新疆地區PVC行業汞污染防治措施

楊超松

（新疆中泰化學股份有限公司，新疆烏魯木齊 830019）

新疆是一個富鹽多煤的地區，有關數據表明，新疆已探明的鹽儲量有五百億噸左右，僅次于青海省，同時新疆已探獲煤炭資源一千多億噸。這些資源為新疆地區發展PVC 產業奠定了基礎。目前，新疆地區PVC 產能約為572萬t/a，約占到全國PVC 產能的26%。以噸PVC 消耗1.2 kg 氯化汞觸媒計算，則新疆地區年消耗汞觸媒6 864 t，按高汞觸媒含HgCl2按10.5%計算，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大會上正式簽署的國際汞減排強制性公約—《關于汞的水俁公約》 提出對用汞工藝進行嚴格管控，PVC 行業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進入水相，形成含汞廢鹽酸和含汞廢堿液。同時轉化器內的觸媒在使用一段時間之后，其活性下降，必須更換。在轉化器上蓋打開過程中，會有部分含汞物質散發至空氣中，另外部分含汞物質在水力噴射真空系統下形成含汞廢水。主要的流失去向包括廢觸媒、含汞廢活性炭、含汞廢鹽酸、含汞廢水及氣態揮發含汞物，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PVC 企業含汞廢物排放現狀

目前，汞污染防治主要為水體治理，其方法主要為化學沉淀法、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]。各種方法對比見表1。

表1 含汞廢水治理措施對比表

新疆各企業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。隨著環保力度的加強，汞污染治理得到一定程度的加強，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生存的關鍵因素之一。

3 汞污染防治新方法

PVC 生產過程中的汞污染物大致分為廢液、廢氣和廢固3類。含汞廢固國內有許多成熟的生產工藝和實踐經驗。汞生產企業回收含汞廢固后，通過石灰乳進行化學處理，使其中的氯化汞轉化為氧化汞，再用蒸餾爐或立式高爐等進行火法焙燒冶煉[2]生產金屬汞，汞生產企業回收含汞廢固并進行集中處理，大大減輕企業的治理成本。新疆中泰化學股份有限公司下屬新疆華泰重化工責任有限公司（簡稱華泰公司），目前具有聚氯乙烯樹脂70萬t/a 的生產規模，現已基本實現含汞廢液的零排放，氣相汞治理也取得一定效果。對于在含汞廢液及含汞廢氣治理方面的經驗和總結，供同行業交流與分享。

3.1 副產鹽酸中汞的治理

通過采用鹽酸脫析技術，運行常規脫析和深度脫析相結合的方式，即30%左右的鹽酸，經雙效換熱器加熱到65 ℃左右進入常規解析塔，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，經塔頂冷凝器冷卻后，送至合成系統使用。解析后的低濃度鹽酸經塔底冷凝器冷凝后，一部分送至凈化系統使用，一部分送至深度脫析裝置繼續脫析。來自常規脫析的稀鹽酸與氯化鈣溶液混合進入解析塔，與常規解析類似，解析出來的氣體從頂部冷卻后回收至合成系統，底部的稀溶液進入閃蒸罐，經閃蒸再沸器加熱，頂部的水蒸氣經過冷卻，得到低濃度稀鹽酸溶液，回用至水洗塔。利用鹽酸脫析技術，建立廢酸系統平衡，粗VCM 凈化階段不加工業水，實現循環利用，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合的化學沉淀法進行預處理。利用汞離子在水溶液中濃度較高時，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，對汞有絮凝作用，使汞沉淀析出。同時Na2S、MgS 中的S2-與Hg2+之間有較強的親和力，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。在實際生產過程中，因原水水質波動，導致硫化鈉和絮凝劑加入量無法明確，造成處理后的水質波動大。

該公司結合企業生產實際，在原有基礎上，吸收引進蒸發結晶技術處理含汞廢水。蒸發結晶是蒸發溶劑，使溶液由不飽和變為飽和，繼續蒸發，過剩的溶質就會呈晶體析出的技術，適合溶解度隨溫度變化不大的物質。而氯化鈉屬于離子晶體，溶解化學鍵斷裂并不產生熱，當溫度從0 ℃變化至50 ℃時，其溶解度的變化不到30%，工藝流程為預處理過的含汞廢水濾液，采用雙效蒸發，濾液經過一、二效蒸發裝置的濃縮后，再經離心機進行固液分離，固體為氯化鈉晶體，離心母液進入母液池，母液經母液泵循環返回二效分離室，進入蒸發冷凝液回用系統。通過此方法處理后的水，在汞含量減低的同時，含鹽量也大為降低，用于片堿配置液堿的溶液，抽觸媒補充液及氣相汞溶解液等，將廢水中的汞與鹽形成固體物質，與廢觸媒運送至汞生產企業。使得PVC 生產中的涉汞工序，不使用工業水，建立含汞水平衡，全部含汞水密閉循環。在現有技術水平條件下，不失為一種良好的處理方法，同時也為含汞廢水治理提供一種新的思路。

3.3 氣相汞治理

行業中對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，但對于轉化器在抽翻過程中（密閉系統變為敞開系統）的汞處理暫無介紹。該公司采用吸收的方式，對抽翻的轉化器進行負壓處理，讓觸媒顆粒內部及觸媒顆粒之間的易揮發物質被負壓帶走，在轉化器上蓋揭開時，減少空氣中汞含量。被負壓帶走含汞氣體，先經過金屬法處理，再經過吸收液處理，真空泵排放的氣體回用至凈化工序，將氣相中的含汞物質轉固處理，建立轉化器抽翻過程中氣相汞的密閉循環，改善轉化區域的工作環境，達到治理目的。目前此方法正在使用。

4 結語

近年來，低汞觸媒在氯堿行業的應用，從源頭上大大減少了汞消耗，同時，汞污染防治的更優方案有待行業內更多有識之士的參與和完善，汞的循環利用也需要行業的引導和政策支持。

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

［2］楊學遠.電石法PVC產業鏈中汞的考量.聚氯乙烯，2009，37（10）：20－22.