铝用阳极碳块 8.4 50 新乡 河南金河石墨集团有限公司 铝用阳极碳块 0.5 51 南阳 河南省淅川县永昌实业有限公司 铝用阳极碳块 8 合计 - - 400.85 河南省铝工业分布情况示意图见图 2-5。 10 图 2-5 河南省铝工业分布情况示意图 2.4 生产工艺及装备 2.4.1 采矿及选矿 我省铝土矿资源总量为 14亿吨，已探明储量为 4.15亿吨，绝大部分属沉积型一水硬铝石矿床，矿石具有高铝、高硅、低铁之特征。铝硅比（ A/S）大于 7 的富矿石储量占比不足 25，大部分属于中品位矿石和贫矿石。铝土矿开采工艺较为简单，受铝土矿资源赋存条件限制，多采用露天开采 方式。近年来新发现的煤下铝资源由于开采技术的提升及环保要求，采用地下开采。 为提高铝硅比 A/S，减少后续氧化铝生产能耗，需要对中、低品位铝土矿进行选矿脱硅。目前，我省铝土矿矿山企业大部分 仅进行矿石开采，铝土矿选矿设施在氧化铝厂建设。 铝土矿的选矿工艺流程见图 2-6。 11 铝土矿 破 碎 磨 矿 分 级 粗 选 精 选 扫 选 堆存处置或综合利用选精矿尾矿氧化铝生产T废水污染源 固废污染源图 例 废气污染源脱 水图 2-6 铝土矿选矿工艺流程及产污节点图 2.4.2 氧化铝 ⑴生产工艺 从矿石提取氧化铝的生产方法多种多样，目前 在工业上采用的是碱法，主要原料是铝土矿、碱和石灰（石灰石）。国内工业 生产氧化铝的技术主要有烧结法、拜耳法 （包括选矿拜耳法） 、联合法三种。其中，烧结法、联合法由于生产能耗较高，除少部分特种氧化铝生产仍采用烧结法外，其他均为拜耳法工艺。 拜耳法工艺以铝土矿为主要原料。铝矿石按比 例与蒸发母液及液碱和石灰等，同时送入矿浆磨中，磨制成原矿浆。原矿浆经 预脱硅后送至溶出工序，矿石中的氧化铝与碱作用生成铝酸钠进入溶液。溶出后产生的赤泥 残渣 含矿石中不溶杂质和反应生成的沉淀物。铝酸钠溶液经稀释和赤泥 分离后，送叶滤机进一步除去溶液中的残留固体物，在精液中加入氢氧化铝晶种进 行搅拌分解，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝结晶析出，溶液与固体分离后，细粒返回 作晶种，粗粒经热水多次洗涤去掉附着碱，然后送氢氧化铝焙烧炉在高温下烧去附 着水及结晶水，得成品氧化铝。与氢氧化铝分离的种分母液用蒸汽蒸发浓缩后返回 系统循环使用。分离的赤泥经洗涤回收附碱后，送赤泥堆场集中堆放。 拜耳法氧化铝生产主要燃料消耗在焙烧工序， 出于成本考虑，目前我省氧化铝厂燃料以发生炉煤气（自制）为主，也有部分 氧化铝厂掺烧一部分天然气作为煤气不足部分的补充。氧化铝厂配套煤气发生炉均配备了煤气脱硫设施。 拜耳法工艺流程见图 2-7。 12 循环碱液稀 释球 磨燃气破碎分级高品位铝土矿分 级T二氧化硫其中 颗粒物废水污染源固废污染源图 例废气污染源STT洗水氢氧化铝洗液综合利用水无烟煤石灰乳石灰乳制备石灰石石灰烧制包装外售氧化铝氢氧化铝焙烧氢氧化铝洗涤原矿浆配制预脱硅溶 出精液降温精 滤沉 降赤泥分离种子分离种子过滤氢氧化铝过滤合格矿浆返回生产系统铝土矿（选精矿）化灰渣破碎筛分氮氧化物 NNTN外购石灰蒸汽蒸汽铝土矿液碱循环碱液赤泥洗液分离底液赤泥洗涤洗水赤泥赤泥堆场母液蒸发碱液调配结晶排盐冷凝水种分母液返回生产系统NaOH溶液苛 化结晶碱图 2-7 拜耳法氧化铝工艺流程及产污节点图 13 ⑵装备水平 各种氧化铝生产工艺中，拜尔法工艺最简单， 没有熟料烧成工序，因此能源消耗较联合法和烧结法低，大气污染物排放量相 对较小，目前是氧化铝生产的最佳工艺，国际上 90％以上的氧化铝采用拜尔法生产。因为矿石类型和品位的原因，早期我国氧化铝生产企业普遍采用烧结法和联合法生产工艺。 “十五 ”及 “十一五 ”期间，是我国也是我省氧化铝工 业快速发展的十年，通过不断了解、认识、引进、实践国际先进的技术装 备，使氧化铝生产的技术装备水平有长足发展。在此期间建设的拜耳法氧化铝厂的 技术装备及清洁生产水平已达国际领先水平，如铝土矿溶出采用间接加热强化溶出 技术，母液蒸发采用多效降膜蒸发，赤泥分离洗涤采用高效沉降技术，氢氧化铝焙 烧采用流态化焙烧技术，赤泥浓相输送及干法堆存等。高技术装备的采用使其生产 技术指标已达到发达国家氧化铝厂如美铝 ALCOA和加铝 ALCAN的水平。 “十二五 ”期间，产业政策对氧化铝产能控制较 为严格，我省没有新开工建设的氧化铝生产线项目，在此期间主要是对现有氧 化铝生产线的技术升级改造，如拜耳法工艺替代现有烧结法工艺，生产能耗下降约 50，生产成本约低 10，各项技术指标均优于烧结法或混联法生产技术。 目前，我省氧化铝工艺装备情况见表 2-6。 表 2-6 我省氧化铝工艺装备情况一览表 项目 东方希望 开曼铝业 香江万基河南分公司 中州铝业 目前国内先进装备现有工程 技改工程 现有工程 技改工程 拜耳法 220 万 t/a 210 万 t/a 140 万 t/a 70 万 t/a 160 万 t/a 300 万 t/a / 预脱硅槽 间接加热连续脱硅 间接加热连续脱硅 间接加热连续脱硅间接加热连续脱硅 间接加热连续脱硅 间接加热连续脱硅溶出装置 间接加热强化溶出 间接加热强化溶出 间接加热强化溶出间接加热强化溶出 间接加热强化溶出 间接加热强化溶出赤泥 沉降槽 深锥高效沉降槽 深锥高效沉降槽 深锥高效沉降槽深锥高效沉降槽 深锥高效沉降槽 深锥高效沉降槽 精滤（叶滤机） 立式 卧式、 立式 立式 立式 卧式、 立式 立式 立式 分解槽 机械搅拌 大型平底机械搅拌 大型平底机械搅拌 大型平底机械搅拌大型平底机械搅拌 大型平底机械搅拌 大型平底机械搅拌14 项目 东方希望 开曼铝业 香江万基河南分公司 中州铝业 目前国内先进装备现有工程 技改工程 现有工程 技改工程 焙烧炉 悬浮焙烧炉（煤气 天然气） 悬浮焙烧炉（煤气 天然气） 悬浮焙烧炉（煤气）悬浮焙烧炉 （煤气 天然气） 悬浮焙烧炉 （煤气 天然气） 悬浮焙烧炉 母液蒸发 六效蒸发 六效蒸发 六效蒸发 六效蒸发 五效蒸发、六效蒸发 六效蒸发从上述对比情况来看，我省主要氧化铝企业已广泛采用间接加热强化溶出技术、赤泥分离洗涤采用高效沉降技术、流态化焙烧 技术、降膜蒸发、强制循环蒸发排盐等新技术，主要生产设备已实现大型高效化， 生产技术及装备水平达到国内先进水平。从主生产工艺来看，除中州铝业特种氧化铝生产仍保留 50 万 t/a 烧结法外，其他均采用拜耳法工艺。 2.4.3 电解铝 ⑴ 生产工艺 电解铝生产目前国内外通用氟化盐 氟化铝熔盐电解工艺，该工艺目前也是工业生产金属铝的唯一方法。金属铝主要生产原 料是氧化铝、氟化盐（冰晶石、氟化铝等）、炭素阳极。 将氧化铝、冰晶石、氟化铝等生产原料加入预 焙阳极电解槽中，通入直流电，在 945-955℃温度下，以上原料变为熔融状态的电解 质并发生复杂的电化学反应，氧化铝不断被分解，在阴极（电解槽底部）析 出液态金属铝，炭素阳极与析出的氧反应生成以 CO2为主的阳极气体，同时还散发出含氟化物、粉尘和二氧化硫等污染物的烟气，与阳极气体统称为电解烟气。在阴 极析出的液态金属铝，定期用真空抬包抽出。炭素阳极不断被消耗，通过定期更换预焙阳极块进行补充。 电解铝生产工艺流程见图 2-8。 