JPH06293501A - Decomposition method for fluorocarbon - Google Patents
Decomposition method for fluorocarbonInfo
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- JPH06293501A JPH06293501A JP5101842A JP10184293A JPH06293501A JP H06293501 A JPH06293501 A JP H06293501A JP 5101842 A JP5101842 A JP 5101842A JP 10184293 A JP10184293 A JP 10184293A JP H06293501 A JPH06293501 A JP H06293501A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波加熱を利用し
たフロンの分解法に関する。本明細書において“フロ
ン”または“フロンガス”とは，簡単な炭化水素類（例
えばメタンやエタンなど）の幾つかの水素原子をフッ素
原子や塩素原子で置換した一連の化合物を総称する意味
で使用する。またマイクロ波とは周波数１〜数１００Ｇ
Ｈｚの電磁波を言う。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for decomposing CFCs using microwave heating. In the present specification, the term "CFC" or "CFC gas" is used as a generic term to mean a series of compounds in which some hydrogen atoms of simple hydrocarbons (eg, methane, ethane, etc.) are replaced with fluorine atoms or chlorine atoms. To do. Also, microwaves have frequencies from 1 to several hundred G
It says the electromagnetic wave of Hz.
【０００２】[0002]
【従来の技術】フロンは洗浄剤，熱ポンプの冷媒，合成
樹脂の発泡剤，スプレー剤等の用途に広く使用されてき
たが，フロンは化学的に安定であるため，大気中に放出
されると破壊されないまま成層圏に達してオゾン層を破
壊する原因となることから世界的に社会問題化している
ことは周知のとおりである。その規制については今世紀
中に全廃という国際決議がなされた。だが，フロンの分
解に関する技術はまだ十分に確立されていないのが実状
である。2. Description of the Related Art CFCs have been widely used for cleaning agents, refrigerants for heat pumps, foaming agents for synthetic resins, spray agents, etc. However, CFCs are chemically stable and therefore released into the atmosphere. It is well known that it has become a social problem worldwide because it causes the ozone layer to be destroyed by reaching the stratosphere without being destroyed. Regarding this regulation, an international resolution was made during this century to abolish it. However, the fact is that the technology for degrading CFCs has not been fully established.
【０００３】今世紀中にフロン全廃という国際決議がな
されている以上，フロンの分解技術の確立は緊急課題で
ある。現在，わが国で提案されているフロン分解技術と
しては次の５種類が代表的なものである。Since the international resolution of abolishing CFCs has been made in this century, the establishment of CFC decomposition technology is an urgent task. At present, the following five types of CFC decomposition technologies are proposed in Japan.
【０００４】1). 燃焼分解法・・化石燃料の燃焼熱で内
熱式または外熱式に加熱された装置内でフロンガスを分
解するものであり，７００℃以上の温度を必要とする。 2)．プラズマ分解法・・プラズマトーチ内の最高１００
００℃に達するプラズマ流中にフロンガスを導入するこ
とによってフロンを高速分解する方法である。 3). 触媒分解法・・適切な固体触媒の表面にフロンガス
と水蒸気を大気圧下で流通させることによってフロンを
分解する。 4). 試薬分解法・・例えばナトリウムナフタレニド試薬
を有機溶媒に溶解して気体または液体のフロンと反応さ
せ，試薬中のNa+ イオンと, フロン中ののCl-およびＦ
- との反応によりNaClおよびNaＦを生成させてフロンを
還元分解する方法である。 5). 超臨界水分解法・・水の臨界点を超えた状態では液
体とも気体とも異なる超臨界状態となるが，この状態で
はフロンの加水分解が容易に進行する。この現象を利用
してフロンを分解する方法である。1). Combustion decomposition method: CFCs are decomposed in an apparatus that is internally or externally heated by the combustion heat of fossil fuel and requires a temperature of 700 ° C. or higher. 2). Plasma decomposition method: up to 100 in the plasma torch
This is a method of rapidly decomposing CFCs by introducing CFC gas into the plasma flow reaching 00 ° C. 3). Catalytic decomposition method: CFCs are decomposed by circulating CFC gas and water vapor under atmospheric pressure over the surface of an appropriate solid catalyst. 4). Decomposition method: For example, sodium naphthalenide reagent is dissolved in organic solvent and reacted with gaseous or liquid Freon, and Na + ion in the reagent and Cl - and F in Freon
- by generating the NaCl and NaF by reaction with a method for reducing and decomposing CFCs. 5). Supercritical water decomposition method: When the water exceeds the critical point, it becomes a supercritical state that is different from liquid and gas. In this state, hydrolyzation of fluorocarbons easily progresses. It is a method of decomposing CFC by utilizing this phenomenon.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記1)〜5)のいずれの
フロン分解法も未だ基礎研究段階にあり，汎用性のある
確立した技術とは言えない。[Problems to be Solved by the Invention] Any of the above CFC decomposition methods 1) to 5) is still in the basic research stage, and it cannot be said that it is a versatile and established technique.
