CN1033793A - 含氟里昂113废气的处理方法装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从含有氟里昂113的废气中除去并 回收氟里昂113、防止氟里昂113排入大气的含氟里 昂113废气的处理方法及装置。具体地说，是在 25℃时的蒸汽压及粘度分别为7.6×10-2mmHg以 下，500CP以下的饱和矿物油，烷基二苯醚类油、硅 油、三氟化氯化乙烯类油，全氟聚醚类油中至少选一 种作为吸收液，使其与含氟里昂113的废气接触，将 其中所含的氟里昂113吸收后、将吸收了氟里昂113 的吸收液减压回收氟里昂113的含氟里昂113废气 的处理方法及装置。

Description

本发明涉及从含有氟里昂类中集中而大量使用的氟里昂113的废气中回收并除去氟里昂113、以防止向大气中排放的含氟里昂113废气的处理方法及装置。
一般说来，氟里昂类的毒性较低，作为洗净剂、溶剂用于电子工业等各领域。
但是，近来认为皮肤癌的增加或环境变异的原因是因为氟里昂气体导致臭氧层破坏而成为问题，以至于由国际会议决定要求削减氟里昂的消费量。作为削减对象的氟里昂是氟里昂11（CCl3F）、12（CCl2F2）、113（C2Cl3F3）、114（C2Cl2F4）、115（C2ClF5）。特别是氟里昂113，其使用量多，在排出废气中的含量每年为6万吨，而且从安全性、价格方面考虑研究其代用品很困难，因此，各国的对策是把注意力转向从含有氟里昂113的废气中除去并回收、再生氟里昂113。
作为这种回收、再生方法，以前采用的是用活性炭等固体吸附剂吸附、去除、回收法。
但是，上述这种用固体吸附剂的吸附、去除法，为了回收吸附的氟里昂113，必须高温加热，用蒸汽脱吸，因此能量成本高。而且，此时氟里昂113进行分解，产生HCl等酸性气体、不仅使装置腐蚀，而且回收的氟里昂113质量也变差。此外，还有不能完全从吸附剂中进行回收，因而脱吸效率低、经济方面不利等缺点。
本发明者们为克服上述缺点锐意进行了研究，结果发现，根据吸收液的种类有效地吸收废气中的氟里昂113，而且，通过将它处于减压状态不收塔的循环配管。
本发明具有上述构成，使用的吸收液稳定并且易处理，由于氟里昂113的溶解度高，粘度低，因而通过气液接触能从废气中有效地回收氟里昂113，与此同时，吸收的氟里昂113也很容易发散。另外，由于蒸汽压低，伴随废气的量少，即使在氟里昂113发散、回收时伴随的量也少。
因此，采用上述吸收液的装置可以高效地去除回收氟里昂113。特别是，将发散塔处于减压状态，用以前的油旋转泵时氟里昂113溶解在油中，粘性降低不能得到高真空，而利用不使用油的干真空泵则可以维持高真空，可以稳定进行氟里昂113的发散，而且发散出的氟里昂113即使通过干真空泵也不会混入油，经过冷却、凝结而回收纯度高的氟里昂113。
此外，在加压吸收时，能更有效底吸收氟里昂113，而且由于能使脱气塔脱气后的氟里昂113发散，因而使氟里昂113的回收效率更高。
实施例：
用于本发明的吸收液，由于氟里昂113的溶解度好，稳定而又容易处理，因此可以使用饱和矿物油、烷基二苯醚类油、硅油、三氟化氯化乙烯类油、全氟聚醚类油。
上述各种油，是有聚合部分，且分子量不同的各种物质。通常，分子量大则粘度高，蒸汽压变低，而本发明使用的吸收液是选自于上述，在25℃时的粘度为500cp以下，最好是在100cp以下，而25℃时的蒸汽压为7.6×10-2mmHg，最好是3.8×10-2mmHg以下的油。
如果25℃时的粘度超过500cp，则气液接触的效果不充分，氟里昂113的吸收能力下降，吸收的氟里昂113的放出也会变坏。
如果25℃时的蒸汽压超过7.6×10-2mmHg，伴随废气的吸收液的量在回收氟里昂113时，伴随氟里昂113的量一起增加。特别是由吸收工序放出的废气中的吸液量必须在100（体积）ppm以下，最好是50（体积）ppm以下，因此上述条件是重要的。
关于上述粘度及蒸汽压条件，如果分子量大，粘度会增高而蒸汽压下降，因此能满足双方条件的上述油的范围比较窄。
例如，本发明中可能使用的各种油的结构式如下所示
饱和矿物油
烷基二苯醚类油
Figure 881046841_IMG1
R：是C12-C18的直链烃
