CN110845160A - CFCs类制冷剂的处置系统和CFCs类制冷剂的处置方法 - Google Patents
CFCs类制冷剂的处置系统和CFCs类制冷剂的处置方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种CFCs类制冷剂的处置系统,所述处置系统包括:储存瓶,所述储存瓶用于储存所述CFCs类制冷剂;投料系统,所述投料系统连接所述储存瓶,所述投料系统用于将所述CFCs类制冷剂雾化;以及高温销毁系统,所述高温销毁系统连接所述投料系统,所述高温销毁系统中含有水泥生料,所述高温销毁系统接收雾化后的所述CFCs类制冷剂,并将雾化后的所述CFCs类制冷剂与所述水泥生料混合后进行烧结处理,从而销毁所述CFCs类制冷剂。本申请还提供一种CFCs类制冷剂的处置方法。
Description
技术领域
本申请涉及危险废物处理领域,尤其涉及一种CFCs类制冷剂的处置系统和CFCs类制冷剂的处置方法。
背景技术
CFCs(Chloro-fluoro-carbon)是全氯氟烃类产品的简称,作为一种常用的制冷剂。CFCs是一种含有氯、氟元素的碳氢化学物质,由C、Cl、F、H四种元素构成,化学性质稳定,在大气中的平均寿命达数百年,会引起大气臭氧层的破环或引起温室效应使全球变暖,威胁人类生存环境。
空气中的CFCs一大来源为CFCs类制冷剂。自CFCs类制冷剂的危害被人们认识以来,对于CFCs类制冷剂无害化技术的研究已经受到科学界的高度重视。目前处理CFCs类制冷剂的方法有高温热降解法、催化降解法、等离子体降解法等。但这些方法均有其局限性和缺点,高温热解降解法存在二次环境污染风险,热解烟气中易生成二噁因;催化降解法中的催化剂使用寿命短、离工业化应用还有较远距离;等离子体降解法处置成本高,且工艺不稳定难控制,降解烟气易生成二噁因。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种处置成本低、工艺稳定且无害化处置的CFCs类制冷剂的处置系统。
另,还有必要提供一种CFCs类制冷剂的处置方法。
一种CFCs类制冷剂的处置系统,所述处置系统包括:
储存瓶,所述储存瓶用于储存所述CFCs类制冷剂;
投料系统,所述投料系统连接所述储存瓶,所述投料系统用于将所述CFCs类制冷剂雾化;以及
高温销毁系统,所述高温销毁系统连接所述投料系统,所述高温销毁系统中含有水泥生料,所述高温销毁系统接收雾化后的所述CFCs类制冷剂,并将雾化后的所述CFCs类制冷剂与所述水泥生料混合后进行烧结处理,从而销毁所述CFCs类制冷剂。
在本发明一些实施方式中,所述投料系统包括:
减压阀,所述减压阀通过一管道连接所述储存瓶;
汇流排,所述汇流排通过所述管道连接所述减压阀;以及
抽气装置,所述抽气装置通过所述管道连接所述汇流排。
在本发明一些实施方式中,所述处置系统还包括一喷枪,所述喷枪的一端连接所述抽气装置,所述喷枪的另一端延伸至所述高温销毁系统。
在本发明一些实施方式中,所述喷枪与所述抽气装置之间还设置一阀门。
在本发明一些实施方式中,所述抽气装置用于控制所述管道内的压力为10kPa-15kPa。
在本发明一些实施方式中,所述高温销毁系统为一水泥窑,所述水泥窑中含有所述水泥生料,所述水泥窑的工作温度为1400℃-1600℃。
一种CFCs类制冷剂的处置方法,所述处置方法包括以下步骤:
提供CFCs类制冷剂;
雾化所述CFCs类制冷剂;以及
将雾化后的所述CFCs类制冷剂与水泥生料混合后进行烧结处理,从而销毁所述CFCs类制冷剂。
在本发明一些实施方式中,所述CFCs类制冷剂中氯和氟的质量分别占所述CFCs类制冷剂及所述水泥生料总质量的m和n,则m≤0.04%,m≤0.5%。
在本发明一些实施方式中,所述烧结处理的温度为1400℃-1600℃。
在本发明一些实施方式中,雾化所述CFCs类制冷剂的压力为10kPa-15kPa。
本申请提供的CFCs类制冷剂的处置系统,通过将所述CFCs类制冷剂雾化,所述CFCs类制冷剂在高温环境中降解,降解后的产物与水泥生料中的物质反应并吸收至水泥熟料中,从而避免二噁因的生成,实现所述CFCs类制冷剂的安全、无害化处理;且所述处置系统处置所述CFCs类制冷剂的成本低、工艺稳定、环境友好。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种CFCs类制冷剂的处置系统的示意图。
图2为本申请实施例提供的一种CFCs类制冷剂的处置方法的流程图。
