氯堿企業(yè)“三廢”排放與綜合利用

劉少輝，王偉，趙予生

（昊華宇航化工有限責(zé)任公司，河南焦作454002）

氯堿企業(yè)“三廢”排放與綜合利用

劉少輝，王偉，趙予生

（昊華宇航化工有限責(zé)任公司，河南焦作454002）

以離子膜燒堿和電石法PVC生產(chǎn)過(guò)程為例，對(duì)氯堿生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)污環(huán)節(jié)和現(xiàn)階段的治理措施進(jìn)行了綜合分析，對(duì)不足之處提出了綜合利用措施，使氯堿行業(yè)“三廢”治理措施更為完善、資源的綜合利用效率進(jìn)一步提高。

氯堿生產(chǎn)；治理措施；綜合利用

氯堿生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量“三廢”，如將這些廢棄物經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理后排入環(huán)境，不僅對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，更浪費(fèi)了大量的資源，因此，有必要對(duì)整個(gè)產(chǎn)污環(huán)節(jié)和現(xiàn)階段的治理措施進(jìn)行綜合分析，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出改進(jìn)措施，使得氯堿行業(yè)“三廢”治理措施更為完善，資源的綜合利用效率進(jìn)一步提高。

1 產(chǎn)污環(huán)節(jié)與污染物去向

隨著氯堿工業(yè)的不斷發(fā)展，離子膜法燒堿和電石法PVC生產(chǎn)工藝已成為氯堿行業(yè)的主導(dǎo)，以20萬(wàn)t/a離子膜燒堿和電石法PVC生產(chǎn)工藝為例，對(duì)氯堿企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)行全過(guò)程分析，其產(chǎn)污環(huán)節(jié)及污染物去向見(jiàn)表1。

2 治理措施及回收利用分析

由表1可以看出，廢氣的處理措施有待于改進(jìn)；廢水處理技術(shù)比較成熟，但是未能實(shí)現(xiàn)零排放；在固體廢物中，鹽泥和電石渣的處理技術(shù)有待于進(jìn)一步探討，更重要的是對(duì)于廢汞觸媒、廢鋸末等含有重金屬的廢棄物，其轉(zhuǎn)移或處理過(guò)程都需要深入研究分析。

2.1 廢氣處理措施及回收利用分析

離子膜燒堿生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的主要廢氣為鹽酸工序尾氣和液氯制取工序尾氣；聚氯乙烯樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的尾氣有電石破碎工序粉塵、氯乙烯精制尾氣、聚氯乙烯干燥廢氣等工藝廢氣，以及全廠氯化氫、氯乙烯和氯氣的無(wú)組織排放。

表1 氯堿工程主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)及污染物去向

2.1.1 離子膜燒堿生產(chǎn)過(guò)程中尾氣處理及回收利用

高純鹽酸合成產(chǎn)生的尾氣中氯化氫質(zhì)量濃度約為5 450 mg/m3，經(jīng)三級(jí)水吸收制取鹽酸后，在尾氣吸收塔內(nèi)用純水進(jìn)一步噴淋吸收，吸收后的水作為一級(jí)鹽酸吸收塔的吸收溶劑。經(jīng)三級(jí)吸收及尾氣噴淋吸收后，氯化氫尾氣中氯化氫的質(zhì)量濃度約為54.5 mg/m3，經(jīng)1座20 m排氣筒排放，可滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)標(biāo)排放。然而，對(duì)微量氯化氫氣體回收的開(kāi)發(fā)，現(xiàn)階段尚無(wú)經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)，氯化氫尾氣達(dá)不到零排放。

液氯尾氣經(jīng)減壓后，通過(guò)廢氣緩沖罐輸送到合成鹽酸工段，可達(dá)到零排放。

2.1.2 聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程尾氣處理及回收利用

電石粉塵產(chǎn)生于電石破碎工序的下料口和輸送過(guò)程，在破碎下料口處和輸送工序，分別安裝1臺(tái)收塵效率可達(dá)99%的袋式除塵器，經(jīng)收塵后，分別由1根15 m排氣筒排放。

