100多年前,在國外對索爾維制堿法采取技術封鎖的情況下,化工前驅侯德榜博士自主創(chuàng)新,發(fā)明了“侯氏制堿法”即“聯堿法”,為世界制堿技術開辟了一條新的途徑。如今,面對“氨堿法”無法解決的大量排放廢液廢渣世紀難題,“聯堿法”這一中國化工先驅創(chuàng)新成果,仍然是解決這一難題的正確選擇。
隨著國家生態(tài)環(huán)境部對“氨堿法”生產純堿污染情況展開調研,國家相關部門再一次將目光聚焦在中國“氨堿法”純堿工業(yè)領域,"聯堿法”再一次被歷史所垂目!
作為基礎的大宗化工產品,自19世紀末誕生以來,純堿就對世界工業(yè)的進步貢獻了巨大力量。然而,自誕生那一刻起,"氨堿法"純堿生產過程中伴生的廢液和廢渣排放成了企業(yè)的沉重負擔。在綠色高質量發(fā)展的新時代,廢液廢渣的處理問題仍然深深困擾著“氨堿法”生產純堿企業(yè)。目前,我國純堿產能45%的“氨堿法”生產純堿企業(yè),每年都有將近1.5億立方米的廢渣廢液排放,污染物規(guī)模之大、隱患之深、影響之重,都是前所未有的。在生態(tài)文明作為中華民族偉大復興車載體的新發(fā)展時期,這一污染問題更顯得與時代格格不入,迫切需要國家和企業(yè)提出解決辦法。

世紀難題是工藝缺陷造成的
1892年,比利時工程師索爾維發(fā)明了氨堿法制純堿。1926年,我國著名化學家侯德榜在天津塘沽永利堿廠發(fā)明了"聯堿法"并生產出合格純堿。
早期采用"氨堿法"生產純堿的企業(yè)都將生產廢液廢渣直接排入大海。直到上世紀初期,隨著人類環(huán)保意識的增強,堿廠才將堿渣直排改為在灘涂上圍堤筑壩、自然澄清、清液排海,固形物多用來增高渣場堤壩。而隨著時間的延續(xù)和生產規(guī)模的不斷擴張,久而久之,在每個堿廠背后的海灘上,一個個巨型渣場高高聳立。它們俯視著大海,表面看似平靜的白色膏狀廢液內部卻蘊含著巨大的張力與能量,暗暗與地基搭建在松軟沙灘上的圍堤較勁,威脅周邊安全。
經過近百年的努力,中國純堿工業(yè)以3300萬噸的巨大產能,成為世界第一純堿生產大國。與“全球老大”光環(huán)相伴相隨的,是堿渣排放量第一。據了解,雖然我國氨堿法純堿的比重已逐漸下降,但產量占比仍近45%。業(yè)內普遍認為,每生產1噸純堿要排放10立方米廢液廢渣,其中固體含量(干基)約3%。如此,即便按我國氨堿法純堿產能為1500萬噸測算,全國每年要產生15000萬立方米廢液,其中固體廢物近500萬噸。
顯然,這不是個小數字,而處置堿渣也并非易事。即使不做任何治理,只是為儲存源源不斷的廢液,純堿企業(yè)就需經常擴大渣場容量;如果要回收處理廢液和堿渣,售價2000元左右一噸的純堿,無法承載處理10立方米廢液廢渣高昂的費用。后天的努力,無法改變工藝先天的不足,如今廢液廢渣不治理,環(huán)保難過,治理廢液廢渣,資金是擺在氨堿法企業(yè)面前的頭號難題。
近10多年來,歐美等發(fā)達國家與地區(qū)的氨堿法純堿生產正在快速退出,也因此不再受到廢液廢渣之累。比如,美國已于1986年徹底終結了氨堿生產,改用天然堿;有著豐富海鹽資源和灘涂的日本,也于2004年關閉了本國最后一座氨堿廠,改為進口純堿;即使是氨堿法鼻祖比利時索爾維公司,近年也開始轉行,目前公司氨堿產能已被削減至20%以內。

