聚甲醛的生產中安全環保方法的探討

史俊豪

（開封龍宇化工有限公司 河南開封 475200）

大自然和人類的生產生活唇齒相依，人類邁向文明的過程其實也是人們關愛自然、環保生態施惠于人的過程。為了維護好人們所賴以生存的大自然，首先，需要每一個公眾都形成保護環境的意識，全體公民共同投入環境保護管理工作；其次，需要大型生產工業企業必須做到環境保護友好式生產工作，并且可以有效地把在工業過程中所形成的“三廢”實行環境保護無毒化處置，使其達到我國的相關標準；最后，需要各個環衛監管機關認真發揮好工作職能，定時、不定時地對環保衛生實施監管，及早查明“三廢”超標排污的現狀，并隨時加以清理，防止破壞大氣環境的狀態出現［1］。

1 企業生產工藝簡介

聚甲醛的制造工藝一般分為公共工程建設單位和主裝置單位。其中，公共工程建設單位一般包含高壓鍋爐以及燃煤儲存與運送體系，除鹽水處理體系，熱交換體系，高壓、低壓滅火與泡沫滅火體系，供、配電體系和工業污水處理體系；而主裝置單位則一般包含原材料和中間產物的儲備、甲醇氧化制甲醛、甲醛脫醇、三聚甲醛的制造和精煉、二氧戊環的制造和精煉、聚甲醛的制取、后處理封端、造粒、成品打包、工業廢氣焚燒等。在本套生產制造裝置中的許多單體裝置在制造過程中都會產生大量工業廢氣及固體廢渣，如果處置不妥，將對周邊自然環境造成一定的污染。

目前，共聚甲醛的制造企業大多集中于幾家國際大型的高分子生產商，如美國杜邦分析系統、德國赫斯特塞拉尼斯、IC、巴斯夫、新加坡工程塑膠集團、旭化成控股集團、日本聚合塑膠控股集團、三菱瓦斯化學和韓國樂喜化工等企業。按合成工序生產技術的差異，可分成共聚甲醛和均聚甲醛兩個工序生產技術路線。其中，均聚甲醛工序生產技術系由杜邦集團于1959年首次產業化；而共聚甲醛工序生產技術則由赫斯特塞拉尼斯控股集團于1961年完成了產業化。此后，旭化成、巴斯夫、三菱瓦斯保護所和宇部興產等公司企業都對這些工序生產技術做了改進與進一步發展，并產生了具有各自特點的新工藝生產技術。

2 聚甲醛在制造業中的環境污染原因分析

聚甲醛是指分母主鏈上有一個CH，O一鏈節的熱塑性樹脂，是一類高密度、高分子晶體的無支鏈線性高分子，擁有優異的物理化學機械性能、耐化學品性，應用工作溫度區域廣泛，可在-40～100℃的范圍內長期應用。由于聚甲醛的分母鏈構造規整性較高，且分母鏈主要由碳氧鍵構成，因此，聚甲醛的碳氧鍵長比碳鍵短，擁有較良好的整體構造剛度和機械硬度，是工程用塑料中力學性能最近似金屬材料的種類之一，擁有分子密度系數高、結晶性較高、機械剛度大、自潤滑性能較好、抗疲勞、耐碰撞、抗有機溶劑、成形工藝簡便等突出優勢。同時，聚甲醛還擁有吸濕性較小、尺度平穩、表面有光澤的特點，優于一般聚酰胺。此外，其具備的抗拉力度、扭轉硬度值、抗疲勞破壞性能硬度均高，因此，即便在低溫度條件下，聚甲醛仍具備很好的耐蠕變特點、幾何穩定能力和耐撞擊特點，能在低工作高溫環境內長時間應用。它的耐磨和自潤滑性能也較大多數建筑塑膠優良，并具備優異的抗油、耐過氧化物特點［2］。

2.1 公共工程建設單位環境污染原因分析

公司公共工程建設單位的煤炭儲存與運輸設備在工作過程中，由于煤的裝載、運輸、粉碎、篩選等作業都會形成含煤塵，將對大氣環境造成一定的污染；鍋爐系統在工作過程中也會產生大量含硫、含氮的生活廢物，以及工業垃圾；而污水系統在工作過程中也會產生含鹽量更多的工業廢物，并且這些裝置的工作過程也會產生大量噪聲污染。

2.1.1 技術水平

科學是人類社會最高社會勞動生產力，科學的進步也促進著經濟社會蓬勃發展，提高了人類生活水平。然而，社會經濟發展和技術進步的歷史也表明，在一定的技術水平和體制條件下，技術對人類的作用是雙重的：一方面，使人類更適合自身目的和需要；另一方面，對生態環境產生重大影響，這反過來抵消人類自身努力的作用［3］。

