氯堿行業(yè)的主要環(huán)境問(wèn)題及對(duì)策建議

左志遠(yuǎn)

（青島海晶化工集團(tuán)有限公司 山東青島 266042）

1 氯堿行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

2011年，在燒堿價(jià)格高位、市場(chǎng)整體運(yùn)行狀況較好的帶動(dòng)下，燒堿產(chǎn)能繼續(xù)保持了較高的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，由于受市場(chǎng)價(jià)格下滑影響，PVC產(chǎn)能的擴(kuò)張速度略有放緩。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止至2011年底，國(guó)內(nèi)燒堿總產(chǎn)能達(dá)到3 421萬(wàn)t/a，產(chǎn)量2 466萬(wàn)t/a，其中離子膜法裝置產(chǎn)能3 035萬(wàn)t/a，占總產(chǎn)能比例接近90%，隔膜法裝置能力377萬(wàn)t/a，占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能比例繼續(xù)減少。國(guó)內(nèi)聚氯乙烯總產(chǎn)能達(dá)到2 162萬(wàn)t/a，產(chǎn)量1 295萬(wàn)t/a，其中，電石法裝置生產(chǎn)能力為1723萬(wàn)t/a，占總產(chǎn)能的比例為79.7%，乙烯法裝置生產(chǎn)能力439萬(wàn)t/a，占總產(chǎn)能的比例為20.3%。

經(jīng)過(guò)多年的快速發(fā)展，東部沿海地區(qū)氯堿企業(yè)面臨勞動(dòng)力成本上升、環(huán)境資源約束日趨嚴(yán)重的壓力，步入升級(jí)和轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式的提升階段。中西部地區(qū)由于勞動(dòng)力成本較低、資源豐富，該地區(qū)氯堿工業(yè)迅速崛起，國(guó)內(nèi)氯堿行業(yè)的生產(chǎn)中心逐步向中西部轉(zhuǎn)移。

傳統(tǒng)的山東、江蘇、河南、浙江等地仍是國(guó)內(nèi)燒堿的主要產(chǎn)區(qū)，燒堿產(chǎn)能達(dá)到1 649萬(wàn)t/a，占全國(guó)燒堿產(chǎn)能的48.3%。

內(nèi)蒙古、山東、新疆、河南、天津、四川、山西等地是國(guó)內(nèi)聚氯乙烯的主要產(chǎn)地，在產(chǎn)聚氯乙烯42家，產(chǎn)能合計(jì)1 276.5萬(wàn)t/a，占全國(guó)聚氯乙烯總產(chǎn)能的59%，聚氯乙烯平均產(chǎn)能為30.4萬(wàn)t/a，項(xiàng)目規(guī)模大型化已成為國(guó)內(nèi)聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)的普遍發(fā)展趨勢(shì)。

2 氯堿行業(yè)環(huán)保技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年，氯堿生產(chǎn)企業(yè)在節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)方面取得了可喜的成果，通過(guò)膜法脫除硫酸根技術(shù)、低汞觸媒、鹽酸深度解析、聚合母液廢水回收治理、電石渣綜合利用等重點(diǎn)環(huán)保技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)施，以及有關(guān)氯堿環(huán)保政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，氯堿生產(chǎn)企業(yè)在資源消耗、污染物減排、綜合利用等方面取得了較好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2.1 膜法脫除硫酸根技術(shù)

由于離子膜法生產(chǎn)工藝的能耗較低，大部分企業(yè)采用離子膜裝置淘汰相對(duì)落后的隔膜生產(chǎn)裝置。隨著離子膜燒堿產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，鹽水中硫酸根富集的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，進(jìn)電解槽鹽水中硫酸根濃度過(guò)高，可造成陽(yáng)極使用壽命縮短、局部電流密度升高等問(wèn)題，因此，必須對(duì)鹽水進(jìn)行精制去除多余的硫酸根。

為降低鹽泥對(duì)環(huán)境的影響，避免氯化鋇的使用，多采用膜法脫除硫酸根工藝替代傳統(tǒng)鋇法脫除硫酸根工藝。膜法脫除硫酸根主要利用膜元件的特性將一價(jià)的鈉離子和氯離子與二價(jià)的硫酸根離子分離，實(shí)現(xiàn)硫酸根的去除。膜法脫除硫酸根工藝具有運(yùn)行成本低、操作簡(jiǎn)單、無(wú)廢水產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，行業(yè)內(nèi)已有多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，該法是氯堿行業(yè)脫硫硫酸根技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先選擇。

2.2 副產(chǎn)鹽酸深度解析技術(shù)

