本發(fā)明涉及一種含汞廢物的處理與回收方法，具體地說是涉及一種采用電石法生產(chǎn)聚氯乙烯（PVC）過程中含汞廢物處理與回收方法。

背景技術(shù)：

聚氯乙烯（PVC）是五大通用塑料之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、化學建材等重要領(lǐng)域，是“以塑代鋼、以塑代木”的重要產(chǎn)品，是簡歷資源、能源節(jié)約型社會的重要產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在我國，聚氯乙烯的生產(chǎn)主要采用電石法以乙炔原料路線為主。在電石法PVC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載10%-12%的氯化汞。這樣每年使用氯化汞觸媒約7000t（氯化汞770t，汞約570t），占中國汞消費量的50%以上，是中國乃至世界最大的耗汞行業(yè)。

在電石法PVC生產(chǎn)方法中，氯乙烯合成工序采用固定床反應(yīng)器、氯化汞作為催化劑，目前，電石法氯乙烯合成反應(yīng)使用以活性炭為載體的氯化汞觸媒，使用過程中氯化汞的流失及各類含汞廢物的產(chǎn)生，如脫汞器中吸附揮發(fā)汞化合物的活性炭、組合吸收處的鹽酸等，并且在操作過程中氯化汞觸媒破損產(chǎn)生一定的灰渣，積碳失活產(chǎn)生大量的廢觸媒，以及脫汞器中吸附流失汞化合物的活性炭等，造成一定量的固體含汞廢物。由此可見，電石法PVC生產(chǎn)導致了大量汞排放及汞污染，汞污染具有持久性、生物累積性和生物擴大性，對環(huán)境和人體健康具有很大影響。

在全球禁汞和國內(nèi)汞資源短缺的雙重壓力下，電石法PVC的生產(chǎn)企業(yè)需要積極開展環(huán)境友好生產(chǎn)改造，有效降低汞的消耗和排放，才是唯一出路，也是在無汞觸媒研發(fā)成功之前行業(yè)的發(fā)展方向。因此，有必要提出一種能夠有效提高電石法PVC生產(chǎn)工藝中含汞廢物的處理與回收方法勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電石法生產(chǎn)聚氯乙烯中含汞廢物處理與回收方法，該方法操作方便，成本低，易于實施且工藝簡單合理，有效加強了電石法PVC生產(chǎn)中對含汞廢物的回收處理能力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種電石法生產(chǎn)聚氯乙烯中含汞廢物處理與回收方法，該方法具體采用氣相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)、液相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)和固相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)的含汞廢物處理與回收系統(tǒng)，其中，氣相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)包括通氣管道及徑向床結(jié)構(gòu)的脫汞反應(yīng)器，通氣管道法蘭連接脫汞反應(yīng)器的氣源入口；液相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)包括沉淀池、輸送泵、過濾預(yù)處理裝置、混凝沉淀反應(yīng)器、超濾裝置及鹽水分離裝置的含汞廢水處理系統(tǒng)，所述沉淀池、輸送泵、過濾預(yù)處理裝置、混凝沉淀反應(yīng)器、超濾裝置和鹽水分離裝置依次相連接，所述過濾預(yù)處理裝置內(nèi)設(shè)有活性炭過濾器，所述超濾裝置內(nèi)除汞樹脂膜和裝載有除汞填料的填料柱，所述鹽水分離裝置包括電極板、分離隔板、陽離子交換膜、陰離子交換膜和輸水通道；固相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)包括帶有攪拌器的氯化汞觸媒反應(yīng)器，采用上述處理與回收系統(tǒng)進行含汞廢物的處理與回收方法具體包括如下步驟：

（1）分別將氣相含汞廢物通過通氣管道輸送至脫汞反應(yīng)器中，將液相含汞廢物匯集至沉淀池中后進行依次處理，而將固相含汞廢物加入至氯化汞觸媒反應(yīng)器中；

（2）所述脫汞反應(yīng)器內(nèi)的汞吸附劑吸附飽和后取出并投入至氯化汞觸媒反應(yīng)器中進行處理以獲得氯化汞觸媒；

（3）將含汞廢水匯集至沉淀池中對廢水中的大顆粒沉淀物進行沉淀處理，以除去廢水中的懸浮物；由輸送泵將經(jīng)過沉淀處理后的含汞廢水抽入至過濾預(yù)處理裝置內(nèi)進行過濾預(yù)處理，將含汞廢水中的無機汞通過活性炭過濾器進行初級吸附處理；

