JP2007225124A - Decomposing method of halogen compound and its device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for efficiently and completely decomposing a halogen compound while stabilizing flame and reducing the generation of soot. <P>SOLUTION: The halogen compound, a primary gas including oxygen more than that of air, and a combustible substance such as a propane gas are mixed in advance, the obtained mixture is introduced to a burner 11, and a secondary gas is introduced to the neighborhood of the flame of the burner 11 and burned, to decompose the halogen compound. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フロン等のハロゲン化合物を燃焼処理して分解し、無害化するハロゲン化合物の分解方法と、その装置に関するものである。   The present invention relates to a halogen compound decomposition method for decomposing and detoxifying halogen compounds such as chlorofluorocarbon, and an apparatus therefor.

フロン等のハロゲン化合物は、有機ハロゲン化合物と無機ハロゲン化合物にかかわらず、化学的に安定で、冷媒、洗浄剤、発泡剤やエアゾール噴射剤等として広く用いられてきた。しかし、大気中に放出されたハロゲン化合物は、地球温暖化を引き起こし、オゾン層を破壊する物質として注目され、このフロンガス等のハロゲン化合物を回収して分解する技術が研究開発されている。
しかしながら、これらのハロゲン化合物は通常では不燃性で安定した化合物であり、地球環境の保護のためにフロン等のハロゲン化合物を分解処理する方法が必要とされ、研究されている。
Halogen compounds such as chlorofluorocarbons are chemically stable regardless of organic halogen compounds and inorganic halogen compounds, and have been widely used as refrigerants, cleaning agents, foaming agents, aerosol propellants and the like. However, halogen compounds released into the atmosphere are attracting attention as substances that cause global warming and destroy the ozone layer, and technologies for recovering and decomposing halogen compounds such as CFCs have been researched and developed.
However, these halogen compounds are usually non-flammable and stable compounds, and a method for decomposing halogen compounds such as chlorofluorocarbon is required and studied for the protection of the global environment.

このフロン等のハロゲン化合物を分解処理する主な方法としては、燃焼分解法、プラズマ分解法、触媒分解法がある。
燃焼分解法は、火炎中にハロゲン化合物を少量ずつ吹き込み高温で分解する方法である。この場合は、フロン等のハロゲン化合物の燃焼反応は吸熱反応であり分解するためには燃焼反応のための大量のエネルギー源である燃料が多く必要であり、火炎も不安定であったり、煤が発生したりする場合があり、装置も大型化して、可燃気体の割合に比べ処理量が少なく効率的ではなかった(例えば、特許文献1参照。)。そのため、分解効率のよい安定した燃焼分解方法が求められていた。
As main methods for decomposing halogen compounds such as chlorofluorocarbons, there are a combustion decomposition method, a plasma decomposition method, and a catalytic decomposition method.
The combustion decomposition method is a method in which a halogen compound is blown into a flame little by little and decomposed at a high temperature. In this case, the combustion reaction of halogen compounds such as chlorofluorocarbons is an endothermic reaction, and in order to decompose, a large amount of fuel, which is a large amount of energy source for the combustion reaction, is necessary, the flame is unstable, In some cases, the apparatus is enlarged, and the amount of processing is small and inefficient compared to the ratio of combustible gas (for example, see Patent Document 1). Therefore, a stable combustion decomposition method with good decomposition efficiency has been demanded.

また、プラズマ分解法は、放電電極と誘導電極とを誘電体を介して互いに配置して、これらの電極間に高圧のパルス電圧を印加することにより電極間に放電を生じさせ、そこを通過するハロゲン化合物を分解するもの(例えば、特許文献2参照。)と、アークプラズマ分解するものがある。しかしながら、完全に分解しようとすると、投入電力が大きくなり、処理コストが増加するとともに、投入電力をどんなに大きくしても分解率が90%を若干超える程度で不十分であり、投入電力を少なくすると分解率が40%まで低下していた。   In the plasma decomposition method, a discharge electrode and an induction electrode are arranged with a dielectric interposed therebetween, and a high-voltage pulse voltage is applied between these electrodes to generate a discharge between the electrodes, and pass therethrough. There are those that decompose halogen compounds (for example, see Patent Document 2) and those that decompose arc plasma. However, when trying to completely disassemble, the input power increases and the processing cost increases. However, no matter how large the input power is, the decomposition rate is slightly insufficient exceeding 90%. The decomposition rate was reduced to 40%.

触媒分解法は、触媒層に分解するハロゲン化合物を接触させて分解するものである(例えば、特許文献3参照。)。この場合は、分解時間が長く、10時間以上もかかる場合があり、処理効率が不十分であった。また、触媒の反応活性の維持と触媒寿命の維持に問題があった。また、ハロゲン化合物の各成分には分解処理可能なものと不可能なものとがあり、実際に分解処理をする場合に問題があった。   In the catalytic decomposition method, a halogen compound to be decomposed is brought into contact with the catalyst layer for decomposition (see, for example, Patent Document 3). In this case, the decomposition time is long and may take 10 hours or more, and the processing efficiency is insufficient. Further, there are problems in maintaining the reaction activity of the catalyst and maintaining the catalyst life. Further, each component of the halogen compound can be decomposed and cannot be decomposed, and there has been a problem in actually performing the decomposition process.

特開平8−224441号公報JP-A-8-224441 特開平4−322718号公報JP-A-4-322718 特開2000−15060号公報JP 2000-15060 A

そこで、本発明は、火炎が安定し、煤の発生も少ない、ハロゲン化合物を効率よく完全に分解する方法と装置を提供することを課題としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for efficiently and completely decomposing a halogen compound, in which a flame is stable and soot generation is small.

上記課題を解決するために請求項1の本発明は、ハロゲン化合物と空気より酸素を多く含有する一次気体と可燃物質とを予め混合し、得られる混合物をバーナーに導入し、バーナーに二次気体を導入し燃焼させ、ハロゲン化合物を分解したハロゲン化合物の分解方法である。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention of claim 1 is characterized in that a halogen compound, a primary gas containing more oxygen than air, and a combustible material are mixed in advance, and the resulting mixture is introduced into the burner, and the secondary gas is introduced into the burner. Is a method for decomposing a halogen compound by decomposing a halogen compound and decomposing the halogen compound.

請求項1の本発明では、ハロゲン化合物と空気より酸素を多く含有する一次気体と可燃物質とを予め混合し、得られる混合物をバーナーに導入し、バーナーに二次気体を導入し燃焼させ、ハロゲン化合物を分解したため、所望の混合比率で各物質を確実に混合することができ、可燃物質に対してハロゲン化合物を高濃度で分解できるとともに、火炎が安定して、逆火、火炎の吹き飛びや消炎が発生しなく、また煤の発生も少ない。さらにハロゲン化合物の分解率も高く、高効率で分解することができる。   In the present invention of claim 1, a halogen compound, a primary gas containing more oxygen than air, and a combustible material are mixed in advance, the resulting mixture is introduced into a burner, a secondary gas is introduced into the burner, and burned. Since the compound has been decomposed, each substance can be reliably mixed at the desired mixing ratio, the halogen compound can be decomposed at a high concentration with respect to the combustible substance, and the flame is stabilized, backfire, flame blow-off and extinction Does not occur, and there are few occurrences of wrinkles. Further, the halogen compound has a high decomposition rate, and can be decomposed with high efficiency.

