汞減排成套技術在電石乙炔法PVC生產工藝中的應用

趙新麗（新疆天業（集團）有限公司，新疆石河子，832000）

1 天業集團汞減排成套技術介紹和應用

新疆天業（集團）有限公司（以下簡稱新疆天業）始終以汞減排與汞污染防治為己任，堅持通過技術創新提升企業清潔生產水平，堅持推進企業和行業汞減排工作。圍繞電石法PVC行業的可持續發展，以實現汞減排和資源再利用為目標，研發出多項汞減排核心技術，通過這些技術的應用，構建汞資源封閉式高效循環利用新模式，實現了從“源頭減排、過程防治、資源化循環利用再到末端回收”的全流程處理，為行業汞削減行動計劃提供了成功的可借鑒先進經驗。

新疆天業汞減排成套技術由固汞觸媒（低汞觸媒）、高效脫汞器、含汞廢酸零解析配套含汞廢水處理及廢汞觸媒回收4項技術共同組成。

1.1 固汞觸媒

該公司自主研發出的新型固汞觸媒擁有自主知識產權，2012年被列入科技部重點新產品。該觸媒已經在新疆天業下屬的各化工公司全面推廣使用，其特點主要表現在以下4個方面[1]。

（1）活性高。添加了特殊的助催化組分，采用了適宜的載體及載體前處理方式，配方獨特，制備工藝先進，大大減少了氯化汞的升華流失，抑制了反應過程中積碳的形成，確保了觸媒的高活性。

（2）穩定性好。工業應用過程中，完全滿足轉化率要求。同時，熱點溫度下移速度平穩緩慢，轉化器反應床層溫度均勻。

（3）揮發損失少，壽命長。工業應用數據統計分析表明，觸媒使用8 000 h后，其氯化汞的揮發損失率僅為高汞觸媒的38%左右。

（4）填裝量少。固汞觸媒空隙發達，堆積密度小，單臺轉化器觸媒填裝量比高汞觸媒少15%以上。

1.2 新型高效脫汞器及配套工藝技術

通過自主研發，成功開發了新型高效脫汞器、配套的脫汞工藝及新型吸附劑，大幅度提高脫汞器的吸附效率。該高效脫汞器采用全新的徑向吸附床結構，大大降低了床層阻力；空塔氣速也大大降低，使吸附效果較傳統的普通脫汞器大大增強，平均達到85%以上，活性炭吸附劑中的氯化汞含量也大大增加，增加了吸附劑活性炭的回收價值；同時對結構進行優化設計，與傳統脫汞器相比，方便更換吸附劑。新型高效脫汞器在工業化生產裝置上投用后經第三方檢定后表明：組合塔下酸汞濃度與使用普通脫汞器相比下降67%以上，阻力降為普通脫汞器的50%以下[2]。

1.3 采用常規解析-零解析-含汞廢水處理技術消除汞資源環境污染

在水堿洗工段中組合塔吸收形成的濃鹽酸采用常規解析裝置將31%的含汞廢鹽酸解析成22%的鹽酸。22%的含汞廢酸再采用以氯化鈣作為解析助劑的零解析技術進一步深度解析為氯化氫質量分數1%的含汞廢水。解析出來的HCl回收利用，含汞廢水送往廢水處理裝置，經處理合格后再次送往水堿洗系統的水洗塔設備繼續吸收HCl，形成一個系統內封閉式循環，定期排出的含汞廢水采用沉淀法回收處理[3]。

1.4 廢汞觸媒回收技術

該公司于2014年建設了處理能力為8 000 t/a的廢汞觸媒回收裝置，此裝置廢汞觸媒中汞的回收率高于傳統廢觸媒回收技術的汞回收率；利用該裝置將使用后的汞觸媒進行汞回收，將從終端實現汞資源的循環利用。該回收方案主要技術路線見圖1。

該工藝系統主要處理單元包括預處理單元、干燥單元、除塵處理單元、分解單元、冷卻單元、收集單元、尾氣處理單元，其中預處理單元、干燥單元、分解單元、冷卻單元及尾氣處理單元，各單元依次連接，整個過程沒有水污染物產生和排放，余熱的利用率也極高，處理后的渣炭易于綜合利用和再處理，實現廢汞觸媒汞資源高效回收，解決廢汞觸媒資源重新利用和廢汞觸媒處理過程的環保問題。除回收廢觸媒外，此回收裝置還可以從汞的各種危廢化合物中提取到較純的單質汞，降低設備腐蝕性，防止結塊并提高生產效率。該公司已經將該廢汞回收核心技術申請國家專利，擁有該技術的自主知識產權[4]。

圖1 廢觸媒汞回收流程

2 新疆天業汞減排成套技術的應用效果

該公司汞減排成套技術成功推廣應用后，首先實現了汞的源頭減排。自主研發出的固汞觸媒汞含量只有高汞觸媒的一半，在保障觸媒性能的前提下有效降低了汞的使用。同時開發的固汞觸媒具有汞的揮發損失率降低的特點，使其不僅能完全滿足生產的需要，同時可以保證使用后的廢觸媒中仍含有75%以上的汞，為后續實現汞資源高效循環利用奠定了基礎。該技術于2012年已在新疆天業120萬t/a PVC生產裝置中應用，在全行業內率先將生產裝置高汞觸媒全部替換為固汞觸媒，觸媒單耗為1.1 kg/t PVC，達到清潔生產一級指標，為國家相關產業政策的制定提供了方向。其次是實現了汞的過程減排。自主研發新型高效脫汞器、配套的脫汞工藝及新型吸附劑，大幅度提高脫汞器的吸附效率，經過高效脫汞器后，含汞廢酸中的汞含量降低三分之二以上，降低了后續汞的處理難度，同時回收的活性炭中汞含量也大大增加，達到3%以上，提高了汞資源的回收利用價值。高效脫汞器及配套工藝技術已經新疆天業在60萬t/a規模的PVC生產裝置上進行了推廣應用，目前正在著手逐步全部推廣應用。最后是實現了汞的終端減排。廢汞觸媒回收技術，將廢觸媒中的汞進行了有效回收和再用，解決廢汞觸媒資源重新利用和廢汞觸媒處理過程的環保問題。通過上述汞減排成套技術的推廣應用，綜合汞回收率達到90%以上，建立了企業汞資源閉式高效循環利用新模式，為行業汞減排工作提供了重要方向。

3 結語

汞污染問題已成為電石法PVC行業發展的瓶頸，是當前迫切需要解決的問題。電石乙炔法PVC在循環經濟、節能減排中不斷取得了巨大成就，已經進一步鞏固了其在煤化工領域的競爭優勢和發展潛力，也促使人們更加高度重視行業的汞減排問題。從已經取得的汞減排成套技術的推廣應用情況看，需要繼續加大技術創新的力度，“減量化”是過程，“無汞化”是目標。汞減排成套技術在電石法PVC工藝推廣應用后，從源頭到終端全面減少了汞資源的使用與消耗，為行業汞減排工作提供保障。