【０００６】フロンの市場での流通は小容量のものから
大容量のものまで各種各様に広く分布している。したが
って，これらフロンの分解を行うには，種類や容量を問
わず安全確実に分解できること，経済的な装置であるこ
と，分解に使用する資材が入手しやすく且つ安全である
こと，迅速に処理できること，等の要求を同時に満たす
簡易な技術が望まれる。本発明はこの技術の提供を課題
としたものである。The distribution of CFCs on the market is widely distributed in various ways from small capacity to large capacity. Therefore, in order to disassemble these fluorocarbons, regardless of type and capacity, they can be disassembled safely and securely, they are economical devices, the materials used for disassembly are readily available and safe, and they can be quickly processed. It is desirable to have a simple technology that simultaneously satisfies the requirements such as. The present invention aims to provide this technique.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば，アプリ
ケータ内でマイクロ波をあててマグネタイトを発熱さ
せ，この発熱状態にあるマグネタイトにフロンガスを接
触させることを特徴とするフロン分解法を提供する。According to the present invention, there is provided a freon decomposition method characterized in that a microwave is applied in an applicator to heat magnetite, and freon gas is brought into contact with the magnetite in the heat generating state. To do.
【０００８】より詳しくは，マイクロ波の照射によって
マグネタイトを５００℃以上に発熱させ，この温度にあ
るマグネタイトに実質上非酸化性雰囲気下でフロンガス
を接触させる。そのさい，マイクロ波透過性のセラミツ
クス製容器内にマグネタイトを装填してアプリケータ内
に装入し，この容器の外側からマイクロ波を照射して容
器内のマグネタイトを発熱させ，この容器内にフロンガ
スを通気させることによりマグネタイトとフロンガスと
を接触させる。More specifically, the magnetite is heated to a temperature of 500 ° C. or higher by the irradiation of microwaves, and the magnetite at this temperature is contacted with CFC gas in a substantially non-oxidizing atmosphere. At that time, magnetite is loaded into a microwave-permeable ceramics container and charged into the applicator, and microwaves are irradiated from the outside of the container to heat the magnetite in the container, and the fluorocarbon gas is introduced into the container. The magnetite and the chlorofluorocarbon are brought into contact with each other by aeration.
【０００９】[0009]
【作用】周波数が１〜数１００ＧＨz の電磁波 (マイク
ロ波) を誘電体に照射してこれを加熱するマイクロ波加
熱技術は, 調理用電子レンジはもとより，工業的にもゴ
ム加硫装置, 各種材料の乾燥装置, 解凍装置, 溶融装置
等の分野で広く利用されている。マグネタイト (酸化鉄
・Fe3O4 ）はマイクロ波を吸収して発熱する性質がある
から，かようなマイクロ波加熱を利用した通常のアプリ
ケータ内に被加熱物として処理すると，短時間で高温に
達する。本発明においてマグネタイトとは酸化鉄のう
ち, マイクロ波によって発熱する性質のある Fe3O4を指
している。マイクロ波照射による昇温速度と到達最高温
度はマグネタイトの種類によっても相違するが，その一
例を挙げると図１のとおりである。The microwave heating technology for irradiating a dielectric with electromagnetic waves (microwaves) having a frequency of 1 to several 100 GHz is used for heating microwave vulcanizers and various materials not only for cooking microwave ovens but also industrially. It is widely used in the fields such as drying equipment, thawing equipment, and melting equipment. Magnetite (iron oxide, Fe 3 O 4 ) has the property of absorbing microwaves and generating heat. Therefore, when treated as an object to be heated in an ordinary applicator using such microwave heating, high temperature is reached in a short time. Reach In the present invention, magnetite refers to Fe 3 O 4 which has a property of generating heat by microwaves among iron oxides. The rate of temperature rise and maximum temperature reached by microwave irradiation differ depending on the type of magnetite, but an example is shown in Fig. 1.
【００１０】図１は，後記の実施例と同じ出力５００
Ｗ，周波数2.45ＧＨzのマイクロ波加熱オーブンを使用
し，人工マグネタイト粉（平均粒径が0.3 μm 以下），
天然マグネタイト粉（−80meshの粉状鉄鉱石），ミルス
ケール（製鉄所圧延工場で発生した−32＋80meshの Fe3
O4を主成分とする酸化鉄粉）を，いずれも内容積３０ml
のアルミナ製磁性ルツボに１５ｇ入れた状態でマイクロ
波加熱したときの測温結果である。温度の測定は，オー
ブン上部に穿った穴から磁性管を挿入し，この磁性管を
ルツボ内装入物中の底より７mmの位置にまで挿入し，こ
の磁性管の底部をフアイバー式放射温度計を用いて行っ
た。FIG. 1 shows the same output 500 as the embodiment described later.
W, using a microwave heating oven with a frequency of 2.45 GHz, artificial magnetite powder (average particle size 0.3 μm or less),
Natural magnetite powder (-80mesh pulverized iron ore), mill scale (-32 + 80mesh Fe 3 generated at the steel mill rolling mill)
Iron oxide powder mainly composed of O 4 )
2 is a result of temperature measurement when microwave heating is performed in a state where 15 g is put in the alumina magnetic crucible. To measure the temperature, insert a magnetic tube through the hole drilled in the upper part of the oven, insert this magnetic tube to a position 7 mm from the bottom of the crucible interior, and use a fiber-type radiation thermometer at the bottom of this magnetic tube. It was done using.