主要元件符号说明
处置系统 100
储存瓶 10
投料系统 20
减压阀 22
汇流排 24
抽气装置 26
管道 28
喷枪 30
阀门 40
高温销毁系统 50
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。
在本申请的各实施例中,为了便于描述而非限制本申请,本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语“连接”并非限定于物理的或者机械的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“上方”、“下方”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。
请参阅图1,本申请实施例提供一种CFCs类制冷剂的处置系统100,所述处置系统100包括储存瓶10、投料系统20以及高温销毁系统50,所述储存瓶10、投料系统20及高温销毁系统50依次连接组成密封的系统。
所述储存瓶10用于储存CFCs类制冷剂以待处理。所述储存瓶10的数量可以为一个或多个。
所述投料系统20连接所述储存瓶10。在本发明实施方式中,所述投料系统20包括减压阀22、汇流排24以及抽气装置26。所述投料系统20用于将所述储存瓶10中的CFCs类制冷剂输送至所述高温销毁系统50中进行处理。
具体地,所述减压阀22通过管道28连接所述储存瓶10。所述减压阀22用于调节所述CFCs类制冷剂在管道28输送过程中的压力,从而降低所述CFCs类制冷剂的沸点,有利于雾化所述CFCs类制冷剂。
所述汇流排24通过所述管道28连接所述减压阀22,所述汇流排24用于将来自不同储存瓶10的所述CFCs类制冷剂汇集,便于保证处置过程连续。
所述抽气装置26通过所述管道28连接所述汇流排24,所述抽气装置26用于将储存瓶10中的残留所述CFCs类制冷剂抽取出来。在一具体实施例中,所述抽气装置26为一真空泵。所述抽气装置26控制所述管道28内的压力为10kPa-15kPa。
所述投料系统20中的装置均采用耐高温的材质。
所述抽气装置26的一端连接一喷枪30,所述喷枪30的另一端延伸至所述高温销毁系统50,所述喷枪30用于将所述CFCs类制冷剂喷洒成雾状进入所述高温销毁系统50。
所述喷枪30与所述抽气装置26之间还设置一阀门40,所述阀门40用于控制所述CFCs类制冷剂进入所述高温销毁系统50的流速。在一具体实施例中,所述阀门40为球形阀门。
所述高温销毁系统50为一水泥窑,所述水泥窑用于将雾化的所述CFCs类制冷剂在高温状态下进行处置。
具体地,所述水泥窑的工作温度为1400℃-1600℃。向所述水泥窑中投入水泥生料,同时所述CFCs类制冷剂以雾状进入所述水泥窑,所述CFCs类制冷剂在所述水泥窑中停留的时间为1min-2min。所述水泥生料中含有碳酸钙(CaCO3)成分,碳酸钙在高温条件下分解成氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO2),请参阅反应式(1);所述CFCs类制冷剂在高温状态下分解得到氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)以及二氧化碳等产物,请参阅反应式(2);所述氯化氢以及氟化氢被所述氧化钙吸收分别生成氯化钙(CaCl2)和氟化钙(CaF2),请参阅反应式(3)以及反应式(4)。
CaCO3→CaO+CO2 (1)
CCl2F2+2H2O→2HCl+2HF+CO2 (2)
CaO+2HCl→CaCl2+H2O (3)
CaO+2HF→CaF2+H2O (4)
所述水泥生料在所述水泥窑中经过高温处理后转换成水泥熟料,所述氯化钙与所述氟化钙同所述水泥熟料一同以粉尘的形式从所述水泥窑中排出,二氧化碳等气体随着烟气以气体的形式排出所述水泥窑。
进一步地,为保证排放至空气中的烟气以及制备的所述水泥熟料均符合标准,所述CFCs类制冷剂与所述水泥生料的质量需控制一定的比例。
具体地,以进入所述水泥窑的所述CFCs类制冷剂中的氯以及氟的质量来计算,所述氯和氟的质量分别占所述CFCs类制冷剂及所述水泥生料总质量的m和n,则m≤0.04%,m≤0.5%。
本申请还提供一种CFCs类制冷剂的处置方法,所述处置方法包括以下步骤:
步骤S1:提供所述CFCs类制冷剂。
步骤S2:雾化所述CFCs类制冷剂。
具体地,在所述投料系统20中将所述CFCs类制冷剂进行雾化处理,并将所述雾化后的所述CFCs类制冷剂喷射至所述高温销毁系统50中。