硅油
Figure 881046841_IMG2
R：甲基、苯基、氢。
三氟化氯化乙烯类油
Figure 881046841_IMG3
全氟聚醚类油
Figure 881046841_IMG4
ⅲ F-（CF2-CF2-CF2-O）n-CF2-CF3
图1示出满足本发明条件的各种油与氟里昂113之间的气液平衡关系。
以下对本发明的处理装置进行说明。
图2示出装置的一个实施例，图中符号1是吸收塔，在吸收塔1中充填有拉希环等填料2，塔的下部装有含氟里昂113的废气导入管3、在塔的上部连接有后述将回收吸收液导入的循环配管4。导入上述导入管3中的废气可保持原样或采用活性碳吸附、加热空气脱吸等公知的浓缩方法进行浓缩。
由废气导入管3导入的含氟里昂113废气，与由循环配管4导入的吸收液对流接触，吸收去除其中所含的氟里昂113后，由塔顶部排放管5排入大气。吸收了氟里昂113的吸收液，由抽出管6导出，通过加热器7并导入充填有充填物8的发散塔上部。
在上述发散塔9的顶部连接有排出管10。在该排出管10上设有干真空泵11，发散塔9的内部保持在减压状态。
在该减压状态发散塔9的上部导入的用上述加热器7加热的吸收液，在发散塔9中下降的过程中很容易地放出其中含有的氟里昂113。放出的氟里昂113由排出管10引出，通过在气体接触部位不使用油的干真空泵11，导入凝结器12、氟里昂113凝结并回收在接受槽12a中。不凝结的气体，通过合流配管，与进入吸收塔1的废气合流在一起。
发散了氟里昂113的吸收液，由发散塔9下部的循环配管4抽出，通过冷却器14，循环至吸收塔1的上部。
本发明的装置由上述构成，因而在发散塔9中的氟里昂113发散时不必要高温。而且，由排出管10引出的氟里昂113，由于通过的真空泵是采用干真空泵11，不会产生污染而进行回收，因而可得到纯度高的氟里昂113。
加热器7，冷却器14，由于室外温度及发散塔的减压状态，多数场合下往往不用也行，即使使用，其运行条件稳定，因而也很理想。
图3示出进行加压吸收时本发明装置的一实施例，与图2相同的部分使用相同的符号，因而省略其说明。
图中21是将含氟里昂113废气压入吸收塔1的压缩机。在吸收塔1的塔顶部安装了排放管22，该管设有调节阀以便放出未吸收气体并将吸收塔1内的压力保持在所规定的压力。吸收塔1的上部连接有后述提供吸收液的循环配管23，在加压下使含氟里昂113的废气和吸收液对流接触并吸收氟里昂113。吸收氟里昂113的吸收液，通过接在吸收塔1下端的吸收塔抽出管24，导入用真空泵25保持在减压状态的脱气塔26，并使溶存的空气及少量的氟里昂113脱气。该脱过气的空气用真空泵25，通过合流配管27在压缩机21的吸收侧被合流，与含氟里昂113废气一起压送到吸收塔1。
从上述脱气塔26的抽出管28抽出的脱过气的吸收液，通过加热器29加热，导入借助于干真空泵保持在减压状态的发散塔9。在发散塔9发散的氟里昂113通过凝结器12凝结回收，贮存在接受槽12a中。
在发散塔9中发散了氟里昂113的吸收液，从发散塔9的下端抽出，通过有冷却器30的循环配管23送入吸收塔1。
循环配塔23的吸收液，为了提高其经济性，通过脱气塔抽出管28的吸收液和热交换31进行热交换。真空泵25也可用干真空泵，由于脱气空气中的氟里昂113的浓度低，通用的真空泵也足以耐用。
以下示出实施例并具体说明本发明。
实施例1：
根据采用直径为230mm、填充2m古德洛填料（ゲ
Figure 881046841_IMG5
トロ ）的吸收塔由图2示出的装置，将氟里昂113含量为2500（体积）ppm的废气以35-7Nm3/小时的速度导入，并将25℃时粘度和蒸汽压分别为50CP，1×10-7mmHg的烷基二苯迷类油（松村石油株式会社制SX油）以2270kg/小时的速度导入，使它们对流接触从而吸收氟里昂113。其结果是，由排放管5排出的废气中氟里昂113的浓度为120（体积）ppm，与其伴随的吸收液的浓度为1（体积）ppm以下，吸收了氟里昂113的吸收液中氟里昂113的浓度为0.0286（重量）%。氟里昂113的回收率为95.2%。
实施例2
根据采用直径为300mm、填充1m古德洛填料（グ
Figure 881046841_IMG7
