CN117732241A - 一种有效分解含氟烷烃类物质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有效分解含氟烷烃类物质的方法，包括如下步骤：收集车间排放的含氟有机废气，废气中主要包含含氟有机物如R134a(四氟乙烷)、R143a(三氟乙烷)、R32(二氟甲烷)和R23(三氟甲烷)；将废气引入电加热器进行加热；加热完成后将气体引入催化反应器，同时添加催化剂，将含氟废气催化氧化，反应成二氧化碳、氟化氢和水；反应完成后利用急冷器将反应后的敢问气体进行急速冷却；冷却过后的气体进入碱洗塔，净化后的反应气体经烟囱可向外排放。本发明相较于传统的焚烧法，采用催化氧化，有效降低了反应温度，降低能耗；并且采用催化氧化法得到的分解产物，基本上不含一氧化碳、氟气等有毒害性的物质。

Description

一种有效分解含氟烷烃类物质的方法

技术领域

本发明涉及含氟烷烃类废气处理领域，具体涉及一种有效分解含氟烷烃类物质的方法。

背景技术

氟氯烃及其替代品广泛应用于制冷、发泡、清洗、消防、气雾剂等行业，由于目前广泛采用的CFC与HCFC类物质对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应，使全世界的上述行业面临严重的挑战，CFC与HCFC的替代已成为当前国际性的热门话题。目前公司的主要产品为ODS替代品中的二氟甲烷和1,1,1,2-四氟乙烷两种新型制冷剂，其臭氧破坏潜能值(ODP值)均为0。同时在二氟甲烷和1,1,1,2-四氟乙烷生产过程中，由于副反应的进行，会生成一定量的三氟甲烷、三氟乙烷、五氟乙烷等HFC气体，这些物质均为低毒、微毒或无毒物质，此类废气大部分是直接排放的，因此可不作处理直接放空。

但是这些物质属于温室气体，目前公司每年因副反应产生的三氟甲烷、三氟乙烷、五氟乙烷，以及在分离这些气体而流失的二氟甲烷和四氟乙烷，总计在80吨左右，如何有效而无污染的处理这些废气，成为了公司环保工作的重点之一。

国内外研究人员尝试了多种处理废弃含氟氯烃的方法,如高温焚烧法、等离子体法、γ-射线辐照法、超声处理法,其中高温焚烧法曾被认为是大规模处理氯氟烃的可行方法,但在焚烧处理含氟氯烃的副产物中,发现了二噁英、一氧化碳以及氟气等有毒害物质；等离子体法运作成本高；γ-射线辐照法、超声处理法不安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有效分解含氟烷烃类物质的方法，相较于传统的焚烧法，采用催化氧化，有效降低了反应温度，降低能耗；并且采用催化氧化法得到的分解产物，基本上不含一氧化碳、氟气等有毒害性的物质。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种有效分解含氟烷烃类物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)收集车间排放的含氟有机废气，废气中主要包含含氟有机物如R134a(四氟乙烷)、R143a(三氟乙烷)、R32(二氟甲烷)和R23(三氟甲烷)；

(2)将废气引入电加热器进行加热；

(3)加热完成后将气体引入催化反应器，同时添加催化剂，将含氟废气催化氧化，反应成二氧化碳、氟化氢和水，反应方程式如下：

(4)反应完成后利用急冷器将反应后的敢问气体进行急速冷却；

(5)冷却过后的气体进入碱洗塔，净化后的反应气体经烟囱可向外排放。

进一步地，所述步骤3中催化反应器中的反应温度为350℃-450℃。

进一步地，所述步骤5中，碱洗塔底部设置有氢氧化钠溶液，反应后的气体中氟化氢等酸性气体利用氢氧化钠溶液进行吸收。

进一步地，所述碱洗塔中吸收完酸性气体后产生的底部废水引入污水站。

进一步地，在步骤2中，将废气引入电加热器的同时引入空气。

本发明的有益效果：1：相较于传统的焚烧法，本项目采用催化氧化，有效降低了反应温度，降低能耗；

2：采用催化氧化法得到的分解产物，基本上不含一氧化碳、氟气等有毒害性的物质。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参照图1所示，本发明的一种有效分解含氟烷烃类物质的方法的一实施例，(1)收集车间排放的含氟有机废气，废气中主要包含含氟有机物如R134a(四氟乙烷)、R143a(三氟乙烷)、R32(二氟甲烷)和R23(三氟甲烷)；

(2)将废气引入电加热器进行加热；

(3)加热完成后将气体引入催化反应器，同时添加催化剂，将含氟废气催化氧化，反应成二氧化碳、氟化氢和水，反应方程式如下：

(4)反应完成后利用急冷器将反应后的敢问气体进行急速冷却；

(5)冷却过后的气体进入碱洗塔，净化后的反应气体经烟囱可向外排放。

总结如下：将车间排放的含氟有机废气收集后，采用催化氧化的方式进行处理。废气经电加热器加热后，进入催化氧化反应***，含氟有机物如R134a(四氟乙烷)、R143a(三氟乙烷)、R32(二氟甲烷)和R23(三氟甲烷)等在催化剂的作用下氧化分解为CO2、HF和H2O，高温反应气经急冷之后再通过碱洗塔，反应气中的HF等酸性气体用NaOH溶液吸收，碱洗塔底部废水去厂区污水站，净化反应气经烟囱排放，经过工程师研究发现，在空气混合气氛中的催化分解反应过程中，HFC(氟氯烃)物质在催化剂作用下，首先得到的是在CO和HF，然后经过催化剂表面活性粒子催化CO氧化为CO2，在反应温度为350-450℃时，HFC的初始转化率达95％以上。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种有效分解含氟烷烃类物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)收集车间排放的含氟有机废气，废气中主要包含含氟有机物如R134a(四氟乙烷)、R143a(三氟乙烷)、R32(二氟甲烷)和R23(三氟甲烷)；

(2)将废气引入电加热器进行加热；

(3)加热完成后将气体引入催化反应器，同时添加催化剂，将含氟废气催化氧化，反应成二氧化碳、氟化氢和水，反应方程式如下：

(4)反应完成后利用急冷器将反应后的敢问气体进行急速冷却；

(5)冷却过后的气体进入碱洗塔，净化后的反应气体经烟囱可向外排放。

2.如权利要求1所述的有效分解含氟烷烃类物质的方法，其特征在于，所述步骤3中催化反应器中的反应温度为350℃-450℃。

3.如权利要求1所述的有效分解含氟烷烃类物质的方法，其特征在于，所述步骤5中，碱洗塔底部设置有氢氧化钠溶液，反应后的气体中氟化氢等酸性气体利用氢氧化钠溶液进行吸收。

4.如权利要求3所述的有效分解含氟烷烃类物质的方法，其特征在于，所述碱洗塔中吸收完酸性气体后产生的底部废水引入污水站。

5.如权利要求1所述的有效分解含氟烷烃类物质的方法，其特征在于，在步骤2中，将废气引入电加热器的同时引入空气。