2.1.2 群眾素質

環保需要全人類的共同參加，而公民環保意識的增強對可持續發展的實現也有著很大的現實意義。因為不同地域、不同人群的環保意識都是有差異的，一般而言，生活在發達地帶的普通民眾要比生活落后地區的環保意識更強，而有些相對偏僻的地方，環保意識更加淡漠，人們希望取得更高的經濟效益卻忽視了對自然環境的破壞。但在有些經濟相對發達的地方，有些人即使明知自己的行為會對環境造成破壞，由于利益的驅使，仍舊繼續實施，這些都給生態環境造成了危害。

2.1.3 環保力度

工業化發展過程中，對生態環境的保護很大程度上要依賴政府的參與，但是在一些基層單位，環境保護工作并未受到重視。

2.2 主裝置單元環境污染因素分析

甲醛生產使用銀法制備法。甲醛生產過程中，主要產生以帶有含HCHO、CH3OH等物質的廢氣和廢液；二氧戊環制造過程中，主要生成含有HCHO、HCOOH、C2H6O2、H2SO4、HCOONa 等化學物質的廢液；在聚合、后處理及包裝加工過程中，主要產生含甲醛氣體、POM粉塵、BF3、三乙基胺等化學物質的廢氣，以及包括HCHO、TOX、DOX、POM、N（CH3CH2）3、MEAL等化學物質的廢氣和POM粉末、POM固態等廢渣。這些裝置的設備在工作過程中也會產生相應的噪聲污染。

3 消除環境污染的措施

按照以上分析方法中所說，各裝置產生的“三廢”中由于危險化工產物的總量各有不同，因此，本文采用了完全多樣化的處理方法，將危險化工產物進行了無毒化處理，并盡量爭取使最后的排出物中危險化工產物的含量降低到我國污染技術標準的規定范圍。聚甲醛（Polyoxymethylene，POM）是一類高結晶度、高工作溫度的熱塑性建筑塑料制品，它一般包括了均聚物和共聚物兩類。因為它的物理機械特點比較突出，具有硬度值高、剛性好、優良的抗撞擊堅硬、抗疲勞力度、耐磨、尺寸穩定性好、自潤滑劑、抗穩定蠕變、抗溶劑等特點，是塑膠生產中機械特性最接近金屬板材的種類之一，也開啟了工程塑膠材料向各種金屬等傳統材質挑戰的新時代。近年來，聚甲醛蓬勃發展得飛快，在歐美等發達國家的制造和供應量已經在整個建材塑膠成品中僅次于聚酰胺和聚碳酸酯，位列全球第三名，而在我國其制造和供應量也一直保持全球第二。據塑膠產業專家學者預測，聚甲醛將在下個時代很有可能被作為重要的通用型材質來應用［4］。

3.1 堅持環境保護原則

3.1.1 發展循環經濟，提升環境資源效率

為了節儉國土資源、環境保護，在產業化建設過程中，應走各種資源浪費較少、污染小的新興技術產業化建設道路，而循環經濟建設也將是我國走向新興技術產業化建設道路的主要發展模式。循環經濟效益就是運用對化學物質的循環使用來提高自身資源使用，從而減少對垃圾的環境污染，進而達到資源利用化、減數字化、再造化，從而達到彌補自身資源過度使用所造成的不足和減少環境污染的目的。

3.1.2 嚴格的準入條件，依靠科技進步，推動行業優化提升

在工業化迅速發展過程中，應進行合理的規劃和充分的考察，承接發達地區轉移過來的產業時，要進行謹慎的選擇，在充分發揮本地資源、勞動力等優勢的同時，還應考慮到其對資源環境的影響，減少對生態環境造成的損壞。

3.1.3 依靠政府宏觀調控，促進工業化城鎮化進程，保障環境質量

因為環保資源的高度公共性，政府很難讓公司將其成本內部變化，而這些舉措若要能夠成功實現，又需要高度依賴政府的政策保障。所以，在產業化進度中，當地政府若想保證環境轉變較好或者不再繼續變壞，就應當發揮其宏觀調控功用，以保證國民經濟和環保各項事業的蓬勃發展。

3.2 工業廢氣的處理

根據環境影響因素分析結果得出，在本企業的生產過程中，煤炭貯存、鍋爐、甲醛生產、二氧戊環的制造、三聚甲醛制造、多聚甲醛生產及后處理過程中都會形成工業廢物，但是由于各個廢物的成分并不完全一致，所以，必須針對各個廢物成分的差異，選擇適當的處置方式。煤炭貯存和運輸裝置主要通過進行噴霧的方法降塵，以及通過設置布袋除塵器除塵；高鍋爐溫度下的煙氣則首先經過SNCR 脫硝和低氮燃燒脫硝，然后設置布袋除塵器除塵，而后通過雙堿法脫硫，把煙氣中的固態灰塵、二氧化硫、氮氧化物等脫除在國家規定的排放量指數內（氮氧化物含量≤50mg/m3、SO2≤35mg/m3，顆粒物≤10mg/m3）；主裝置區內二氧戊環制取設備和三聚甲醛裝置所產生的工業廢物中，由于存在著少量甲醛、甲醇、甲苯等有機物成分，產生了相應的熱值，所以，在主裝置區北側設置了2 個廢氣燃燒爐，專門用于處理在主裝置區內產生的含有大量有機廢物的工業尾氣；而聚甲醛制取設備所產生的工業尾氣中主要含有甲醛、POM 粉塵、BF3、三乙基胺等化學物質，經過設有一個水洗塔用除鹽水吸附工業尾氣中的有害物質之后，可以進行凈化排出［5］。