トロ-ル）的吸收塔由图2示出的装置，将氟里昂113含量为5000（体积）ppm的废气240m3/小时，利用活性碳吸附、加热空气脱吸的公知浓缩装置，浓缩成5.0（体积）%并导入，同时将25℃时粘度和蒸汽压分别为50CP，1×10mmHg的硅油（ト-レツリコン株式会社制SH200，50CS）以3m3/小时速度注入并使它们对流接触。此时由排放管5排放出的废气中氟里昂113的浓度为1000（体积）ppm，与其伴随的吸收液的浓度为1（体积）ppm以下，根据需要该废气还可通向公知的浓缩装置。
通过抽出管6将吸收了氟里昂113的浓度为1.218（重量）%的吸收液以3m/小时的速度抽出并用加热器加热成120℃后，导入通过干真空泵11，保持在7mmHg的减压状态的发散塔9中并使氟里昂113发散。此时，发散的氟里昂113，以及其它气体通过排放管10、干真空泵11导入凝结器12。气体的组成为：氟里昂113为73.3（体积）%，惰性气体为26.7（体积）%，吸收液为1（体积）ppm以下。此气体通过用20℃水以0.5吨/小时速率冷却的凝结器12冷凝，并回收氟里昂113为9.16公斤/小时。通过凝结器12不凝结的氟里昂113（3.13公斤/小时）为41.1（体积）%，惰性气体为58.5（体积）%的混合气体，通过合流配管13导入吸收塔1。其结果是，进入吸收塔1的氟里昂113浓度为6.41（体积）%。
由发散塔9的下部通过循环配管4以3m3/小时的速率抽出吸收液。该吸收液的温度为110℃，氟里昂113的浓度为0.073（重量）%。
将该吸收液通过冷却器14降温至25℃，然后作为吸收塔1的吸收液循环。
实施例3
通过使用直径为300mm、填充1.8m古德洛填料（グッドロ-ル）的吸收塔，并用图3示出的压缩机21将含氟里昂113为5000（体积）ppm的废气240    Nm/小时，加压至3公斤/cm    G并导入上述吸收塔1，同时将25℃时粘度及蒸汽压分别为50CP、1×10mmHg的硅油（ト-レシリコン株式会社制SH-200，50CS）以2.2m3/小时的速度注入并使之对流接触。此时由排放管22放出的废气中氟里昂113的浓度为140（体积）ppm，吸收液浓度为1（体积）ppm以下。
通过吸收塔抽出管24以2.2m3/小时的速度将吸收了氟里昂113的浓度为0.480（重量）%的吸收液抽出并导入通过油旋转真空泵25保持在40mmHg的减压状态的脱气塔26中使空气脱气。此时，脱气气体中的氟里昂113成为6.50（体积）%，并同时脱气，而该脱气气体通过合流配管27，与导入吸收塔1中的含氟里昂113废气合流。
其结果是，导入吸收塔1的氟里昂113的浓度为5338（体积）ppm。
然后，由脱气塔的抽出管28以2.2m3/小时的速率将脱掉空气的吸收液抽出，并通过加热器29加热成120℃后，导入由干真空泵11保持在2mmHg减压状态的发散塔9中使氟里昂113发散。此时，发散的氟里昂113通过排放管10，干真空泵11导入凝结器12，该气体组成：氟里昂113约100（体积）%，伴随的吸收液在1（体积）ppm以下。
此气体通过用20℃水以0.5吨/小时冷却的凝结器12冷凝，并回收氟里昂为9.09公斤/小时。
由发散塔9下部通过循环配管23以2.2m3/小时的速度抽出吸收液。该吸收液的温度为110℃，氟里昂113浓度为0.0200（重量）%以下。将该吸收液通过冷却器30降温至25℃并作为吸收塔1的吸收液循环。
本发明所涉及的含氟里昂113的废气处理方法及装置，由于选择吸收液，几乎不补充吸收液而循环使用，因而排出的是公害上无问题的废气。而且，由于在减压状态使用发散塔，扼提高氟里昂113的回收率并能防止吸收液恶化，同时，氟里昂113也不会由于分解等而恶化。还由于使用干真空泵，回收的氟里昂113不受污染，能回收纯度高的氟里昂113等。本发明具有许多优点，对使用氟里昂113的领域有极大的贡献。
以下简单说明附图。
图1是本发明中使用的吸收液与氟里昂113的气液平衡图，图2是表示处理装置流程之一实施例的简图。1……吸收塔，2……填充料，3……废气导入管，
4……循环配管，5……排放管，6……抽出管，
7……加热管，8……填充物，9……发散塔，
10……排出管，11……干真空泵，12……凝结器，
12a……接受槽，13……合流配管，14……冷却器，