【００１１】図１に見られるように，いずれの Fe3O4粉
も数分の間に８００℃以上の温度に達するが，とりわけ
人工マグネタイトはその昇温速度が大きい。昇温速度は
マグネタイトの粒径によっても相違し，粒径が小さいほ
ど昇温速度が大きくなることを本発明者らは確認してい
る。As shown in FIG. 1, all Fe 3 O 4 powders reach a temperature of 800 ° C. or higher within a few minutes, but artificial magnetite has a particularly high rate of temperature rise. The present inventors have confirmed that the heating rate also varies depending on the particle size of magnetite, and the heating rate increases as the particle size decreases.
【００１２】このマイクロ波加熱によって発熱し且つ活
性化したマグネタイトにフロンガスを接触させると後記
の実施例に示したようにフロンが分解する。この分解は
フロンの種類によらず，どの種のフロンも分解させるこ
とができる。分解反応は非酸化性雰囲気下で有利に進行
する。このため，周囲雰囲気とは遮断された反応容器内
でマグネタイトとフロンガスを接触させるのがよい。か
ような反応容器としてはセラミツクス製のものを使用す
ればよい。When freon gas is brought into contact with magnetite which is heated and activated by the microwave heating, freon is decomposed as shown in the following examples. This decomposition can decompose any type of CFC regardless of the type of CFC. The decomposition reaction advantageously proceeds in a non-oxidizing atmosphere. For this reason, it is advisable to bring the magnetite and CFCs into contact with each other in a reaction vessel that is shielded from the ambient atmosphere. As such a reaction vessel, one made of ceramics may be used.
【００１３】マイクロ波透過性のセラミツクス容器内に
マグネタイト粉を装填し，これをアプリケータ内でマイ
クロ波照射すれば，容器にはマイクロ波エネルギーが実
質上吸収されずに中身のマグネタイト粉が発熱する。容
器形状を周囲雰囲気とは遮断されたものとしても同様で
ある。したがって，この閉鎖容器内にマグネタイト粉を
装填し，これをアプリケータ内で装入すると共に，この
閉鎖容器内にフロンガスを通気するためのガスの出入管
路を接続し，この管路を通じてフロンガスを容器内の発
熱したマグネタイトに接触させるようにすれば，高い分
解率でフロンを分解できる。When magnetite powder is loaded in a microwave permeable ceramics container and is irradiated with microwaves in an applicator, microwave energy is not substantially absorbed in the container, and the magnetite powder inside is heated. . The same applies even if the shape of the container is cut off from the surrounding atmosphere. Therefore, magnetite powder is loaded into the closed container, which is charged in the applicator, and a gas inlet / outlet line for ventilating the CFC gas is connected to the inside of the closed container. CFCs can be decomposed at a high decomposition rate by bringing them into contact with the magnetite in the container that has generated heat.
【００１４】マイクロ波が照射されて発熱しているマグ
ネタイトにフロンが接触すると, フロンの種類に応じ,
次のような反応が進行するものと考えられる。 フロンR-11 2Fe3O4＋CCl3F →2Fe2O3＋FeCl2＋FeClF＋CO2 フロンR-12 2Fe3O4＋CCl2F2→2Fe2O3＋FeCl2＋FeF2＋CO2 フロンR-13 2Fe3O4＋CClF3 →2Fe2O3＋FeClF＋FeF2＋CO2 フロンR-113 8Fe3O4＋3C2Cl3F3→8Fe2O3＋4FeCl2＋4FeF2＋4CO＋2CO2 ＋1/2Cl2＋1/2F2 [0014] CFC in the magnetite which microwave is generating heat is radiated contacts, depending on the type of freon,
The following reactions are considered to proceed. Freon R-11 2Fe 3 O 4 ＋ CCl 3 F → 2Fe 2 O 3 ＋ FeCl 2 ＋ FeClF ＋ CO 2 Freon R-12 2Fe 3 O 4 ＋ CCl 2 F 2 → 2Fe 2 O 3 ＋ FeCl 2 ＋ FeF 2 ＋ CO 2 Freon R-13 2Fe 3 O 4 + CClF 3 → 2Fe 2 O 3 + FeClF + FeF 2 + CO 2 Freon R-113 8Fe 3 O 4 + 3C 2 Cl 3 F 3 → 8Fe 2 O 3 + 4FeCl 2 + 4FeF 2 + 4CO + 2CO 2 + 1 / 2Cl 2 + 1 / 2F 2
【００１５】すなわち, フロンはマグネタイト(Fe3O4）
と反応して，ヘマタイト(Fe2O3）とハロゲン化鉄を生成
すると共に，ガス成分として炭酸ガスおよびフロンの種
類に応じてハロゲンガスを生成する。ここで，マグネタ
イトとは原則的には Fe3O4で表される鉄酸化物を意味す
るが, 広義には一般式(FeO)m・(Fe2O3)nで表される鉄酸
化物が本発明で言うマグネタイトに含まれる。That is, Freon is magnetite (Fe 3 O 4 )
Reacts with to form hematite (Fe 2 O 3 ) and iron halide, and also produces halogen gas according to the types of carbon dioxide and freon as gas components. Here, magnetite basically means an iron oxide represented by Fe 3 O 4 , but in a broad sense, an iron oxide represented by the general formula (FeO) m ・ (Fe 2 O 3 ) n Are included in the magnetite referred to in the present invention.
