专利名称：一种等离子焚烧处理有机卤化物的方法
技术领域：
本发明涉及处理有机卤化物的方法，具体地说，涉及一种等离子 焚烧处理有机卤化物的方法。
背景技术：
有机氟材料工业生产中，四氟乙烯和六氟丙烯是生产氟树脂、氟 橡胶的重要原料。在生产四氟乙烯和六氟丙烯时都生成一定量的、剧
毒的全氟异丁烯(PFIB)。全氟异丁烯是一种极毒的有机氟化合物， 其毒性比光气大十余倍，其急性吸入中毒的半致死浓度LC50为 0.5ppm，毒性作用带极窄，毒性潜伏期按吸入量及体质差异而有差别， 潜伏期由3 5天直到1~2周。由于毒性极大，有机氟残液绝对不能随 意排放，且储存条件苛刻、费用高，久储一旦泄漏后果不堪设想。国 际禁化武组织(OPCW)已将PFIB列为附表IIA类化合物，相关的 生产企业必须向政府申报其生产能力、生产量和消费量，并接受 OPCW的生产设施核查。中昊晨光化工研究院于1997年IO月、1998 年9月连续两年接受并通过了 OPCW的检查。
国内生产四氟乙烯和全氟丙烯的厂家除中昊晨光化工研究院外， 还有上海三爱富、江苏梅兰、浙江三环、浙江巨化等，目前处理残液 基本上都是釆用焚烧的方法，用天然气或煤气等混合雾状的残液在 1150。C以上焚烧，再将气体经吸收中和后髙空排放。长期以来，对残 液的处理一直是有机氟化工的难题之一。虽然国内对残液综合利用的 研究较多，但大多数厂家目前只能釆取一般高温焚烧的办法进行处 理。
用传统的燃烧法热处理工艺可能导致出现特别危险的二次化合 物，如二喔星(二 (8-羟基喹啉))、二氟光气、氯光气、八氟异丁烯、
苯芘等等。另外要达到特别高的温度时才能热裂解它们。如在750-900。C温度时就生成的2, 3， 7, 8-四氯二苯基-n-二喔星，要破坏它 们需达到1200~ 1400°C，也就是当温度达1350"C时它的浓度才下降 到安全值。
按照《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001 )规定焚烧 温度要求^120(TC,停留时间^2秒。实际上釆用焚烧法很难达到 120(TC和2秒的停留时间。目前，国内传统焚烧方法不可能达到 1500°C。
危险废物在能量密集的等离子炉内会迅速被分解成单个的离子
和原子结构，如将有机物分解为碳、氢、氯和硅等元素以及co等分
子结构。金属呈熔融态或升华为气态。等离子体是利用电极间所产生 的等离子炬或等离子束来产生高温的，产生等离子炬或等离子東可用
交流、直流、工频和高频等方法，弧(東)心温度可达到700(TC以 上，并可瞬间实现高温。
为了有效和全部无害化处理残液中的有机卣化合物必须使温度 不低于1400°C，而使用气态燃料的燃烧炉的传统热处理方法很难达 到这样的要求，等离子法很容易达到1500°C，在150(TC中，有机物 在15亳秒即可彻底分解。焚烧处理工作温度在1200°C~2000°C，物 料停留时间在0.5~100亳秒，在这个温度可以保证彻底分解。对它 们进行热分解的最有前途是等离子体化学工艺。
由于采用等离子方法，很容易瞬间得到超高温度。可在850'C到 300(TC的范围内任意调节，而国内焚烧炉一般很难达到1200°C，而 有毒有害有机物在温度1500'C时，最长在15亳秒内完全裂解， 一般 危险废弃物在几毫秒就可以完成。
中国专利CN1185440C公开了一种等离子焚烧处理有机卣化物 的方法及工业装置。该专利公开的方法仍然存在下述缺陷
l.该专利背景技术中公开的预热采用电加热器加热，存在容易焦
化，清洗困难，能耗增大的缺陷；
