汞減排成套技術(shù)在電石乙炔法PVC生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

趙新麗（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，新疆石河子，832000）

1 天業(yè)集團(tuán)汞減排成套技術(shù)介紹和應(yīng)用

新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司（以下簡(jiǎn)稱新疆天業(yè)）始終以汞減排與汞污染防治為己任，堅(jiān)持通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提升企業(yè)清潔生產(chǎn)水平，堅(jiān)持推進(jìn)企業(yè)和行業(yè)汞減排工作。圍繞電石法PVC行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)汞減排和資源再利用為目標(biāo)，研發(fā)出多項(xiàng)汞減排核心技術(shù)，通過(guò)這些技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建汞資源封閉式高效循環(huán)利用新模式，實(shí)現(xiàn)了從“源頭減排、過(guò)程防治、資源化循環(huán)利用再到末端回收”的全流程處理，為行業(yè)汞削減行動(dòng)計(jì)劃提供了成功的可借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

新疆天業(yè)汞減排成套技術(shù)由固汞觸媒（低汞觸媒）、高效脫汞器、含汞廢酸零解析配套含汞廢水處理及廢汞觸媒回收4項(xiàng)技術(shù)共同組成。

1.1 固汞觸媒

該公司自主研發(fā)出的新型固汞觸媒擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，2012年被列入科技部重點(diǎn)新產(chǎn)品。該觸媒已經(jīng)在新疆天業(yè)下屬的各化工公司全面推廣使用，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面[1]。

（1）活性高。添加了特殊的助催化組分，采用了適宜的載體及載體前處理方式，配方獨(dú)特，制備工藝先進(jìn)，大大減少了氯化汞的升華流失，抑制了反應(yīng)過(guò)程中積碳的形成，確保了觸媒的高活性。

（2）穩(wěn)定性好。工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中，完全滿足轉(zhuǎn)化率要求。同時(shí)，熱點(diǎn)溫度下移速度平穩(wěn)緩慢，轉(zhuǎn)化器反應(yīng)床層溫度均勻。

（3）揮發(fā)損失少，壽命長(zhǎng)。工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，觸媒使用8 000 h后，其氯化汞的揮發(fā)損失率僅為高汞觸媒的38%左右。

（4）填裝量少。固汞觸媒空隙發(fā)達(dá)，堆積密度小，單臺(tái)轉(zhuǎn)化器觸媒填裝量比高汞觸媒少15%以上。

1.2 新型高效脫汞器及配套工藝技術(shù)

通過(guò)自主研發(fā)，成功開(kāi)發(fā)了新型高效脫汞器、配套的脫汞工藝及新型吸附劑，大幅度提高脫汞器的吸附效率。該高效脫汞器采用全新的徑向吸附床結(jié)構(gòu)，大大降低了床層阻力；空塔氣速也大大降低，使吸附效果較傳統(tǒng)的普通脫汞器大大增強(qiáng)，平均達(dá)到85%以上，活性炭吸附劑中的氯化汞含量也大大增加，增加了吸附劑活性炭的回收價(jià)值；同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)脫汞器相比，方便更換吸附劑。新型高效脫汞器在工業(yè)化生產(chǎn)裝置上投用后經(jīng)第三方檢定后表明：組合塔下酸汞濃度與使用普通脫汞器相比下降67%以上，阻力降為普通脫汞器的50%以下[2]。

1.3 采用常規(guī)解析-零解析-含汞廢水處理技術(shù)消除汞資源環(huán)境污染

在水堿洗工段中組合塔吸收形成的濃鹽酸采用常規(guī)解析裝置將31%的含汞廢鹽酸解析成22%的鹽酸。22%的含汞廢酸再采用以氯化鈣作為解析助劑的零解析技術(shù)進(jìn)一步深度解析為氯化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的含汞廢水。解析出來(lái)的HCl回收利用，含汞廢水送往廢水處理裝置，經(jīng)處理合格后再次送往水堿洗系統(tǒng)的水洗塔設(shè)備繼續(xù)吸收HCl，形成一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)封閉式循環(huán)，定期排出的含汞廢水采用沉淀法回收處理[3]。

1.4 廢汞觸媒回收技術(shù)

該公司于2014年建設(shè)了處理能力為8 000 t/a的廢汞觸媒回收裝置，此裝置廢汞觸媒中汞的回收率高于傳統(tǒng)廢觸媒回收技術(shù)的汞回收率；利用該裝置將使用后的汞觸媒進(jìn)行汞回收，將從終端實(shí)現(xiàn)汞資源的循環(huán)利用。該回收方案主要技術(shù)路線見(jiàn)圖1。