可燃物としては、可燃気体と可燃液体を使用することができる。可燃気体としては、水素及び炭化水素であるメタン、エタン、プロパン、エチレンおよび天然ガス等を使用することができる。また、可燃液体としては気化するものが好ましく、炭化水素としてガソリン及びアルコールとしてエタノール、メタノール等を使用できる。   As the combustible material, combustible gas and combustible liquid can be used. As the combustible gas, hydrogen and hydrocarbons such as methane, ethane, propane, ethylene, and natural gas can be used. Further, the flammable liquid is preferably a vaporized liquid, and gasoline, alcohol and ethanol, methanol, etc. can be used as the hydrocarbon.

請求項2の本発明は、一次気体の酸素含有量は21%以上であるハロゲン化合物の分解方法である。   The present invention of claim 2 is a method for decomposing a halogen compound, wherein the primary gas has an oxygen content of 21% or more.

請求項2の本発明では、一次気体の酸素含有量は21%以上としたため、空気よりも酸素量が多く、可燃物質と酸素を充分に混合することができ、可燃物質を高温で燃焼させることができ、ハロゲン化合物を、効率よく分解することができる。   In the present invention of claim 2, since the oxygen content of the primary gas is 21% or more, the amount of oxygen is greater than that of air, the combustible material and oxygen can be sufficiently mixed, and the combustible material is burned at a high temperature. And the halogen compound can be efficiently decomposed.

請求項3の本発明は、二次気体の酸素含有量は20%〜60%であるハロゲン化合物の分解方法である。   The present invention of claim 3 is a method for decomposing a halogen compound, wherein the oxygen content of the secondary gas is 20% to 60%.

請求項3の本発明では、二次気体の酸素含有量は20%〜60%であるため、一次気体の酸素とあわせて、可燃物質を高温で完全に燃焼させることができ、煤の発生が少なく、ハロゲン化合物を高分解率で完全に分解することができる。20%以下では充分な分解率を得ることができなくて、分解率が高い場合でも有害な副生物が発生する。60%以上に二次気体の酸素濃度を濃縮することは、高価でありコスト的にも好ましくなく、安全性の点でも好ましくない。   In the present invention of claim 3, since the oxygen content of the secondary gas is 20% to 60%, the combustible material can be completely burned at a high temperature together with the oxygen of the primary gas, and soot is generated. Less halogen compounds can be completely decomposed at a high decomposition rate. If it is 20% or less, a sufficient decomposition rate cannot be obtained, and harmful by-products are generated even when the decomposition rate is high. Concentrating the oxygen concentration of the secondary gas to 60% or more is expensive, is not preferable in terms of cost, and is not preferable in terms of safety.

請求項4の本発明は、ハロゲン化合物と可燃物質の混合割合は、ハロゲン化合物と可燃物質の比がモル比で0.2〜10.0の範囲であるハロゲン化合物の分解方法である。   The present invention of claim 4 is the method for decomposing a halogen compound, wherein the mixing ratio of the halogen compound and the combustible material is such that the ratio of the halogen compound and the combustible material is in the range of 0.2 to 10.0 in terms of molar ratio.

請求項4の本発明では、ハロゲン化合物と可燃物質の混合割合は、ハロゲン化合物と可燃物質の比がモル比で0.2〜10.0の範囲で分解することができるため、0.2の低い割合から、10.0の高い割合まで、多くの種類のハロゲン化合物と可燃物質の広い混合範囲で分解することが可能である。0.2以下では、ハロゲン化合物に対して可燃物質が多く必要となり効率的ではなく、10.0以上では、充分な高温が得られなく分解率が低下する。   In the present invention of claim 4, the mixing ratio of the halogen compound and the combustible substance is such that the ratio of the halogen compound and the combustible substance can be decomposed in the range of 0.2 to 10.0 in molar ratio. It is possible to decompose over a wide mixing range of many types of halogen compounds and combustible materials, from low rates to high rates of 10.0. If it is 0.2 or less, a large amount of combustible material is required for the halogen compound, which is not efficient. If it is 10.0 or more, a sufficiently high temperature cannot be obtained and the decomposition rate decreases.

請求項5の本発明は、可燃物質に対する一次気体及び二次気体の混合割合は、導入した一次気体及び二次気体と可燃物質を完全燃焼させるために必要な理論気体の比がモル比で、1.0〜15.0の範囲であるハロゲン化合物の分解方法である。   According to the present invention of claim 5, the mixing ratio of the primary gas and the secondary gas to the combustible substance is such that the ratio of the theoretical gas necessary for complete combustion of the introduced primary gas and secondary gas and the combustible substance is a molar ratio. This is a decomposition method of a halogen compound in the range of 1.0 to 15.0.

請求項5の本発明では、可燃物質に対して一次気体と二次気体の合わせた量は、その可燃物質を完全燃焼させるために必要な理論気体に対して1.0〜15.0の範囲の量を使用するものであるため、可燃物質を完全に燃焼させることができ、煤の発生がなく、ハロゲン化合物を高分解率で分解させることができる。1.0以下では可燃物質が不完全燃焼して煤が発生し、15.0以上では空気量が多くなり火炎温度が低下してハロゲン化合物の分解率が低下する。   In the present invention of claim 5, the combined amount of primary gas and secondary gas with respect to the combustible material is in the range of 1.0 to 15.0 with respect to the theoretical gas required for complete combustion of the combustible material. Therefore, the combustible substance can be burned completely, soot is not generated, and the halogen compound can be decomposed at a high decomposition rate. If it is 1.0 or less, the combustible material is incompletely burned and soot is generated, and if it is 15.0 or more, the amount of air is increased, the flame temperature is lowered, and the decomposition rate of the halogen compound is lowered.

請求項6の本発明は、ハロゲン化合物は、フッ素を含む有機ハロゲン化合物であり、可燃物質は炭化水素又はアルコールであるハロゲン化合物の分解方法である。   The present invention of claim 6 is the method for decomposing a halogen compound, wherein the halogen compound is an organic halogen compound containing fluorine and the combustible substance is a hydrocarbon or an alcohol.

請求項6の本発明では、可燃物質は炭化水素又はアルコールであるため、高温で燃焼することができ、ラジカルを発生しやすく、ラジカルの寿命も長いため、フッ素を含む有機ハロゲン化合物を分解しやすい。発生したラジカルは、一層、フッ素を含む有機ハロゲン化合物を分解し易い。   In the present invention of claim 6, since the combustible substance is a hydrocarbon or an alcohol, it can be burned at a high temperature, easily generates radicals, and has a long radical lifetime, so it is easy to decompose an organic halogen compound containing fluorine. . The generated radicals are easier to decompose the organic halogen compound containing fluorine.

