電石法聚氯乙烯生產中的汞汙染治理

2021-01-19 北極星環保網

摘要:電石法氯乙烯合成反應採用以活性炭為載體的氯化汞觸媒,由於氯化汞在高溫下易於升華,在高溫反應過程中總有一定量的氯化汞進入反應生成的合成氣中,精製合成氣工藝不同,產生的汙染程度和方式也不同。加上觸媒中毒、積炭堵塞等因素導致觸媒失活,氯化汞觸媒必然產生一定的消耗。本文首先闡述了汞汙染治理的意義和重要性,其次分析了汞汙染的主要來源,最後提出了幾點治理汞汙染的可行性措施。

關鍵詞:聚乙烯生產;電石法;汞汙染處理

PVC是五大通用樹脂之一,其生產主要有2種原料路線:①乙烯法,②電石法。我國富煤、貧油、少氣的資源特徵為電石法PVC的發展提供了前提條件,但同時汞資源匾乏和汞汙染嚴重又成為制約其發展的首要問題。電石法氯乙烯合成反應所使用的氯化汞觸媒是以活性炭為載體。理論上講,氯化汞觸媒本身屬於一種催化劑,並不參與化學反應,因此也不被消耗,但是它具有易升華的固有特性,所以在實際生產過程中因氯化汞的流失直接導致觸媒活性下降和損失,因回收治理難而造成對環境重度汙染。隨著國際汞貿易禁止協議和汞公約的籤訂,我國作為世界上唯一採用電石法PVC生產工藝的國家,如何解決生產過程中的汞汙染、有效減少汞消耗量,已成為影響我國電石法PVC生產企業興衰與實現可持續發展的最關鍵環節。

1汞汙染治理的意義和重要性

眾所周知,電石法聚氯乙烯生產方式現今還並不完善,對環境的汙染還比較嚴重,難以帶來較高的經濟效益和社會效益。首先,電石和水反應後會產生大量的電石渣,汙染環境。其次,氯乙烯和乙炔會汙染大氣,造成嚴重的空氣汙染。此外,氯化汞活性炭觸媒也會帶來極大汙染。其中,化工的汙染是最為嚴重的,也是最難以治理的,電石法聚氯乙烯生產時所產生的氯化汞難以回收,如果不加強治理,對環境的破壞有增無減的。

根據調查發現,中國每年的汞生產量一直居於世界前列,但近年來,基本已經無汞可採,汞資源已面臨枯竭。當下汞生產已不能滿足工業的需要。由此可見,加強汞汙染的治理,提高汞資源的利用率是社會的需要,現已迫在眉睫。

治理汞汙染,既有利於解決環境汙染問題,實現清潔生產,也可以實現資源的重複利用,提高汞資源利用率,緩解我國目前汞資源短缺的現狀。汞汙染的有效治理為電石法聚氯乙烯的科學生產奠定了良好的基礎,是實現節能減排、發展循環經濟的重要舉措,也是新形勢下堅持科學發展觀,走可持續發展道路的必要選擇。

2含汞汙水的治理措施

2.1沉澱的方法

在含汞廢水處理中沉澱的方法是最基本的一種,對於汞廢水的處理有著很明顯的效果,屬於最具有可行性的方法,其工作原理,主要依靠促進沉澱而產生的催化劑Na2S,其應用效果是Hg2+S2一HgS下降了,沉澱的方法主要是應用於工業生產時把汞廢水中的酸鹼值進行調節,把它的數值控制在9-11之間,Na2S會逐漸的增加,增加值為5-20,然後把兩者的工作原理相互結合起來,然後在太難家0.01%-0.03%數值質量的無機凝結劑,稍等一個時間段後,就會發生沉澱的現象,把廢水變為清澈的水,沉澱的方法能夠有效的減少汞廢水中的濃度。

2.2交換的方法

交換的方式也是離子樹脂的交換,把這種交換的方法應用到汞廢水處理中效果也是非常的明顯的,並且能夠有效的進行汞含量的處理工作,如果是鹼性比較大的陰性離子在進行交換樹脂或者選擇性質的樹脂,使用交換的汞廢水處理方法,能夠在最短的時間內,較少汙染量,有著很強的性能,化學也呈現出一個穩定的趨勢,所以交換的方法也是非常有效的,郊環法是把幾種類型的樹脂裝柱組換成廢水的淨化,這樣依次循環,在出水的檢測中不會發現汞汙染的存在,這樣企業既滿足了自身需求,對環境也不會有破壞,實現廢水回收再利用的目的。

