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电石法聚氯乙烯生产中的汞污染治理

2018/1/8 14:57:49  来源:《基层建设》  作者:马国政  我要投稿

摘要:电石法氯乙烯合成反应采用以活性炭为载体的氯化汞触媒,由于氯化汞在高温下易于升华,在高温反应过程中总有一定量的氯化汞进入反应生成的合成气中,精制合成气工艺不同,产生的污染程度和方式也不同。加上触媒中毒、积炭堵塞等因素导致触媒失活,氯化汞触媒必然产生一定的消耗。本文首先阐述了汞污染治理的意义和重要性,其次分析了汞污染的主要来源,最后提出了几点治理汞污染的可行性措施。

关键词:聚乙烯生产;电石法;汞污染处理

PVC是五大通用树脂之一,其生产主要有2种原料路线:①乙烯法,②电石法。我国富煤、贫油、少气的资源特征为电石法PVC的发展提供了前提条件,但同时汞资源匾乏和汞污染严重又成为制约其发展的首要问题。电石法氯乙烯合成反应所使用的氯化汞触媒是以活性炭为载体。理论上讲,氯化汞触媒本身属于一种催化剂,并不参与化学反应,因此也不被消耗,但是它具有易升华的固有特性,所以在实际生产过程中因氯化汞的流失直接导致触媒活性下降和损失,因回收治理难而造成对环境重度污染。随着国际汞贸易禁止协议和汞公约的签订,我国作为世界上唯一采用电石法PVC生产工艺的国家,如何解决生产过程中的汞污染、有效减少汞消耗量,已成为影响我国电石法PVC生产企业兴衰与实现可持续发展的最关键环节。

1汞污染治理的意义和重要性

众所周知,电石法聚氯乙烯生产方式现今还并不完善,对环境的污染还比较严重,难以带来较高的经济效益和社会效益。首先,电石和水反应后会产生大量的电石渣,污染环境。其次,氯乙烯和乙炔会污染大气,造成严重的空气污染。此外,氯化汞活性炭触媒也会带来极大污染。其中,化工的污染是最为严重的,也是最难以治理的,电石法聚氯乙烯生产时所产生的氯化汞难以回收,如果不加强治理,对环境的破坏有增无减的。

根据调查发现,中国每年的汞生产量一直居于世界前列,但近年来,基本已经无汞可采,汞资源已面临枯竭。当下汞生产已不能满足工业的需要。由此可见,加强汞污染的治理,提高汞资源的利用率是社会的需要,现已迫在眉睫。

治理汞污染,既有利于解决环境污染问题,实现清洁生产,也可以实现资源的重复利用,提高汞资源利用率,缓解我国目前汞资源短缺的现状。汞污染的有效治理为电石法聚氯乙烯的科学生产奠定了良好的基础,是实现节能减排、发展循环经济的重要举措,也是新形势下坚持科学发展观,走可持续发展道路的必要选择。

2含汞污水的治理措施

2.1沉淀的方法

在含汞废水处理中沉淀的方法是最基本的一种,对于汞废水的处理有着很明显的效果,属于最具有可行性的方法,其工作原理,主要依靠促进沉淀而产生的催化剂Na2S,其应用效果是Hg2+S2一HgS下降了,沉淀的方法主要是应用于工业生产时把汞废水中的酸碱值进行调节,把它的数值控制在9-11之间,Na2S会逐渐的增加,增加值为5-20,然后把两者的工作原理相互结合起来,然后在太难家0.01%-0.03%数值质量的无机凝结剂,稍等一个时间段后,就会发生沉淀的现象,把废水变为清澈的水,沉淀的方法能够有效的减少汞废水中的浓度。

2.2交换的方法

交换的方式也是离子树脂的交换,把这种交换的方法应用到汞废水处理中效果也是非常的明显的,并且能够有效的进行汞含量的处理工作,如果是碱性比较大的阴性离子在进行交换树脂或者选择性质的树脂,使用交换的汞废水处理方法,能够在最短的时间内,较少污染量,有着很强的性能,化学也呈现出一个稳定的趋势,所以交换的方法也是非常有效的,郊环法是把几种类型的树脂装柱组换成废水的净化,这样依次循环,在出水的检测中不会发现汞污染的存在,这样企业既满足了自身需求,对环境也不会有破坏,实现废水回收再利用的目的。