請求項7の本発明は、ハロゲン化合物を可燃物質と混合し、得られる混合物をバーナーで燃焼させてハロゲン化合物を処理する装置において、バーナーの燃焼部には、ハロゲン化合物と空気より酸素を多く含有する一次気体と可燃物質とを予め混合し得られる混合物を導入するとともに、さらにバーナーの燃焼部の周囲に二次気体を導入しハロゲン化合物を分解するハロゲン化合物処理装置である。   The present invention of claim 7 is an apparatus for treating a halogen compound by mixing a halogen compound with a combustible substance and burning the resulting mixture with a burner, wherein the combustion part of the burner contains more oxygen than the halogen compound and air. This is a halogen compound processing apparatus that introduces a mixture obtained by previously mixing a primary gas and a combustible material, and further introduces a secondary gas around the combustion portion of the burner to decompose the halogen compound.

請求項7の本発明は、ハロゲン化合物処理装置のバーナーの燃焼部には、ハロゲン化合物と、空気より酸素を多く含有する一次気体と、可燃物質とを予め混合し得られる混合気体を導入するため、ハロゲン化合物と、空気より酸素を多く含有する一次気体を所望の混合比率で確実に混合することができ、煤の発生の少ない、高温で可燃物質とハロゲン化合物とを燃焼させることができ、ハロゲン化合物を完全に分解することができる。
バーナーの燃焼部の周囲に二次気体を導入し、ハロゲン化合物を分解するため、火炎が安定して、可燃物質が完全燃焼することができ、確実にハロゲン化合物を分解することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, a gas mixture obtained by previously mixing a halogen compound, a primary gas containing more oxygen than air, and a combustible substance is introduced into the combustion part of the burner of the halogen compound processing apparatus. It is possible to reliably mix a halogen compound and a primary gas containing more oxygen than air at a desired mixing ratio, and to burn a combustible material and a halogen compound at a high temperature with less soot generation. The compound can be completely decomposed.
Since the secondary gas is introduced around the burning part of the burner and the halogen compound is decomposed, the flame is stable, the combustible substance can be completely burned, and the halogen compound can be reliably decomposed.

請求項8の本発明は、空気より酸素を多く含有する一次気体と二次気体は、酸素濃縮膜を使用して製造するハロゲン化合物処理装置である。   The present invention according to claim 8 is the halogen compound processing apparatus in which the primary gas and the secondary gas containing more oxygen than air are produced using an oxygen-enriched membrane.

請求項8の本発明では、空気より酸素を多く含有する一次気体と二次気体は、酸素濃縮膜を使用して製造するため、安価に必要な量を直ちに製造することができる。また、設備が簡便であり、ハロゲン化合物処理装置の近傍で空気より酸素を多く含有する一次気体と二次気体を製造することができ、取扱いが容易である。   In the present invention of claim 8, since the primary gas and the secondary gas containing more oxygen than air are produced using an oxygen-concentrated membrane, the necessary amount can be produced immediately at a low cost. In addition, the equipment is simple, and a primary gas and a secondary gas containing more oxygen than air can be produced in the vicinity of the halogen compound processing apparatus, and handling is easy.

請求項9の本発明は、バーナーの燃焼部に導入する一次気体の酸素含有量は21%以上であり、二次気体の酸素含有量は20%〜60%であるハロゲン化合物処理装置である。   The present invention according to claim 9 is the halogen compound processing apparatus in which the oxygen content of the primary gas introduced into the burner of the burner is 21% or more and the oxygen content of the secondary gas is 20% to 60%.

請求項9の本発明では、バーナーの燃焼部に導入する一次気体の酸素含有量は21%以上であり、二次気体の酸素含有量は20%〜60%であるため、高温で燃焼物質とハロゲン化合物を燃焼させることができ、効率よく、ハロゲン化合物を分解させることができる。   In the present invention of claim 9, the oxygen content of the primary gas introduced into the combustion part of the burner is 21% or more, and the oxygen content of the secondary gas is 20% to 60%. The halogen compound can be burned and the halogen compound can be efficiently decomposed.

請求項10の本発明は、バーナーの燃焼部に導入するハロゲン化合物と可燃物質の混合割合は、ハロゲン化合物と可燃物質の比がモル比で0.2〜10.0の範囲であり、可燃物質と、一次気体及び二次気体の混合割合は、導入した一次気体及び二次気体と可燃物質を完全燃焼させるために必要な理論気体の比がモル比で1.0〜15.0の範囲であるハロゲン化合物処理装置である。   According to the tenth aspect of the present invention, the mixing ratio of the halogen compound and the combustible substance introduced into the burning part of the burner is such that the ratio of the halogen compound and the combustible substance is in the range of 0.2 to 10.0 in terms of molar ratio. The mixing ratio of the primary gas and the secondary gas is such that the ratio of the theoretical gas necessary for complete combustion of the introduced primary gas and secondary gas and the combustible material is in the range of 1.0 to 15.0 in terms of molar ratio. It is a certain halogen compound processing apparatus.

請求項10の本発明では、バーナーの燃焼部に導入するハロゲン化合物と可燃物質の混合割合は、ハロゲン化合物と可燃物質の比がモル比で0.2〜10.0の範囲であるため、可燃物質の量を調整して多くの種類のハロゲン化合物を広い範囲で分解させることができる。
可燃物質と、一次気体及び二次気体の混合割合は、導入した一次気体及び二次気体と可燃物質を完全燃焼させるために必要な理論気体の比がモル比で1.0〜15.0の範囲であるため、完全に可燃物質を高温で燃焼させて、煤の発生や副性物の発生を防止することができるとともに、ハロゲン化合物を完全に分解することができる。
In the present invention of claim 10, the mixing ratio of the halogen compound and the combustible substance introduced into the burning part of the burner is such that the ratio of the halogen compound and the combustible substance is in the range of 0.2 to 10.0 in terms of molar ratio. Many kinds of halogen compounds can be decomposed in a wide range by adjusting the amount of the substance.
The mixing ratio of the combustible material, the primary gas and the secondary gas is such that the ratio of the theoretical gas necessary for complete combustion of the introduced primary gas and secondary gas and the combustible material is 1.0 to 15.0 in terms of molar ratio. Therefore, the combustible substance can be completely burned at a high temperature, so that generation of soot and by-products can be prevented, and the halogen compound can be completely decomposed.

請求項11の本発明は、バーナーの燃焼部に、ハロゲン化合物と可燃物質の混合を電気により加熱する加熱部を設けたハロゲン化合物処理装置である。   The present invention of claim 11 is a halogen compound processing apparatus in which a heating part for heating a mixture of a halogen compound and a combustible substance by electricity is provided in the combustion part of the burner.

請求項11の本発明では、バーナーの燃焼部に、電気によりハロゲン化合物と可燃物質の混合を加熱するフィラメント等の加熱部を設けたため、燃焼物質を完全に燃焼させることができるとともに、フィラメントから生成した熱電子によるハロゲン化合物の分解と、分解により生成したラジカルによりハロゲン化合物の分解が促進され、高分解率を得ることができる。   In the present invention of claim 11, since the heating part such as a filament for heating the mixture of the halogen compound and the combustible substance by electricity is provided in the combustion part of the burner, the combustion substance can be completely burned and generated from the filament. The decomposition of the halogen compound by the thermal electrons and the radicals generated by the decomposition promote the decomposition of the halogen compound, and a high decomposition rate can be obtained.

