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在電石法聚氯乙烯生產(chǎn)過程中,,氯乙烯合成使用的觸媒是以活性炭為載體浸漬負(fù)載10%~12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的氯化汞,。中國采用電石法生產(chǎn)的聚氯乙烯占聚氯乙烯總產(chǎn)量的73%,,每年使用的氯化汞觸媒約7000t(氯化汞約770t,汞約570t),,占中國汞消費(fèi)量的50%以上,,是中國乃至世界最大的耗汞行業(yè)。電石法聚氯乙烯的生產(chǎn)導(dǎo)致大量汞排放,、汞污染,。
隨著國際限汞公約漸行漸近(歐盟已全面限制出口汞)、國內(nèi)汞資源匱乏等,,氯化汞和汞的使用處于高敏感限制階段,,石化聯(lián)合會也提出了限汞三步走的目標(biāo):2010—2015年低汞化階段,2015—2020年固汞化階段,,2021—2030年無汞化階段,。中國電石法聚氯乙烯將面臨無汞資源可用并面臨國際限汞 潮的巨大壓力,,必須將汞的總排放量控制在要求范圍內(nèi),并且還要盡可能地回收汞,,以保證汞資源的供應(yīng),,維持汞的最低需求量,以時(shí)間換空間,,延續(xù)電石法聚氯乙烯的生存期,。除此之外,將整個(gè)系統(tǒng)中 的汞廢物捕集及回收處理,,也是發(fā)展生態(tài)化循環(huán)經(jīng) 濟(jì)的重中之重,。
1 氣相含汞廢物處理與回收
1.1 來源
粗氯乙烯由乙炔與氯化氫混合氣體通過裝有氯化汞觸媒的轉(zhuǎn)化器合成,氯化汞易升華,,在反應(yīng)過程中由于反應(yīng)熱點(diǎn),、原料氣雜質(zhì)、乙炔與氫氣的還原性,、水分等因素,,使得氯化汞以單質(zhì)汞、氯化亞汞或氯化汞蒸氣等形式隨著粗氯乙烯以氣相形式流出,,經(jīng)過除汞器可脫除一部分汞,,有關(guān)數(shù)據(jù)表明此部分 的汞廢物占氯化汞使用總量的8%。
1.2處理與回收方法
目前大多數(shù)電石法聚氯乙烯廠家除汞器內(nèi)都裝填活性炭,,吸附氣相中的汞廢物,,使氣相汞固定富集在固態(tài)物質(zhì)上,便于處理,,但存在增加整個(gè)系統(tǒng)壓力,、更換活性炭頻次高、除汞效果不理想等問題,。
1991年,,法國石油公司的卡梅倫等公開了一種汞固體捕集劑的制備方法,該固體捕集劑是一種載體或無機(jī)分散劑,,主要組分為硫化銅,,也包括銅、硫的其他化合物,。該方法能有效捕集汞,,但捕集劑制備工藝復(fù)雜,后處理不詳,。
1994年,,上海工業(yè)大學(xué)的諸永泉研究了載銀活性炭處理含汞廢氣,使廢氣中的汞與銀形成汞合金,,具有效率高,、流程簡單等特點(diǎn),。但由于系統(tǒng)中存在少量乙炔,容易形成炔化銀爆炸性化合物,。
2006年,,戈?duì)柶髽I(yè)控股股份有限公司公布專利,該專利通過對含碳纖維氈或其他含碳基材形式進(jìn)行化學(xué)處理得到組合物,,其化學(xué)處理主要是與某些特定的含硫化合物(優(yōu)選二甲亞砜)熱解,,再經(jīng)過特殊的俘獲汞設(shè)備,從氣相中俘獲汞的效率極高,,但僅局限于處理含有大量SO2和/或NOx的含汞氣體,大大限制了其推廣和應(yīng)用,。
2008年,,上海交通大學(xué)晏乃強(qiáng)等申請枟對廢脫 硫劑改性制備廢氣除汞劑的方法枠專利,該專利將廢舊脫硫劑粉碎,,再將鹵族元素負(fù)載在廢舊脫硫劑表面,,使廢舊脫硫劑表面上的單質(zhì)硫與鹵族元素反應(yīng)形成硫鹵化合物及過渡金屬的鹵化物。改性處理后的廢脫硫劑對零價(jià)汞具有極好的吸附性,,然后把所吸附的汞轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫化汞,。該除汞劑以填充式或直接噴入式與含汞廢氣進(jìn)行接觸,變廢為寶,,大大降低了成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源再利用,,但此類除汞劑只對零價(jià)汞具有良好的吸附性,具有一定的局限性,。