汞减排成套技术在电石乙炔法PVC生产工艺中的应用

赵新丽（新疆天业（集团）有限公司，新疆石河子，832000）

1 天业集团汞减排成套技术介绍和应用

新疆天业（集团）有限公司（以下简称新疆天业）始终以汞减排与汞污染防治为己任，坚持通过技术创新提升企业清洁生产水平，坚持推进企业和行业汞减排工作。围绕电石法PVC行业的可持续发展，以实现汞减排和资源再利用为目标，研发出多项汞减排核心技术，通过这些技术的应用，构建汞资源封闭式高效循环利用新模式，实现了从“源头减排、过程防治、资源化循环利用再到末端回收”的全流程处理，为行业汞削减行动计划提供了成功的可借鉴先进经验。

新疆天业汞减排成套技术由固汞触媒（低汞触媒）、高效脱汞器、含汞废酸零解析配套含汞废水处理及废汞触媒回收4项技术共同组成。

1.1 固汞触媒

该公司自主研发出的新型固汞触媒拥有自主知识产权，2012年被列入科技部重点新产品。该触媒已经在新疆天业下属的各化工公司全面推广使用，其特点主要表现在以下4个方面[1]。

（1）活性高。添加了特殊的助催化组分，采用了适宜的载体及载体前处理方式，配方独特，制备工艺先进，大大减少了氯化汞的升华流失，抑制了反应过程中积碳的形成，确保了触媒的高活性。

（2）稳定性好。工业应用过程中，完全满足转化率要求。同时，热点温度下移速度平稳缓慢，转化器反应床层温度均匀。

（3）挥发损失少，寿命长。工业应用数据统计分析表明，触媒使用8 000 h后，其氯化汞的挥发损失率仅为高汞触媒的38%左右。

（4）填装量少。固汞触媒空隙发达，堆积密度小，单台转化器触媒填装量比高汞触媒少15%以上。

1.2 新型高效脱汞器及配套工艺技术

通过自主研发，成功开发了新型高效脱汞器、配套的脱汞工艺及新型吸附剂，大幅度提高脱汞器的吸附效率。该高效脱汞器采用全新的径向吸附床结构，大大降低了床层阻力；空塔气速也大大降低，使吸附效果较传统的普通脱汞器大大增强，平均达到85%以上，活性炭吸附剂中的氯化汞含量也大大增加，增加了吸附剂活性炭的回收价值；同时对结构进行优化设计，与传统脱汞器相比，方便更换吸附剂。新型高效脱汞器在工业化生产装置上投用后经第三方检定后表明：组合塔下酸汞浓度与使用普通脱汞器相比下降67%以上，阻力降为普通脱汞器的50%以下[2]。

1.3 采用常规解析-零解析-含汞废水处理技术消除汞资源环境污染

在水碱洗工段中组合塔吸收形成的浓盐酸采用常规解析装置将31%的含汞废盐酸解析成22%的盐酸。22%的含汞废酸再采用以氯化钙作为解析助剂的零解析技术进一步深度解析为氯化氢质量分数1%的含汞废水。解析出来的HCl回收利用，含汞废水送往废水处理装置，经处理合格后再次送往水碱洗系统的水洗塔设备继续吸收HCl，形成一个系统内封闭式循环，定期排出的含汞废水采用沉淀法回收处理[3]。

1.4 废汞触媒回收技术

该公司于2014年建设了处理能力为8 000 t/a的废汞触媒回收装置，此装置废汞触媒中汞的回收率高于传统废触媒回收技术的汞回收率；利用该装置将使用后的汞触媒进行汞回收，将从终端实现汞资源的循环利用。该回收方案主要技术路线见图1。

该工艺系统主要处理单元包括预处理单元、干燥单元、除尘处理单元、分解单元、冷却单元、收集单元、尾气处理单元，其中预处理单元、干燥单元、分解单元、冷却单元及尾气处理单元，各单元依次连接，整个过程没有水污染物产生和排放，余热的利用率也极高，处理后的渣炭易于综合利用和再处理，实现废汞触媒汞资源高效回收，解决废汞触媒资源重新利用和废汞触媒处理过程的环保问题。除回收废触媒外，此回收装置还可以从汞的各种危废化合物中提取到较纯的单质汞，降低设备腐蚀性，防止结块并提高生产效率。该公司已经将该废汞回收核心技术申请国家专利，拥有该技术的自主知识产权[4]。

图1 废触媒汞回收流程

2 新疆天业汞减排成套技术的应用效果

该公司汞减排成套技术成功推广应用后，首先实现了汞的源头减排。自主研发出的固汞触媒汞含量只有高汞触媒的一半，在保障触媒性能的前提下有效降低了汞的使用。同时开发的固汞触媒具有汞的挥发损失率降低的特点，使其不仅能完全满足生产的需要，同时可以保证使用后的废触媒中仍含有75%以上的汞，为后续实现汞资源高效循环利用奠定了基础。该技术于2012年已在新疆天业120万t/a PVC生产装置中应用，在全行业内率先将生产装置高汞触媒全部替换为固汞触媒，触媒单耗为1.1 kg/t PVC，达到清洁生产一级指标，为国家相关产业政策的制定提供了方向。其次是实现了汞的过程减排。自主研发新型高效脱汞器、配套的脱汞工艺及新型吸附剂，大幅度提高脱汞器的吸附效率，经过高效脱汞器后，含汞废酸中的汞含量降低三分之二以上，降低了后续汞的处理难度，同时回收的活性炭中汞含量也大大增加，达到3%以上，提高了汞资源的回收利用价值。高效脱汞器及配套工艺技术已经新疆天业在60万t/a规模的PVC生产装置上进行了推广应用，目前正在着手逐步全部推广应用。最后是实现了汞的终端减排。废汞触媒回收技术，将废触媒中的汞进行了有效回收和再用，解决废汞触媒资源重新利用和废汞触媒处理过程的环保问题。通过上述汞减排成套技术的推广应用，综合汞回收率达到90%以上，建立了企业汞资源闭式高效循环利用新模式，为行业汞减排工作提供了重要方向。

3 结语

汞污染问题已成为电石法PVC行业发展的瓶颈，是当前迫切需要解决的问题。电石乙炔法PVC在循环经济、节能减排中不断取得了巨大成就，已经进一步巩固了其在煤化工领域的竞争优势和发展潜力，也促使人们更加高度重视行业的汞减排问题。从已经取得的汞减排成套技术的推广应用情况看，需要继续加大技术创新的力度，“减量化”是过程，“无汞化”是目标。汞减排成套技术在电石法PVC工艺推广应用后，从源头到终端全面减少了汞资源的使用与消耗，为行业汞减排工作提供保障。