PVC行業氯化物污染排放狀況調查研究

齊小娟 張軍 馬琴

摘要：通過對PVC生產工藝的分析，闡明PVC行業氯化物（包括氯氣、氯化氫、氯乙烯等）的來源和途徑，對PVC行業氯化物污染治理措施進行調查。通過對內蒙古自治區五家PVC行業氯化物排放進行現場監測，并對其達標情況進行分析，得出內蒙古自治區PVC行業氯化物的排放水平，為今后防治PVC行業氯化物污染提供依據，同時為開展PVC行業環境影響評價及產排污量計算提供參考。

關鍵詞：PVC;氯化物;排放;監測

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.100

Abstract： Through the analysis of PVC production technology，to clarify the sources and ways of chlorides （including chlorine gas， hydrogen chloride， vinyl chloride， etc.） in PVC industry， investigating the PVC industry chloride pollution control measures.Through to the Inner Mongolia autonomous region five chloride emission on-site monitoring of PVC industry， analyze whether the chloride emission of PVC industry can meet the standard requirements，obtained the chloride emission level of PVC industry in Inner Mongolia autonomous region， to provides basis for preventing and controlling chloride pollution in PVC industry in the future， at the same time， it provides a reference for the environmental impact assessment of PVC industry and the calculation of sewage output and emission load.

Keywords： PVC;Chlorides;Emission;Monitor

氯氣是一種具有強氧化性的毒性氣體，它被廣泛應用在各個工業領域中。自然界中氯是游離狀態的，并且是破壞臭氧層的化合物之一[1]。氯氣會對人體的呼吸道粘膜和眼睛產生刺激作用。主要作用于支氣管、細支氣管以及肺泡，導致支氣管痙攣、支氣管炎和支氣管周圍炎等等，大量吸入可引起中毒性肺水腫[2]。人體在吸入氯氣之后， 會在粘膜和呼吸道位置和水產生作用， 形成次氯酸和氯化氫。氯化氫能夠導致上呼吸道粘膜炎性水腫、充血以及壞死， 而次氯酸則具備著更為顯著的生物學活性， 其將直接從細胞膜中穿透， 并對其完整性和通透性產生破壞， 最終導致組織出現炎性水腫和充血等， 嚴重情況下會引發組織壞死。如果吸入的氯氣濃度過高， 還可能引發迷走神經反射性心跳停止或者喉頭痙攣， 進而導致猝死[3]。氯乙烯是確定的人類致癌劑， 流行病學研究還提示氯乙烯可能是一種多系統、多器官的致癌劑， 可誘發多種人類腫瘤。氯乙烯的活性中間代謝產物---氧化氯乙烯和氯乙醛， 可導致DNA損傷， 誘發基因突變， 進而引發腫瘤。長期接觸氯乙烯，對人體健康也有不同程度的影響， 其中以肝功能異常為主要表現[4]。

PVC是一種重要的基礎材料，廣泛應用于工業、農業、國防等重要領域，目前PVC的生產工藝有主要電石法和乙烯氧氯化法。在我國西部地區，由于有豐富的煤炭資源和石灰石資源，且能源供應價格相對較低，近年來電石法PVC生產發展極為迅速，在國內PVC生產格局中占有越來越大的份額[4]。內蒙古自治區憑借著自身的資源優勢，近幾年PVC生產得到了迅速發展，而在PVC生產過程中產生的氯化物（包括氯氣、氯化氫、氯乙烯等）污染也已經逐漸顯現出來。

本文首先通過工程分析確定過程中氯化物等污染物的來源，其次，通過對內蒙古地區5家電石法生產PVC企業進行現場監測，從而獲得PVC行業氯化物排放的實測數據，給出PVC行業氯化物排放濃度參考值，從而為環境影響評價及管理決策提供參考。

1 電石法PVC生產工藝流程及產排污分析

電石法PVC生產裝置一般主要包括：燒堿工段、乙炔工段、氯乙烯工段、聚氯乙烯工段。其中排放氯化物等污染物的工序主要包括：電解工序、氯氣處理工序、液氯及包裝工段、氯化氫合成及鹽酸工段等處來的事故泄壓氯氣和電解開停車產生的低濃度氯氣、氯化氫合成爐在開停爐時產生的氯化氫，主要污染物為氯氣、氯化氫等;以及氯乙烯工段的變壓吸附尾氣和聚氯乙烯干燥尾氣，其中的主要污染物為氯乙烯。具體工藝流程及排污節點見圖1。

對于氯氣及氯化氫污染的治理措施一般主要是采用水吸收法和中和法進行處理。水吸收法的原理是利用氯化氫極易溶于水的特性，使氯化氫溶于水中從而制得鹽酸溶液。氯氣則多數采用堿液吸收的方法使氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成次氯酸鈉，從而達到去除氯氣的目的。為確保含氯氣、氯化氫的尾氣能夠長期穩定達標排放，多數企業還在采用水吸收后再加堿吸收進一步去除氯氣、氯化氫。

一般采用電石法生產PVC排放氯化物的有組織廢氣污染源主要有以下幾個：

（1）廢氯氣吸收塔尾氣G1：燒堿裝置氯氣處理工序來的氯壓機密封氣、電解工序、氯氫處理工序等處來的事故泄壓氯氣、電解開、停車產生的低濃度氯氣和液氯工序的氯氣，一般均進入廢氯氣吸收塔采用氫氧化鈉溶液進行吸收，正常生產次氯酸鈉，吸收后的尾氣采用堿液二級吸收后，經排氣筒排入大氣。主要污染物為氯氣、氯化氫。

