一种废弃氟利昂的处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种废弃氟利昂的处理方法，其包括以下步骤：(1) 将硫酸锆、钛酸、钨酸混合后加水造粒，喷雾干燥制备成催化剂颗粒；(2) 将颗粒放置在管式反应器内，催化剂颗粒的体积占管式反应器总体积的25-40%；（3）将氟利昂和水蒸气按照体积比1:3-6同时通入管式反应器内，同时维持反应器内的温度250-300℃之间，接触时间为3-10min；（4）催化水解后的尾气用浓硫酸吸收水蒸气，无水乙醇吸收氯化氢气体，用碳酸氢钠溶液吸收氟化氢气体，用碳酸钠溶液吸收二氧化碳气体。本发明具有反应温度低，能耗低、氟利昂水解率高、水解产物能够再利用的特点，即减少了其对环境的危害，又实现了其资源化利用。
【专利说明】一种废弃氟利昂的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业废弃物处理领域，尤其是涉及一种废弃氟利昂的处理方法。
【背景技术】
[0002] 氟利昂（CFCs)是上世纪20年代合成的"安全制冷剂"。其具有良好的化学稳定 性、易相变性、无腐蚀性和高绝缘性等诸多特性，因此被广泛应用于现代生产生活的各个领 域。排放到大气中的CFCs在对流层中性质十分稳定，可稳定存在数十到上百年，但其慢慢 上升进入平流层后，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生 连锁反应，破坏臭氧分子。据科学估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。地球表面的 臭氧层能吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球的生态环境，臭氧分子被大量消耗的结果是 其吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线明显增加，给人类健康和 生态环境带来多方面的严重危害，如：人类免疫系统疾病，呼吸道疾病明显增加，植物生长 受损，海洋生物种类数量减少等。
[0003] 废弃氟利昂如果排放到环境中，对环境和人造成的危害主要有以下两个方面： 1.臭氧空洞。由于臭氧层保护地球表面不受太阳强烈的紫外线照射，破坏后将会影响 生物圈的动植物界，特别是会使人类皮癌患者增多。大气中的氟利昂Rll和R12的含量在 增加，臭氧浓度在降低，甚至使南极上空出现了臭氧空洞。臭氧空洞的出现，会造成：使微 生物死亡；使植物生长受阻，尤其是农作物如棉花、豆类、瓜类和一些蔬菜的生长受到伤害； 使海洋中的浮游生物死亡，导致以这些浮游生物为食的海洋生物相继死亡；使海洋中的鱼 苗死亡，渔业减产；使动物和人的眼睛失明；使人和动物免疫力降低。
[0004] 据分析，平流层臭氧减少万分之一，全球白内障的发病率将增加0. 6?0. 8%，即意 味着因此引起失明的人数将增加1万到1. 5万人。
[0005] 2.温室效应。氟利昂在大气中浓度的增加的另一个危害是"温室效应"，本来地 球表面的温室效应的典型来源是大气中的二氧化碳，但大多氟利昂也有类似的特性，而且 它的温室效应效果是二氧化碳的数千倍。温室效应使地球表面的温度上升，引起全球性气 候反常。如果地球表面温度升高的速度继续发展，科学家们预测：到2050年，全球温度将 上升2 - 4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面上升，使一些岛屿国家和沿海 城市淹没于海水之中。
[0006] 正由于CFCs对大气臭氧层的极大破坏作用，世界各国已采取行动来限制CFCs 的生产使用，并提出了逐步淘汰CFCs的各种方案。