2. 该专利所公开的焚烧炉为立式炉，等离子体发生器安装在炉 子顶部，存在等离子发生器安装更换不是很方便，且易被焚烧炉内废 气中卣化氢腐蚀和高温烧蚀的缺陷，而等离子器如果安装在反应器下 部，容易被堵塞。
3. 该专利方法尾气处理釆用碱溶液喷淋急冷，有大量含氟污水 废液产生，需送污水处理装置处理。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种等离子焚烧处理有机卤化物的方法。 为了实现上述目的，本发明涉及了一种等离子焚烧处理有机卤化 物的方法，包括以下步骤将高沸残液经管道输送至残液计量贮槽， 保持计量贮槽内压力为0.2 0.3MPa，以10-100kg/h流量流出，预 热至温度为50~300°C，高纯氮进入等离子体发生器产生高温等离子 气体，等离子体电弧区温度为4500~5000°C,氧化介质空气的流量 为15~250Nm3/h,升温预热后与预热后的高沸残液一起进入焚烧炉 等离子体电弧区，在裂解反应温度1400~ 1600°C，反应空时5-10 秒裂解氧化，中和急冷，经急冷后的尾气处理后引至烟囱高空排放。 反应空时表示标准状态下一定气体体积通过焚烧炉需要的时间。 其中当高沸残液带有固体或粘稠沉淀物时，定期用氯仿清洗， 清洗时，用氮气将工业氯仿压入计量槽内，放置2小时后，送到直流 电弧等离子体燃烧段焚烧处理。
有机卣化物预热采用焚烧炉余热进行，从而可以避免使用电加热 器加热时所导致的焦化，清洗困难等问题，并且提高了能源的利用率； 在搡作中，焚烧炉先加热到投料温度，焚烧炉本身散热可以用来预热 高沸残液和氧化介质空气，另外，焚烧炉在焚烧过程中炉内温度很高， 裂解温度1400~ 1600°C，焚烧炉本身散热也用来预热高沸残液和氧 化介质空气。
裂解氧化时焚烧炉内负压20~80毫米水柱，小于外界正常大气 压，消除了处理系统可能发生的有毒物质外泄，保证处理安全。
中和急冷釆用工业水或循环酸喷淋急冷，循环酸闭路循环吸收， 经一级酸回收塔、二级酸回收塔、碱中和塔后引至烟囱高空排放，处 理后回收浓度30~40%氢卣酸作为商品外售，没有废液排放。
所述焚烧炉优选为卧式炉结构焚烧炉，卧式炉优化结构设计可以 保护等离子体发生器不被炉内废气中卤化氢腐蚀和高温烧蚀，同时方 便等离子体发生器的快速更换。
所述焚烧炉优选为卧式炉结构焚烧炉，具体构造为中国专利 CN1185440C公开的工业装置，但是将外形修改为卧式。等离子体发 生器安装在焚烧炉端面，使等离子发生器安装更加方便，且不易被焚 烧炉内废气中卤化氢腐蚀和高温烧蚀。本发明所述的等离子焚烧处理有机卣化物的方法具有焚烧温度 高、单位时间处理量大、燃烧完全充分、消除了处理系统中可能发生 的有毒物质外泄、低维护、低能耗、无二次污染、寿命长的优点。
图l等离子焚烧处理有机氟残液流程简图。
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 实施例l
对六氟丙烯(HFP)生产装置高沸残液的处理
将六氟丙烯(HFP)生产装置的高沸残液经管道输送至残液计量 贮槽，以10kg/h流量进入焚烧炉预热器预热至温度为l(TC，高纯氮进 入等离子体发生器产生高温等离子气体，等离子电弧区温度为4500 5000°C，氧化介质空气的流量为15NmVh，氧化空气与预热后的高沸 残液进入反应器等离子体电弧区，裂解反应温度140(TC,反应空时5 秒，焚烧炉内负压20亳米水柱，氧化裂解。所得的裂解产物用氢氟酸
溶液喷淋急冷后，氢氟酸喷淋急冷，氢氟酸闭路循环吸收，经一级酸 回收塔、二级酸回收塔、碱中和塔石灰水碱洗中和后引至烟囱高空排