氯乙烯工段精餾尾氣經(jīng)尾氣冷凝器冷凝后，氯乙烯單體回至塔內(nèi)，不凝氣經(jīng)尾氣冷凝器頂部外排，氯乙烯精制尾氣經(jīng)等溫變壓吸附后由1根高25 m排氣筒排放，吸附后，氯乙烯精制尾氣中氯乙烯的產(chǎn)生濃度為23.5 mg/m3，排放速率為0.026 kg/h，小于GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中25 m高排氣筒氯乙烯排放標(biāo)準(zhǔn)要求。排放速率2.85 kg/h（內(nèi)插法計(jì)算求得），排放濃度36 mg/m3。

聚氯乙烯漿料經(jīng)旋風(fēng)干燥器干燥后，由旋風(fēng)分離器分離出聚氯乙烯成品，在旋風(fēng)分離過(guò)程中會(huì)有少量尾氣產(chǎn)生，干燥尾氣產(chǎn)生量為1.5×105 m3/h，主要污染物聚氯乙烯的產(chǎn)生濃度為833.3 mg/m3，排放速率為125 kg/h，采用2組串聯(lián)旋風(fēng)分離器進(jìn)行收塵，2組串聯(lián)旋風(fēng)分離器的收塵效率可達(dá)94%以上，經(jīng)收塵后干燥尾氣經(jīng)1根20 m高排氣筒排放，尾氣中聚氯乙烯排放濃度為50 mg/m3，排放速率為7.5 kg/h，可滿足GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中20 m排氣筒粉塵最高允許的標(biāo)準(zhǔn)要求（排放速率8.5 kg/h）。

聚合工序汽提回收單體后的PVC漿料經(jīng)離心機(jī)脫除大量水分后，夾帶PVC和VC單體等，收集送往VCM氣柜，然后，返回工藝使用，VC回收汽提尾氣不外排。

PVC成品料倉(cāng)包裝系統(tǒng)的PVC粉塵濃度為1 500 mg/m3，產(chǎn)生量為9 kg/h，采用集中管道輸送并利用二級(jí)旋風(fēng)除塵收集凈化處理方式，處理效率可達(dá)94%，處理后的排放濃度為90 mg/m3，排放量為0.54 kg/h，可滿足GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表2和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1座20 m排氣筒達(dá)標(biāo)排放。（粉塵最高允許排放濃度120 mg/m3，最高允許排放速率5.9 kg/h）。

可見(jiàn)，PVC生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生廢氣較多，針對(duì)不同類型的尾氣采用袋式除塵、等溫變壓吸附、旋風(fēng)除塵等系列措施，使尾氣排放基本達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。然而，排放尾氣中含有大量的電石、氯乙烯及聚氯乙烯粉塵，微量粉塵的收集與利用都是有待研究的課題。

2.2 廢水處理措施及回收利用分析

由表1可知，氯堿企業(yè)廢水處理已經(jīng)基本成熟但是還未實(shí)現(xiàn)零排放。其中，離子膜燒堿廢水中的過(guò)濾器反洗水、鹽泥洗滌水、鈦冷卻器冷凝水、鹽泥濾液等經(jīng)處理后可全部輸送至化鹽桶做化鹽水使用，螯合樹(shù)脂塔再生廢水經(jīng)貯罐貯存自身中和后，經(jīng)泵送入電石渣上清液閉路系統(tǒng)使用。PVC生產(chǎn)過(guò)程中的電石渣廢水、部分乙炔氣清凈廢水以及聚合釜、汽提塔清洗廢水經(jīng)處理后送往乙炔氣水洗塔和電石渣上清液循環(huán)系統(tǒng)；氯乙烯水洗塔酸性廢水經(jīng)解析后，回送到酸洗塔作為吸收水補(bǔ)充水循環(huán)使用；聚氯乙烯干燥蒸汽冷凝水用于聚合釜、汽提塔沖洗及入聚合釜使用。

需要外排的廢水為部分乙炔氣清凈廢水（排放量為30 m3/h、水質(zhì)為pH值8~10、COD為240 mg/L、SS200 mg/L、氯化物為400 mg/L）、部分聚氯乙烯離心分離母液（排放量為45 m3/h、水質(zhì)為氯乙烯0.65mg/L、COD為135mg/L、SS100mg/L、汞0.0035mg/L）以及氯乙烯堿洗和冷凝含汞廢水（排放量為0.1 m3/h、汞為0.003 5 mg/L）。

