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电石法聚氯乙烯含汞废物处理与回收方法

2017/10/18 11:09:15  来源:聚氯乙烯  作者:王小艳等  我要投稿

关键词:聚氯乙烯;含汞废物;气相;液相;固相;回收方法

摘要:阐述了电石法聚氯乙烯生产过程中汞污染类型及国内外含汞废物处理与回收的方法,分别介绍了气相、固相、液相含汞废物处理技术的研究现状与难点,并提出了汞污染整体防治工作思路及前景。

在电石法聚氯乙烯生产过程中,氯乙烯合成使用的触媒是以活性炭为载体浸渍负载10%~12%(质量分数,下同)的氯化汞。中国采用电石法生产的聚氯乙烯占聚氯乙烯总产量的73%,每年使用的氯化汞触媒约7000t(氯化汞约770t,汞约570t),占中国汞消费量的50%以上,是中国乃至世界最大的耗汞行业。电石法聚氯乙烯的生产导致大量汞排放、汞污染。

随着国际限汞公约渐行渐近(欧盟已全面限制出口汞)、国内汞资源匮乏等,氯化汞和汞的使用处于高敏感限制阶段,石化联合会也提出了限汞三步走的目标:2010—2015年低汞化阶段,2015—2020年固汞化阶段,2021—2030年无汞化阶段。中国电石法聚氯乙烯将面临无汞资源可用并面临国际限汞 潮的巨大压力,必须将汞的总排放量控制在要求范围内,并且还要尽可能地回收汞,以保证汞资源的供应,维持汞的最低需求量,以时间换空间,延续电石法聚氯乙烯的生存期。除此之外,将整个系统中 的汞废物捕集及回收处理,也是发展生态化循环经 济的重中之重。

1 气相含汞废物处理与回收

1.1 来源

粗氯乙烯由乙炔与氯化氢混合气体通过装有氯化汞触媒的转化器合成,氯化汞易升华,在反应过程中由于反应热点、原料气杂质、乙炔与氢气的还原性、水分等因素,使得氯化汞以单质汞、氯化亚汞或氯化汞蒸气等形式随着粗氯乙烯以气相形式流出,经过除汞器可脱除一部分汞,有关数据表明此部分 的汞废物占氯化汞使用总量的8%。

1.2处理与回收方法

目前大多数电石法聚氯乙烯厂家除汞器内都装填活性炭,吸附气相中的汞废物,使气相汞固定富集在固态物质上,便于处理,但存在增加整个系统压力、更换活性炭频次高、除汞效果不理想等问题。

1991年,法国石油公司的卡梅伦等公开了一种汞固体捕集剂的制备方法,该固体捕集剂是一种载体或无机分散剂,主要组分为硫化铜,也包括铜、硫的其他化合物。该方法能有效捕集汞,但捕集剂制备工艺复杂,后处理不详。

1994年,上海工业大学的诸永泉研究了载银活性炭处理含汞废气,使废气中的汞与银形成汞合金,具有效率高、流程简单等特点。但由于系统中存在少量乙炔,容易形成炔化银爆炸性化合物。

2006年,戈尔企业控股股份有限公司公布专利,该专利通过对含碳纤维毡或其他含碳基材形式进行化学处理得到组合物,其化学处理主要是与某些特定的含硫化合物(优选二甲亚砜)热解,再经过特殊的俘获汞设备,从气相中俘获汞的效率极高,但仅局限于处理含有大量SO2和/或NOx的含汞气体,大大限制了其推广和应用。

2008年,上海交通大学晏乃强等申请枟对废脱 硫剂改性制备废气除汞剂的方法枠专利,该专利将废旧脱硫剂粉碎,再将卤族元素负载在废旧脱硫剂表面,使废旧脱硫剂表面上的单质硫与卤族元素反应形成硫卤化合物及过渡金属的卤化物。改性处理后的废脱硫剂对零价汞具有极好的吸附性,然后把所吸附的汞转化为稳定的硫化汞。该除汞剂以填充式或直接喷入式与含汞废气进行接触,变废为宝,大大降低了成本的同时实现了资源再利用,但此类除汞剂只对零价汞具有良好的吸附性,具有一定的局限性。

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含汞废物的危害及其资源化利用

文章关键词:含汞废物 汞污染 汞触媒

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