聚甲醛的生产中安全环保方法的探讨

史俊豪

（开封龙宇化工有限公司 河南开封 475200）

大自然和人类的生产生活唇齿相依，人类迈向文明的过程其实也是人们关爱自然、环保生态施惠于人的过程。为了维护好人们所赖以生存的大自然，首先，需要每一个公众都形成保护环境的意识，全体公民共同投入环境保护管理工作；其次，需要大型生产工业企业必须做到环境保护友好式生产工作，并且可以有效地把在工业过程中所形成的“三废”实行环境保护无毒化处置，使其达到我国的相关标准；最后，需要各个环卫监管机关认真发挥好工作职能，定时、不定时地对环保卫生实施监管，及早查明“三废”超标排污的现状，并随时加以清理，防止破坏大气环境的状态出现［1］。

1 企业生产工艺简介

聚甲醛的制造工艺一般分为公共工程建设单位和主装置单位。其中，公共工程建设单位一般包含高压锅炉以及燃煤储存与运送体系，除盐水处理体系，热交换体系，高压、低压灭火与泡沫灭火体系，供、配电体系和工业污水处理体系；而主装置单位则一般包含原材料和中间产物的储备、甲醇氧化制甲醛、甲醛脱醇、三聚甲醛的制造和精炼、二氧戊环的制造和精炼、聚甲醛的制取、后处理封端、造粒、成品打包、工业废气焚烧等。在本套生产制造装置中的许多单体装置在制造过程中都会产生大量工业废气及固体废渣，如果处置不妥，将对周边自然环境造成一定的污染。

目前，共聚甲醛的制造企业大多集中于几家国际大型的高分子生产商，如美国杜邦分析系统、德国赫斯特塞拉尼斯、IC、巴斯夫、新加坡工程塑胶集团、旭化成控股集团、日本聚合塑胶控股集团、三菱瓦斯化学和韩国乐喜化工等企业。按合成工序生产技术的差异，可分成共聚甲醛和均聚甲醛两个工序生产技术路线。其中，均聚甲醛工序生产技术系由杜邦集团于1959年首次产业化；而共聚甲醛工序生产技术则由赫斯特塞拉尼斯控股集团于1961年完成了产业化。此后，旭化成、巴斯夫、三菱瓦斯保护所和宇部兴产等公司企业都对这些工序生产技术做了改进与进一步发展，并产生了具有各自特点的新工艺生产技术。

2 聚甲醛在制造业中的环境污染原因分析

聚甲醛是指分母主链上有一个CH，O一链节的热塑性树脂，是一类高密度、高分子晶体的无支链线性高分子，拥有优异的物理化学机械性能、耐化学品性，应用工作温度区域广泛，可在-40~100℃的范围内长期应用。由于聚甲醛的分母链构造规整性较高，且分母链主要由碳氧键构成，因此，聚甲醛的碳氧键长比碳键短，拥有较良好的整体构造刚度和机械硬度，是工程用塑料中力学性能最近似金属材料的种类之一，拥有分子密度系数高、结晶性较高、机械刚度大、自润滑性能较好、抗疲劳、耐碰撞、抗有机溶剂、成形工艺简便等突出优势。同时，聚甲醛还拥有吸湿性较小、尺度平稳、表面有光泽的特点，优于一般聚酰胺。此外，其具备的抗拉力度、扭转硬度值、抗疲劳破坏性能硬度均高，因此，即便在低温度条件下，聚甲醛仍具备很好的耐蠕变特点、几何稳定能力和耐撞击特点，能在低工作高温环境内长时间应用。它的耐磨和自润滑性能也较大多数建筑塑胶优良，并具备优异的抗油、耐过氧化物特点［2］。

2.1 公共工程建设单位环境污染原因分析

公司公共工程建设单位的煤炭储存与运输设备在工作过程中，由于煤的装载、运输、粉碎、筛选等作业都会形成含煤尘，将对大气环境造成一定的污染；锅炉系统在工作过程中也会产生大量含硫、含氮的生活废物，以及工业垃圾；而污水系统在工作过程中也会产生含盐量更多的工业废物，并且这些装置的工作过程也会产生大量噪声污染。

2.1.1 技术水平

科学是人类社会最高社会劳动生产力，科学的进步也促进着经济社会蓬勃发展，提高了人类生活水平。然而，社会经济发展和技术进步的历史也表明，在一定的技术水平和体制条件下，技术对人类的作用是双重的：一方面，使人类更适合自身目的和需要；另一方面，对生态环境产生重大影响，这反过来抵消人类自身努力的作用［3］。