請求項12の本発明は、バーナーで分解された燃焼ガスは、洗浄装置で水により湿式洗浄されるハロゲン化合物処理装置である。   The present invention of claim 12 is the halogen compound processing apparatus in which the combustion gas decomposed by the burner is wet-cleaned with water by the cleaning apparatus.

請求項12の本発明では、バーナーで分解された燃焼ガスは、洗浄装置で水により湿式洗浄されるため、燃焼ガス中のハロゲン化物を除去することができる。
燃焼した気体は、無害な炭酸ガス(CO)や、水蒸気(HO)のみとすることができる。そして、フッ素(F)や塩素(Cl)を回収して、再利用することができる。また、反応気体に水あるいはアルカリ水溶液を噴射するため、反応気体の温度を急速に低下させることができ、外部へ温度を下げて排気することができる。
In the present invention of claim 12, since the combustion gas decomposed by the burner is wet-washed with water by the cleaning device, halides in the combustion gas can be removed.
The burned gas can be only harmless carbon dioxide (CO 2 ) or water vapor (H 2 O). Then, fluorine (F) and chlorine (Cl) can be recovered and reused. In addition, since water or an alkaline aqueous solution is injected into the reaction gas, the temperature of the reaction gas can be rapidly lowered, and the temperature can be reduced to the outside and exhausted.

その後、その洗浄液をアルカリ性水溶液で処理すれば、ハロゲン化合物が分解して生成した、フッ化水素(HF)や塩化水素(HCl)等のハロゲン化水素を水酸化ナトリウム(NaOH)、塩化カルシュウム(CaCl)、水酸化カルシュウム(Ca(OH))等のアルカリ性水溶液で吸収し、中和して無害化処理することができる。
このとき、無害化処理されたフッ化水素(HF)は、例えば溶解度の低いフッ化カルシュウム(CaF)として沈殿させ回収することができ、塩化水素(HCl)は塩化ナトリウム(NaCl)として回収することができる。
Thereafter, when the cleaning solution is treated with an alkaline aqueous solution, hydrogen halides such as hydrogen fluoride (HF) and hydrogen chloride (HCl) produced by decomposition of the halogen compound are converted into sodium hydroxide (NaOH) and calcium chloride (CaCl). 2 ), it can be absorbed by an alkaline aqueous solution such as calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), neutralized and rendered harmless.
At this time, detoxified hydrogen fluoride (HF) can be precipitated and recovered, for example, as calcium fluoride (CaF 2 ) having low solubility, and hydrogen chloride (HCl) is recovered as sodium chloride (NaCl). be able to.

本発明によれば、ハロゲン化合物は、空気より酸素を多く含有する一次気体と可燃物質とを予め混合し、得られる混合物をバーナーに導入し、バーナーにさらに二次気体を導入して、一緒に燃焼されるため、さらに、高効率で確実に分解できる、装置も小型の方法と装置を提供することができる。   According to the present invention, the halogen compound is prepared by previously mixing a primary gas containing more oxygen than air and a combustible material, introducing the resulting mixture into a burner, and further introducing a secondary gas into the burner. Since it is burned, it is possible to provide a small-sized method and apparatus that can be decomposed with high efficiency and reliability.

本発明について、図面に基づき実施の形態を説明する。
以下、本発明の実施の形態について、ハロゲン化合物としてフッ素を含む有機ハロゲン化合物の一つであるクロルフロロカーボンガス(CFC−12)と、可燃物質としてプロパンガスを例に取り、分解処理の方法と装置について説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
分解される有機ハロゲン化合物としては、例えばクロロフルオロカーボン(CFC)やハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)等のフロン、パーフルオロカーボン(PFC)等がある。また、無機ハロゲン化合物としては、6フッ化イオウ(SF)、3フッ化窒素(NF))等がある。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Hereinafter, with regard to the embodiments of the present invention, a chlorofluorocarbon gas (CFC-12), which is one of organic halogen compounds containing fluorine as a halogen compound, and propane gas as a combustible material, as an example, a decomposition treatment method and apparatus However, the present invention is not limited to this example.
Examples of the organic halogen compound to be decomposed include CFCs such as chlorofluorocarbon (CFC) and hydrochlorofluorocarbon (HCFC), and perfluorocarbon (PFC). Examples of the inorganic halogen compound include sulfur hexafluoride (SF 6 ), nitrogen trifluoride (NF 3 )), and the like.

図1にフッ素を含むハロゲン化合物処理装置の概略図を示す。
ハロゲン化合物処理装置は、大きく分けて、ハロゲン化合物を燃焼分解する燃焼装置10、燃焼装置10に送る気体の流量を制御する流量制御装置20、燃焼分解された燃焼ガスを洗浄する洗浄装置30、洗浄装置30から排出された洗浄液のハロゲン化物を沈殿させる沈殿装置40と、流量制御装置20に送る空気の酸素含有量を増加させる酸素濃縮装置50から形成され、図1に示すようにそれぞれパイプで連結されている。以下その各装置について説明する。
FIG. 1 shows a schematic diagram of a processing apparatus for halogen compound containing fluorine.
The halogen compound processing apparatus is roughly divided into a combustion apparatus 10 for burning and decomposing halogen compounds, a flow rate control apparatus 20 for controlling the flow rate of gas sent to the combustion apparatus 10, a cleaning apparatus 30 for cleaning combustion gas decomposed, and a cleaning process. Formed from a precipitation device 40 for precipitating the halide of the cleaning liquid discharged from the device 30, and an oxygen concentrating device 50 for increasing the oxygen content of the air sent to the flow rate control device 20, and each connected by a pipe as shown in FIG. Has been. Each device will be described below.

まず、燃焼装置10について説明する。燃焼装置10の断面図を図2に示す。燃焼装置10は、円筒状の燃焼筒13の中にバーナー11が設置され、そのバーナー11の上部の火炎が延びる部分に、加熱部であるフィラメント12が取付けられている。フィラメント12には電線17が接続されて、外部の電源と連結して、加熱されるようになっている。フィラメント12を使用すると、過熱する電流に比例して分解率は向上し、火炎も安定するが、フィラメント12なしでも火炎の燃焼のみでもハロゲン化合物は分解することができる。なお、加熱部としてフィラメント12以外にも火炎を加熱することができるものを使用することができる。   First, the combustion apparatus 10 will be described. A cross-sectional view of the combustion apparatus 10 is shown in FIG. In the combustion apparatus 10, a burner 11 is installed in a cylindrical combustion cylinder 13, and a filament 12, which is a heating unit, is attached to a portion where the flame on the upper part of the burner 11 extends. An electric wire 17 is connected to the filament 12 and is connected to an external power source to be heated. When the filament 12 is used, the decomposition rate is improved in proportion to the overheated current, and the flame is stabilized. However, the halogen compound can be decomposed even without the filament 12 or only by burning the flame. In addition, the thing which can heat a flame other than the filament 12 can be used as a heating part.

燃焼筒13は、バーナー11の火炎から出る高温に耐えられるように、腐食に強い材質のものであれば材質は問わないが、長い筒により作成されて、上下方向に立てて設置されている。例えば、セラミック或いは耐熱合金を使用することもできる。   The combustion cylinder 13 is made of a long cylinder so that it can withstand the high temperature emitted from the flame of the burner 11 as long as it is resistant to corrosion. For example, ceramic or heat-resistant alloy can be used.

