廢舊氟利昂的處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢舊氟利昂的處理工藝，該工藝的步驟為：(1)將硫酸鋯、鈦酸、鎢酸按照鋯、鈦、鎢摩爾比1∶0.5-0.6∶0.1-0.3混合后加水造粒，在200-300℃噴霧干燥制備成直徑是0.1-10mm的催化劑顆粒；(2)將顆粒放置在管式反應(yīng)器內(nèi)，催化劑顆粒的體積占管式反應(yīng)器總體積的25-40％；(3)同時(shí)將氟利昂和水蒸氣按照體積比1∶3-6同時(shí)通入管式反應(yīng)器內(nèi)，同時(shí)維持管式反應(yīng)器內(nèi)的溫度250-300℃之間，接觸時(shí)間為3-10min。(4)催化水解后的尾氣用90-98％濃硫酸吸收水蒸氣，無(wú)水乙醇吸收氯化氫氣體，用碳酸氫鈉溶液來(lái)吸收氟化氫氣體，用碳酸鈉溶液來(lái)吸收二氧化碳?xì)怏w。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能耗低、氟利昂水解效率高、水解產(chǎn)物能夠再利用，在廢物治理與資源化領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
【專利說(shuō)明】廢舊氟利昂的處理工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涉及環(huán)保領(lǐng)域，尤其是涉及一種廢棄氟利昂的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 氟利昂（CFCs)是上世紀(jì)20年代合成的"安全制冷劑"。其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、 易相變性、無(wú)腐蝕性和高絕緣性等諸多特性，因此被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。 排放到大氣中的CFCs在對(duì)流層中性質(zhì)十分穩(wěn)定，可穩(wěn)定存在數(shù)十到上百年，但其慢慢上升 進(jìn)入平流層后，會(huì)在強(qiáng)烈紫外線的作用下被分解，分解釋放出的氯原子同臭氧會(huì)發(fā)生連鎖 反應(yīng)，破壞臭氧分子。據(jù)科學(xué)估計(jì)一個(gè)氯原子可以破壞數(shù)萬(wàn)個(gè)臭氧分子。地球表面的臭氧 層能吸收太陽(yáng)輻射中的紫外線，保護(hù)地球的生態(tài)環(huán)境，臭氧分子被大量消耗的結(jié)果是其吸 收紫外線輻射的能力大大減弱，導(dǎo)致到達(dá)地球表面的紫外線明顯增加，給人類健康和生態(tài) 環(huán)境帶來(lái)多方面的嚴(yán)重危害，如：人類免疫系統(tǒng)疾病，呼吸道疾病明顯增加，植物生長(zhǎng)受損， 海洋生物種類數(shù)量減少等。
[0003] 廢棄氟利昂如果排放到環(huán)境中，對(duì)環(huán)境和人造成的危害主要有以下兩個(gè)方面：
[0004] 1.臭氧空洞。由于臭氧層保護(hù)地球表面不受太陽(yáng)強(qiáng)烈的紫外線照射，破壞后將會(huì) 影響生物圈的動(dòng)植物界，特別是會(huì)使人類皮癌患者增多。大氣中的氟利昂R11和R12的含量 在增加，臭氧濃度在降低，甚至使南極上空出現(xiàn)了臭氧空洞。臭氧空洞的出現(xiàn)，會(huì)造成：使微 生物死亡；使植物生長(zhǎng)受阻，尤其是農(nóng)作物如棉花、豆類、瓜類和一些蔬菜的生長(zhǎng)受到傷害； 使海洋中的浮游生物死亡，導(dǎo)致以這些浮游生物為食的海洋生物相繼死亡；使海洋中的魚(yú) 苗死亡，漁業(yè)減產(chǎn)；使動(dòng)物和人的眼睛失明；使人和動(dòng)物免疫力降低。
[0005] 據(jù)分析，平流層臭氧減少萬(wàn)分之一，全球白內(nèi)障的發(fā)病率將增加0. 6?0.8%，即 意味著因此引起失明的人數(shù)將增加1萬(wàn)到1. 5萬(wàn)人。
[0006] 2.溫室效應(yīng)。氟利昂在大氣中濃度的增加的另一個(gè)危害是"溫室效應(yīng)"，本來(lái)地球 表面的溫室效應(yīng)的典型來(lái)源是大氣中的二氧化碳，但大多氟利昂也有類似的特性，而且它 的溫室效應(yīng)效果是二氧化碳的數(shù)千倍。溫室效應(yīng)使地球表面的溫度上升，引起全球性氣候 反常。如果地球表面溫度升高的速度繼續(xù)發(fā)展，科學(xué)家們預(yù)測(cè)：到2050年，全球溫度將上升 2-4攝氏度，南北極地冰山將大幅度融化，導(dǎo)致海平面上升，使一些島嶼國(guó)家和沿海城市淹 沒(méi)于海水之中，其中包括國(guó)際大城市：紐約，上海，東京和悉尼。
[0007] 正由于CFCs對(duì)大氣臭氧層的極大破壞作用，世界各國(guó)已采取行動(dòng)來(lái)限制CFCs的 生產(chǎn)使用，并提出了逐步淘汰CFCs的各種方案。