放，处理后回收浓度30~40%氢卣酸作为商品外售，没有废液排放。 实施例2
对六氟丙烯(HFP)生产装置高沸残液的处理
将六氟丙烯(HFP)生产装置的高沸残液经管道输送至残液计量 贮槽，以100kg/h流量进入焚烧炉预热器预热至温度为30(TC,高纯氮 进入等离子体发生器产生高温等离子气体，等离子电弧区温度为
4500~5000°C，氧化介质空气的流量为250Nm3/11，氧化空气与预热后 的高沸残液进入反应器等离子体电弧区，裂解反应温度1600'C，反应 空时10秒，焚烧炉内负压80毫米水柱，氧化裂解。所得的裂解产物用 氢氟酸溶液喷淋急冷后，氢氟酸喷淋急冷，氢氟酸闭路循环吸收，经 一级酸回收塔、二级酸回收塔、碱中和塔石灰水碱洗中和后引至烟囱 高空排放，处理后回收浓度30~40%氢卤酸作为商品外售，没有废液
排放。 实施例3
对四氟乙烯(TFE)生产装置高沸残液的处理 将四氟乙烯(TFE)生产装置的高沸残液经管道输送至残液计量 贮槽，以55kg/h流量进入焚烧炉预热器预热至温度为175-C，高纯氮
进入等离子体发生器产生髙温等离子气体，等离子电弧区温度为 4500~5000°C，氧化介质空气的流量为110NmVh,氧化空气与预热后
的高沸残液进入反应器等离子体电弧区，裂解反应温度150(TC,反应 空时7秒，焚烧炉内负压50亳米水柱，氧化裂解。所得的裂解产物用 氩氟酸溶液喷淋急冷后，氢氟酸喷淋急冷，氢氟酸闭路循环吸收，经 一级酸回收塔、二级酸回收塔、碱中和塔石灰水碱洗中和后引至烟囱 高空排放，处理后回收浓度30~40%氢卣酸作为商品外售，没有废液 排放。
权利要求
1、一种等离子焚烧处理有机卤化物的方法，包括下述步骤将高沸残液经管道输送至残液计量贮槽，保持计量贮槽内压力为0.2～0.3MPa，以10～100kg/h流量流出，预热至温度为50～300℃，高纯氮进入等离子体发生器产生高温等离子气体，等离子体电弧区温度为4500～5000℃，氧化介质空气的流量为15～250Nm3/h，升温预热后与预热后的高沸残液一起进入焚烧炉等离子体电弧区，在裂解反应温度1400～1600℃，反应空时5～10秒裂解氧化，中和急冷，经急冷后的尾气处理后引至烟囱高空排放，其特征在于(1)有机卤化物预热采用焚烧炉余热进行；(2)裂解氧化时焚烧炉内负压20～80毫米水柱；(3)中和急冷采用工业水或循环酸喷淋急冷，循环酸闭路循环吸收，经一级酸回收塔、二级酸回收塔、碱中和塔后引至烟囱高空排放。
2、 如权利要求l所述的一种等离子焚烧处理有机卣化物的方法， 其特征在于所述焚烧炉为卧式炉结构焚烧炉。
3、 如权利要求l所述的一种等离子焚烧处理有机卣化物的方法， 其特征在于所述等离子体发生器安装在焚烧炉端面。
全文摘要
本发明涉及一种等离子焚烧处理有机卤化物的方法，包括将高沸残液经管道输送至卧式结构焚烧炉预热器余热预热，与预热后的氧化介质空气一起进入焚烧炉等离子体电弧区，裂解氧化，采用工业水或循环酸喷淋急冷，循环酸闭路循环吸收，经一级酸回收塔、二级酸回收塔、碱中和塔后引至烟囱高空排放。本发明所述的等离子焚烧处理有机卤化物的方法具有焚烧温度高、单位时间处理量大、燃烧完全充分、消除了处理系统中可能发生的有毒物质外泄、低维护、低能耗、无二次污染、寿命长的优点。
文档编号F23G7/04GK101101124SQ20061008959
公开日2008年1月9日 申请日期2006年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者刘忠文, 吕太恒, 喻崇权, 张在利, 徐美燚, 曾子敏, 曾本忠, 剑 李, 樊有三 申请人:中昊晨光化工研究院