2.1.2 群众素质

环保需要全人类的共同参加，而公民环保意识的增强对可持续发展的实现也有着很大的现实意义。因为不同地域、不同人群的环保意识都是有差异的，一般而言，生活在发达地带的普通民众要比生活落后地区的环保意识更强，而有些相对偏僻的地方，环保意识更加淡漠，人们希望取得更高的经济效益却忽视了对自然环境的破坏。但在有些经济相对发达的地方，有些人即使明知自己的行为会对环境造成破坏，由于利益的驱使，仍旧继续实施，这些都给生态环境造成了危害。

2.1.3 环保力度

工业化发展过程中，对生态环境的保护很大程度上要依赖政府的参与，但是在一些基层单位，环境保护工作并未受到重视。

2.2 主装置单元环境污染因素分析

甲醛生产使用银法制备法。甲醛生产过程中，主要产生以带有含HCHO、CH3OH等物质的废气和废液；二氧戊环制造过程中，主要生成含有HCHO、HCOOH、C2H6O2、H2SO4、HCOONa等化学物质的废液；在聚合、后处理及包装加工过程中，主要产生含甲醛气体、POM粉尘、BF3、三乙基胺等化学物质的废气，以及包括HCHO、TOX、DOX、POM、N（CH3CH2）3、MEAL等化学物质的废气和POM粉末、POM固态等废渣。这些装置的设备在工作过程中也会产生相应的噪声污染。

3 消除环境污染的措施

按照以上分析方法中所说，各装置产生的“三废”中由于危险化工产物的总量各有不同，因此，本文采用了完全多样化的处理方法，将危险化工产物进行了无毒化处理，并尽量争取使最后的排出物中危险化工产物的含量降低到我国污染技术标准的规定范围。聚甲醛（Polyoxymethylene，POM）是一类高结晶度、高工作温度的热塑性建筑塑料制品，它一般包括了均聚物和共聚物两类。因为它的物理机械特点比较突出，具有硬度值高、刚性好、优良的抗撞击坚硬、抗疲劳力度、耐磨、尺寸稳定性好、自润滑剂、抗稳定蠕变、抗溶剂等特点，是塑胶生产中机械特性最接近金属板材的种类之一，也开启了工程塑胶材料向各种金属等传统材质挑战的新时代。近年来，聚甲醛蓬勃发展得飞快，在欧美等发达国家的制造和供应量已经在整个建材塑胶成品中仅次于聚酰胺和聚碳酸酯，位列全球第三名，而在我国其制造和供应量也一直保持全球第二。据塑胶产业专家学者预测，聚甲醛将在下个时代很有可能被作为重要的通用型材质来应用［4］。

3.1 坚持环境保护原则

3.1.1 发展循环经济，提升环境资源效率

为了节俭国土资源、环境保护，在产业化建设过程中，应走各种资源浪费较少、污染小的新兴技术产业化建设道路，而循环经济建设也将是我国走向新兴技术产业化建设道路的主要发展模式。循环经济效益就是运用对化学物质的循环使用来提高自身资源使用，从而减少对垃圾的环境污染，进而达到资源利用化、减数字化、再造化，从而达到弥补自身资源过度使用所造成的不足和减少环境污染的目的。

3.1.2 严格的准入条件，依靠科技进步，推动行业优化提升

在工业化迅速发展过程中，应进行合理的规划和充分的考察，承接发达地区转移过来的产业时，要进行谨慎的选择，在充分发挥本地资源、劳动力等优势的同时，还应考虑到其对资源环境的影响，减少对生态环境造成的损坏。

3.1.3 依靠政府宏观调控，促进工业化城镇化进程，保障环境质量

因为环保资源的高度公共性，政府很难让公司将其成本内部变化，而这些举措若要能够成功实现，又需要高度依赖政府的政策保障。所以，在产业化进度中，当地政府若想保证环境转变较好或者不再继续变坏，就应当发挥其宏观调控功用，以保证国民经济和环保各项事业的蓬勃发展。

3.2 工业废气的处理

根据环境影响因素分析结果得出，在本企业的生产过程中，煤炭贮存、锅炉、甲醛生产、二氧戊环的制造、三聚甲醛制造、多聚甲醛生产及后处理过程中都会形成工业废物，但是由于各个废物的成分并不完全一致，所以，必须针对各个废物成分的差异，选择适当的处置方式。煤炭贮存和运输装置主要通过进行喷雾的方法降尘，以及通过设置布袋除尘器除尘；高锅炉温度下的烟气则首先经过SNCR脱硝和低氮燃烧脱硝，然后设置布袋除尘器除尘，而后通过双碱法脱硫，把烟气中的固态灰尘、二氧化硫、氮氧化物等脱除在国家规定的排放量指数内（氮氧化物含量≤50mg/m3、SO2≤35mg/m3，颗粒物≤10mg/m3）；主装置区内二氧戊环制取设备和三聚甲醛装置所产生的工业废物中，由于存在着少量甲醛、甲醇、甲苯等有机物成分，产生了相应的热值，所以，在主装置区北侧设置了2个废气燃烧炉，专门用于处理在主装置区内产生的含有大量有机废物的工业尾气；而聚甲醛制取设备所产生的工业尾气中主要含有甲醛、POM粉尘、BF3、三乙基胺等化学物质，经过设有一个水洗塔用除盐水吸附工业尾气中的有害物质之后，可以进行净化排出［5］。

