摘 要:氯堿工業是基礎化工原材料工業,氯堿產品種類多,關聯度大,主要產品有燒堿、氯氣和聚氯乙烯等。氯堿工業廣泛應用于農業、石油化工、輕工、紡織、化學建材、電力、冶金、國防軍工、食品加工等國民經濟各命脈領域,其在我國經濟發展中具有舉足輕重的地位。本文對氯堿行業及環保技術發展現狀進行了闡述,分析了氯堿行業健康發展的主要環保問題并并提出了相關對策及建議。
關鍵詞:氯堿;環保;對策
一、氯堿行業及環保技術發展現狀
近幾年,氯堿生產企業在節能減排、清潔生產方面取得了可喜的成果,通過膜法脫除硫酸根技術、低汞觸媒、鹽酸深度解析、聚合母液廢水回收治理、電石渣綜合利用等重點環保技術項目的實施,取得了較好的環境、經濟和社會效益。
(一)膜法脫除硫酸根技術
由于離子膜法生產工藝的能耗較低, 大部分企業采用離子膜裝置淘汰相對落后的隔膜生產裝置。隨著離子膜燒堿產能的不斷擴大,鹽水中硫酸根富集的現象越來越嚴重,進電解槽鹽水中硫酸根濃度過高,可造成陽極使用壽命縮短、局部電流密度升高等問題,因此,必須對鹽水進行精制去除多余的硫酸根。為降低鹽泥對環境的影響,避免氯化鋇的使用,多采用膜法脫除硫酸根工藝替代傳統鋇法脫除硫酸根工藝。膜法脫除硫酸根主要利用膜元件的特性將一價的鈉離子和氯離子與二價的硫酸根離子分離,實現硫酸根的去除。膜法脫除硫酸根工藝具有運行成本低、操作簡單、無廢水產生等優點,行業內已有多家企業實現穩定運行,該法是氯堿行業脫硫硫酸根技術發展的優先選擇。
(二)電石渣綜合利用
近幾年,氯堿行業對電石渣的綜合處置進行積極探索, 開發出多種綜合利用方式, 一是電石渣制磚,采用電石渣、粉煤灰通過混合攪拌、液壓壓制成型及蒸壓養護等, 生產蒸壓粉煤灰磚,該技術投資小、收效大、符合國家產業政策要求;二是電石渣制純堿,需要有純堿生產廠家進行配套;三是電石渣制水泥,是國內重點研究方向,已有多家企業建成配套水泥廠,還有應用于電石渣煙道氣脫硫、土壤改良及建材等方面。
二、氯堿行業存在的主要環保問題
(一)隔膜法燒堿和電石法 PVC 所占比重大我國燒堿生產工藝主要分為隔膜法和離子膜法。離子膜法制堿技術具有生產工藝簡單、產品質量高、污染少、節約能源等優點,已被世界公認為技術最先進和經濟最合理的生產方法。目前,我國隔膜法燒堿仍占有較大比重,2011 年,我國隔膜法燒堿產量為 789.73萬t,占全國燒堿總產量的6%;離子膜法燒堿產量為 925.02 萬t,占全國燒堿總產量的54% 。聚氯乙烯生產主要有乙烯法和電石法兩種原料路線。電石法生產聚氯乙烯由于能耗高、污染嚴重,按傳統概念屬于淘汰工藝,其他國家普遍采用乙烯法生產聚氯乙烯。而我國的聚氯乙烯生產主要采用電石法。2011 年,我國的聚氯乙烯產量 971.7 萬 t,其中約有 757.4 萬 t 采用電石法原料路線生產,占總產量的78%;2007年我國聚氯乙烯產量比 2010年增長約 160萬t,幾乎全部增長都采用電石法。
(二)汞污染嚴重。目前國內市場每年的汞需求量在 1000t 左右,占全球消耗量 60% 以上;其中 PVC 行業對汞的需求量約為 850t 左右(以 800 萬 t PVC 計,氯化汞觸媒需求量約為 9600t 左右),我國汞的供應很大程度上依賴進口,我國限制每年汞進口量為400~500t。據調查,目前我國電石法每生產 1t PVC樹脂消耗氯化汞觸媒 1.0~2.0kg。氯化汞觸媒的消耗量與企業規模、管理水平有關,差異較大。按照國內乙炔法 PVC 產量 800萬t 計算,
即使按1.2kg/t PVC計算,年消耗汞觸媒近9600t,預計到2017年乙炔法 PVC 用生成能力將超過 1300 萬 t,年消耗汞觸媒多達 15000t,折汞達 1326t,接近全球現在的總消耗量,這將是一個非常可怕的需求量。幾乎沒有氯堿企業的含汞廢水做到達標排放,除此之外,每年 45萬t含汞廢酸、近萬噸的廢汞觸媒、大量的含汞廢活性炭和含汞廢渣等,不知流失去向,基本沒有納入環境監管的視野,存在盲區和巨大的環境隱患。
三、對策與建議
(一)建議針對汞污染,制定《電石法聚氯乙烯環境管理辦法》鑒于電石法聚氯乙烯是汞污染的主要來源,該工藝是我國獨有的特色,汞污染已經受到全球普遍關注,汞的使用限制將越來越嚴格;近幾年,氯堿行業發展勢頭過猛,部分地區已經超出了區域環境承載能力,環境污染與風險加劇;預計到 2017 年,我國乙炔法 PVC 生成能力將超過 1300 萬 t,年消耗汞多達 1326t,接近全球現在的總消耗量,非常可怕。因此,很有必要從環境角度,依據相關法律法規,盡快制定頒布《氯堿行業(電石法聚氯乙烯)環境管理辦法》,抬高行業的環保門檻,規范汞的使用及其污染防治,實行全過程環境監管,對汞和汞觸媒生產、銷售以及回收等環節均進行許可證管理,同時嘗試利用環保手段,依法優化調整重污染行業發展布局與產業結構,增加經濟發展中環保的話語權,也為摸索重污染行業環境管理積累經驗。
(二)推廣低汞觸媒、加大力度開發無汞觸媒。目前,電石法氯乙烯的合成工藝仍然離不開汞觸媒,現有氯堿企業普遍采用傳統汞觸媒(汞含量 10.5%~12%);氯堿行業已經開發出低汞觸媒,其含汞量為 5.5% 左右,僅為傳統汞觸媒的一半左右,還具有催化能力強、使用壽命長、熱穩定性很高、不易流失等優點。如果全行業推廣,每年可以減少 70% 以上汞的流失,相當可觀。汞制約電石法氯乙烯的發展,因此應該加大力度開發無汞觸媒,徹底解決氯堿行業汞的污染問題。