15 氧化铝贮仓氧化铝干法净化系统提 升 机载氟氧化铝仓定 量 器预焙阳极电解槽整流车间直流电载氟氧化铝氟化盐仓氟化盐定 量 器电解质仓出铝抬包混合炉铸造机铝 锭电解烟气烟气排空厂房天窗无组织排放槽大修大修渣危废暂存库残极清理破碎机振动筛铝 液残 极送阳极生产系统电解质残阳极图例 -废气其中T-颗粒物 2 F-氟化物-废水S-SO-固废TTTTTTTTT F ST F ST F S电解质阳 极脱硫设施图 2-8 电解铝工艺流程及产污节点图 ⑵装备水平 本世纪初我国成为全球最大的电解铝生产国， 而我省是电解铝生产传统大省，但在产业政策的限制及电力成本的制约下，我 国电解铝产业已开始由中东部向能源16 丰富的西部地区转移， “十一五 ”至今我省新开工电解铝项目基本上处于停滞状态，特别是近年我省电解铝产量总体处于下降态势。 生产电解铝的设备称为电解槽，铝电 解槽是电解铝厂生产中的关键设备，因此，在某种意义上说，铝电解槽技术，实际上 也代表着电解铝厂的技术水平。电解槽总体上分为自焙槽 （侧插自焙槽和上插自焙槽） 和预焙槽 （中心加料、边部加料） 。自焙槽因环境污染严重、生产技术落后，属国 家淘汰的技术装备，预焙槽具节能、低耗、少污染的优势，我省铝电解槽已全部采用预焙槽。 现代铝电解槽技术朝着大容量和高电流密度方 向发展。国内投入运行且生产指标较为先进的大容量预焙槽主要有 300kA-320kA、 350kA-400kA、 500kA-600kA 大型及特大型预焙阳极铝电解槽等多种槽型。近 几年国内新投产电解铝项目主流采用500kA 电解槽型，部分采用 600kA 电解槽型。 而我省由于电力成本较高，当前形势和环境已 不利于电解铝发展，近十年电解铝行业除一些节能、环保技术改造外没有新开 工项目，且电解铝产能持续转移至外省，由于装备水平较低的产能都已转移淘汰， 因此目前我省大型电解铝企业槽型为300kA-400kA，从电解槽容量上看已略逊于国内主流水平。 高昂的电力成本也促使我省电解铝企业在技术 进步和节能降耗上狠下功夫，河南以其成熟的电解铝技术在全国的电解铝行业 中位于第一梯队。从清洁生产水平、生产技术指标等方面看，智能控制、模糊控制 、自动加料控制、超浓相输送、烟气干法净化技术等先进的清洁生产技术在我省大型电解铝企业已普遍采用，总体来说，我省电解铝行业清洁生产水平处于我国电解铝工业先进行列。 我省电解铝工艺装备情况见 2-7。 表 2-7 我省电解铝工艺装备情况一览表 项目 豫港龙泉铝业 万基铝业 中孚铝业 焦作万方 目前国内先进装备 产能 60 万吨 58 万吨 25 万吨 42 万吨 / 主要装备 电解槽 300kA 300kA、320kA、400kA 320kA、400kA 300kA 500kA 物料输送 超浓相输送 超浓相输送 超浓相输送 超浓相输送 超浓相输送 17 项目 豫港龙泉铝业 万基铝业 中孚铝业 焦作万方 目前国内先进装备 烟气净化 布袋除尘 半干法脱硫（氧化钙） 布袋除尘 布袋除尘 半干法脱硫 （氧化钙） 布袋除尘 布袋除尘 半干法脱硫（氧化镁）布袋除尘布袋除尘 湿式脱硫 （石灰石膏） 湿式电除尘 布袋除尘 湿式脱硫（石灰石膏） 湿式电除尘 2.4.4 铝用炭素 ⑴生产工艺 铝用炭素分为阴极炭素、阳极炭素二种，生产 工艺类似，原料略有差别。均包括原料破碎筛分、配料、混捏成型、焙烧等生 产工序，大部分企业还有煅烧工序。目前电解铝行业阳极炭素消耗（毛耗） ）约 500kg/t-Al 左右，阴极仅 12kg/t-Al 左右，因此具有一定规模的电解铝厂均配套阳极炭素 生产系统，而阴极炭素生产企业则较少。 铝用阳极生产原料为石油焦和沥青，其中石油 焦产品质量与环保关系密切，其硫含量直接决定了炭素生产（电解铝）大气污 染物二氧化硫产生量。铝用阳极生产工序包括原料贮运破碎、煅烧、沥青熔化、 生阳极制造、焙烧及炭块贮存和残极处理等。