整個(gè)氯堿生產(chǎn)過(guò)程外排廢水量約為75 m3/h。其中，氯乙烯堿洗和冷凝含汞廢水量很小且含汞量高，可經(jīng)過(guò)廢水除汞工藝后外排，而部分乙炔氣清凈廢水和聚氯乙烯離心分離母液的利用有待開(kāi)發(fā)。目前，已有不少專家研究聚氯乙烯離心分離母液利用問(wèn)題，相信不久的將來(lái)有可能實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

2.3 廢渣處理措施及回收利用分析

氯堿生產(chǎn)過(guò)程的固體廢物主要為離子膜燒堿生產(chǎn)過(guò)程中化鹽工序產(chǎn)生鹽泥廢渣和電解工序產(chǎn)生的廢離子膜、聚氯乙烯樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程乙炔發(fā)生工序產(chǎn)生的電石渣、氯乙烯精制工序產(chǎn)生的含汞廢觸煤和脫汞器排放的廢活性炭等系列含汞廢物。

鹽泥經(jīng)淡鹽水洗滌并用板框壓濾機(jī)壓濾后，含水量約為百分之五十，其主要成分為鈣和鎂的碳酸鹽類，現(xiàn)階段主要是進(jìn)行壩堆放處理，和煤礦煤矸石、電廠粉煤灰類似，屬于有待于開(kāi)發(fā)的固體廢物。

廢離子膜及螯合樹(shù)脂有著專業(yè)的處理技術(shù)，對(duì)氯堿企業(yè)來(lái)說(shuō)，可直接由提供廠家回收，不必再上專門處理工藝。

電石渣是氯堿生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)量最大的固體廢棄物，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)20萬(wàn)t/a的燒堿生產(chǎn)企業(yè)電石渣產(chǎn)生量約為316 050 t/a（干基）。大量電石渣的堆積不僅污染環(huán)境、浪費(fèi)資源，還存在安全隱患。用電石渣制作水泥的技術(shù)已經(jīng)成熟，將電石渣用于水泥生產(chǎn)有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

轉(zhuǎn)化工序產(chǎn)生的含汞廢棄物廢活性炭、廢觸媒和廢鋸末、鹽酸脫析沉淀物等，屬于國(guó)控污染物，一般氯堿企業(yè)不會(huì)對(duì)其進(jìn)行處理，需要轉(zhuǎn)移給有專業(yè)資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行綜合處理，氯堿企業(yè)需要嚴(yán)控其轉(zhuǎn)移環(huán)節(jié)，防止在其轉(zhuǎn)移過(guò)程中產(chǎn)生汞流失。

PVC精餾工序精餾塔底產(chǎn)生的精餾殘液主要成分為二氯乙烯等高沸點(diǎn)物質(zhì)，經(jīng)再沸器處理后，其單體可以在1座10 m3高沸物貯槽中貯存，其產(chǎn)生量約為藏室400 t/a，積累到一定數(shù)量后，可作為生產(chǎn)粘合劑等有機(jī)產(chǎn)品的原材料外銷。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段氯堿企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中“三廢”治理還存在諸多不足之處，未能實(shí)現(xiàn)零排放。因此，有必要加大對(duì)氯堿生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生“三廢”治理力度，逐步采用清潔生產(chǎn)，對(duì)所產(chǎn)生污染物進(jìn)行綜合利用，爭(zhēng)取使生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到零排放，把“三廢”消除在生產(chǎn)過(guò)程中，做到社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

“Three wastes”emission and comprehensive utilization of chlor-alkali industry

LIU Shao-hui,WANG Wei,ZHAO Yu-sheng
(HaohuaYuhang chemical Company Limited,Henan Jiaozuo 454002)

As an example of the production of caustic soda by ionic membrane method engineering and the production of PVC by calcium carbide method engineering,we conducted the comprehensive analysis about the Chlor-alkali production process sewage link and the control measures at this stage.Through these analysis,we found the inadequacies and suggested some comprehensive utilization measures.At last,we can treat more completely measures for the Chlor-alkali industry"three wastes"and improve the utilizated efficiency of the resources.

pollution producing；management measures；comprehensive utilization

X781.2

B

1009－1785(2012)09-0030-03

劉少輝（1981—），男，河南焦作，昊華宇航化工有限責(zé)任公司員工。

2012-04-25