（4）將經(jīng)過過濾預(yù)處理后的含汞廢水輸送至混凝沉淀反應(yīng)器內(nèi)，先向混凝沉淀反應(yīng)器內(nèi)加入硫化鈉溶液進行充分反應(yīng)，然后再向混凝沉淀反應(yīng)器內(nèi)加入無機絮凝劑，最后生成HgS絮狀沉淀自然沉淀下來；

（5）經(jīng)過反應(yīng)沉淀后的過濾清液輸送至超濾裝置內(nèi)，過濾清液依次通過除汞樹脂膜和裝載有除汞填料的填料柱再次進行無機汞和有機汞共同吸附處理，并產(chǎn)生超濾清液；

（6）將超濾清液輸送至鹽水分離裝置內(nèi)進行濃縮除鹽，最后通過鹽水分離裝置輸出符合國家標準的淡水排入到儲水箱內(nèi)進行存儲待用；

（7）將步驟（3）中吸附飽和的活性炭過濾器中的活性炭取出并投入至氯化汞觸媒反應(yīng)器中進行處理以獲得氯化汞觸媒。

作為本發(fā)明的一種改進， 所述脫汞反應(yīng)器內(nèi)填充有裝載有除汞填料的填料器，所述填料器內(nèi)除汞填料可選用活性炭、沸石分子篩、殼聚糖吸附劑、金屬錳鉀礦粉、凹凸棒土、膨潤土或以細菌、真菌及藻類為吸附載體的生物吸附劑中的任意一種。

作為本發(fā)明的一種改進， 所述氯化汞觸媒反應(yīng)器內(nèi)加入有低濃度氯化汞溶液，并且還需要向氯化汞觸媒反應(yīng)器內(nèi)通入氯氣。

作為本發(fā)明的一種改進，所述除汞樹脂膜和填料柱之間設(shè)有集液器，所述集液器和填料柱之間設(shè)有流速控制器。

作為本發(fā)明的一種改進，通過所述流速控制器將通過填料柱的過濾清液的流速分為初級流速、中級流速和高級流速三個等級，其中，初級流速、中級流速和高級流速之間的流速比為1:1.5:2，從而可根據(jù)填料柱內(nèi)所裝載的除汞填料對汞的吸收速度對通過填料柱的過濾清液流速進行選擇控制，可有效提高填料柱對汞的吸附效果。

作為本發(fā)明的一種改進， 所述氯化汞溶液的濃度為10-25%，向氯化汞觸媒反應(yīng)器內(nèi)通入氯氣的流速控制在5-10g/min。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提出的含汞廢物處理與回收方法的通用性強，可對電石法生產(chǎn)PVC的過程中產(chǎn)生的所有含汞廢物進行分類、高效且環(huán)保的方式處理，整個工藝流程短，含汞廢物的回收利用附加值以及有效成分利用率高，大大節(jié)約了PVC生產(chǎn)廠的原料投入成本，有效實現(xiàn)了含汞廢物所回收的汞在電石法PVC生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，實現(xiàn)了零汞或微汞排放。

具體實施方式

本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。

一種電石法生產(chǎn)聚氯乙烯中含汞廢物處理與回收方法，該方法具體采用氣相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)、液相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)和固相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)的含汞廢物處理與回收系統(tǒng)，其中，氣相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)包括通氣管道及徑向床結(jié)構(gòu)的脫汞反應(yīng)器，通氣管道法蘭連接脫汞反應(yīng)器的氣源入口；液相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)包括沉淀池、輸送泵、過濾預(yù)處理裝置、混凝沉淀反應(yīng)器、超濾裝置及鹽水分離裝置的含汞廢水處理系統(tǒng)，所述沉淀池、輸送泵、過濾預(yù)處理裝置、混凝沉淀反應(yīng)器、超濾裝置和鹽水分離裝置依次相連接，所述過濾預(yù)處理裝置內(nèi)設(shè)有活性炭過濾器，所述超濾裝置內(nèi)除汞樹脂膜和裝載有除汞填料的填料柱，所述鹽水分離裝置包括電極板、分離隔板、陽離子交換膜、陰離子交換膜和輸水通道；固相含汞廢物處理與回收子系統(tǒng)包括帶有攪拌器的氯化汞觸媒反應(yīng)器，采用上述處理與回收系統(tǒng)進行含汞廢物的處理與回收方法具體包括如下步驟：