2.3加熱的方法

加熱的方法是使用蒸發的方法使得物體呈現一個濃縮的狀態,因為蒸發出來的晶體屬於一種催化劑,能夠把溶液的溶解速度從不平衡的狀態轉變為平衡的狀態,從而把蒸發的流程不斷的重複,就可以把多出來的溶液物質達到一個結晶的狀態,從而溶解的速度會隨著溫度的變化而變化,蒸髮結晶的裝置分為:真空泵、兩個加熱空間、表層的制冷機器、兩個分離空間、離心作用的機器,然後把汞廢水的酸鹼值調試成為適中的時候,把加熱和分離的兩個機器相互結合起來,從而增強了蒸發的效果,使得第二個加熱空間在第二個分離空間中出現,所以加熱的方法能夠有效的進行汞廢水的處理,把汞廢水汙染率降低百分之八十五以上。

2.4含汞汙水的脫汞吸附劑處理方法

目前電石法聚氯乙烯生產企業常採用兩種或兩種以上的方法來治理含汞汙水。本次研究擬使用專用的吸附工藝進行除汞,使用脫汞吸附劑對電石法氯乙烯合成工序所產生的含汞汙水進行處理。主要設備包括:原水箱、過濾裝置、中間水箱、精密過濾器、吸附柱、脫附液儲存裝置、脫附泵、脫附液回收裝置以及配套的電氣控制系統。吸附除汞系統則包括預處理單元、吸附單元以及脫附單元三個部分,系統設計處理能力約為35m3/d,根據工業汙水排放標準,設計水質要求保持在0.005mg/以下。吸附工藝流程如下:(1)氯乙烯合成所產生的含汞汙水首先積存在原水箱中,然後通過水泵輸送至帶有0.03μm的薄膜過濾設備當中,去除汙水中的大分子有機物、膠質體以及懸浮於物,經過預處理後出水,汙水進人中間水箱,利用增壓泵送人濾芯過濾器和吸附柱,吸附柱上的除汞吸附劑可吸附汙水中的汞,使其出水汞含量能達到合格排放的指標要求;(2)合格後的出水積存到產水箱,大部分出水可當作雜用水回收利用或者直接排放,小部分可當作預過濾裝置的反洗水,反洗水在回收後可返回到原水箱,保證系統出水汞含量達到排放標準;(3)若吸附柱中的吸附劑飽和,可使用脫附劑對其進行脫附處理,恢復吸附劑的除汞能力。脫附周期以汙水中的汞含量為準,通常在4個月左右。

採用這種吸附工藝處理含汞汙水,可有效提高除汞率,平均除汞率在95%以上,且吸附劑的吸附容量較大,可持續運行4個月再行脫附處理,受雜質離子的幹擾小,且出水水質恆定,不會導致二次汙染。

2.5觸媒密閉翻倒及裝填以減少汞的流失

為了避免翻倒轉化器觸媒過程中汞的流失,應嚴格降低轉化器床層的溫度以減小汞的自然流失;同時,因在抽觸媒過程中容易造成大量的汞排人大氣,所以在其後再採用1個活性炭除汞器來回收氣相的汞。目前部分企業採用氣流輸送工藝將觸媒從轉化器頂部抽出,需要一個列管一個列管地抽,工作效率很低。對此,有2種方法可以解決:①不用翻倒觸媒,只需要切換一二組轉化器即可;②實現底部卸料,利用觸媒自身的重力將轉化器內的觸媒卸出,進人密閉篩分系統進行篩分,這樣不需打開上封頭,防止在翻倒轉化器觸媒過程中汞從轉化器上封頭出飄散到大氣中,真正實現密閉翻倒。

3結語

根據上述分析可知,加強對汞汙染的治理具有十分重要的意義,我們必須採取上述提出的幾點重要措施落實下去。此外,相關部門應該大力宣傳汞的危害,政府大力投入資金支持汞汙染的治理,作為個人應正確認識到汞的危害,自覺防治。總之,我們要從各個方面著手開始治理汞汙染,最大限度的減少汞汙染現象,保護環境,清潔生產。爭取做到「治理汞汙染,人人有責」,從而促進電石法聚氯乙烯的生產發展,同時也為企業生產帶來更多的效益。

參考文獻:

[1]張森,付亞鋒,王英.電石法聚氯乙烯生產中的汞汙染治理分析[J].工業,2017(1).

[2]邢洪彬.電石法聚氯乙烯生產中的汞汙染治理要點[J].工程技術:全文版,2016(12).

[3]江羿鋒.淺析電石法聚氯乙烯汞汙染與治理[J].化工管理,2016(2).

作者單位:青海鹽湖海納化工有限公司 青海西寧 811600

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