燃焼筒13の下部には、後述する流量制御装置20から送られる一次気体を送風する一次気体導入パイプ14と、同じく流量制御装置20から二次気体を送風する二次気体導入パイプ15が接続されている。一次気体導入パイプ14は、バーナー11の底部に連結して、一次気体をバーナー11の内部に送風する。二次気体導入パイプ15は、バーナー11の外周部分の火炎の付近に二次気体を送風できるように、燃焼筒13の底部に設けられた送風口に接続される。   Connected to the lower portion of the combustion cylinder 13 are a primary gas introduction pipe 14 for blowing primary gas sent from a flow rate control device 20 described later, and a secondary gas introduction pipe 15 for blowing secondary gas from the flow rate control device 20. ing. The primary gas introduction pipe 14 is connected to the bottom of the burner 11 and blows the primary gas into the burner 11. The secondary gas introduction pipe 15 is connected to an air outlet provided at the bottom of the combustion cylinder 13 so that the secondary gas can be blown in the vicinity of the flame on the outer peripheral portion of the burner 11.

燃焼筒13の上部には、ハロゲン化合物を燃焼分解した燃焼ガスを洗浄装置30に送風する燃焼ガス排出パイプ16が設けられている。
燃焼ガス排出パイプ16には燃焼ガスの成分を測定するために排ガス分析装置60が連結されている。排ガス分析装置60は、例えばガスクロマトグラフィー質量分析装置(GC−MS)を使用する。
A combustion gas discharge pipe 16 that blows combustion gas obtained by combustion decomposition of a halogen compound to the cleaning device 30 is provided at the upper portion of the combustion cylinder 13.
An exhaust gas analyzer 60 is connected to the combustion gas discharge pipe 16 in order to measure the components of the combustion gas. As the exhaust gas analyzer 60, for example, a gas chromatography mass spectrometer (GC-MS) is used.

次に、流量制御装置20について説明する。流量制御装置20は、気体の流量を制御する制御パネル27と、その制御パネル27に気体を送るフロンガスボンベ21、LPGボンベ22と空気ボンベ23から構成されている。
フロンガスボンベ21は、回収された有機ハロゲン化合物であるクロロフルオロカーボンガス(CFC−12)が充填されており、フロン導入パイプ24により制御パネル27と接続されている。
Next, the flow control device 20 will be described. The flow rate control device 20 includes a control panel 27 that controls the flow rate of gas, a CFC gas cylinder 21 that sends gas to the control panel 27, an LPG cylinder 22, and an air cylinder 23.
The chlorofluorocarbon cylinder 21 is filled with chlorofluorocarbon gas (CFC-12), which is a recovered organic halogen compound, and is connected to a control panel 27 by a chlorofluorocarbon introduction pipe 24.

LPGボンベ22には、プロパンガスが充填されており、LPG導入パイプ25により制御パネル27と接続されている。
空気ボンベ23には、空気が充填されており、空気導入パイプ26により制御パネル27と接続されている。空気導入パイプ26は途中で2つに分岐され、後述する一次気体と二次気体に分けられて、制御パネル27に接続される。
The LPG cylinder 22 is filled with propane gas and is connected to the control panel 27 by an LPG introduction pipe 25.
The air cylinder 23 is filled with air and is connected to the control panel 27 by an air introduction pipe 26. The air introduction pipe 26 is branched into two on the way, and is divided into a primary gas and a secondary gas, which will be described later, and is connected to the control panel 27.

空気ボンベ23に充填された空気は、後述するように、酸素濃度が通常の空気或いは酸素濃縮装置50で酸素濃度が濃縮された空気を充填することができる。酸素濃度の異なる空気を制御パネル27に送る場合は、酸素濃度の異なる空気ボンベ23を2種類設けることができる。
また、酸素濃縮装置50を使用せずに、酸素濃度が濃縮された空気を作成したい場合には、酸素ボンベと空気ボンベ23とを両方設置して、空気中の酸素とは別に酸素ボンベから所望の酸素を流量制御装置20に送入する。
The air filled in the air cylinder 23 can be filled with air having a normal oxygen concentration or air having the oxygen concentration concentrated by the oxygen concentrator 50 as described later. When air having different oxygen concentrations is sent to the control panel 27, two types of air cylinders 23 having different oxygen concentrations can be provided.
In addition, when it is desired to create air in which the oxygen concentration is concentrated without using the oxygen concentrator 50, both the oxygen cylinder and the air cylinder 23 are installed, and the desired oxygen cylinder is separated from the oxygen in the air. Of oxygen is fed into the flow control device 20.

空気ボンベ23の替わりに酸素濃縮装置50から直接、流量制御装置20に酸素濃度が濃縮された空気を送風することができる。
酸素濃縮装置50の概要を図3に示す。酸素濃縮装置50では、まず空気を圧縮するコンプレッサー51と、圧縮された空気中の塵埃を取り除くミストキャッキャー52と、塵埃が取り除かれた空気を乾燥させるエアドライヤー53を有する。さらに、酸素を濃縮する膜を詰めた第1酸素濃縮膜筒54と第2酸素濃縮膜筒55を有する。
Instead of the air cylinder 23, the oxygen concentration device 50 can blow the air with the oxygen concentration concentrated directly to the flow rate control device 20.
An outline of the oxygen concentrator 50 is shown in FIG. The oxygen concentrator 50 first includes a compressor 51 that compresses air, a mist cache 52 that removes dust in the compressed air, and an air dryer 53 that dries the air from which dust has been removed. Furthermore, it has the 1st oxygen concentration film | membrane cylinder 54 and the 2nd oxygen concentration film | membrane cylinder 55 which packed the film | membrane which concentrates oxygen.

エアドライヤー53から出た乾燥した圧縮空気は、空気導入パイプ56を通り第1酸素濃縮膜筒54に入り、酸素が濃縮された空気は一次濃縮空気パイプ57を通り第2酸素濃縮膜筒55に送られて、さらに酸素濃度が濃縮される。第1酸素濃縮膜筒54では酸素濃度は、約40%に濃縮され、第2酸素濃縮膜筒55ではさらに酸素濃度は、約60%に濃縮される。   The dried compressed air that has come out of the air dryer 53 passes through the air introduction pipe 56 and enters the first oxygen-concentrated membrane cylinder 54, and the oxygen-enriched air passes through the primary concentrated air pipe 57 and enters the second oxygen-concentrated membrane cylinder 55. The oxygen concentration is further concentrated. In the first oxygen enriched membrane cylinder 54, the oxygen concentration is concentrated to about 40%, and in the second oxygen enriched membrane cylinder 55, the oxygen concentration is further enriched to about 60%.