石油焦经破碎后输送至回转窑 或罐式炉 煅烧。煅后焦经计量后由输送设施送至生阳极车间贮槽。固体沥青经破碎和沥 青熔化装置熔化后，泵至沥青贮槽贮存待用 （液体沥青直接存储待用） 。煅后焦经粒度分级、破碎、筛分和部分料磨粉，处理后的残极碎料也经分级、破碎后进入不同 配料仓。不同粒度的物料经配料、预热并加入液体沥青搅拌捏合的糊料冷却后，经 振动成型制得生阳极块，检验合格的生阳极块送焙烧炉进行焙烧 炭块的装出炉作业采用焙烧专用的多功能天车完成 ，焙烧成品即预焙阳极块。煅烧烟气中含有颗粒 物、二氧化硫和氮氧化物等大气污染物，焙烧炉烟气中含有沥青烟、粉尘、氟化物、二氧化硫和氮氧化物 等大气污染物，是碳阳极生产的主要大气污染源，设烟气 净化系统治理。阳极组装工段残极压脱机落下的残极，经破碎后送入残极料仓。从 残极压碎机运来的大块残极与焙烧废品、阳极组装废品以及成型废品等分别破碎后，供下道工序使用。 阳极炭素生产工艺流程见图 2-9；阴极炭素生产工艺流程见图 2-10。 18 配 料 T球磨机 T破碎、筛分系统 T6mmT N F S L填充料焙 烧阳极块生阳极冷却各粒度料仓 T沥青贮罐 L液体沥青煅后焦仓 T冷却筒煅 烧煅前料仓 T破碎机 T石油焦预 热振动成型 T粉料仓 T混捏 T L B余热锅炉导热油炉清理检测生碎焙烧碎生碎循环水池生碎图例 -废气其中T-颗粒物 2L-沥青烟 F-氟化物-废水烟气净化焦粉吸附袋式除尘电捕焦油器沥青烟铁块中频炉 T 浇注成品破碎 T残 极N-NOxS-SOB-苯并芘T S N-固废TT锻后焦烟气排空烟气排空废气排空烟气净化图 2-9 阳极炭素生产工艺流程及产污节点图19 石油焦破碎煅烧煅后仓中碎筛分配料混捏振动成型焙烧废热锅炉热媒站磨粉石墨化机械加工次品次品破碎高温烟气液体沥青燃气下脚料部分外售导热油废气废水图 例煅后石油焦石墨化阴极成品废料TT S NTTTT TTTTT L BT N F S L排放烟气净化排放烟气净化排放烟气净化图 2-10 （石墨化）阴极炭素生产工艺流程及产污节点图 20 ⑵装备水平 我省铝用炭素企业主要可分为两类一类是电 解铝企业配套炭素生产设施，其产品全部自用于公司的电解铝生产；另一类是 独立的炭素生产企业，其产品外售给电解铝生产企业。目前，我省部分铝用炭素工艺装备情况见表 2-8。 表 2-8 我省铝用炭素工艺装备情况一览表 项目 河南中孚炭素有限公司 河南神火炭素制品有限公司 洛阳万基炭素有限公司二分厂 焦作市英利经贸有限公司 目前国内 先进装备 产品用途 自用 自用 自用 外售 产能 15 万 t/a 10 万 t/a 24 万 t/a 15 万 t/a / 主要 装备 煅烧 回转窑 Φ2.245m Φ2.650m 罐式煅烧炉 8 罐、 24 罐、 72罐 回转窑 Φ2.650m 罐式煅烧炉 48 罐 回转窑 罐式炉 混捏 连续预热混捏机 CK600-CP 混捏锅 连续预热混捏机CK600-CP 混捏锅 连续预热混捏机 焙烧 敞开环式焙烧炉 36 室 敞开环式焙烧炉 36 室、 68 室 敞开环式焙烧炉52 室 敞开环式焙烧炉 36 室、 38 室 敞开环式焙烧炉 燃料天然气 燃料天然气 燃料天然气 燃料天然气 / 由于近年来我省电解铝行业没有新增产能，因 此，电解铝企业自身配套的炭素项目近年来也没有新增产能。我省的电解铝企 业配套炭素生产线与电解铝生产线同步建设，从单个炭素企业生产规模来看，与国 内大型炭素企业规模相比略有差距，但由于技术实力和装机水平起点较高，目前主体设备装备水平与国内先进企业相当，如焙烧设备采用大型回转窑并配套余热回 收设施，混捏采用连续预热混捏机，焙烧采用大型敞开环式焙烧炉，我省电解铝企 业配套大型炭素生产线装备水平总体来说处于国内先进水平。