【００１６】このフロンとマグネタイトとの反応は，マ
イクロ波が照射されているマグネタイトは活性化状態に
あるので，反応速度が極めて早く，またマグネタイトの
表面に生成するヘマタイトとハロゲン化鉄はマイクロ波
を吸収しないので，内部のマグネタイトはマイクロ波の
照射を反応中も受け続け，この結果，該反応が吸熱反応
であっても，その吸熱を補うに余りある発熱が内部から
生じる結果，反応が停滞することなく連続的に進行する
ものと考えられる。In the reaction between CFC and magnetite, since the magnetite irradiated with microwaves is in an activated state, the reaction rate is extremely fast, and the hematite and iron halide formed on the surface of the magnetite emit microwaves. Since it does not absorb, the internal magnetite continues to receive microwave irradiation during the reaction, and as a result, even if the reaction is an endothermic reaction, heat is generated from the inside to supplement the endotherm, resulting in the reaction being stagnant. It is thought that it will proceed continuously without any progress.
【００１７】一般に分子構造中にカーボンを２個有する
１００代のフロン（例えばフロンR-113,114,115 等) で
は，これが分解するとカーボンが１個の１０代のフロン
（例えばフロンR-11,12,13等) ができることがあると言
われている。だが，本発明法によれば，例えこのような
低級フロンが生成しても，これがマグネタイトに接触す
ると再び分解する。したがって，１００代のフロンであ
ろうと１０代のものであろうと本発明に従えば, 分解率
99.99 ％以上であらゆるフロンが完全に分解できる。Generally, in the 100s of CFCs having two carbons in the molecular structure (for example, CFCs R-113, 114, 115, etc.), when this is decomposed, the CFCs in one generation of CFCs (for example, CFCs R-11, 12, 13, etc.) It is said that there are things you can do. However, according to the method of the present invention, even if such a lower CFC is produced, it is decomposed again when it contacts magnetite. Therefore, according to the present invention, whether it is a CFC in the 100s or a CFC in the 10s, the decomposition rate is
Any freon can be completely decomposed at 99.99% or more.
【００１８】本発明法の実施にさいし，微粉状のマグネ
タイトを前述のセラミツクス製反応容器に装填すると，
微粉ゆえにフロンガスの通気性が損なわれ，このために
マグネタイトとフロンガスと接触効率が悪くなることが
ある。これを防止するためには，マグネタイトよりも遙
に大きな粒径をもつセラミツクス製の粒子（マイクロ波
透過性の耐熱粒子）を該容器内に装入し，この粒子の間
隙に微粉状マグネタイトを充填するようにするとよい。In carrying out the method of the present invention, when finely powdered magnetite was loaded in the above-mentioned ceramic reaction vessel,
The fine powder impairs the gas permeability of CFC gas, which may reduce the efficiency of contact between magnetite and CFC gas. In order to prevent this, particles made of ceramics (heat-resistant particles that transmit microwaves) having a particle size much larger than that of magnetite are loaded into the container, and the space between these particles is filled with finely divided magnetite. You should do it.
【００１９】また，フロンガスを容器内のマグネタイト
層に連続的に送り込むために，不活性ガスをキャリヤー
として用いてもよい。常温で液体であるようなフロンの
場合には，液体フロンを入れたビンを温めることにより
フロンを気化させ，その蒸発による膨張圧力を利用して
フロンガスを容器内のマグネタイト層に連続的に送り込
むようにすることができる。いずれにしても，マグネタ
イトとフロンガスとは非酸化性雰囲気下で接触されるこ
とがフロンの分解反応を行わせるうえで必要である。Further, an inert gas may be used as a carrier for continuously feeding the CFC gas into the magnetite layer in the container. In the case of CFCs that are liquid at room temperature, the CFCs containing liquid CFCs are heated to vaporize CFCs and the expansion pressure caused by the evaporation is used to continuously send CFC gas to the magnetite layer in the container. Can be In any case, it is necessary for the magnetite and CFC gas to be contacted in a non-oxidizing atmosphere in order to carry out the CFC decomposition reaction.
【００２０】フロンガスを容器内のマグネタイト層に通
気する場合には，マグネタイトが既に５００℃以上の温
度に発熱してから通気するようにするのがよい。具体的
にはアプリケータ内のマグネタイトにマイクロ波を必要
な時間だけ予め照射してマグネタイトが５００℃以上に
なってから，フロンガスを通じるようにすればよい。フ
ロンガスとマグネタイトとの接触を行わせている間はマ
イクロ波の照射を続行させておく。When the CFC gas is passed through the magnetite layer in the container, it is preferable that the magnetite is heated to a temperature of 500 ° C. or higher before the passage. Specifically, the magnetite in the applicator may be pre-irradiated with microwaves for a required time, and the fluorocarbon gas may be passed after the magnetite reaches 500 ° C. or higher. The microwave irradiation is continued while the fluorocarbon and the magnetite are in contact with each other.