酸素濃度が濃縮された空気は、二次濃縮空気パイプ58を通り空気ボンベ23に充填されるか、或いは直接流量制御装置20に送風される。酸素濃度は、酸素濃縮膜の数を増加させたり、あるいは、酸素濃縮筒の数を増加させたりすることにより増加させることができる。
酸素が濃縮された後の窒素濃度が増加した空気は、第1酸素濃縮膜筒54と第2酸素濃縮膜筒55からそれぞれ窒素排出パイプ59を通り排出される。
The air enriched in oxygen concentration passes through the secondary concentrated air pipe 58 and is filled into the air cylinder 23 or directly blown to the flow rate control device 20. The oxygen concentration can be increased by increasing the number of oxygen concentrating membranes or by increasing the number of oxygen concentrating tubes.
The air whose nitrogen concentration has increased after the oxygen has been concentrated is discharged from the first oxygen-concentrated membrane cylinder 54 and the second oxygen-concentrated membrane cylinder 55 through the nitrogen exhaust pipe 59, respectively.

次に、洗浄装置30について説明する。燃焼装置10で燃焼、分解された有機ハロゲン化合物であるクロロフロロカーボンガス(CFC−12)の燃焼ガスは、洗浄装置30に送られる。
洗浄装置30は、上下方向に立てて設置される円筒状の洗浄筒31を有している。洗浄筒31の天井には洗浄液をシャワー状に流下させるように洗浄液パイプ35が接続されている。洗浄筒31の天井よりも若干下がった洗浄筒31の上部に燃焼ガス導入口32が設けられ、燃焼、分解された燃焼ガスが導入される。
Next, the cleaning device 30 will be described. The combustion gas of chlorofluorocarbon gas (CFC-12), which is an organic halogen compound burned and decomposed in the combustion device 10, is sent to the cleaning device 30.
The cleaning device 30 has a cylindrical cleaning cylinder 31 that is installed upright in the vertical direction. A cleaning liquid pipe 35 is connected to the ceiling of the cleaning cylinder 31 so that the cleaning liquid flows down like a shower. A combustion gas inlet 32 is provided in the upper part of the cleaning cylinder 31 slightly lower than the ceiling of the cleaning cylinder 31, and combustion and decomposed combustion gas are introduced.

洗浄筒31の底部には、洗浄液槽33が設けられ、燃焼ガスを洗浄した洗浄液が貯められる。洗浄液槽33の洗浄液は、洗浄液ポンプ34により洗浄液パイプ35を通り上記のように洗浄筒31の天井に送られて循環する。洗浄液の一部は、バルブの切り替えにより後述する沈殿装置40に送られる。
なお、洗浄液で洗浄された燃焼ガスは、洗浄液槽33の上部に設けられた洗浄ガス排出パイプ36から排出される。
A cleaning liquid tank 33 is provided at the bottom of the cleaning cylinder 31 and stores a cleaning liquid for cleaning the combustion gas. The cleaning liquid in the cleaning liquid tank 33 passes through the cleaning liquid pipe 35 by the cleaning liquid pump 34 and is circulated to the ceiling of the cleaning cylinder 31 as described above. A part of the cleaning liquid is sent to the precipitation device 40 described later by switching the valve.
The combustion gas cleaned with the cleaning liquid is discharged from a cleaning gas discharge pipe 36 provided at the upper part of the cleaning liquid tank 33.

沈殿装置40は沈殿槽41を有し、沈殿槽41の上部に洗浄液パイプ35から分岐した洗浄液導入パイプ42が接続されている。沈殿槽41に導入された洗浄液は、後述するように水酸化カルシュウム(Ca(OH))等が投入されて、フッ素等のハロゲン化物が沈殿され除去される。フッ素等のハロゲン化物が除去された洗浄液は再度、洗浄液槽33に還流し、利用できる。 The precipitation device 40 has a precipitation tank 41, and a washing liquid introduction pipe 42 branched from the washing liquid pipe 35 is connected to the upper part of the precipitation tank 41. The cleaning liquid introduced into the precipitation tank 41 is charged with calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) or the like, as will be described later, to precipitate and remove halides such as fluorine. The cleaning liquid from which the halide such as fluorine has been removed is returned to the cleaning liquid tank 33 and can be used.

次に、有機ハロゲン化合物であるクロロフルオロカーボンガス(CFC−12)の分解と回収の方法について説明する。
図1に示すように、分解処理されるCFC−12は、フロンガスボンベ21に貯蔵されて、フロンガスボンベ21から燃焼装置10の流量制御装置20に流入するように接続される。同様に、燃焼ガスであるLPGと酸素を多く含有する空気も流量制御装置20に流入するように接続される。
CFC−12は、流量制御装置20の制御パネル27で所定の流量に制御されて、一次気体導入パイプ14に送られて、バーナー11に送られる前に一次気体導入パイプ14の中で一次気体として均一に混合される。
Next, a method for decomposing and recovering chlorofluorocarbon gas (CFC-12), which is an organic halogen compound, will be described.
As shown in FIG. 1, the CFC-12 to be decomposed is stored in a CFC gas cylinder 21 and connected so as to flow from the CFC gas cylinder 21 into the flow rate control device 20 of the combustion apparatus 10. Similarly, LPG which is a combustion gas and air containing a large amount of oxygen are connected so as to flow into the flow control device 20.
The CFC-12 is controlled to a predetermined flow rate by the control panel 27 of the flow rate control device 20, sent to the primary gas introduction pipe 14, and as the primary gas in the primary gas introduction pipe 14 before being sent to the burner 11. Mix evenly.

混合された一次気体は、バーナー11の下部に送られる。バーナー11の一次気体が燃焼する燃焼部には加熱部であるフィラメント12が設けられているので、このフィラメント12に電気が通電されて高温に加熱されているため、一次気体が燃焼する。このとき、バーナー11の周辺に二次気体が流入するため、一次気体中のプロパンガスは完全燃焼して、CFC−12は完全に分解される。
一次気体に混合される空気と、二次気体として使用される空気は、酸素の含有量を増加させたものを使用することができる。酸素の含有量とCFC−12の分解の関係については後述する。
The mixed primary gas is sent to the lower part of the burner 11. Since the filament 12 which is a heating part is provided in the combustion part where the primary gas of the burner 11 burns, the primary gas burns because electricity is energized to the filament 12 and heated to a high temperature. At this time, since the secondary gas flows into the vicinity of the burner 11, the propane gas in the primary gas is completely burned, and the CFC-12 is completely decomposed.
As the air mixed with the primary gas and the air used as the secondary gas, one having an increased oxygen content can be used. The relationship between the oxygen content and the decomposition of CFC-12 will be described later.

CFC−12の分解燃焼について説明する。空気比とは、可燃物質であるLPGを完全燃焼させるに必要な空気量(酸素を増加させた空気量も同様)に対して、実際に燃焼装置10に流入した空気量(酸素を増加させた空気量も同様)を示し、1.0以上では、LPGを燃焼させるための空気が理論量よりも過剰であることを意味する。また、CFC/LPG比とは、CFC−12とLPG(全量をプロパンガスとみなす)のモル比を意味する。CFC−12の分解率とは、燃焼装置10に導入したCFC−12の中で分解された割合を示す。   The decomposition combustion of CFC-12 will be described. The air ratio is the amount of air that actually flows into the combustion apparatus 10 (the amount of oxygen increased) with respect to the amount of air required to completely burn LPG, which is a combustible material (the same applies to the amount of air that increased oxygen). The amount of air is also the same), and 1.0 or more means that the air for burning LPG is in excess of the theoretical amount. Moreover, CFC / LPG ratio means the molar ratio of CFC-12 and LPG (the whole quantity is regarded as propane gas). The decomposition rate of CFC-12 indicates the ratio of decomposition in CFC-12 introduced into the combustion apparatus 10.

