新疆地區(qū)PVC行業(yè)汞污染防治措施

楊超松

（新疆中泰化學(xué)股份有限公司，新疆烏魯木齊 830019）

新疆是一個(gè)富鹽多煤的地區(qū)，有關(guān)數(shù)據(jù)表明，新疆已探明的鹽儲(chǔ)量有五百億噸左右，僅次于青海省，同時(shí)新疆已探獲煤炭資源一千多億噸。這些資源為新疆地區(qū)發(fā)展PVC 產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。目前，新疆地區(qū)PVC 產(chǎn)能約為572萬t/a，約占到全國PVC 產(chǎn)能的26%。以噸PVC 消耗1.2 kg 氯化汞觸媒計(jì)算，則新疆地區(qū)年消耗汞觸媒6 864 t，按高汞觸媒含HgCl2按10.5%計(jì)算，則消耗HgCl2720.72 t/a，折汞用量532.24 t/a。

2013年10月在日本召開的外交全權(quán)大會(huì)上正式簽署的國際汞減排強(qiáng)制性公約—《關(guān)于汞的水俁公約》 提出對(duì)用汞工藝進(jìn)行嚴(yán)格管控，PVC 行業(yè)汞污染防治工作刻不容緩。

1 含汞污染物的來源

粗VC 合成氣含有過量的氯化氫氣體，經(jīng)活性炭吸附后，采用水洗和堿洗的方式去除，這一過程中，廢氣中夾帶的含汞物質(zhì)進(jìn)入水相，形成含汞廢鹽酸和含汞廢堿液。同時(shí)轉(zhuǎn)化器內(nèi)的觸媒在使用一段時(shí)間之后，其活性下降，必須更換。在轉(zhuǎn)化器上蓋打開過程中，會(huì)有部分含汞物質(zhì)散發(fā)至空氣中，另外部分含汞物質(zhì)在水力噴射真空系統(tǒng)下形成含汞廢水。主要的流失去向包括廢觸媒、含汞廢活性炭、含汞廢鹽酸、含汞廢水及氣態(tài)揮發(fā)含汞物，汞的流失去向見圖1。

圖1 汞的流失去向圖

2 汞污染防治方法及新疆地區(qū)PVC 企業(yè)含汞廢物排放現(xiàn)狀

目前，汞污染防治主要為水體治理，其方法主要為化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法、活性炭吸附法、金屬還原法及微生物法[1]。各種方法對(duì)比見表1。

表1 含汞廢水治理措施對(duì)比表

新疆各企業(yè)的汞污染治理也各不相同，含汞廢液主要為稀釋排放、含汞廢酸外賣、處理后和其他廢水混合排放。隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)，汞污染治理得到一定程度的加強(qiáng)，但稀釋排放或直接外賣廢酸的情況還是客觀存在，汞污染防治和治理已逐漸成為企業(yè)生存的關(guān)鍵因素之一。

3 汞污染防治新方法

PVC 生產(chǎn)過程中的汞污染物大致分為廢液、廢氣和廢固3類。含汞廢固國內(nèi)有許多成熟的生產(chǎn)工藝和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。汞生產(chǎn)企業(yè)回收含汞廢固后，通過石灰乳進(jìn)行化學(xué)處理，使其中的氯化汞轉(zhuǎn)化為氧化汞，再用蒸餾爐或立式高爐等進(jìn)行火法焙燒冶煉[2]生產(chǎn)金屬汞，汞生產(chǎn)企業(yè)回收含汞廢固并進(jìn)行集中處理，大大減輕企業(yè)的治理成本。新疆中泰化學(xué)股份有限公司下屬新疆華泰重化工責(zé)任有限公司（簡(jiǎn)稱華泰公司），目前具有聚氯乙烯樹脂70萬t/a 的生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)含汞廢液的零排放，氣相汞治理也取得一定效果。對(duì)于在含汞廢液及含汞廢氣治理方面的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，供同行業(yè)交流與分享。

3.1 副產(chǎn)鹽酸中汞的治理

通過采用鹽酸脫析技術(shù)，運(yùn)行常規(guī)脫析和深度脫析相結(jié)合的方式，即30%左右的鹽酸，經(jīng)雙效換熱器加熱到65 ℃左右進(jìn)入常規(guī)解析塔，在解析塔中，下降的鹽酸溶液與塔釜再沸器加熱的蒸汽換熱，鹽酸中的氯化氫氣體解析后從塔頂出來，經(jīng)塔頂冷凝器冷卻后，送至合成系統(tǒng)使用。解析后的低濃度鹽酸經(jīng)塔底冷凝器冷凝后，一部分送至凈化系統(tǒng)使用，一部分送至深度脫析裝置繼續(xù)脫析。來自常規(guī)脫析的稀鹽酸與氯化鈣溶液混合進(jìn)入解析塔，與常規(guī)解析類似，解析出來的氣體從頂部冷卻后回收至合成系統(tǒng)，底部的稀溶液進(jìn)入閃蒸罐，經(jīng)閃蒸再沸器加熱，頂部的水蒸氣經(jīng)過冷卻，得到低濃度稀鹽酸溶液，回用至水洗塔。利用鹽酸脫析技術(shù)，建立廢酸系統(tǒng)平衡，粗VCM 凈化階段不加工業(yè)水，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，解決了含汞廢酸的汞污染問題。