部分企业也存在一定 的提升空间，如将混捏锅改造为新型混捏锅或连续混捏机等。 我省属于铝工业传统大省，独立的铝用炭素生 产企业较多，不少企业规模较小并未纳入环境统计，根据 2016 年 -2017 年的调研，某县级市共有炭素企业 32 家，见表 2-9。 21 表 2-9 某县级市炭素生产企业情况调查一览表 项目 总体情况 规模 平均规模在 4 万 t/a 左右，总规模约 120 万 t/a，最大规模 16 万 t/a 布局 布局分散 燃料 发生炉煤气为燃料 主要装备 罐式煅烧炉、环式焙烧炉、二段式煤气发生炉，绝大部分为国产装备 主要污染防治措施 水冷或风冷降温、电捕焦油器、双碱法脱硫 物料堆场 多为半封闭式，个别企业采用全封闭式并配备有喷淋设施 运输方式 基本全部通过汽车运输，年运输量约 300 万 t 管理水平 多数企业管理粗放，厂区无规范设计，装备自动化水平低，多为人工间歇操作，厂区绿化差，生产车间和物料堆场密闭差，无组织排放量大 从调查期间的结果来看，独立炭素生产企业除 个别生产规模较大外，总体生产规模较小，装备水平一般，管理水平较差，清 洁生产水平不高，部分企业环保设施不尽完善，污染较严重。从环保角度来看，该 类型企业数量较多，产能占比小，通过淘汰落后产能、企业整合及环保设施改造等手段，存在较大节能减排的提升空间。 河南省 2019 年大气污染防治攻坚战实施方案 （豫环攻坚办〔 2019〕 25 号）提出 “开展炭素企业排查，列出 10 万吨 /年以下独立铝用炭素企业清单。郑州、洛阳、平顶山、安阳、焦作、三门峡、新乡等省辖市列入清单的企业， 2019 年要减少炭素产量 50。积极推进 10 万吨 /年以下的独立铝用炭素企业退出，鼓励各市提前关停相关企业设备。 ”目前，独立铝用炭素企业正在进行 产能淘汰、产业整合及环保设施提升改造， 2019 年底纳入保留名单的独立铝用炭素企业污染物排放须满足攻坚方案提出的超低排放要求。 2.5 污染治理措施及排放情况 2.5.1废气 ⑴废气治理措施概况 近年来，随着国家及地方大气污染防治政策及 排放要求日趋严格，我省铝工业企业陆续进行了一系列环保改造。 2018 年 1 月 15 日发布的 关于京津冀大气污染传输通道城市执行大气污染物特别排放限值的公告 （环境保护部公告 2018 年第 9 号）22 要求 “火电、钢铁、石化、化工、有色（不含氧化铝）、水泥行业现有企业以及在用锅炉，自 2018 年 10 月 1 日起，执行二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和挥发性有机物特别排放限值 ”。我省纳入重点区域的郑州、开封、安 阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳市、洛阳、三门峡市等地市已要求全面执行大气污染物特别排放限值， 2019 年我省已出台的大气攻坚及各专项治理文件对铝 工业污染物排放提出了更为严格的要求。 通过收集资料和省内大型企业的调研，近三年 来我省铝工业企业环保改造情况如下氧化铝企业已着手开始对焙烧炉除尘系 统进行改造，在治理系统末端电除尘器后增设袋式除尘器，改造为电袋复合除 尘系统，部分企业在焙烧炉进行了 SNCR脱硝改造；烧成窑已进行电除尘改造，将原三 电场静电除尘器改造为五电场静电除尘器。电解铝企业电解烟气净化系统大都已增 设脱硫设施。铝用炭素企业对煅烧和焙烧烟气净化系统进行升级改造，进行脱硝治 理，并采用更为稳定高效的石灰石 -石膏脱硫设施。我省铝工业废气治理措施现状见表 2-10。 表 2-10 我省铝工业废气治理措施现状一览表 产污单元名称 污染因素 污染因子