燃焼装置10に導入されたCFC−12は、LPGと空気中の酸素により、CFC/LPG比に応じて、以下のような燃焼反応が起こる。
CFCl+C+5O→4CO+2HCl+2HF+2HO (1)
2CFCl+C+5O→5CO+4HCl+4HF (2)
3CFCl+C+6O→6CO+4HCl+4HF+F+Cl (3)
CFC-12 introduced into the combustion apparatus 10 undergoes the following combustion reaction depending on the CFC / LPG ratio due to LPG and oxygen in the air.
CF 2 Cl 2 + C 3 H 8 + 5O 2 → 4CO 2 + 2HCl + 2HF + 2H 2 O (1)
2CF 2 Cl 2 + C 3 H 8 + 5O 2 → 5CO 2 + 4HCl + 4HF (2)
3CF 2 Cl 2 + C 3 H 8 + 6O 2 → 6CO 2 + 4HCl + 4HF + F 2 + Cl 2 (3)

CFC/LPG比が1から2になり、CFC−12の量が増加すると、上記式(1)と(2)に記載されたように、充分な酸素が存在する条件では、水(HO)の発生量が減少して、塩化水素(HCl)とフッ化水素(HF)の発生量が増加する。さらに、CFC/LPG比が2から3に増加すると、上記式2と3に記載されたように、酸素の必要量は増加するが、塩化水素(HCl)とフッ化水素(HF)に加えてフッ素(F)と塩素(Cl )が発生する。このように、CFC/LPG比が2以上では、充分な酸素がないと、未燃焼物や副生物が生じる可能性がある。また、水蒸気を添加することによって分解率は向上する。 When the CFC / LPG ratio is changed from 1 to 2 and the amount of CFC-12 is increased, as described in the above formulas (1) and (2), water (H 2 O) is used under the condition that sufficient oxygen is present. ) Is reduced, and hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF) are increased. Furthermore, as the CFC / LPG ratio increases from 2 to 3, the required amount of oxygen increases as described in Equations 2 and 3 above, but in addition to hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF) Fluorine (F 2 ) and chlorine (Cl 2 ) are generated. As described above, when the CFC / LPG ratio is 2 or more, if there is not enough oxygen, unburned products and by-products may be generated. Further, the decomposition rate is improved by adding water vapor.

CFC−12とLPGと空気を予め混合して一次気体を作成して、バーナー11に送るとともに、酸素を含有する二次気体をバーナー11の周囲から吹き込む予混合拡散燃焼によりCFC−12を分解した結果を図4に示す。図4においては、空気比が0.8、1.0と1.2について、CFC/LPG比を変化させて、そのCFC−12の分解率を測定した。   CFC-12, LPG, and air are mixed in advance to create a primary gas, which is sent to the burner 11 and CFC-12 is decomposed by premixed diffusion combustion in which a secondary gas containing oxygen is blown from the periphery of the burner 11. The results are shown in FIG. In FIG. 4, when the air ratio is 0.8, 1.0, and 1.2, the CFC / LPG ratio was changed and the decomposition rate of CFC-12 was measured.

空気比が1.0と1.2の場合は、CFC/LPG比が1.6付近までほぼ完全に分解して、1.6を超えると急速に分解率が減少した。また、空気比が0.8の場合はCFC/LPG比が0.7付近までほぼ完全に分解したが、0.7を超えると急速に分解率が減少した。
また、空気比が1.0以上の場合は、煤の発生は見られなかった。さらに、空気比が1.0以上の場合に、その燃焼ガスをGC−MSを使用して分析した結果、CFC−12とLPGの未燃焼分が極端に減少して、CとCF等の副生成物の発生もほとんど見られなかった。
When the air ratio was 1.0 and 1.2, the CFC / LPG ratio almost completely decomposed to near 1.6, and when it exceeded 1.6, the decomposition rate decreased rapidly. When the air ratio was 0.8, the CFC / LPG ratio was almost completely decomposed to near 0.7, but when it exceeded 0.7, the decomposition rate decreased rapidly.
Moreover, when the air ratio was 1.0 or more, no generation of soot was observed. Furthermore, when the air ratio is 1.0 or more, the combustion gas was analyzed using GC-MS. As a result, the unburned content of CFC-12 and LPG was extremely reduced, and C 2 H 2 F 2 And generation of by-products such as C 2 H 3 F were hardly observed.

更に、Cを分解する場合は、空気比が1.0以上であれば、C/LPG比が8.6まではほぼ完全に分解することを確認した。また、HCFC−22を分解する場合は、空気比が1.0以上であれば、HCFC−22/LPG比が10.0まではほぼ完全に分解することができる。 Furthermore, when C 2 F 6 was decomposed, it was confirmed that when the air ratio was 1.0 or more, the C 2 F 6 / LPG ratio was almost completely decomposed until 8.6. Further, when decomposing HCFC-22, if the air ratio is 1.0 or more, the HCFC-22 / LPG ratio can be almost completely decomposed up to 10.0.

このように、分解する有機ハロゲン化合物と燃焼物質であるLPGとの混合割合は、上記の予混合拡散燃焼においては、広く0.2〜10.0の範囲で分解させることができる。
この予混合拡散燃焼において、CFC−12の量が2倍以上に増加しても、分解副生成物の検出もない。
また、可燃物質に対する空気量においては、その可燃物質を完全燃焼させる空気量と、バーナー11に導入する一次気体及び二次気体の空気量の和の比は、1.0以下では酸素が不足して可燃物質が不完全燃焼して煤が発生し、15.0以上では火炎に吹き込まれる空気量が多くなり、火炎温度が低下して有機ハロゲン化合物の分解率が低下する。
As described above, the mixing ratio of the organic halogen compound to be decomposed and the combustion substance LPG can be decomposed in a wide range of 0.2 to 10.0 in the premixed diffusion combustion.
In this premixed diffusion combustion, even if the amount of CFC-12 increases more than twice, there is no detection of decomposition by-products.
In addition, in the amount of air with respect to the combustible substance, the ratio of the sum of the amount of air for completely combusting the combustible substance and the amount of air of the primary gas and the secondary gas introduced into the burner 11 is insufficient when oxygen is 1.0 or less. As a result, the combustible material burns incompletely, soot is generated, and if it is 15.0 or more, the amount of air blown into the flame increases, the flame temperature decreases, and the decomposition rate of the organic halogen compound decreases.