21……压缩机，22……排放管，23……循环配管，
24……吸收塔抽出管，25……油旋转真空泵，26……脱气塔，
27……合流配管，28……脱气塔抽出管，29……加热器，
30……冷却器，31……热交换器

Claims (3)

1、含氟里昂113的废气处理方法，其特征在于，将25℃时蒸汽压和粘度分别在7.6×10-2mmHg以下，500CP以下的饱和矿物油，烷基二苯醚类油，硅油、三氟化氯化乙烯类油，全氟聚醚类油中，至少选一种油作为吸收液，使之与含氟里昂113废气在大气压或加压状态下接触，吸收去除其中所含的氟里昂113后，将吸收了氟里昂113的吸收液减压回收氟里昂113。
2、含氟里昂113的废气处理装置，其特征在于，它具有以下设备：在25℃时蒸汽压及粘度分别在7.6×10-2mm Hg以下，500CP以下的饱和矿物油、烷基二苯醚类油，硅油，三氟化氯化乙烯类油，全氟聚醚类油中，至少选一种油作为吸收液，使上述吸收液与含氟里昂113的废气接触的吸收塔，和将吸收了氟里昂113的上述吸收塔的液体保持在减压状态并使氟里昂113发散的发散塔、以及将发散塔保持在减压状态的干真空泵、和使干真空泵排出气体冷凝且回收氟里昂113的凝结器，以及使上述发散塔的氟里昂113发散的吸收液循环到上述吸收塔中去的手段。
3、含氟里昂113的废气处理装置，其特征在于，它具有以下设备：在25℃时蒸汽压及粘度分别在7.6×10-2mm Hg以下，500CP以下的饱和矿物油、烷基二苯醚类油，硅油，三氟化氯化乙烯类油，全氟聚醚类油中，至少选一种油作为吸收液，使用压缩机压缩的含氟里昂113废气和上述吸收液接触保持在加压状态的吸收塔，将在吸收塔中吸收了氟里昂113的吸收液保持在减压状态并使溶存的空气脱气的脱气塔，使脱气塔保持在减状态的真空泵，将该真空泵的排气在上述压缩机的含氟里昂使氟里昂113分解从而有可能进行回收。
本发明是基于上述发现而做出的，目的是提供将废气中的氟里昂113去除到可向大气排放的程度，并且不使氟里昂113变质而进行回收的含氟里昂废气的处理方法及装置。
本发明是为达到上述目的而做出的，其要旨是在25℃时的蒸汽压及粘度分别为7.6×10-2mmHg以下，500CP（厘泊）以下的饱和矿物油、烷基二苯醚类油、硅油、三氟化氯化乙烯类油、全氟聚醚类油中至少选一种作为吸收液，在大气压或加压状态下使其与含氟里昂113的废气接触，将其中所含的氟里昂113吸取后，将吸收了氟里昂113的吸收液减压并回收氟里昂113。在本发明装置中具有：25℃时的蒸汽压和粘度分别为7.6×10-2mmHg以下，500cp以下的饱和矿物油、烷基二苯醚类油、硅油、三氟化氯化乙烯类油、全氟聚醚类油中至少选择一种作为吸收液，使上述吸收液和含氟里昂113的废气接触的吸收塔、将吸收了氟里昂113的上述吸收塔的液体保持在减压状态下使氟里昂113发散的发散塔，将发散塔保持在减压状态的干真空泵、使干真空泵排出气体冷凝且回收氟里昂113的凝聚器以及将发散了上述发散塔之氟里昂113的吸收液循环至上述吸收塔的手段。
在加压下进行吸收的装置中有如下设备：在用压缩机最好是无油压缩机压缩的含氟里昂113度气和上述吸收液接触的加压状态中保持的吸收塔，在吸收塔中将吸收了氟里昂113的吸收液保持在减压状态并使溶存的空气及少量的氟里昂113脱气的脱气塔，将脱气塔保持在减压状态的真空泵，使该真空泵的排气在上述压缩机的含氟里昂113气体吸收侧进行合流的配管，将上述脱气塔脱气的吸收液加热的加热器，将通过该加热器加热的吸收液保持在减压状态并使氟里昂113发散的发散塔，使该发散塔保持在减压状态的干真空泵，将该干真空泵排气冷凝并回收氟里昂113的凝结器，以及将发散了上述发散塔之氟里昂113的吸收液通过冷却器循环到上述吸113气体的吸引侧合流的配塔，将上述经脱气塔脱气的吸收液加热的加热器，将通过该加热器加热的吸收液保持在减压状态并使氟里昂113发散的发散塔，使该发散塔保持在减压状态的干真空泵，将该真空泵的排气冷凝并回收氟里昂113的凝结器，以及将上述发散塔放出了氟里昂113的吸收液，通过冷却器循环到上述吸收塔的循环配管。
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