在氯乙烯生產(chǎn)工藝中，為提高乙炔轉(zhuǎn)化率，減少分餾負(fù)荷，延長(zhǎng)觸媒使用壽命，在乙炔與氯化氫合成反應(yīng)中，乙炔和氯化氫分子比控制在1.00∶1.05～1.00∶1.10范圍內(nèi)。為了能夠回收合成氣中過(guò)量的氯化氫，采用密閉循環(huán)的方式，將合成氣經(jīng)冷卻后采用泡沫塔吸收，生成30%～32%的副產(chǎn)鹽酸。

目前，國(guó)內(nèi)大部分采用與堿性廢水中和或者低價(jià)銷(xiāo)售的辦法進(jìn)行處理副產(chǎn)鹽酸，前者不但造成了水污染，還增加了排污費(fèi)用，反應(yīng)過(guò)程中還產(chǎn)生大量有毒H2S氣體，又造成大氣污染；后者由于廢酸價(jià)格相對(duì)較低，仍然不經(jīng)濟(jì)。有時(shí)為了滿(mǎn)足用戶(hù)提出的酸濃度要求，不得不降低水洗塔和泡沫塔的循環(huán)量，出現(xiàn)裝置能力不匹配以及能源消耗增加等問(wèn)題。

為了回收鹽酸中的氯化氫，行業(yè)內(nèi)開(kāi)發(fā)出副產(chǎn)鹽酸深度解析技術(shù)，將廢酸脫析到含氯化氫1%以下，回收氯化氫循環(huán)使用，同時(shí)，為后續(xù)含汞廢水處理提供便利。目前，該技術(shù)已在新疆天業(yè)集團(tuán)得到良好應(yīng)用。

2.3 生物氧化技術(shù)回收母液水

母液水主要為聚合工藝用水中的無(wú)離子水，在工藝過(guò)程中，也沒(méi)有增加水質(zhì)硬度的環(huán)節(jié)，硬度較低，同時(shí)具有濁度高、有機(jī)物濃度低的特點(diǎn)。由于作為分散劑使用的聚乙烯醇，85%左右吸附在PVC顆粒表面進(jìn)人產(chǎn)品，15%隨離心母液排放，是離心母液中主要污染物。母液中還含有少量其他添加劑以及這些物質(zhì)反應(yīng)或衰變后的產(chǎn)物.這些物質(zhì)多具有毒性和生物難降解性。

為徹底解決聚氯乙烯離心母液水排放及浪費(fèi)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出生物氧化技術(shù)處理母液水，主要采用物化+生化+深度處理的工藝，利用HUSB高效厭氧反應(yīng)器、兩級(jí)生物接觸氧化、臭氧深度處理及GCDS化工廢水降解設(shè)備后，對(duì)母液水進(jìn)行回收再利用。處理后，母液水出水COD穩(wěn)定在20 mg/L以下，因生產(chǎn)用水與工藝操作和參數(shù)控制存在緊密聯(lián)系，為保聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量，暫時(shí)將處理后的中水作為循環(huán)水補(bǔ)充水使用。

2.4 電石渣綜合利用

近幾年，氯堿行業(yè)對(duì)電石渣的綜合處置進(jìn)行積極探索，開(kāi)發(fā)出多種綜合利用方式，一是電石渣制磚，采用電石渣、粉煤灰通過(guò)混合攪拌、液壓壓制成型及蒸壓養(yǎng)護(hù)等，生產(chǎn)蒸壓粉煤灰磚，該技術(shù)投資小、收效大、符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要求；二是電石渣制純堿，需要有純堿生產(chǎn)廠家進(jìn)行配套；三是電石渣制水泥，是國(guó)內(nèi)重點(diǎn)研究方向，已有多家企業(yè)建成配套水泥廠，還有應(yīng)用于電石渣煙道氣脫硫、土壤改良及建材等方面。

2.5 變壓吸附回收精餾尾氣

從分餾崗位低沸塔頂分離出的氣體經(jīng)尾氣冷凝器冷凝后，其放空氣體中仍?shī)A帶有10%左右的氯乙烯和乙炔，如果這部分氯乙烯和乙炔放空，會(huì)造成大量浪費(fèi)，給周?chē)h(huán)境造成污染，還會(huì)對(duì)安全生產(chǎn)造成一定威脅。為回收氯乙烯尾氣中的氯乙烯和乙炔，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)了一些精餾尾氣回收工藝，其中，應(yīng)用最廣泛的是變壓吸附工藝，該工藝自動(dòng)化程度高，氯乙烯回收率超過(guò)99.5%，乙炔回收率超過(guò)99%，大大降低了電石的消耗及氯乙烯的排放。