[0007] 目前，世界上CFCs产品年使用量超过100万吨，如何经济、高效地实现CFCs的 无害化排放成为环境保护的重要课题之一，因此，开发CFCs无害化的分解技术成为当务 之急。常用的CFCs无害化处理技术包括燃烧热分解法、催化分解法、光催化分解法、化学 试剂消解法、超声波分解法和等离子体分解法等。中国专利（CN201110320425. 7)公开了 一种水热分解来处理废弃氟利昂的方法，将碱液、氧化剂、氟利昂一起放入反应体系中进行 水热反应，氟利昂水解后的产物立即被碱液吸收，最终得到含有碳酸盐和氟氯的混合岩，具 有反应快速高效的特点，但是存在产物为混合盐，经济价值不大，没有完全利用的缺点。中 国专利（CN200810058719. 5)公开了一种氟利昂燃烧水解过程中提高氟利昂分解速率的 方法，但CFCs的分解效率不能达到完全（98%)，且会产生危险的二次化合物。公开专利 (CN1049295)描述了一种氯氟烷烃的催化分解法，该方法不仅存在催化剂容易失活的问 题，其催化分解氟利昂的效率也有待进一步的提高；化学试剂消解法存在残留化学试剂的 处理问题。中国专利（CN200810058719. 5)公开了一种微波等离子体分解氟利昂无害化处 理方法，氟利昂的分解效率能达到99%以上，取得很好的效果，但该方法易发生设备积碳， 运行的稳定性有待提商。
[0008] 对于氟利昂的处理大多采用燃烧法处理，在800-1200°C左右，使得氟利昂燃烧，在 研究的还有微波分解法、等离子法等其他方法，但微波分解法和等离子法成本太高，燃烧法 又会产生新的污染物，而且无法回收有效物质，造成资源浪费。
【发明内容】
[0009] 本发明为解决现有技术的上述问题，提供一种能耗低、氟利昂水解效率高、水解产 物能够再利用的废弃氟利昂的处理方法。
[0010] 本发明的一种废弃氟利昂的处理方法，其方案包括以下步骤： (1) 将硫酸锆、钛酸、钨酸按照锆、钛、钨摩尔比1:0. 5-0. 6:0. 1-0. 3混合后加水造粒， 在200-30(TC喷雾干燥制备成直径是0. I-IOmm的催化剂颗粒； (2) 将颗粒放置在管式反应器内，催化剂颗粒的体积占管式反应器总体积的25-40% ; (3) 同时将氟利昂和水蒸气按照体积比1:3-6同时通入管式反应器内，同时维持管式 反应器内的温度250-300°C之间，接触时间为3-10min ; (4) 催化水解后的尾气用90-98%浓硫酸吸收水蒸气，无水乙醇吸收氯化氢气体，用碳 酸氢钠溶液来吸收氟化氢气体，用碳酸钠溶液来吸收二氧化碳气体。
[0011] 优选的，催化剂颗粒呈自然堆积状态；反应过程中的压力为〇· 5-2atm ;催化水解 后的尾气经过换热器冷却到100-105°C后再通入90-98%浓硫酸吸收水蒸气。最终氟利昂的 水解率高于99. 5%。
[0012] 其水解的化学反应方式（以最常见的F-12为例）：
【权利要求】
1. 一种废弃氟利昂的处理方法，其特征在于包括以下步骤： (1)将硫酸锆、钛酸、钨酸按照锆、钛、钨摩尔比1:0. 5-0. 6:0. 1-0. 3混合后加水造粒， 在200-30(TC喷雾干燥制备成直径是0. l-10mm的催化剂颗粒； (2) 将颗粒放置在管式反应器内，催化剂颗粒的体积占管式反应器总体积的25-40% ; (3) 同时将氟利昂和水蒸气按照体积比1:3-6同时通入管式反应器内，同时维持管式 反应器内的温度250-300°C之间，接触时间为3-10min ; (4) 催化水解后的尾气用90-98%浓硫酸吸收水蒸气，无水乙醇吸收氯化氢气体，用碳 酸氢钠溶液来吸收氟化氢气体，用碳酸钠溶液来吸收二氧化碳气体。
2. 根据权利要求1所述的废弃氟利昂的处理方法，其特征在于：反应过程中的压力 为 0? 5_2atm。
3. 根据权利要求1所述的废弃氟利昂的处理方法，其特征在于：催化水解后的尾气 经过换热器冷却到100-105°C后再通入90-98%浓硫酸吸收水蒸气。
【文档编号】C01B7/03GK104477912SQ201410712894
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】吴彩莹 申请人:广西大学