【００２１】マグネタイトを装填する反応容器として
は，予めマグネタイトを装填したカートリッジ式のもの
を用いるのが便利である。It is convenient to use a cartridge type reactor pre-loaded with magnetite as the reaction vessel loaded with magnetite.
【００２２】[0022]
〔本発明法を実施する装置の例〕図２に本発明法の実験
に使用したフロン分解装置の例を示した。この装置は，
出力 500Ｗ，周波数 2.45 ＧＨz の市販の電子オーブン
をフロン分解処理用に改造したものである。図２におい
て，１はアプリケータ，２はマグネトロン本体を図解的
に示している。マグネトロン本体２で発生するマイクロ
波は，アイソレータ，パワーモニター，スリースタブチ
ューナーを経て導波管３からアプリケータ１内に導入さ
れる。[Example of apparatus for carrying out the method of the present invention] Fig. 2 shows an example of a CFC decomposition apparatus used for the experiment of the method of the present invention. This device
This is a commercial microwave oven with an output of 500 W and a frequency of 2.45 GHz, modified for CFC decomposition. In FIG. 2, 1 is an applicator, and 2 is a magnetron main body. Microwaves generated in the magnetron body 2 are introduced into the applicator 1 from the waveguide 3 via the isolator, the power monitor and the stub tuner.
【００２３】この市販装置のアプリケータ１の両側壁に
孔をあけ，この両方の孔にステンレス鋼の短パイプ４と
５を気密に装着した。短パイプ４はフロンガス導入用
に，また短パイプ５は反応ガスの排出用に使用する。短
パイプ４と５の炉内端にはスプリング介装の接続具６を
取付け，この接続具６を介して，カセット式の反応容器
７がパイプ４と５の間に脱着自在に取付けられるように
なっている。Holes were formed in both side walls of the applicator 1 of this commercially available apparatus, and short pipes 4 and 5 of stainless steel were airtightly attached to both holes. The short pipe 4 is used for introducing CFC gas, and the short pipe 5 is used for discharging reaction gas. A spring-mounted connecting tool 6 is attached to the inner ends of the furnaces of the short pipes 4 and 5, and a cassette-type reaction vessel 7 is detachably mounted between the pipes 4 and 5 via the connecting tool 6. Has become.
【００２４】試験に用いた反応容器７はその本体の内径
が１８mmで長さが２００mmのアルミナ製の管である。こ
の管の両端には短パイプ４と５に嵌入できる径に絞った
接続部を有し，この両接続部に弁９が介装してある。反
応管７の内部にはマグネタイト粉体８が装填される。そ
のさい，接続部側に粉体が流出しないように，セラミッ
クフアイバーの栓１０が挿入してある。The reaction vessel 7 used in the test is an alumina tube whose main body has an inner diameter of 18 mm and a length of 200 mm. At both ends of this pipe, there is a connection part having a diameter reduced so that it can fit into the short pipes 4 and 5, and a valve 9 is interposed at both connection parts. Magnetite powder 8 is loaded inside the reaction tube 7. At that time, a ceramic fiber plug 10 is inserted so that the powder does not flow out to the connecting portion side.
【００２５】マグネタイト粉体８の装填にさいし，これ
が圧密状態で充填されると通気性が劣化する。これを回
避するためには，マグネタイト粉体８の中に小径のセラ
ミツクス製ボール１１を適量混合しておくとよい。When the magnetite powder 8 is loaded and filled in a compacted state, the air permeability is deteriorated. In order to avoid this, it is advisable to mix the magnetite powder 8 with an appropriate amount of ceramic balls 11 having a small diameter.
【００２６】装置の稼動にあたっては，アプリケータ１
内に装着されたカセット式反応容器７にマイクロ波を適
当な時間照射し，マグネタイトが発熱した状態で一方の
短パイプ４の側から処理に供するフロンガスを適切な流
量で供給する。これにより，フロンガスはマグネタイト
と反応し，ヘマタイト（ Fe2O3），ハロゲン化鉄，一酸
化炭素ガスおよびハロゲンガスに分解される。ヘマタイ
トとハロゲン化鉄は反応容器７内に残留し，一酸化炭素
ガスとハロゲンガスは他方のパイプ５から系外に排出さ
れる。When operating the apparatus, the applicator 1
Microwave is radiated to the cassette type reaction vessel 7 installed inside for a proper time, and the freon gas to be treated is supplied at a proper flow rate from one short pipe 4 side while the magnetite is heated. As a result, Freon gas reacts with magnetite and is decomposed into hematite (Fe 2 O 3 ), iron halide, carbon monoxide gas, and halogen gas. Hematite and iron halide remain in the reaction vessel 7, and carbon monoxide gas and halogen gas are discharged out of the system through the other pipe 5.