3.2 含汞廢水處理

針對(duì)含汞廢水，華泰公司以往也采用混凝沉淀和硫化物沉淀相結(jié)合的化學(xué)沉淀法進(jìn)行預(yù)處理。利用汞離子在水溶液中濃度較高時(shí)，可在含汞廢水中加入混凝劑（硅藻土）和硫化物，在pH 為8～10的弱堿性條件下，形成氫氧化物絮凝體，對(duì)汞有絮凝作用，使汞沉淀析出。同時(shí)Na2S、MgS 中的S2-與Hg2+之間有較強(qiáng)的親和力，生成溶度積極小的硫化汞沉淀（溶度積為4×10-53）而從溶液中除去。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，因原水水質(zhì)波動(dòng)，導(dǎo)致硫化鈉和絮凝劑加入量無法明確，造成處理后的水質(zhì)波動(dòng)大。

該公司結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，在原有基礎(chǔ)上，吸收引進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)處理含汞廢水。蒸發(fā)結(jié)晶是蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡停^續(xù)蒸發(fā)，過剩的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體析出的技術(shù)，適合溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)。而氯化鈉屬于離子晶體，溶解化學(xué)鍵斷裂并不產(chǎn)生熱，當(dāng)溫度從0 ℃變化至50 ℃時(shí)，其溶解度的變化不到30%，工藝流程為預(yù)處理過的含汞廢水濾液，采用雙效蒸發(fā)，濾液經(jīng)過一、二效蒸發(fā)裝置的濃縮后，再經(jīng)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，固體為氯化鈉晶體，離心母液進(jìn)入母液池，母液經(jīng)母液泵循環(huán)返回二效分離室，進(jìn)入蒸發(fā)冷凝液回用系統(tǒng)。通過此方法處理后的水，在汞含量減低的同時(shí)，含鹽量也大為降低，用于片堿配置液堿的溶液，抽觸媒補(bǔ)充液及氣相汞溶解液等，將廢水中的汞與鹽形成固體物質(zhì)，與廢觸媒運(yùn)送至汞生產(chǎn)企業(yè)。使得PVC 生產(chǎn)中的涉汞工序，不使用工業(yè)水，建立含汞水平衡，全部含汞水密閉循環(huán)。在現(xiàn)有技術(shù)水平條件下，不失為一種良好的處理方法，同時(shí)也為含汞廢水治理提供一種新的思路。

3.3 氣相汞治理

行業(yè)中對(duì)于合成氣中的氣相汞治理，通常采用裝有活性炭的高效除汞器，但對(duì)于轉(zhuǎn)化器在抽翻過程中（密閉系統(tǒng)變?yōu)槌ㄩ_系統(tǒng)）的汞處理暫無介紹。該公司采用吸收的方式，對(duì)抽翻的轉(zhuǎn)化器進(jìn)行負(fù)壓處理，讓觸媒顆粒內(nèi)部及觸媒顆粒之間的易揮發(fā)物質(zhì)被負(fù)壓帶走，在轉(zhuǎn)化器上蓋揭開時(shí)，減少空氣中汞含量。被負(fù)壓帶走含汞氣體，先經(jīng)過金屬法處理，再經(jīng)過吸收液處理，真空泵排放的氣體回用至凈化工序，將氣相中的含汞物質(zhì)轉(zhuǎn)固處理，建立轉(zhuǎn)化器抽翻過程中氣相汞的密閉循環(huán)，改善轉(zhuǎn)化區(qū)域的工作環(huán)境，達(dá)到治理目的。目前此方法正在使用。

4 結(jié)語

近年來，低汞觸媒在氯堿行業(yè)的應(yīng)用，從源頭上大大減少了汞消耗，同時(shí)，汞污染防治的更優(yōu)方案有待行業(yè)內(nèi)更多有識(shí)之士的參與和完善，汞的循環(huán)利用也需要行業(yè)的引導(dǎo)和政策支持。

［1］孟祥和，胡國飛.重金屬廢水處理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：222－224.

［2］楊學(xué)遠(yuǎn).電石法PVC產(chǎn)業(yè)鏈中汞的考量.聚氯乙烯，2009，37（10）：20－22.