環(huán)保隱患像達摩之劍高懸頭上
當初,為就近取得海鹽資源和便于排放廢液,我國不少氨堿廠依海而建,多座大型純堿企業(yè)自北向南布局在東部沿海地區(qū)。天長日久,這種布局的風險開始慢慢顯現。
潛在的垮壩風險是可怕的。采用筑壩方式圍起的體積龐大的渣場,壩基大多建立在松軟的灘涂淤泥上,且越筑越高,普遍都超過十余米,而巨量廢液產生的壓強作用于壩體上,風險不言自明。特別是每當汛期來臨,潰壩的危險成倍增加。這種處理方式,與其說是囤積廢液,不如說是豢養(yǎng)囚獸,時刻都有“破籠而出”危害海洋環(huán)境的風險。
其實,因堿渣堆存造成的污染事故并不鮮見。即使在非汛期,堿渣、堿液入海污染事件也時有發(fā)生。而除了對海洋環(huán)境產生威脅外,堿渣的資源浪費也是驚人的。
首先是灘涂資源不斷被蠶食侵占。由于堿渣得不到及時處理,不少渣場被迫不斷擴容。如一個100萬噸級的氨堿企業(yè),為便于自然晾曬廢液,要輪流使用渣場,為此一般至少要配套建設4~6個渣場,總面積近200公頃。而300萬噸級的企業(yè),對灘涂的需求更大。須知,灘涂作為寶貴自然資源,對沿海開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護有著越來越重要的作用,而一旦被渣場征用,將失去使用價值。
世紀之初,中國純堿工業(yè)在巨大的環(huán)保壓力下由沿海向西部轉移,但西部脆弱的生態(tài)環(huán)境如何承載轉移而來環(huán)保的壓力!在三江源之地,又有數百萬噸級的大堿廠采用“氨堿法”工藝建成投產。
青海是"三江之源”,也被稱為“中華水塔”、"中華之肺”。保護“中華水塔”"中華之肺”,于中國而言,意義不言而喻。
在距離青海德令哈市西南方向約50公里的戈壁灘上,一個一眼望不到邊的“廢堿白湖”在茫茫戈壁中顯得格外扎眼。這個廢堿“白湖”是由純堿生產企業(yè)排放的廢堿、廢液、廢渣所致。
每年幾千萬立方米,已經累積到幾億立方米,這些廢液廢渣像達摩利劍一樣懸在中華水塔之上,如果不加以處理,長期任由其排放下去,可能會對地下水造成污染,甚至會嚴重影響到“中華水塔”的安全。

徹底解決“氨堿法”純堿生產勢在必行
制備純堿最為著名的技術有三種。一種是氨堿法制純堿,由比利時人索爾維研制,又名索氏制堿法,索爾維制堿法的基本原理并不復雜:用飽和食鹽水吸收氨氣,再向其中通入二氧化碳,制得溶解度較小的碳酸氫鈉,過濾出碳酸氫鈉后煅燒即可制得純凈潔白的碳酸鈉固體。該方法的突出優(yōu)點是技術成熟,原料來源豐富且廉價,一次性投入較少;但其致命的缺點是,大量排放廢液廢渣。另一種是聯合制堿法,由我國的侯德榜博士研制,又名侯氏制堿法。侯氏制堿法主要針對氨堿法的不足,對此法進行了重大改進,創(chuàng)造性地將制堿和合成氨結合起來,成功地發(fā)明了聯合制堿法。其基本化學原理與索爾維制堿法相同,但革除了用石灰石生產CO2這一工序,CO2來源于合成氨的造氣(水煤氣轉化)工序。侯氏制堿法的另一成果是解決了索爾維法產生的廢液廢渣排放,規(guī)辟了氯化鈣占地毀田、污染環(huán)境的弊端。制堿的副產品是化肥氯化銨。再就是天然堿加工純堿,因為利用自然資源,天然堿加工純堿已經實現了零排放,是最為綠色的純堿加工方法。