（2）氯化氫合成尾氣G2：氯氣與氫氣分別進入石墨合成爐生產氯化氫氣體，經冷卻進入降膜吸收器和尾氣吸收塔，用純水吸收后尾氣通過排氣筒排入大氣。主要污染物：氯氣、氯化氫。

（3）鹽酸儲罐泄壓排氣G3：鹽酸儲罐在泄壓時間斷性排放含氯氣、氯化氫污染物的尾氣。

（4）氯乙烯裝置變壓吸附尾氣G4：從氯乙烯合成來的粗氯乙烯氣體先經組合塔酸洗，再經堿洗塔用堿洗除去其中所含的氯化氫，氯乙烯氣體再經壓縮進冷凝器，冷凝器的不凝氣再經變壓吸附去除氯乙烯及乙炔后經排氣筒排放。主要污染物為氯乙烯。

（5）PVC干燥尾氣G5：聚合后的PVC漿料經離心機離心分離后，濕樹脂進入氣流干燥塔進行干燥，干燥尾氣經兩級旋風分離后通過排氣筒排放。主要污染物：粉塵、氯乙烯。

2 電石法生產PVC企業含氯化物污染源監測結果

本次調查對內蒙古自治區境內的5家電石法生產PVC企業進行了現場監測。由于氯氣等氯化物的毒性較大，而各類含氯化物尾氣在未進行處理時，其排放濃度較高，對于監測人員的生命安全有極大的威脅，因此本次調查監測不對各類污染源治理設施入口的污染物產生濃度進行監測，所有監測點位均設在排放含氯化物等污染物的有組織污染源的治理設施出口處，僅對各類氯化物經處理后的排放濃度進行監測。通過現場監測得到PVC生產企業氯化物污染物的排放濃度數據，同時將監測結果與《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996中的氯氣、氯化氫、氯乙烯標準限值進行對比，分析各污染源中污染物的達標情況。具體監測結果及達標情況見下表1。

由表1可以看出，各廢氣污染源氯化物排放濃度現場監測結果及達標情況如下：

（1）廢氯氣吸收塔尾氣G1中氯氣的排放濃度在0.030-1.732mg/m3之間，氯化氫的排放濃度在0.90-34.2mg/m3之間，均可以滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）表2中二級標準氯氣排放濃度65mg/m3，氯化氫排放濃度100mg/m3的限值要求。

（2）氯化氫合成降膜吸收塔出口尾氣G2中氯氣的排放濃度在0.030-1.066mg/m3之間，氯化氫的排放濃度在0.90-9.19mg/m3之間，均可以滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）表2中二級標準氯氣排放濃度65mg/m3，氯化氫排放濃度100mg/m3的限值要求。

（3）鹽酸儲罐泄壓排氣G3中氯氣的排放濃度在0.087-0.28mg/m3之間，氯化氫的排放濃度在0.97-1.56mg/m3之間，均可以滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）表2中二級標準氯氣排放濃度65mg/m3，氯化氫排放濃度100mg/m3的限值要求。

（4）氯乙烯變壓吸附吸收塔尾氣G4出口氯乙烯排放濃度在0.87-1.12mg/m3之間，滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）表2中二級標準氯乙烯排放濃度36mg/m3的限值要求。

（5）PVC干燥工段尾氣G5除塵器出口氯乙烯排放濃度在3.32-33.7mg/m3之間，滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）表2中二級標準氯乙烯排放濃度36mg/m3的限值要求。

3 結論

通過對電石法生產PVC行業氯化物排放濃度現場監測結果可以看出：目前電石法生產PVC行業產生的含氯氣和氯化氫等污染物的廢氣采用水吸收加堿吸收的方法進行處理，其治理措施是完全可行的，經現場監測，其治理效果較好，經處理后的氯氣、氯化氫均能夠滿足環保相應排放標準的要求。PVC干燥廢氣中氯乙烯排放濃度的監測結果波動范圍較大，這和前序汽提工段的效率有關，汽提效率高則干燥工段VCM排放濃度就低，反之其排放濃度就高，但總體來說是可以做到達標排放的。本次調查通過現場監測得到的各類氯化物排放濃度數據，可以作為電石法生產PVC行業氯化物污染物排放系數參考使用，指導該行業在環境影響評價中計算各氯化物的排放量。

參考文獻

[1]李怡然.化工生產中氯氣毒性危害淺談[J].技術與市場，2015，22（11）：150.

[2]潘柯君.氯氣職業病危害及防護對策[J].化工設計通訊，2016，42（02）：173+178.

[3]周蘭霞.化工生產中氯氣毒性危害[J].河北化工，2010，33（04）：57-58+64.

[4]焦紅，焦潔.某氯堿化工廠氯乙烯的職業病危害現狀調查[J].中國工業醫學雜志，2011，24（01）：50-51.

[5]蔡杰.國內氯產品現狀與發展趨勢分析（上）[J].化工管理，2012（01）：51-53.

收稿日期：2019-05-06

作者簡介：齊小娟（1971-），女，滿族，高級工程師，研究方向為環境監測、環境影響評價與污染等。