3 氯堿行業(yè)健康發(fā)展的環(huán)境問(wèn)題制約因素

3.1 行業(yè)迅速擴(kuò)張，資源消耗及環(huán)保壓力日益加大

中國(guó)PVC行業(yè)發(fā)展迅速，近幾年，新增的PVC產(chǎn)能幾乎都來(lái)自電石法，在整個(gè)PVC行業(yè)中所占比例一直保持在較高水平。特別值得關(guān)注的是，受?chē)?guó)內(nèi)外復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)形式影響，國(guó)內(nèi)電石法聚氯乙烯企業(yè)的開(kāi)工率較低，產(chǎn)量增長(zhǎng)與產(chǎn)能增長(zhǎng)有一定差距，但2010年以后產(chǎn)能有顯著增加。產(chǎn)能的增長(zhǎng)代表著中國(guó)PVC生產(chǎn)增長(zhǎng)的總體潛力，只要經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀條件具備，電石法聚氯乙烯產(chǎn)量將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的局面，這將對(duì)整體削減PVC行業(yè)汞的使用和消耗非常不利，同時(shí)，國(guó)家節(jié)能減排政策及產(chǎn)業(yè)政策也對(duì)行業(yè)資源消耗及環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求。

3.2 行業(yè)規(guī)?；a(chǎn)不足，環(huán)保治理的難度大

由于中國(guó)歷史原因形成的條塊分割、地區(qū)保護(hù)和產(chǎn)業(yè)自身等特點(diǎn)，造成了氯堿行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)多，平均規(guī)模小，難以形成規(guī)?；?，產(chǎn)品系列化，從而造成能源消耗高，環(huán)保治理難度大，部分企業(yè)仍采用比較落后的生產(chǎn)工藝。國(guó)內(nèi)10萬(wàn)t/a以下的小規(guī)模電石法聚氯乙烯企業(yè)數(shù)量多，集中度不高。以2010年為例，30萬(wàn)t/a以下的小規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)占總產(chǎn)能的53%。規(guī)模小的企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力相對(duì)較低，管理水平、技術(shù)水平及污染防治的實(shí)施能力不一，單位產(chǎn)品的資源消耗及污染物排放量水平也不一致，而且，對(duì)于替代產(chǎn)品及污染減排技術(shù)推廣應(yīng)用等也有一定的制約作用，不利于行業(yè)的健康發(fā)展。

3.3 上游配套觸媒生產(chǎn)企業(yè)管理力度不足

就行業(yè)的整體發(fā)展而言，對(duì)于電石法聚氯乙烯生產(chǎn)的上游產(chǎn)品氯化汞觸媒的生產(chǎn)和供應(yīng)的控制管理至關(guān)重要，但一直以來(lái)對(duì)上游觸媒生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注不足，造成這些企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平及環(huán)保管理水平混亂。目前，中國(guó)的管理政策已開(kāi)始涉及此領(lǐng)域，加強(qiáng)對(duì)氯化汞觸媒生產(chǎn)和供應(yīng)環(huán)節(jié)的控制管理，有利于制約電石法聚氯乙烯行業(yè)的無(wú)序擴(kuò)張，也有力于促進(jìn)低汞產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

3.4 汞資源及汞污染問(wèn)題

電石法PVC生產(chǎn)過(guò)程中所使用的氯化汞觸媒存在嚴(yán)重的汞流失及污染環(huán)境的問(wèn)題，按目前的PVC產(chǎn)量計(jì)算，全國(guó)每年使用600～800 t汞，其中，大約50%的汞隨著物料夾帶或升華流失，對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重。汞污染已經(jīng)作為全球性問(wèn)題引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署理事會(huì)擬制定約束性國(guó)際文書(shū)對(duì)汞的開(kāi)采及使用做出重要約束。

2011年4月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《重金屬污染綜合防治“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，汞污染是其中重點(diǎn)內(nèi)容。國(guó)家工信部及環(huán)保部相繼發(fā)布 《電石法聚氯乙烯行業(yè)汞污染防治規(guī)劃》和《關(guān)于加強(qiáng)電石法生產(chǎn)聚氯乙烯及相關(guān)行業(yè)汞污染防治工作的通知》，明確了汞減排的途徑和2015年工作目標(biāo)。