我們建議“氨堿法”生產純堿企業(yè)向“聯堿法”過渡,這是解決“氨堿法”廢液廢渣污染問題的根本出路。就排污一項來說,“氨堿法”每生產一噸純堿,廢液廢渣排放10立方米、鹽泥排放0.5立方米,而“聯堿法”此兩項均為零。
綠色發(fā)展是高質量發(fā)展的必然抉擇,現有“氨堿法”純堿企業(yè)聯產化肥是企業(yè)生存和發(fā)展的必然選擇。
生態(tài)環(huán)境是無法替代的自然資產,也是人類社會繁衍壯大的基礎支撐。中國雄踞東亞大陸,為世界獨一無二的“綠水青山大國”和“生物多樣性大國”。從東到西、從南到北,地理環(huán)境豐富多彩,給經濟社會發(fā)展以豐潤的機會和廣闊的回旋余地,生態(tài)環(huán)境是我們立足于世界民族之林的寶貴財富,更是實現中華民族偉大復興中國夢的渾厚載體!
我們必須把“氨堿法”純堿工業(yè)的改造放在這一恢弘背景下來思考。
2020年6月16日,工信部印發(fā)的《純堿行業(yè)準入條件》予以廢止,預示著除天然堿加工純堿做為綠色化工的代表列入鼓勵項目外,其它純堿項目則不再審批建設。這是面對純堿產能出超、“氨堿法”純堿工業(yè)污染采取的重大舉措。同時,發(fā)改委也要制定"氨堿法"純堿逐步退出的《純堿行業(yè)退出要求》,對污染企業(yè)提出明確的退出政策、退出支持條件、退出時間要求。中國純堿工業(yè)的行業(yè)組織也要制定純堿綠色發(fā)展標準,明確工藝要求,平衡布局,科學發(fā)展,對純堿工業(yè)的生產方式做出合理調整。環(huán)保部門要按照引導和倒逼的要求,因地制宜,制定更為嚴格的排放標準,嚴格考核、嚴格督查,對達不到排放標準的,對威脅重要生態(tài)地區(qū)的、對嚴重影響新時代生態(tài)文明建設的企業(yè),要堅決改造、關停,有序退出。
截至2020年底,我國純堿產能約 3340 萬噸/年,采用"氨堿場"的總產能為 1530 萬噸,鑒于目前中國純堿產能出超30%的實際情況,"氨堿法”純堿的逐步退出,對中國純堿市場需求影響不大。

據悉,我國井鹽加工純堿已經實現了“井下循環(huán)鹽—堿—鈣聯合生產”全流程零排放,該工藝流程設計做到了符合減量化、再利用、資源化原則,不僅節(jié)水節(jié)能,而且大幅度提高了資源利用效率;減少污染物排放,實現了資源的循環(huán)利用,這也為"氨堿法"指明了技術改造路徑。天佑中華,內蒙古阿拉善發(fā)現了10億噸級的天然堿礦,可連續(xù)50年向市場提供千萬噸綠色純堿產品,這就為我國逐步替代“氨堿法”純堿提供了歷史機遇。
加強環(huán)境保護是發(fā)展所需、民生所盼。
中國純堿工業(yè)在崛起的發(fā)展中,始終沒有忘記中國的責任和歷史擔當,相信,中國純堿人一定會維護大局,做出有利于國家、民族和人民的正確選擇!
做生態(tài)文明思想堅定信仰者、忠實踐行者、不懈奮斗者。在中華民族偉大復興的歷史進程中,企業(yè)家應始終把國家和人民的利益放在第一位!相信,為了國家和民族的利益,為了中華民族偉大復興中國夢的實現,“氨堿法”純堿生產企業(yè)一定會未雨綢繆、早做準備!
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