（1）分別將氣相含汞廢物通過通氣管道輸送至脫汞反應(yīng)器中，將液相含汞廢物匯集至沉淀池中后進行依次處理，而將固相含汞廢物加入至氯化汞觸媒反應(yīng)器中；

（2）所述脫汞反應(yīng)器內(nèi)的汞吸附劑吸附飽和后取出并投入至氯化汞觸媒反應(yīng)器中進行處理以獲得氯化汞觸媒；

（3）將含汞廢水匯集至沉淀池中對廢水中的大顆粒沉淀物進行沉淀處理，以除去廢水中的懸浮物；由輸送泵將經(jīng)過沉淀處理后的含汞廢水抽入至過濾預(yù)處理裝置內(nèi)進行過濾預(yù)處理，將含汞廢水中的無機汞通過活性炭過濾器進行初級吸附處理；

（4）將經(jīng)過過濾預(yù)處理后的含汞廢水輸送至混凝沉淀反應(yīng)器內(nèi)，先向混凝沉淀反應(yīng)器內(nèi)加入硫化鈉溶液進行充分反應(yīng)，然后再向混凝沉淀反應(yīng)器內(nèi)加入無機絮凝劑，最后生成HgS絮狀沉淀自然沉淀下來；

（5）經(jīng)過反應(yīng)沉淀后的過濾清液輸送至超濾裝置內(nèi)，過濾清液依次通過除汞樹脂膜和裝載有除汞填料的填料柱再次進行無機汞和有機汞共同吸附處理，并產(chǎn)生超濾清液；

（6）將超濾清液輸送至鹽水分離裝置內(nèi)進行濃縮除鹽，最后通過鹽水分離裝置輸出符合國家標準的淡水排入到儲水箱內(nèi)進行存儲待用；

（7）將步驟（3）中吸附飽和的活性炭過濾器中的活性炭取出并投入至氯化汞觸媒反應(yīng)器中進行處理以獲得氯化汞觸媒。

其中，所述脫汞反應(yīng)器內(nèi)填充有裝載有除汞填料的填料器，所述填料器內(nèi)除汞填料可選用活性炭、沸石分子篩、殼聚糖吸附劑、金屬錳鉀礦粉、凹凸棒土、膨潤土或以細菌、真菌及藻類為吸附載體的生物吸附劑中的任意一種。優(yōu)選采用活性炭作為除汞填料，以利于后續(xù)進一步采用氯化汞觸媒反應(yīng)器中進行處理以獲得氯化汞觸媒，從而增加回收利用率及環(huán)保性能。

所述氯化汞觸媒反應(yīng)器內(nèi)加入有低濃度氯化汞溶液，并且還需要向氯化汞觸媒反應(yīng)器內(nèi)通入氯氣。優(yōu)選的，所述氯化汞溶液的濃度為10-25%，向氯化汞觸媒反應(yīng)器內(nèi)通入氯氣的流速控制在5-10g/min。將加入氯化汞觸媒反應(yīng)器的所有固相含汞廢物先經(jīng)低濃度的氯化汞溶液再經(jīng)過氯氣還原最后再通過低濃度的氯化汞溶液浸泡的循環(huán)反應(yīng)過程，獲得高純度的氯化汞觸媒。

另外，所述除汞樹脂膜和填料柱之間設(shè)有集液器，所述集液器和填料柱之間設(shè)有流速控制器。通過所述流速控制器將通過填料柱的過濾清液的流速分為初級流速、中級流速和高級流速三個等級，其中，初級流速、中級流速和高級流速之間的流速比為1:1.5:2，從而可根據(jù)填料柱內(nèi)所裝載的除汞填料對汞的吸收速度對通過填料柱的過濾清液流速進行選擇控制，可有效提高填料柱對汞的吸附效果。

需要說明的是上述實施例，并非用來限定本發(fā)明的保護范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍。在權(quán)利要求中，單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。