【００２７】本装置はバッチ式で処理を行うものである
から，処理が終えれば，弁９によって反応容器７の両端
を閉鎖し，接続具６から反応容器７を外す。また，必要
に応じて新たなカセット式反応容器７をセットして処理
に供する。Since this apparatus performs processing in a batch system, when the processing is completed, both ends of the reaction vessel 7 are closed by the valve 9 and the reaction vessel 7 is removed from the connector 6. In addition, a new cassette type reaction container 7 is set as required and provided for processing.
【００２８】処理に供するフロンの種類によっては常温
で液体のものもある。この場合には液体フロンの入った
容器を温浴などで外側から加熱してフロンガスを取り出
すようにすればよい。また，窒素やアルゴン等の不活性
ガスをキャリヤーガスに使用して，フロンガスを反応容
器７内に強制的に通じるようにすることもできる。いず
れにしても，フロンガス供給管路には流量計を挿入して
おき，フロンガスの供給流量を適切に制御する。反応容
器７から出る排ガスは必要な処理を施してから放出す
る。Depending on the type of CFC used for the treatment, there are some that are liquid at room temperature. In this case, the container containing liquid chlorofluorocarbon may be heated from the outside in a warm bath or the like to take out the chlorofluorocarbon gas. Alternatively, an inert gas such as nitrogen or argon may be used as the carrier gas so that the CFC gas can be forcedly introduced into the reaction vessel 7. In any case, a flow meter is inserted in the Freon gas supply line to properly control the Freon gas supply flow rate. The exhaust gas from the reaction vessel 7 is discharged after being subjected to necessary treatment.
【００２９】後記の実施例では，ここに説明した汎用電
子オーブンをマイクロ波加熱装置に用いたが，本発明法
はかような小型のマイクロ波加熱装置に限らず，工業用
の大型の設備も勿論使用可能であり，マグネタイトの使
用量や反応容器の形状や大きさもフロンガスの処理量や
種類に応じて自由に変えることができる。In the embodiments described below, the general-purpose electronic oven described here was used for a microwave heating apparatus, but the method of the present invention is not limited to such a small microwave heating apparatus, but may be applied to large industrial equipment. Of course, it can be used, and the amount of magnetite used and the shape and size of the reaction vessel can be freely changed according to the amount and type of fluorocarbon treatment.
【００３０】また反応容器材料や反応容器内に挿入する
ボールはアルミナに限られることはなく，マイクロ波を
透過する耐熱材料であればよく，例えばシリカやチタニ
ア等のセラミツクス材料も使用できる。本発明で使用す
るマグネタイトも，人工マグネタイト，天然マグネタイ
ト，ミルスケール等その種類は問わずあらゆるものが使
用可能である。The material of the reaction vessel and the balls to be inserted into the reaction vessel are not limited to alumina, and any heat-resistant material that transmits microwaves can be used. For example, a ceramic material such as silica or titania can be used. As the magnetite used in the present invention, any kind such as artificial magnetite, natural magnetite, mill scale and the like can be used.
【００３１】〔分解方法の実施例１〕前記した反応容器
７内に直径が約５mmのアルミナボール１１を一杯に詰
め，その間隙に−３２meshのミルスケール３５ｇを装填
し，セラミックフアイバー１０で両端部をカバーしたう
え，前記マイクロ波加熱装置のアプリケータ１内にセッ
トした。このミルスケールは製鉄工場の普通鋼の圧延過
程で発生したものでありマグネタイト(Fe3O4）を主成分
とするものである。一方，沸点が47.6℃のフロン113 (C
2Cl3F3) を100cc 入れたビンを，60℃に保持したウオー
ターバス中に浸漬し，該ビンで蒸発するフロンガスを流
量調節計で35ml/minの流量で調節しながら，径が６mmの
シリコンチューブ１２を経て反応容器７内に通気した。[Example 1 of Disassembling Method] Alumina balls 11 having a diameter of about 5 mm were packed in the above-mentioned reaction vessel 7, 35 g of a mill scale of -32 mesh was charged in the gap, and both ends of the ceramic fiber 10 were charged. And was set in the applicator 1 of the microwave heating device. This mill scale was generated during the rolling process of ordinary steel in an iron mill, and is mainly composed of magnetite (Fe 3 O 4 ). On the other hand, Freon 113 (C
2 Cl 3 F 3 ) 100 cc bottle was immersed in a water bath kept at 60 ° C, and the CFC gas evaporated in the bottle was adjusted with a flow controller at a flow rate of 35 ml / min, and the diameter was 6 mm. The reaction vessel 7 was ventilated through the silicon tube 12.
【００３２】この通気の開始は，反応容器７をアプリケ
ータ１内にセットして８分間マイクロ波照射したあとで
行い，通気中はマイクロ波照射を続けた。また，処理中
にパイプ５を通じて排出する排ガスは全てテドラーバッ
グに捕集した。This aeration was started after the reaction vessel 7 was set in the applicator 1 and microwave irradiation was performed for 8 minutes, and microwave irradiation was continued during aeration. Further, all the exhaust gas discharged through the pipe 5 during the treatment was collected in the Tedlar bag.
