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4.3被转化成单质汞
因为乙炔和氯化氢中含有的极少量氢气都具有万方数据第4期李法山等:电石法PVC行业汞的污染与治理还原性,因此H矿+会被还原成甘汞与金属汞。这两种形式的汞没有催化作用而存在系统中,一部分存在于除汞器中,另一部分存在于工艺管道中和转化器上封头中,呈白色粉末状,没有好的分离处理方法。
高汞触媒在180℃的转化温度下,会升华出相当一部分的氯化汞,这部分氯化汞与乙炔发生反应生成甘汞,甘汞会对水资源产生严重危害;升华出来的氯化汞同时也会和氢气发生反应,生成的是金属汞,金属汞在常温下极易升华,极快地升华到大气中,对空气产生影响。而低汞触媒在180℃的使用条件下,不容易发生氯化汞的升华,所以在使用过程中极少有甘汞和金属汞的产生。
当更换触媒时,升华的汞会被排放到大气中,排放量占投入触媒所含汞量的30%左右,这对于电石法PVC是非常致命的。低汞触媒的使用大大减少了升华汞的产生,这也是推广低汞触媒的关键所在。
4.4更换触媒时汞的流失
在抽出触媒时,含汞废气经旋风分离器、布袋除尘器分离触媒和粉尘。真空泵排出的工作液经处理后循环使用,而从真空泵出来的废气直接排人大气中,这部分排气为间断排放,气相组分变化较大。为使排气不受前段影响,建议在真空泵出口设洗涤塔,经专用吸收液循环洗涤,确保废气达标排放。转化工序厂房地坑废水汞含量变化极大,汞的主要来源为更换过程中洒落的触媒,废汞触媒建议密闭封存。这部分汞的流失量占4%。
5我国电石法PVC汞污染防治技术
5.1低汞触媒的应用
5.1.1低汞触媒简介
低汞触媒生产所用的原料:优质活性炭、氯化汞、助剂(促进剂、抗毒剂、抗结焦剂、热稳定剂)等。制作工艺:采用最先进的多次吸附氯化汞及多元络合助剂的技术,使活性炭孔内的氯化汞附着稳定、均匀、不易被覆盖,保证了高活性、高稳定性。规格:氯化汞质量分数5%~6.5%,表观密度550∥L。使用寿命:正常负荷下使用寿命可达8000h以上,生产负荷低的情况下使用寿命还要长。同等工艺条件下要比普通高汞触媒多10%以上的使用寿命。
5.1.2低汞触媒的特点
(1)单台转化器低汞触媒的使用量比高汞触媒少10%~20%。
根据不同的转化器尺寸,每台转化器低汞触媒的用量要比高汞触媒少装填10%~20%(因活性炭为优质活性炭,比表面积大,表观密度低)。按低汞触媒单价7万元/t、用量比高汞触媒少10%、1tPVC消耗1.2~2kg触媒计算(与触媒质量、工艺操作、内部管理有关),生产1tPVC能比使用高汞触媒降低成本8—14元。未来低汞触媒的表观密度可能要降到450g/L左右。
(2)汞的流失大大减少。
触媒到期失活后,废触媒中氯化汞的质量分数在4%~5%,与原来使用普通高汞触媒汞的残留量接近。高汞触媒的氯化汞有5%左右挥发到合成气中或者附着在管道内壁等处,然后用吸附材料来吸附汞,再进行后处理,增加了很多费用。使用低汞触媒转化器的盖子里面没有灰白的汞升华物。汞的挥发对一线操作人员的健康有着直接的危害,同时也污染周围的环境。
(3)低汞触媒的耐高温问题。
添加剂可以防止触媒局部过热,短时间的高温不会对转化率和寿命产生影响,即使长期在高温(180℃以上)运行,例如低汞触媒在250℃的生产条件下,相对升华量也≤3%。
(4)副产物EDc含量减少。
转化率的提高能有效地减少EDc等副产物的含量,提高VcM收率,降低精馏工序负荷,又能降低生产成本,这也会产生一部分利润。
(5)低汞触媒对转化器没有特殊要求。
如果转化器的温度可调节性强,触媒的寿命与转化率能大大提高,正常使用温度控制在150℃以下为宜。高汞触媒里约有5%的氯化汞升华及转化掉了,主要是进入到合成气中,再用吸附的方法来除汞。而使用低汞触媒,则是从源头上控制了汞的流失程度,升华及转化的概率小,处理起来当然就容易,而且费用低,还提高了安全性。
由上述分析可知,低汞触媒中汞的含量比使用高汞触媒下降50%左右,流失量下降90%以上,重要的是解决了汞向大气排放的问题。随着国内汞资源的枯竭及国际环保组织及国家环保总局对汞的限制使用,作为耗汞大户的氯碱行业,也是必然地要推进无汞触媒的研制。汞触媒的发展趋势为:由原来的高汞触媒向低汞、超低汞触媒过渡,再利用分子筛技术控制汞的挥发,最后实现无汞触媒。
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