隨著PVC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)汞資源的消耗將越來(lái)越大，汞資源及汞污染將成為氯堿行業(yè)生存及發(fā)展的制約因素。十一五期間，在國(guó)家有關(guān)部門(mén)的有力推動(dòng)下，氯堿行業(yè)汞污染防治工作取得了初步進(jìn)展，低汞觸媒的研發(fā)及應(yīng)用獲得了極大的進(jìn)展，但在應(yīng)用過(guò)程中存在一定的制約，因各家工藝控制參數(shù)不同，同時(shí)，由于低汞觸媒質(zhì)量問(wèn)題，使用效果存在一定波動(dòng)，今后需要進(jìn)一步規(guī)范低汞觸媒的生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制和低汞觸媒使用工藝控制，提高低汞觸媒使用率，完成國(guó)家提出的2015年全部淘汰高汞觸媒的規(guī)劃要求，同時(shí)，要加快對(duì)無(wú)汞觸媒的研發(fā)及工業(yè)化進(jìn)度，盡快實(shí)現(xiàn)無(wú)汞化。

4 對(duì)策措施及建議

4.1 嚴(yán)把項(xiàng)目審批關(guān)，促進(jìn)行業(yè)有序發(fā)展

為解決上述問(wèn)題，都需要政府部門(mén)嚴(yán)把項(xiàng)目審批關(guān)，杜絕不合理項(xiàng)目盲目上馬。從規(guī)劃上指導(dǎo)行業(yè)。突出東部沿海地區(qū)港口優(yōu)勢(shì)、交通優(yōu)勢(shì)和中西部地區(qū)的能源、資源優(yōu)勢(shì)。在東部，培育乙烯-氯堿相結(jié)合的工藝；在西部，培育發(fā)展煤電鹽化一體化工藝，促進(jìn)行業(yè)合理布局，有序發(fā)展。

4.2 實(shí)施清潔生產(chǎn)審核，促進(jìn)行業(yè)清潔生產(chǎn)

推行清潔生產(chǎn)是完成“十二五”氯堿污染防治規(guī)劃的重要手段。國(guó)家，地方各環(huán)保部門(mén)和行業(yè)協(xié)會(huì)要依法對(duì)清潔生產(chǎn)執(zhí)行情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，對(duì)不能完成清潔生產(chǎn)任務(wù)的企業(yè)，要直接追究有關(guān)部門(mén)、直接責(zé)任人以及相關(guān)人員的責(zé)任?！笆濉币?guī)劃已明確目標(biāo)和任務(wù)，為落實(shí)行業(yè)振興規(guī)劃和行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求，促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，盡快開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核，系統(tǒng)查定能耗、物耗及產(chǎn)污源定位，提出合理方案，切實(shí)做到落實(shí)到位，提高資源利用率，促進(jìn)行業(yè)清潔發(fā)展。

4.3 加大技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用的支持力度

鼓勵(lì)成立產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，加大科研投入，積極研發(fā)新型分子篩固汞觸媒和無(wú)汞觸媒等汞污染防治新技術(shù)。國(guó)家清潔生產(chǎn)和技術(shù)改造專(zhuān)項(xiàng)資金優(yōu)先支持電石法聚氯乙烯企業(yè)清潔生產(chǎn)項(xiàng)目。地方主管部門(mén)要積極利用技術(shù)改造、節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、中小企業(yè)改造等專(zhuān)項(xiàng)資金，加大新技術(shù)的推廣以及對(duì)電石法聚氯乙烯企業(yè)清潔生產(chǎn)項(xiàng)目的支持力度。

4.4 制定合理的財(cái)稅政策，加大資金支持

建議政府部門(mén)制定針對(duì)氯堿企業(yè)環(huán)境治理的項(xiàng)目，下?lián)軐?zhuān)項(xiàng)資金，對(duì)行業(yè)內(nèi)具有重大節(jié)能減排效果的清潔生產(chǎn)技術(shù)設(shè)定示范工程、樣板工程給予財(cái)政支持。對(duì)廢物綜合利用項(xiàng)目及產(chǎn)品等給予減免產(chǎn)品所得稅等優(yōu)惠政策。國(guó)家和地方政府要加大對(duì)清潔生產(chǎn)工藝的資金投入，制定投資計(jì)劃，幫助企業(yè)卸下包袱，促進(jìn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，解決企業(yè)的清潔生產(chǎn)資金問(wèn)題。

伴隨著近年氯堿行業(yè)的高速發(fā)展，氯堿生產(chǎn)企業(yè)在節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)方面取得了一定進(jìn)步。但一直以來(lái)存在的高能耗、高污染及高資源消耗問(wèn)題日益突出，這也要求在發(fā)展過(guò)程中一定要堅(jiān)持嚴(yán)格審批，有序發(fā)展，同時(shí)，積極推行清潔生產(chǎn)，加快技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用推廣，切實(shí)促進(jìn)氯堿行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。