[0008] 目前，世界上CFCs產(chǎn)品年使用量超過(guò)100萬(wàn)噸，如何經(jīng)濟(jì)、高效地實(shí)現(xiàn)CFCs的無(wú) 害化排放成為環(huán)境保護(hù)的重要課題之一，因此，開(kāi)發(fā)CFCs無(wú)害化的分解技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之 急。常用的CFCs無(wú)害化處理技術(shù)包括燃燒熱分解法、催化分解法、光催化分解法、化學(xué)試 劑消解法、超聲波分解法和等離子體分解法等。中國(guó)專利（CN201110320425. 7)公開(kāi)了一 種水熱分解來(lái)處理廢棄氟利昂的方法，將堿液、氧化劑、氟利昂一起放入反應(yīng)體系中進(jìn)行水 熱反應(yīng)，氟利昂水解后的產(chǎn)物立即被堿液吸收，最終得到含有碳酸鹽和氟氯的混合巖，具 有反應(yīng)快速高效的特點(diǎn)但是存在產(chǎn)物為混合鹽，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大，沒(méi)有完全利用的缺點(diǎn)；中 國(guó)專利（CN200810058719. 5)公開(kāi)了一種氟利昂燃燒水解過(guò)程中提高氟利昂分解速率的 方法，但CFCs的分解效率不能達(dá)到完全（98% )，且會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的二次化合物；公開(kāi)專利 (CN1049295)描述了一種氯氟烷烴的催化分解法，該方法不僅存在催化劑容易失活的問(wèn)題， 其催化分解氟利昂的效率也有待進(jìn)一步的提高；化學(xué)試劑消解法存在殘留化學(xué)試劑的處理 問(wèn)題；中國(guó)專利（CN200810058719. 5)公開(kāi)了一種微波等離子體分解氟利昂無(wú)害化處理方 法，氟利昂的分解效率能達(dá)到99 %以上，取得很好的效果，但該方法易發(fā)生設(shè)備積碳，運(yùn)行 的穩(wěn)定性有待提_。
[0009] 對(duì)于氟利昂的處理大多采用燃燒法處理，在800-1200°C左右，使得氟利昂燃燒，在 研究的還有微波分解法、等離子法等其他方法，但微波分解法和等離子法成本太高，燃燒法 又會(huì)產(chǎn)生新的污染物，而且無(wú)法回收有效物質(zhì)，造成資源浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種能耗低、氟利昂水解效率高、水解產(chǎn) 物能夠再利用的方法。
[0011] 本發(fā)明的催化水解氟利昂的方法，其方案包括以下步驟：
[0012] (1)將硫酸鋯、鈦酸、鎢酸按照鋯、鈦、鎢摩爾比1 : 0.5-0. 6 : 0. 1-0. 3混合后加 水造粒，在200-30(TC噴霧干燥制備成直徑是0.l-10mm的催化劑顆粒；
[0013] (2)將顆粒放置在管式反應(yīng)器內(nèi)，催化劑顆粒的體積占管式反應(yīng)器總體積的 25-40% ；
[0014] (3)同時(shí)將氟利昂和水蒸氣按照體積比1 : 3-6同時(shí)通入管式反應(yīng)器內(nèi)，同時(shí)維持 管式反應(yīng)器內(nèi)的溫度250-300°C之間，接觸時(shí)間為3-10min。
[0015] (4)催化水解后的尾氣用90-98%濃硫酸吸收水蒸氣，無(wú)水乙醇吸收氯化氫氣體， 用碳酸氫鈉溶液來(lái)吸收氟化氫氣體，用碳酸鈉溶液來(lái)吸收二氧化碳?xì)怏w。
[0016] 優(yōu)選的，催化劑顆粒呈自然堆積狀態(tài)；反應(yīng)過(guò)程中的壓力為〇? 5-2atm;催化水解 后的尾氣經(jīng)過(guò)換熱器冷卻到l〇〇-l〇5°C后再通入90-98%濃硫酸吸收水蒸氣；用來(lái)吸收氟 化氫的碳酸氫鈉溶液為飽和碳酸氫鈉。最終氟利昂的水解率高于99. 5%
[0017]其水解的化學(xué)反應(yīng)方式（以最常見(jiàn)的F-12為例）：
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種廢棄氟利昂的處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 將硫酸鋯、鈦酸、鎢酸按照鋯、鈦、鎢摩爾比1 : 0.5-0. 6 : 0.1-0. 3混合后加水造 粒，在200-30(TC噴霧干燥制備成直徑是0. l-10mm的催化劑顆粒； (2) 將顆粒放置在管式反應(yīng)器內(nèi)，催化劑顆粒的體積占管式反應(yīng)器總體積的25-40% ; (3) 同時(shí)將氟利昂和水蒸氣按照體積比1 : 3-6同時(shí)通入管式反應(yīng)器內(nèi)，同時(shí)維持管式 反應(yīng)器內(nèi)的溫度250-300°C之間，接觸時(shí)間為3-10min。 (4) 催化水解后的尾氣用90-98%濃硫酸吸收水蒸氣，無(wú)水乙醇吸收氯化氫氣體，用碳 酸氫鈉溶液來(lái)吸收氟化氫氣體，用碳酸鈉溶液來(lái)吸收二氧化碳?xì)怏w。
2. 如權(quán)利要求1所述廢棄氟利昂的處理方法，其特征是，催化劑顆粒呈自然堆積狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述廢棄氟利昂的處理方法，其特征是，反應(yīng)過(guò)程中的壓力為 0?5_2atm〇
4. 如權(quán)利要求1所述廢棄氟利昂的處理方法，其特征是，催化水解后的尾氣經(jīng)過(guò)換熱 器冷卻到100-105°C后再通入90-98 %濃硫酸吸收水蒸氣。
5. 如權(quán)利要求1所述廢棄氟利昂的處理方法，其特征是，用來(lái)吸收氟化氫的碳酸氫鈉 溶液為飽和碳酸氫鈉。
【文檔編號(hào)】C01B7/19GK104386650SQ201410541948
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月2日
【發(fā)明者】董亞倫 申請(qǐng)人:董亞倫