【００３３】ビン中の液体フロン113 の或る一定量が蒸
発し，これが全て反応容器７に送りこまれたことを確認
したあと，処理を停止し，捕集した排ガス中にフロン11
3 が存在するか否かを，ガステック株式会社製の市販フ
ロン検出計を用いて調べた。その結果，排ガス中のフロ
ン113 の濃度は100ppm以下であった。すなわち, フロン
113 は分解率は99.99 ％以上であった。また排ガス中に
フロン12, フロン114およびフロン115 なども検出され
なかった。このことは，フロン113 が他のフロンに変成
しても，この変成したフロンも完全に分解したことを示
している。After confirming that a certain amount of the liquid CFC 113 in the bottle was evaporated and was sent to the reaction vessel 7, the treatment was stopped and CFC 11 was collected in the collected exhaust gas.
The presence or absence of 3 was examined using a commercially available Freon detector manufactured by Gastec Co., Ltd. As a result, the concentration of Freon 113 in the exhaust gas was 100 ppm or less. That is, Freon
The decomposition rate of 113 was 99.99% or more. Also, CFC12, CFC114 and CFC115 were not detected in the exhaust gas. This shows that even if CFC 113 was transformed into another CFC, this CFC was also completely decomposed.
【００３４】また，反応後の容器中の反応生成物並びに
排ガス中のガス成分を化学分析並びにＸ線回折した結
果，次の反応式に従う反応が完結していることがわかっ
た。8Fe3O4＋3C2Cl3F3→8Fe2O3＋4FeCl2＋4FeF2＋4CO＋
2CO2＋1/2Cl2＋1/2F2 As a result of chemical analysis and X-ray diffraction of the reaction product in the container and the gas component in the exhaust gas after the reaction, it was found that the reaction according to the following reaction formula was completed. 8Fe 3 O 4 ＋ 3C 2 Cl 3 F 3 → 8Fe 2 O 3 ＋ 4FeCl 2 ＋ 4FeF 2 ＋ 4CO ＋
2CO 2 + 1 / 2Cl 2 + 1 / 2F 2
【００３５】〔分解方法の実施例２〕ミルスケールに代
えて平均粒径が 0.3μm の人工マグネタイトを使用した
以外は，前記実施例１と同様にフロン113 の処理を行っ
た。ただし，この場合のフロン 113の通気開始は人工マ
グネタイトをアプリケータ内で５分照射したあとに行な
い，フロンガスの通気流量は45ml/minとした。Example 2 of Decomposition Method The treatment of Freon 113 was carried out in the same manner as in Example 1 except that artificial magnetite having an average particle size of 0.3 μm was used in place of the mill scale. However, in this case, the ventilation of CFC 113 was started after the artificial magnetite was irradiated in the applicator for 5 minutes, and the flow rate of CFC gas was 45 ml / min.
【００３６】処理後の排ガス中のフロン濃度を同様に調
べた結果, フロンガス濃度は80ppm以下であり，フロン
の分解率は99.99 ％以上であった。As a result of similarly examining the freon concentration in the exhaust gas after the treatment, the freon gas concentration was 80 ppm or less, and the freon decomposition rate was 99.99% or more.
【００３７】〔分解方法の実施例３〕人工マグネタイト
に代えて，−80メッシュの金平鉱山産の磁鉄鉱を用いた
以外は前記実施例１と同様にフロン113 の処理を行っ
た。この場合のフロンの通気開始は磁鉄鉱をアプリケー
タ内で５分照射したあとに行ない，フロンガスの通気流
量は30ml/minとした。Example 3 of Decomposition Method The treatment of CFC 113 was carried out in the same manner as in Example 1 except that -80 mesh magnetite from the Konpei mine was used in place of the artificial magnetite. In this case, the aeration of freon was started after irradiating magnetite in the applicator for 5 minutes, and the aeration flow rate of freon gas was 30 ml / min.
【００３８】処理後の排ガス中のフロン濃度を同様に調
べた結果, フロンガス濃度は80ppm以下であり，フロン
の分解率は99.99 ％以上であった。As a result of similarly examining the CFC concentration in the exhaust gas after the treatment, the CFC gas concentration was 80 ppm or less, and the CFC decomposition rate was 99.99% or more.
【００３９】〔分解方法の実施例４〕アルミナボールを
反応容器内に充填せず，ミルスケールだけを５０ｇ装填
した以外は実施例１と同様にしてフロン113 の処理を行
った。ただし, この場合のフロンガスの流量は10ml/min
に低下させた。Example 4 of Decomposition Method CFC 113 was treated in the same manner as in Example 1 except that the reaction vessel was not filled with alumina balls and only 50 g of mill scale was loaded. However, the flow rate of CFC gas in this case is 10 ml / min.
Lowered.
【００４０】処理後の排ガス中のフロン濃度を同様に調
べた結果, フロンガス濃度は100ppm以下であり，フロン
の分解率は99.99 ％以上であった。As a result of similarly examining the CFC concentration in the exhaust gas after the treatment, the CFC gas concentration was 100 ppm or less, and the CFC decomposition rate was 99.99% or more.
