孫文明,田 瑩,王興來(lái),王永杰
(河北金?;す煞萦邢薰?,河北 滄州061000)
電石法聚氯乙烯生產(chǎn)中的含汞廢鹽酸處理后,可提取其中的氯化汞,用以重新生產(chǎn)氯化汞觸媒,變廢為寶, 有效緩解汞資源日趨枯竭和含氯化汞鹽酸污染環(huán)境的問(wèn)題。
河北金?;す静捎妹摴?, 置于轉(zhuǎn)換器后段的工藝中, 氯乙烯和氯化汞混合氣體通過(guò)管道進(jìn)入脫汞器,活性炭吸附氯化汞后,氯乙烯氣體進(jìn)入下一工序。由于混合氣體的溫度較高(150 ℃~180 ℃),活性炭吸附了的氯化汞仍然處于劇烈的升華狀態(tài),吸附效果差, 導(dǎo)致后工序的脫酸塔及水洗塔出來(lái)的酸中含汞超標(biāo), 處理這些超標(biāo)的含汞廢酸是急待解決的問(wèn)題。
有研究發(fā)現(xiàn), 在通常情況下氯化汞溶于水后都是以HgCl2形式存在, 但HgCl2分子對(duì)氯離子有很強(qiáng)親和力特性, 如果在液體中有一定量氯離子存在就會(huì)形成[HgCl4]2-絡(luò)合物,采用陰離子交換技術(shù)可將液體中的氯化汞絡(luò)合物全部吸附。 由于陰離子樹脂對(duì)[HgCl4]2-絡(luò)合物的選擇性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)氯離子的選擇性,吸附效果相當(dāng)明顯,僅采用二級(jí)交換器,對(duì)氯化汞的吸附率即大于99.8%,除氯化汞徹底。采用獨(dú)特的解析液解析吸附飽和的樹脂,解析率大于99.9%,解吸的氯化汞按照氯化汞觸媒生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn), 用活性炭吸附并循環(huán)生產(chǎn)氯化汞觸媒, 解析后的樹脂可重復(fù)繼續(xù)使用。 此項(xiàng)陰離子交換法吸附技術(shù)的持有方于2011 年3 月向國(guó)家專利局申請(qǐng)了發(fā)明專利。
鑒于對(duì)此項(xiàng)除汞新工藝的認(rèn)可, 該公司與專利方合作進(jìn)行了工業(yè)化試驗(yàn),該公司承擔(dān)裝置建設(shè),專利方負(fù)責(zé)樹脂回購(gòu)及解析再生。
除汞新工藝流程見(jiàn)圖1。
圖1 除汞新工藝流程示意圖
將水洗塔出來(lái)的含汞廢酸(濃度為17%~21%)送至陰離子交換除汞裝置。 裝置由3 臺(tái)陰離子交換器、管道閥門及附屬儀表等組成。陰離子交換器為三級(jí)串聯(lián)運(yùn)行, 當(dāng)最前級(jí)運(yùn)行的陰離子樹脂吸附飽和后,將失效的該交換器解除運(yùn)行,原第二級(jí)轉(zhuǎn)換成第一級(jí),原第三級(jí)轉(zhuǎn)換成第二級(jí)繼續(xù)運(yùn)行,最前級(jí)運(yùn)行的陰離子交換器更換新樹脂后, 轉(zhuǎn)換成第三級(jí)抽入系統(tǒng)運(yùn)行。 陰離子樹脂交換器系統(tǒng)設(shè)有旁路系統(tǒng)轉(zhuǎn)換閥門,當(dāng)最前級(jí)運(yùn)行的陰離子交換器吸附飽和后,關(guān)閉本級(jí)陰離子交換器的進(jìn)出口閥門, 打開(kāi)下一級(jí)陰離子交換器的進(jìn)出口閥門, 使后兩級(jí)陰離子交換器正常運(yùn)行。 經(jīng)過(guò)除汞凈化后的酸根據(jù)需要送去不同的裝置,如果AVCM 需要,可送去組合吸收塔,用來(lái)吸收粗VCM 合成氣體中過(guò)量的氯化氫氣體;如果AVCM 不需要,作為副產(chǎn)酸出售。
圖中虛線框內(nèi)的工作由專利方將樹脂運(yùn)回其工業(yè)區(qū)內(nèi)實(shí)施。
主要設(shè)備有:陰離子樹脂交換器YSJ-2200 3臺(tái);籃式管道過(guò)濾器Φ300 mm 1 臺(tái); 出酸流量計(jì)Q=50 m3/h 3 臺(tái);閥門、管件、管材1 套。
(1)該裝置的設(shè)備及管道選材均為鋼襯PE,但閥門選型為對(duì)夾式塑料蝶閥。由于該公司地處北方,冬季室外溫度較低, 對(duì)閥門的強(qiáng)度和極限溫度要求較為嚴(yán)格,全部更改為鋼襯四氟的蝶閥。
出于安全和環(huán)保的考慮, 該裝置的地面及地溝均增加了防酸腐蝕處理。
氯化汞含量約為15 000 μg/L 的原料廢酸通過(guò)陰離子交換除汞裝置后, 一級(jí)出口氯化汞含量為314.2 μg/L,二級(jí)出口為43.6 μg/L。
數(shù)據(jù)表明,該次工業(yè)化試驗(yàn)取得圓滿成功。經(jīng)該公司組織環(huán)保部門、中國(guó)氯堿協(xié)會(huì)及氯堿行業(yè)相關(guān)單位等現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審,進(jìn)行考核和驗(yàn)收,得到各參評(píng)單位和部門的稱贊和表彰。 陰離子交換樹脂除汞技術(shù)投資少,見(jiàn)效快,無(wú)風(fēng)險(xiǎn),回報(bào)率高,而且節(jié)能環(huán)保,整個(gè)工藝流程中無(wú)三廢排放,解決了該公司氯化汞的污染問(wèn)題。