該工藝系統(tǒng)主要處理單元包括預(yù)處理單元、干燥單元、除塵處理單元、分解單元、冷卻單元、收集單元、尾氣處理單元，其中預(yù)處理單元、干燥單元、分解單元、冷卻單元及尾氣處理單元，各單元依次連接，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有水污染物產(chǎn)生和排放，余熱的利用率也極高，處理后的渣炭易于綜合利用和再處理，實(shí)現(xiàn)廢汞觸媒汞資源高效回收，解決廢汞觸媒資源重新利用和廢汞觸媒處理過(guò)程的環(huán)保問(wèn)題。除回收廢觸媒外，此回收裝置還可以從汞的各種危廢化合物中提取到較純的單質(zhì)汞，降低設(shè)備腐蝕性，防止結(jié)塊并提高生產(chǎn)效率。該公司已經(jīng)將該廢汞回收核心技術(shù)申請(qǐng)國(guó)家專利，擁有該技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)[4]。

圖1 廢觸媒汞回收流程

2 新疆天業(yè)汞減排成套技術(shù)的應(yīng)用效果

該公司汞減排成套技術(shù)成功推廣應(yīng)用后，首先實(shí)現(xiàn)了汞的源頭減排。自主研發(fā)出的固汞觸媒汞含量只有高汞觸媒的一半，在保障觸媒性能的前提下有效降低了汞的使用。同時(shí)開(kāi)發(fā)的固汞觸媒具有汞的揮發(fā)損失率降低的特點(diǎn)，使其不僅能完全滿足生產(chǎn)的需要，同時(shí)可以保證使用后的廢觸媒中仍含有75%以上的汞，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)汞資源高效循環(huán)利用奠定了基礎(chǔ)。該技術(shù)于2012年已在新疆天業(yè)120萬(wàn)t/a PVC生產(chǎn)裝置中應(yīng)用，在全行業(yè)內(nèi)率先將生產(chǎn)裝置高汞觸媒全部替換為固汞觸媒，觸媒單耗為1.1 kg/t PVC，達(dá)到清潔生產(chǎn)一級(jí)指標(biāo)，為國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的制定提供了方向。其次是實(shí)現(xiàn)了汞的過(guò)程減排。自主研發(fā)新型高效脫汞器、配套的脫汞工藝及新型吸附劑，大幅度提高脫汞器的吸附效率，經(jīng)過(guò)高效脫汞器后，含汞廢酸中的汞含量降低三分之二以上，降低了后續(xù)汞的處理難度，同時(shí)回收的活性炭中汞含量也大大增加，達(dá)到3%以上，提高了汞資源的回收利用價(jià)值。高效脫汞器及配套工藝技術(shù)已經(jīng)新疆天業(yè)在60萬(wàn)t/a規(guī)模的PVC生產(chǎn)裝置上進(jìn)行了推廣應(yīng)用，目前正在著手逐步全部推廣應(yīng)用。最后是實(shí)現(xiàn)了汞的終端減排。廢汞觸媒回收技術(shù)，將廢觸媒中的汞進(jìn)行了有效回收和再用，解決廢汞觸媒資源重新利用和廢汞觸媒處理過(guò)程的環(huán)保問(wèn)題。通過(guò)上述汞減排成套技術(shù)的推廣應(yīng)用，綜合汞回收率達(dá)到90%以上，建立了企業(yè)汞資源閉式高效循環(huán)利用新模式，為行業(yè)汞減排工作提供了重要方向。

3 結(jié)語(yǔ)

汞污染問(wèn)題已成為電石法PVC行業(yè)發(fā)展的瓶頸，是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。電石乙炔法PVC在循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排中不斷取得了巨大成就，已經(jīng)進(jìn)一步鞏固了其在煤化工領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Γ泊偈谷藗兏痈叨戎匾曅袠I(yè)的汞減排問(wèn)題。從已經(jīng)取得的汞減排成套技術(shù)的推廣應(yīng)用情況看，需要繼續(xù)加大技術(shù)創(chuàng)新的力度，“減量化”是過(guò)程，“無(wú)汞化”是目標(biāo)。汞減排成套技術(shù)在電石法PVC工藝推廣應(yīng)用后，從源頭到終端全面減少了汞資源的使用與消耗，為行業(yè)汞減排工作提供保障。