JP5399051B2 - フロン破壊ガス、または、ドライエッチング排ガス中の塩素およびフッ素の選択的固定化と回収物のリサイクル - Google Patents
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- Treating Waste Gases (AREA)
Description
しかしながら、三フッ化塩素、ハイドロクロロフルオロカーボン類、クロロフルオロカーボン類などのような塩素を含有するガスを分解処理した排ガスに対しては、塩化物とフッ化物の混合物ができるため、再資源化は困難であった。
(b)は、初期で、ガス入口部分に炭酸水素ナトリウム、フッ化物および塩化ナトリウムが混在し、他の部分は炭酸水素ナトリウムが存在する。
(c)は、ガス入口付近の炭酸水素ナトリウムが完全に反応してしまい、ガス入口付近のフッ化物が(4)式、(5)式により塩化ナトリウムに変化し、フッ化物のゾーンが後方へと押しやられる。
(d)は、さらに反応が進み、反応器のガス入口から塩化ナトリウムの層、塩化ナトリウムとフッ化物の層、フッ化物の層、そしてガス出口付近にフッ化物と炭酸水素ナトリウムの層になる。
(e)は、反応器内の炭酸水素ナトリウムがなくなり、反応器のガス出口から高濃度でフッ化水素が出始める状態で、反応器内はガス入口から塩化ナトリウムの層、塩化ナトリウムとフッ化物の層、フッ化物の層の3つのゾーンになる。この場合、ガス出口から排出されるフッ化水素を冷却・凝縮、水洗浄、または、アルカリ洗浄すると、フッ化水素酸、または、フッ化物として回収できる。
図5に示す装置の詳細を説明すると、主要機器は、処理するガス入口、処理後のガス排出口、固定化薬剤の投入口、固定化回収物の抜き出し口、固定化薬剤を保持するための巣板、温度計を備えた内径100mm−直胴部250mmの同じ型のステンレス製反応器と温度制御ができる電気炉を組み合わせたもの4セットと、ガス経路を変更するための配管、および、12個のバルブからなる。
図5に示す反応装置を用いて、反応器1と反応器2にそれぞれ750g(8.93mol)の粒状炭酸水素ナトリウム(旭硝子(株)製エコブラストEB10:粒径約2mm)を入れ、反応器3と反応器4にそれぞれ1500g(17.86mol)の粒状炭酸水素ナトリウム入れた。反応器1〜4の温度を220℃に設定し、反応器内の温度が設定温度に達したのを確認後、1000℃に加熱した分解炉に標準状態でジフルオロクロロメタン(R−22)を600ml/分、水蒸気720ml/分、空気1800ml/分に導入して熱分解((8)式で示す反応)させたものを反応器1に導入した。反応器1に供給される熱分解ガスの標準状態で流量は、フッ化水素1200ml/分、塩化水素600ml/分、炭酸ガス600ml/分、窒素1420ml/分、水蒸気120ml/分、酸素80ml/分と推定される。この時の図5に示すバルブの開閉状態は、バルブV2、V3、V4、V8、V9、V10が閉で、他のバルブは開であり、導入された分解ガスの流れは反応器1→反応器2→反応器3→反応器4である。分解ガスを8時間20分(R−22の処理量:1160g)固定化処理した後、反応器を窒素置換した。放冷後、各反応器の内容物を取り出し、その重量の測定と化学組成の分析を行った。反応器1から99.1wt%の塩化ナトリウム含量の固形物521g、反応器2から58.2wt%の塩化ナトリウムと41.0wt%のフッ化ナトリウムを含有する固形物449g、反応器3から98.7wt%のフッ化ナトリウム含量の固形物752g、反応器4から14.2wt%のフッ化ナトリウムと85.2wt%の炭酸水素ナトリウムを含有する固形物1312gを回収した。
実施例1と全く同じ条件で反応を行った。反応後、反応器1と反応器3の固形物だけを取り出し、反応器1から99.2wt%の塩化ナトリウム含量の固形物523g、反応器3から98.9%のフッ化ナトリウム含量の固形物754gを回収した。
実施例2の後、固形物を抜き出した反応器1に粒状炭酸水素ナトリウム750g、反応器3には粒状炭酸水素ナトリウム1500gを入れ、分解ガスの流れを反応器2→反応器1→反応器4→反応器3にするために、バルブV2、V3、V4、V8、V9、V10を開で、他のバルブを閉にした。反応器1〜4の温度を220℃に設定し、反応器内の温度が設定温度に達したのを確認後、1000℃に加熱した分解炉に標準状態でジフルオロクロロメタン(R−22)を600ml/分、水蒸気720ml/分、空気1800ml/分に導入して熱分解させたものを反応器2に導入した。分解ガスを5時間30分(R−22の処理量:773g)固定化処理した後、反応器を窒素置換した。放冷後、反応器2と反応器4の内容物を取り出し、その重量の測定と化学組成の分析を行った。反応器2から99.0wt%の塩化ナトリウム含量の固形物522g、反応器4から98.9wt%のフッ化ナトリウム含量の固形物753gを回収した。
実施例3の後、固形物を抜き出した反応器2に粒状炭酸水素ナトリウム750g、反応器4には粒状炭酸水素ナトリウム1500gを入れ、分解ガスの流れを反応器1→反応器2→反応器3→反応器4にするために、バルブV2、V3、V4、V8、V9、V10を閉で、他のバルブを開にした。反応器1〜4の温度を220℃に設定し、反応器内の温度が設定温度に達したのを確認後、1000℃に加熱した分解炉に標準状態でジフルオロクロロメタン(R−22)を600ml/分、水蒸気720ml/分、空気1800ml/分に導入して熱分解させたものを反応器2に導入した。分解ガスを5時間30分(R−22の処理量:773g)固定化処理した後、反応器を窒素置換した。放冷後、反応器1と反応器3の内容物を取り出し、その重量の測定と化学組成の分析を行い、実施例2と同様の結果を得た。