步骤S3:将所述雾化的所述CFCs类制冷剂在所述高温销毁系统50中与所述水泥生料混合后进行烧结处理。
以下通过具体的实施例来对本申请进行说明。
实施例1
提供CFCs类制冷剂,将所述CFCs类制冷剂通过所述喷枪30雾化并通入所述水泥窑中,同时向所述水泥窑中加入水泥生料进行处理。其中,所述水泥窑的工作温度为1400℃,所述CFCs类制冷剂以进料速率为5kg/h进入所述水泥窑,连续进料24h,共处置120kgCFCs类制冷剂。
实施例2
提供CFCs类制冷剂,将所述CFCs类制冷剂通过所述喷枪30雾化并通入所述水泥窑中,同时向所述水泥窑中加入水泥生料进行处理。其中,所述水泥窑的工作温度为1500℃,所述CFCs类制冷剂以进料速率为8kg/h进入所述水泥窑,连续进料36h,共处置280kgCFCs类制冷剂。
实施例3
提供CFCs类制冷剂,将所述CFCs类制冷剂通过所述喷枪30雾化并通入所述水泥窑中,同时向所述水泥窑中加入水泥生料进行处理。其中,所述水泥窑的工作温度为1600℃,所述CFCs类制冷剂以进料速率为6kg/h进入所述水泥窑,连续进料28h,共处置168kgCFCs类制冷剂。
实施例1-3具体处理参数如表1所示。
表1
分别测试实施例1-3处置所述CFCs类制冷剂的处置率,超过99%的CFCs类制冷剂在所述水泥窑中分解。经过所述水泥窑连续高温烧结后,经检测,所述水泥窑设备正常,生产的水泥熟料均符合标准,未发现有害物质富集于水泥熟料的现象,对整个生产过程未产生明显影响。
分别测试实施例1-3高温烧结处理后排放的烟气中的二噁英浓度、氯化氢浓度以及氟化氢浓度,其测试结果如表2所示。
表2
本申请提供的CFCs类制冷剂的处置系统100,通过将所述CFCs类制冷剂雾化,所述CFCs类制冷剂在高温环境中降解,降解后的产物与水泥生料中的物质反应并吸收至水泥熟料中,从而避免二噁因的生成,实现所述CFCs类制冷剂的安全、无害化处理;且所述处置系统100处置所述CFCs类制冷剂的成本低、工艺稳定、环境友好。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种CFCs类制冷剂的处置系统,其特征在于,所述处置系统包括:
储存瓶,所述储存瓶用于储存所述CFCs类制冷剂;
投料系统,所述投料系统连接所述储存瓶,所述投料系统用于将所述CFCs类制冷剂雾化;以及
高温销毁系统,所述高温销毁系统连接所述投料系统,所述高温销毁系统中含有水泥生料,所述高温销毁系统接收雾化后的所述CFCs类制冷剂,并将雾化后的所述CFCs类制冷剂与所述水泥生料混合后进行烧结处理,从而销毁所述CFCs类制冷剂。
2.根据权利要求1所述的CFCs类制冷剂的处置系统,其特征在于,所述投料系统包括:
减压阀,所述减压阀通过一管道连接所述储存瓶;
汇流排,所述汇流排通过所述管道连接所述减压阀;以及
抽气装置,所述抽气装置通过所述管道连接所述汇流排。
3.根据权利要求2所述的CFCs类制冷剂的处置系统,其特征在于,所述处置系统还包括一喷枪,所述喷枪的一端连接所述抽气装置,所述喷枪的另一端延伸至所述高温销毁系统。
4.根据权利要求3所述的CFCs类制冷剂的处置系统,其特征在于,所述喷枪与所述抽气装置之间还设置一阀门。
5.根据权利要求2所述的CFCs类制冷剂的处置系统,其特征在于,所述抽气装置用于控制所述管道内的压力为10kPa-15kPa。
6.根据权利要求1所述的CFCs类制冷剂的处置系统,其特征在于,所述高温销毁系统为一水泥窑,所述水泥窑中含有所述水泥生料,所述水泥窑的工作温度为1400℃-1600℃。
7.一种CFCs类制冷剂的处置方法,其特征在于,所述处置方法包括以下步骤:
提供CFCs类制冷剂;
雾化所述CFCs类制冷剂;以及
将雾化后的所述CFCs类制冷剂与水泥生料混合后进行烧结处理,从而销毁所述CFCs类制冷剂。
8.根据权利要求7所述的CFCs类制冷剂的处置方法,其特征在于,所述CFCs类制冷剂中氯和氟的质量分别占所述CFCs类制冷剂及所述水泥生料总质量的m和n,则m≤0.04%,m≤0.5%。
9.根据权利要求7所述的CFCs类制冷剂的处置方法,其特征在于,所述烧结处理的温度为1400℃-1600℃。
10.根据权利要求7所述的CFCs类制冷剂的处置方法,其特征在于,雾化所述CFCs类制冷剂的压力为10kPa-15kPa。
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