3.3 工業廢水的處理

根據對環境因素分析結果得出，在本企業的制造過程中，由于產生對環境極大危害的工業生產廢物大多聚集于工業生產主裝置區內，因此，可以通過將工業生產廢液逐級處理，或者通過設置二氧戊環收集塔、三聚甲醛收集塔、聚甲醛廢氣收集塔等節能減排的裝置。首先，在工業生產設備上，將原工業企業生產過程中形成的含量略微偏高一些的工業生產廢水中的二氧戊環、三聚甲醛等加以處理，并將處理后的副產品并系統產出，從而達到了減少耗能、節省成本，同時，又減少了污染程度的目的；經過逐級處置后，剩余的工業生產廢水中仍存在著微量的甲醛（HCHO≤1000ppm）、三聚甲醛（C3H603≤800ppm）和甲酸等化工產物，因此，可以利用廠區內污水處理站，將含醛工業生產廢水進行處置，經處置后的工業生產廢水可以達到我國《合成樹脂行業工業污染物間接排放標準》，最后排入化工園區污水處理站。

3.4 固體廢棄物的處理

根據環境影響因素分析結果得出，在原本企業的生產過程中，由于鍋爐裝置要生成廢渣，在三聚甲醛、甲醛中國近代史等的工業生產過程中，由于物質在管網、裝置內的自聚會化形成了多聚甲醛、三聚甲醛等固體污染物，多聚甲醛生產過程及后續處理中要生成被污染的POM 粉、POM 粒和塊體的POM 機頭料。因此，針對這些物質的成分差異，選用相應的處理方式，將鍋爐裝置生成的廢棄物采用了招標的方法，發包給一家工業固體廢棄物的回收公司，他們將鍋爐裝置生成的粉塵出售給水泥工程公司，將鍋爐裝置生成的垃圾出售給制磚廠，就這樣完成了對鍋爐裝置中所有工業固體廢棄物的無害化處理。三聚甲醛、多聚甲醛生產等過程中所形成的多聚甲醛以及被污染的POM粉料、粒料，我們在經過粉碎后加入鍋爐設備的燃料煤中，將其在鍋爐爐膛中焚燒后處理掉；至于沒有被污染的POM粒料、塊體原料，則采用了招標的方法賣給部分低端塑料加工公司，經過分類處理，使得原本企業生產裝置中形成的所有固體污染物均可實現了無害化處置，從而避免了污染的事件產生。

3.5 工業噪聲的處理

從環境因素分析可以得知，在本企業的生產中，所有大型機械、裝置的運行都會形成不同的噪聲污染，這種污染盡管在短期內不會形成重要的環境變化，但是長期以來無論是對于周邊的環境還是對于工作人員都有著不可逆轉的污染危害。為了給施工周邊環境及施工員工創造一種健康的環境，可以根據不同的機械裝置，而采用不同的減噪保護措施，在形成噪聲污染的裝置附近設有隔離音箱、防雜音室、在廢氣放空口設有消聲器，以及把氣力運輸管道周圍用保溫隔音施工棉覆蓋起來等方式，把企業廠區的噪聲污染限制在合乎我國規定的區域之內，從而有效地避免聚甲醛生產過程當中所產生的工業噪聲污染問題［6］。

4 結語

目前，我國國內聚甲醛生產企業所使用的產品，關鍵技術上大都是直接引入了國內外企業、企業的產品二流關鍵技術，因此，面臨著引入科技自身就具有一些的缺點或科技發展瓶頸。并且一些企業在引入科技時，與對生產中“三廢”的有效處置科技不能同時引入，可能會導致在生產過程中產生環境污染的社會問題，所以，政府有關部門應當加強科技審核力量，逐步提升審核登記工作技術門檻，以便于在源頭上保證聚甲醛生產企業沒有環保問題出現。聚甲醛在工業生產處理過程上形成的各類廢棄物，尤其以在工業生產處理過程中形成的含醛廢物的處置是工程污水管理的一項難題，因此，國內外有關從事工程污水處理科學研究的高校與科研機構都應該將它視為下一個攻關的重點，以尋找比較經濟的解決方式，為增強國產聚甲醛產業的國際競爭優勢，提供技術支持。由于在聚甲醛工業制造過程中生成的“三廢”中存在著對環境影響較大的甲苯、甲醛、BF3等化工產物，所以，聚甲醛的企業必須要提高自身約束技術水平，合理調節制造業過程的產品負擔，認真搞好清污分流工作，把帶有這些化工物質存在的工廠工業污染物全面回收后集中分類處置，實現污染控制，維護好工廠駐地的碧水藍天，切實做到環保安全型制造業。