【００４１】〔分解方法の実施例５〕アルミナボールを
反応容器内に充填せず，ミルスケールだけを５０ｇ装填
し，また，ビン中の液体フロン113 を50℃の温浴で気化
させて50ml流し, 更に窒素ガスを吹き込むことにより,
この窒素ガスでフロンガスを搬送した以外は，実施例１
と同様にしてフロン113 の処理を行った。ただし, この
場合の窒素ガス流量は50ml/minとした。Example 5 of Decomposition Method Alumina balls were not filled in the reaction vessel, only 50 g of mill scale was loaded, and liquid Freon 113 in a bottle was vaporized in a warm bath of 50 ° C. and 50 ml was flown, By blowing nitrogen gas further,
Example 1 except that the CFC gas was conveyed by this nitrogen gas.
Fluorocarbon 113 was treated in the same manner as in. However, the flow rate of nitrogen gas in this case was 50 ml / min.
【００４２】処理後の排ガス中のフロン濃度を同様に調
べた結果, フロンガス濃度は120ppm以下であり，フロン
の分解率は99％以上であった。As a result of similarly examining the CFC concentration in the exhaust gas after treatment, the CFC gas concentration was 120 ppm or less, and the CFC decomposition rate was 99% or more.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように，本発明によればマ
イクロ波加熱装置とマグネタイトを用いてフロンを分解
するものであるから，特別な装置や試薬を用いることな
くフロンが簡単に分解でき，しかもその分解率は99％以
上, 好ましくは99.99 ％以上が十分に達成できる。また
反応容器をカートリッジ式にすることにより，操作が一
段と簡単になる。マイクロ波加熱装置も家庭用電子レン
ジから工業用のものまであらゆるものが利用できる。こ
のようなことから，オゾン層破壊問題の解決が急務化し
ているフロン対策に本発明は大きく貢献できる。As described above, according to the present invention, the CFC is decomposed by using the microwave heating device and magnetite, so that the CFC can be easily decomposed without using a special device or reagent, Moreover, the decomposition rate of 99% or more, preferably 99.99% or more, can be sufficiently achieved. In addition, by making the reaction vessel a cartridge type, the operation becomes much easier. The microwave heating device can be used for everything from household microwave ovens to industrial ones. From the above, the present invention can greatly contribute to the CFC countermeasures for which the problem of ozone depletion is urgently needed.
【図１】各種のマグネタイトをマイクロ波加熱したとき
の昇温速度を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a temperature rising rate when various types of magnetite are heated by microwaves.
【図２】本発明法の実施に使用した装置の機器配置系統
図である。FIG. 2 is a device arrangement system diagram of an apparatus used for carrying out the method of the present invention.
１ アプリケータ ２ マグネトロン本体 ３ 導波管 ４ フロンガス導入用パイプ ５ 排ガス導出用パイプ ６ スプリング ７ セラミツクス製反応管 ８ 粉状マグネタイト ９ 弁 １０ セラミツクスフアイバーの栓 １１ セラミツクス製ボール １２ フロンガス送気チューブ 1 Applicator 2 Magnetron main body 3 Waveguide 4 Freon gas introduction pipe 5 Exhaust gas discharge pipe 6 Spring 7 Ceramics reaction tube 8 Powdery magnetite 9 Valve 10 Ceramic fiber stopper 11 Ceramics ball 12 Freon gas supply tube
Claims (6)
グネタイトを発熱させ，この発熱状態にあるマグネタイ
トにフロンガスを接触させることからなるフロンの分解
法。1. A method for decomposing CFCs, which comprises heating a magnetite by applying microwaves in an applicator and bringing CFC gas into contact with the magnetite in the exothermic state.
トに非酸化雰囲気下で接触させられる請求項１に記載の
フロンの分解法。2. The method for decomposing CFCs according to claim 1, wherein CFC gas is brought into contact with magnetite in an exothermic state in a non-oxidizing atmosphere.
る請求項１または２に記載のフロンの分解法。3. The fluorocarbon decomposition method according to claim 1, wherein the magnetite is at a temperature of 500 ° C. or higher.
ミツクス製容器内に装填されたうえでアプリケータ内に
装入され，この容器の外側からマイクロ波が照射され且
つ該容器内にフロンガスが通気される請求項１，２また
は３に記載のフロンの分解法。4. Magnetite is loaded into a microwave permeable ceramic container and then loaded into an applicator, irradiated with microwaves from the outside of the container, and freon gas is vented into the container. The method for decomposing CFCs according to claim 1, 2, or 3.
ロ波透過性のセラミツクス粒体との混合物が装填される
請求項４に記載のフロンの分解法。5. The method for decomposing CFCs according to claim 4, wherein a mixture of powdery magnetite and microwave permeable ceramic particles is loaded in the container.
して容器内に通気される請求項４に記載のフロンの分解
法。6. The method for decomposing chlorofluorocarbon according to claim 4, wherein the chlorofluorocarbon gas is aerated by using an inert gas as a carrier in the container.
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|---|---|---|---|
| JP10184293A JP3553624B2 (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | CFC decomposition method |
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|---|---|---|---|
| JP10184293A JP3553624B2 (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | CFC decomposition method |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH06293501A true JPH06293501A (en) | 1994-10-21 |
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| Country | Link |
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-
1993
- 1993-04-06 JP JP10184293A patent/JP3553624B2/en not_active Expired - Fee Related
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