反応器1〜4にそれぞれ750gの粒状炭酸水素ナトリウムを入れた。反応器1〜4の温度を160℃に設定し、反応器内の温度が設定温度に達したのを確認後、1000℃に加熱した分解炉に標準状態でジフルオロクロロメタン(R−22)を600ml/分、水蒸気720ml/分、空気1800ml/分に導入して熱分解させたものを反応器1に導入した。この際に導入された分解ガスの流れは反応器1→反応器2→反応器3→反応器4である。分解ガスを8時間20分(R−22の処理量:1160g)固定化処理した後、反応器を窒素置換した。放冷後、反応器1と反応器3の固形物だけを取り出し、反応器1から98.7wt%の塩化ナトリウム含量の固形物525g、反応器3から97.6wt%の酸性フッ化ナトリウムと1.2wt%のフッ化ナトリウムを含有する固形物511gを回収した。
実施例5の後、固形物を抜き出した反応器1と反応器3に粒状炭酸水素ナトリウム750gを入れ、分解ガスの流れを反応器2→反応器1→反応器4→反応器3にするために、バルブV2、V3、V4、V8、V9、V10を開で、他のバルブを閉にした。反応器1〜4の温度を160℃に設定し、反応器内の温度が設定温度に達したのを確認後、1000℃に加熱した分解炉に標準状態でジフルオロクロロメタン(R−22)を600ml/分、水蒸気720ml/分、空気1800ml/分に導入して熱分解させたものを反応器2に導入した。分解ガスを5時間30分(R−22の処理量:773g)固定化処理した後、反応器を窒素置換した。放冷後、反応器2と反応器4の内容物を取り出し、その重量の測定と化学組成の分析を行った。反応器2から98.7wt%の塩化ナトリウム含量の固形物524g、反応器4から98.1wt%の酸性フッ化ナトリウムと1.2wt%のフッ化ナトリウムを含有する固形物509gを回収した。
反応器1と反応器2にそれぞれ500g、反応器3と反応器4にそれぞれ750gの粒状炭酸水素ナトリウムを入れた。反応器1〜4の温度を160℃に設定し、反応器内の温度が設定温度に達したのを確認後、ガスの流れが反応器1→反応器2→反応器3→反応器4となるようにバルブを開閉し、三フッ化塩素をメタンと空気で燃焼分解処理した得られた排ガス(フッ化水素3.0wt%、塩化水素1.8wt%含有)を5.0g/分(マスフローメーター)の質量流速で反応器1に導入した。燃焼分解ガスを60時間固定化処理した後、反応器を窒素置換した。放冷後、反応器1と反応器3の固形物だけを取り出し、反応器1から98.5wt%の塩化ナトリウム含量の固形物347g、反応器3から97.2wt%の酸性フッ化ナトリウムと1.6wt%のフッ化ナトリウムを含有する固形物365gを回収した。
実施例7の後、固形物を抜き出した反応器1に500g、反応器3に750g粒状炭酸水素ナトリウムを入れ、燃焼分解ガスの流れを反応器2→反応器1→反応器4→反応器3にした。反応器1〜4の温度を160℃に設定し、反応器内の温度が設定温度に達したのを確認後、三フッ化塩素をメタンと空気で燃焼分解処理した得られた排ガス(フッ化水素3.0wt%、塩化水素1.8wt%含有)を5.0g/分(マスフローメーター)の質量流速で反応器2に導入した。燃焼分解ガスを40時間固定化処理した後、反応器を窒素置換した。放冷後、反応器2と反応器4の固形物だけを取り出し、反応器2から98.7wt%の塩化ナトリウム含量の固形物345g、反応器4から97.2wt%の酸性フッ化ナトリウムと1.8wt%のフッ化ナトリウムを含有する固形物363gを回収した。
Claims (4)
- 塩素を含有するフロンの破壊装置から排出されるフロン破壊ガス、または、ドライエッチング排ガスを熱分解処理した排ガス中の塩化水素、および、フッ化水素を、130〜250℃に加熱した炭酸水素ナトリウムを主成分とする固定化剤を入れた多段の容器または層に通すことにより、前方の容器、または、層では、塩素分だけを選択的に固定化した塩化ナトリウムとして回収し、後方の容器、または、層では、フッ素分をフッ化ナトリウム、および/または、酸性フッ化ナトリウムとして回収し、これらの回収物を工業用原料として再利用することを特徴とするフロン破壊ガス、または、ドライエッチング排ガスからの塩素、および、フッ素の回収方法。
- 請求項1において、炭酸水素ナトリウムを主成分とするものを入れた容器または層は、個別に内容物の充填と取り出しが出来る3個以上の容器、または、3層以上に区切られた多段の容器を使用し、塩化ナトリウム、塩化ナトリウムとフッ化物の混合物、フッ化物、および、フッ化物と炭酸水素ナトリウムの混合物とに分けることにより、高純度の塩化ナトリウム、および、フッ化物を得る方法。
- 請求項1において、特に加熱温度を130〜180℃に保持することにより、フッ素分の大半を酸性フッ化ナトリウムとして回収する方法。
- 請求項1において、回収した塩化ナトリウム、フッ化ナトリウム、および、酸性フッ化ナトリウムを工業用原料に使用する方法。
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