2.3加热的方法

加热的方法是使用蒸发的方法使得物体呈现一个浓缩的状态,因为蒸发出来的晶体属于一种催化剂,能够把溶液的溶解速度从不平衡的状态转变为平衡的状态,从而把蒸发的流程不断的重复,就可以把多出来的溶液物质达到一个结晶的状态,从而溶解的速度会随着温度的变化而变化,蒸发结晶的装置分为:真空泵、两个加热空间、表层的制冷机器、两个分离空间、离心作用的机器,然后把汞废水的酸碱值调试成为适中的时候,把加热和分离的两个机器相互结合起来,从而增强了蒸发的效果,使得第二个加热空间在第二个分离空间中出现,所以加热的方法能够有效的进行汞废水的处理,把汞废水污染率降低百分之八十五以上。

2.4含汞污水的脱汞吸附剂处理方法

目前电石法聚氯乙烯生产企业常采用两种或两种以上的方法来治理含汞污水。本次研究拟使用专用的吸附工艺进行除汞,使用脱汞吸附剂对电石法氯乙烯合成工序所产生的含汞污水进行处理。主要设备包括:原水箱、过滤装置、中间水箱、精密过滤器、吸附柱、脱附液储存装置、脱附泵、脱附液回收装置以及配套的电气控制系统。吸附除汞系统则包括预处理单元、吸附单元以及脱附单元三个部分,系统设计处理能力约为35m3/d,根据工业污水排放标准,设计水质要求保持在0.005mg/以下。吸附工艺流程如下:(1)氯乙烯合成所产生的含汞污水首先积存在原水箱中,然后通过水泵输送至带有0.03μm的薄膜过滤设备当中,去除污水中的大分子有机物、胶质体以及悬浮于物,经过预处理后出水,污水进人中间水箱,利用增压泵送人滤芯过滤器和吸附柱,吸附柱上的除汞吸附剂可吸附污水中的汞,使其出水汞含量能达到合格排放的指标要求;(2)合格后的出水积存到产水箱,大部分出水可当作杂用水回收利用或者直接排放,小部分可当作预过滤装置的反洗水,反洗水在回收后可返回到原水箱,保证系统出水汞含量达到排放标准;(3)若吸附柱中的吸附剂饱和,可使用脱附剂对其进行脱附处理,恢复吸附剂的除汞能力。脱附周期以污水中的汞含量为准,通常在4个月左右。

采用这种吸附工艺处理含汞污水,可有效提高除汞率,平均除汞率在95%以上,且吸附剂的吸附容量较大,可持续运行4个月再行脱附处理,受杂质离子的干扰小,且出水水质恒定,不会导致二次污染。

2.5触媒密闭翻倒及装填以减少汞的流失

为了避免翻倒转化器触媒过程中汞的流失,应严格降低转化器床层的温度以减小汞的自然流失;同时,因在抽触媒过程中容易造成大量的汞排人大气,所以在其后再采用1个活性炭除汞器来回收气相的汞。目前部分企业采用气流输送工艺将触媒从转化器顶部抽出,需要一个列管一个列管地抽,工作效率很低。对此,有2种方法可以解决:①不用翻倒触媒,只需要切换一二组转化器即可;②实现底部卸料,利用触媒自身的重力将转化器内的触媒卸出,进人密闭筛分系统进行筛分,这样不需打开上封头,防止在翻倒转化器触媒过程中汞从转化器上封头出飘散到大气中,真正实现密闭翻倒。

3结语

根据上述分析可知,加强对汞污染的治理具有十分重要的意义,我们必须采取上述提出的几点重要措施落实下去。此外,相关部门应该大力宣传汞的危害,政府大力投入资金支持汞污染的治理,作为个人应正确认识到汞的危害,自觉防治。总之,我们要从各个方面着手开始治理汞污染,最大限度的减少汞污染现象,保护环境,清洁生产。争取做到“治理汞污染,人人有责”,从而促进电石法聚氯乙烯的生产发展,同时也为企业生产带来更多的效益。

参考文献:

[1]张森,付亚锋,王英.电石法聚氯乙烯生产中的汞污染治理分析[J].工业,2017(1).

[2]邢洪彬.电石法聚氯乙烯生产中的汞污染治理要点[J].工程技术:全文版,2016(12).

[3]江羿锋.浅析电石法聚氯乙烯汞污染与治理[J].化工管理,2016(2).

作者单位:青海盐湖海纳化工有限公司 青海西宁 811600

文章关键词:汞污染 氯化汞触媒 汞污染治理

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