3.3 工业废水的处理

根据对环境因素分析结果得出，在本企业的制造过程中，由于产生对环境极大危害的工业生产废物大多聚集于工业生产主装置区内，因此，可以通过将工业生产废液逐级处理，或者通过设置二氧戊环收集塔、三聚甲醛收集塔、聚甲醛废气收集塔等节能减排的装置。首先，在工业生产设备上，将原工业企业生产过程中形成的含量略微偏高一些的工业生产废水中的二氧戊环、三聚甲醛等加以处理，并将处理后的副产品并系统产出，从而达到了减少耗能、节省成本，同时，又减少了污染程度的目的；经过逐级处置后，剩余的工业生产废水中仍存在着微量的甲醛（HCHO≤1000ppm）、三聚甲醛（C3H603≤800ppm）和甲酸等化工产物，因此，可以利用厂区内污水处理站，将含醛工业生产废水进行处置，经处置后的工业生产废水可以达到我国《合成树脂行业工业污染物间接排放标准》，最后排入化工园区污水处理站。

3.4 固体废弃物的处理

根据环境影响因素分析结果得出，在原本企业的生产过程中，由于锅炉装置要生成废渣，在三聚甲醛、甲醛中国近代史等的工业生产过程中，由于物质在管网、装置内的自聚会化形成了多聚甲醛、三聚甲醛等固体污染物，多聚甲醛生产过程及后续处理中要生成被污染的POM粉、POM粒和块体的POM机头料。因此，针对这些物质的成分差异，选用相应的处理方式，将锅炉装置生成的废弃物采用了招标的方法，发包给一家工业固体废弃物的回收公司，他们将锅炉装置生成的粉尘出售给水泥工程公司，将锅炉装置生成的垃圾出售给制砖厂，就这样完成了对锅炉装置中所有工业固体废弃物的无害化处理。三聚甲醛、多聚甲醛生产等过程中所形成的多聚甲醛以及被污染的POM粉料、粒料，我们在经过粉碎后加入锅炉设备的燃料煤中，将其在锅炉炉膛中焚烧后处理掉；至于没有被污染的POM粒料、块体原料，则采用了招标的方法卖给部分低端塑料加工公司，经过分类处理，使得原本企业生产装置中形成的所有固体污染物均可实现了无害化处置，从而避免了污染的事件产生。

3.5 工业噪声的处理

从环境因素分析可以得知，在本企业的生产中，所有大型机械、装置的运行都会形成不同的噪声污染，这种污染尽管在短期内不会形成重要的环境变化，但是长期以来无论是对于周边的环境还是对于工作人员都有着不可逆转的污染危害。为了给施工周边环境及施工员工创造一种健康的环境，可以根据不同的机械装置，而采用不同的减噪保护措施，在形成噪声污染的装置附近设有隔离音箱、防杂音室、在废气放空口设有消声器，以及把气力运输管道周围用保温隔音施工棉覆盖起来等方式，把企业厂区的噪声污染限制在合乎我国规定的区域之内，从而有效地避免聚甲醛生产过程当中所产生的工业噪声污染问题［6］。

4 结语

目前，我国国内聚甲醛生产企业所使用的产品，关键技术上大都是直接引入了国内外企业、企业的产品二流关键技术，因此，面临着引入科技自身就具有一些的缺点或科技发展瓶颈。并且一些企业在引入科技时，与对生产中“三废”的有效处置科技不能同时引入，可能会导致在生产过程中产生环境污染的社会问题，所以，政府有关部门应当加强科技审核力量，逐步提升审核登记工作技术门槛，以便于在源头上保证聚甲醛生产企业没有环保问题出现。聚甲醛在工业生产处理过程上形成的各类废弃物，尤其以在工业生产处理过程中形成的含醛废物的处置是工程污水管理的一项难题，因此，国内外有关从事工程污水处理科学研究的高校与科研机构都应该将它视为下一个攻关的重点，以寻找比较经济的解决方式，为增强国产聚甲醛产业的国际竞争优势，提供技术支持。由于在聚甲醛工业制造过程中生成的“三废”中存在着对环境影响较大的甲苯、甲醛、BF3等化工产物，所以，聚甲醛的企业必须要提高自身约束技术水平，合理调节制造业过程的产品负担，认真搞好清污分流工作，把带有这些化工物质存在的工厂工业污染物全面回收后集中分类处置，实现污染控制，维护好工厂驻地的碧水蓝天，切实做到环保安全型制造业。