石墨吸收器除汞回收系統用于聚氯乙烯汞污染治理方面
本文主要從應用角度對目前電石法PVC生產過程中副產的含汞廢鹽酸的除汞技術進行分析，指出石墨吸收器除汞回收技術與深度解析等其它除汞技術相比具有的優點，闡述了石墨吸收器除汞回收系統在含汞廢鹽酸的汞污染治理中的實際應用情況。
關鍵詞：石墨吸收器 除汞回收 聚氯乙烯 汞污染治理
0 引言
中國石油天然氣資源匱乏，需要大量進口，而煤資源相對豐富，因此國內PVC樹脂生產的原料路線以電石法為主。電石法PVC工藝憑借其投資少、生產工藝相對成熟等優勢， 在目前和今后相當長的一段時間內仍將是中國PVC生產的主流工藝。但傳統的電石法PVC生產工藝存在著明顯不足， 最致命的就是對環境造成極為嚴重的汞污染。因此，PVC生產中，除汞回收是工藝技術和排污治理中一個十分突出的難題。
2013年10月9～12日，聯合國環境規劃署主持召開的《關于汞的水俁公約》外交全權代表大會在日本舉行。由環境保護部總工程師萬本太任團長，外交部、工信部等單位排出人員組成的中國政府代表團與會并正式簽約。我國是世界上唯一使用電石法PVC工藝的國家。作為公約締約國之一，中國將采取“改造存量、控制增量”的辦法，環保部將會同協調各地環保部門加強監管執法和推廣新技術應用。對于存量部分，要確保到2015年年底前，低汞觸媒使用率達到100%，高汞觸媒全部淘汰；對于增量部分，新投產企業所有裝置必須全部使
用低汞觸媒。作為占到全國用汞總量70%以上的電石法PVC行業來說，如何抓住公約履約契機，打贏這場除汞減排攻堅戰已是迫在眉睫。雖然目前國內高汞觸媒使用比例有所下降，但其仍然是最大的觸媒類型，低汞觸媒使用比例僅為20%左右，與全部替代差距還很大。到2015年根除高汞觸媒僅有兩年時間，形式十分緊迫。
1 PVC汞污染治理存在問題
目前PVC行業汞污染治理存在的問題一是企業自身監測能力弱，汞回收利用途徑有待開發。大部分企業沒有汞回收裝置和科學合理的汞回收利用途徑，含汞廢物的處理大多依靠少數外地企業進行，增加了企業的運營成本。二是電石法PVC行業由于受市場行情影響，效益欠佳�！叭龔U”治理中含汞廢水處理、鹽酸脫析等項目投資較大，企業實施進度較慢。此外，企業技術力量不盡相同，低汞觸媒替代高汞觸媒試驗進度參差不齊，替代目標整體落實尚有壓力。
2 當前電石法PVC行業重點清潔生產推廣技術[1] 2.1 低汞觸媒 低汞觸媒是采用特殊要求的活性炭經多次吸附氯化汞及多元絡合助劑將氯化汞固定在活性炭有效孔隙中的一種新型催化劑，其氯化汞含量在6%左右，由于低汞觸媒提高了汞的利用效率，因此大大提高了催化劑的活性、降低了汞升華的速度，使用壽命不低于傳統的高汞觸媒，汞的消耗量和排放量均大幅度下降，國內近20家企業使用，2008年低汞觸媒的使用總量占行業內汞觸媒使用總量的12%。2015年要求國內根除高汞觸媒。
2.2 鹽酸脫吸技術 氯乙烯混合氣中混有約5～10%的氯化氫氣體，經過水洗后產生一定量的含汞鹽酸，含汞鹽酸可以通過鹽酸脫吸技術，將氯化氫重新回用，脫吸后的低濃度鹽酸進吸收塔重新吸收氯乙烯氣體中的氯化氫。提高了氯化氫的利用率，降低了水耗。目前行業內有20%的電石法PVC產能應用此技術。 2.3 硫氫化鈉處理氯化汞技術 利用硫化汞的離子積小的優點處理電石乙炔法氯乙烯合成中廢酸、廢水中的Hg2+是最有效的手段。隨著氯化汞在系統中的積累，在鹽酸脫吸后會有少量的高濃度含汞廢鹽酸排出,與后步堿洗過程產生的廢堿液中和后用硫氫化鈉處理,產生的硫化汞進行安全填埋。同時也可以采用硫氫化鈉直接處理堿洗過程產生的廢堿液，使廢堿液達到排放標準。
3 石墨吸收器除汞回收系統的原理及優勢
3.1 除汞原理
硫化汞是汞鹽中最難溶于水且不溶于濃鹽酸的一種沉淀物，在廢濃鹽酸中加人硫化氫而引入S2 -，S2 -與濃鹽酸中Hg2+形成穩定的硫化汞沉淀從鹽酸中析出，從而實現濃鹽酸中汞的高效深度處理。處理過程中不會引入新的雜質離子影響鹽酸品質，且硫化汞沉淀集中，定期收集可以回收其中的汞，很好地解決了含汞廢鹽酸的回收處理問題。
3.2 采用石墨吸收器的優勢
我公司研發的石墨吸收器除汞回收系統，在PVC含汞廢鹽酸處理
存在以下優勢：
第一、無需經深度解吸技術解吸，可直接對含汞濃鹽酸進行除汞處理，整個系統投入資金少，運營成本低，是當前PVC企業汞污染治理的首選。
第二、石墨設備擁有耐腐蝕、表面光滑不易結垢、換熱效率高、價格低等優點[2]，性價比極高，在含汞廢鹽酸處理過程中比其它材質占有明顯優勢，這也在全國涉及酸堿生產的化工企業公認的。
第三、除汞過程中H2S氣體溶解到石墨吸收器內產生溶解熱，同時H2S氣體隨著溫度升高其溶解度下降，采用石墨吸收器設計可以有效移走熱量，H2S氣體吸收效率高，除汞反應迅速，除汞效率高[2]。
第四、處理后的濃鹽酸品質不受影響，符合國標“GB320-2006工業用合成鹽酸”標準要求，是合格的成品工業用鹽酸，可以直接出售。
第五、除汞效率高，廢鹽酸中汞離子含量可降低于0.1mg/L以下，防止汞對環境的污染，排放符合環境要求。
第六、可回收大量汞，經濟效益可觀；綜合運行費用和成本低，符合企業技術改造要求和新上項目需求。
4、結束語
對于PVC行業含汞廢鹽酸的治理，目前普遍使用常規解吸，即深度解吸技術。該技術將質量分數為31%的含汞廢鹽酸，先常規解吸到質量分數為19%~22%，而后以氯化鈣作為解吸助劑，消除恒沸點，將廢酸中的氯化氫質量分數解吸到1%以下，解吸出的氯化氫重新回收
利用，質量分數1%以下的含汞酸性廢水一部分在系統內封閉式循環，一部分定期排出采用沉淀法回收處理。該方法由于運行費用和成本較高，大多數企業沒有實施。本石墨吸收器除汞回收系統無需深度解吸技術，設備投入資金少，運營成本低，除汞效率高，完全符合環保排放要求，處理后可直接作為成品鹽酸出售，經濟效益和社會效益極佳。本系統投入使用，可以為PC行業汞污染治理提供一條新的技術路線，與PVC行業共同為實現國家制定的“到2015年，全行業全部使用低汞觸媒，廢低汞觸媒回收率達到100%；高效汞回收技術普及率達到50%；處理含汞廢水(包括廢鹽酸、廢堿液等)的普及率達100%�！钡闹笜撕吐摵蠂h境規劃署《關于汞的水俁公約》履約而努力。