なお、比較のため、LPGを燃焼させる二次気体をバーナー11の周囲から吹き込まないで、CFC−12とLPGと、LPGを燃焼させる全ての空気を予め混合して一次気体を作成してバーナー11に送る予混合燃焼の場合を図5に示す。予混合燃焼の場合は、空気比が0.8、1.0と1.2の場合は、CFC/LPG比が1.7付近までほぼ完全に分解して、1.7を超えると急速に分解率が減少した。予混合燃焼の場合は、煤の発生は空気比が1.0以上の場合に起こり、供給気体(一次気体)の流速の変化により火炎の吹き飛びや逆火が発生する場合があり、火炎の安定性が低い。   For comparison, the secondary gas for burning LPG is not blown from the periphery of the burner 11, but CFC-12, LPG, and all air for burning LPG are mixed in advance to create a primary gas to burner 11. FIG. 5 shows the case of the premixed combustion sent to. In the case of premixed combustion, when the air ratio is 0.8, 1.0 and 1.2, the CFC / LPG ratio is almost completely decomposed to near 1.7, and rapidly exceeds 1.7. Degradation rate decreased. In the case of premixed combustion, soot is generated when the air ratio is 1.0 or more, and a change in the flow rate of the supply gas (primary gas) may cause a flame to blow out or backfire. The nature is low.

また、比較のため、空気を混ぜないで、CFC−12とLPGを予め混合して一次気体を作成して、バーナー11に送るとともに、酸素を含有する二次気体をバーナー11の周囲から吹き込む拡散燃焼の場合を図6に示す。拡散燃焼の場合は、空気比が0.63の場合は、CFC/LPG比が0.8付近で上昇するが他の空気比の場合は50〜70%程度の分解率しか得られなかった。空気比が1.0と1.25の場合は、CFC/LPG比が0.8付近までほぼ完全に分解して、0.8を超えると急速に分解率が減少したが、空気比にかかわらず、煤の発生が見られた。   For comparison, diffusion is performed by mixing CFC-12 and LPG in advance without mixing air, creating a primary gas, sending it to the burner 11, and blowing a secondary gas containing oxygen from around the burner 11. The case of combustion is shown in FIG. In the case of diffusion combustion, when the air ratio was 0.63, the CFC / LPG ratio increased in the vicinity of 0.8, but with other air ratios, only a decomposition rate of about 50 to 70% was obtained. When the air ratio is 1.0 and 1.25, the CFC / LPG ratio is almost completely decomposed to near 0.8, and when it exceeds 0.8, the decomposition rate decreases rapidly. No wrinkles were observed.

次に、一次気体と二次気体の酸素濃度と分解率の関係について図7に示す。図7は、CFの分解において、一次気体の酸素濃度を0%〜60%まで5種類変化させ、それぞれの濃度で二次気体の酸素濃度を変化させてCFの分解率を測定したものである。
一次気体の酸素濃度が0%の場合は、二次気体の酸素濃度が100%の場合のみ分解が行なわれ、分解率は約60%に過ぎない。
一次気体の酸素濃度が21%の場合は、二次気体の酸素濃度が60%を超えた場合に約80%の分解率を達成することができる。一次気体の酸素濃度が21%とは、自然状態の空気中の酸素濃度である。したがって、一次気体の酸素濃度が21%以上の場合には、ハロゲン化合物の分解を有効にすることができる。
Next, FIG. 7 shows the relationship between the oxygen concentration of the primary gas and the secondary gas and the decomposition rate. 7, which in the degradation of CF 4, is five changing the oxygen concentration of the primary gas to 0% to 60%, was measured decomposition rate of CF 4 by changing the oxygen concentration of secondary air at each concentration It is.
When the oxygen concentration of the primary gas is 0%, the decomposition is performed only when the oxygen concentration of the secondary gas is 100%, and the decomposition rate is only about 60%.
When the oxygen concentration of the primary gas is 21%, a decomposition rate of about 80% can be achieved when the oxygen concentration of the secondary gas exceeds 60%. The oxygen concentration of the primary gas of 21% is the oxygen concentration in the air in the natural state. Therefore, when the oxygen concentration of the primary gas is 21% or more, decomposition of the halogen compound can be made effective.

しかし、一次気体の酸素濃度が濃縮された36%の場合は、二次気体が自然の空気の酸素濃度と同じであっても、約80%の分解率を達成することができる。二次気体の酸素濃度を60%以上にしても分解率はほとんど変化しない。二次気体の酸素濃度を60%以上にする場合には、酸素濃縮の費用が増加して好ましくない。また、二次気体の酸素濃度を60%以上にすると、可燃物質と混合するときにシステム全体の危険性が増加して好ましくない。   However, when the oxygen concentration of the primary gas is 36%, a decomposition rate of about 80% can be achieved even if the secondary gas has the same oxygen concentration as natural air. Even when the oxygen concentration of the secondary gas is 60% or more, the decomposition rate hardly changes. When the oxygen concentration of the secondary gas is set to 60% or more, the cost of oxygen concentration increases, which is not preferable. Further, if the oxygen concentration of the secondary gas is set to 60% or more, the risk of the entire system increases when mixed with a combustible substance, which is not preferable.

次に、可燃物質の燃焼により分解されたハロゲン化合物(CFC−12)の燃焼ガスは、洗浄装置30に送られて、洗浄筒31内で水により洗浄される。この洗浄水により燃焼ガス中の塩化水素(HCl)とフッ化水素(HF)が除去されて、洗浄水は洗浄液槽33に貯められる。この洗浄液は塩化水素(HCl)とフッ化水素(HF)の濃度が低いものは洗浄装置30内を循環して使用され、濃度が高くなると沈殿装置40に送られる。
洗浄液により、燃焼ガスの温度が下がり、洗浄ガス排出パイプ36から放出することができる。
洗浄水は、水酸化ナトリウム(NaOH)を含んだアルカリ水溶液とすることもできる。この場合は、塩化水素(HCl)は塩化ナトリウム(NaCl)として回収される。
Next, the combustion gas of the halogen compound (CFC-12) decomposed by the combustion of the combustible material is sent to the cleaning device 30 and cleaned with water in the cleaning cylinder 31. The cleaning water removes hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF) in the combustion gas, and the cleaning water is stored in the cleaning liquid tank 33. As for this cleaning liquid, those having low concentrations of hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF) are circulated in the cleaning device 30 and sent to the precipitation device 40 when the concentration increases.
The temperature of the combustion gas is lowered by the cleaning liquid and can be discharged from the cleaning gas discharge pipe 36.
The washing water may be an alkaline aqueous solution containing sodium hydroxide (NaOH). In this case, hydrogen chloride (HCl) is recovered as sodium chloride (NaCl).

沈殿装置40では、洗浄水に消石灰(Ca(OH))が投入されて、洗浄液中の塩化水素(HCl)とフッ化水素(HF)は蛍石(CaF)として沈殿して除去されるとともに、塩化カルシュウム(CaCl)として除去される。塩化水素(HCl)とフッ化水素(HF)が除去された洗浄水は洗浄装置30に戻して循環使用することが望ましい。 In the precipitation device 40, slaked lime (Ca (OH) 2 ) is introduced into the cleaning water, and hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF) in the cleaning liquid are precipitated and removed as fluorite (CaF 2 ). At the same time, it is removed as calcium chloride (CaCl 2 ). It is desirable that the cleaning water from which hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF) have been removed be returned to the cleaning device 30 for circulation.

本発明の実施の態様である処理装置の概略図である。It is the schematic of the processing apparatus which is the embodiment of this invention. 本発明の実施の態様である燃焼装置の燃焼部分の概略図である。It is the schematic of the combustion part of the combustion apparatus which is the embodiment of this invention. 本発明の実施の態様である酸素濃縮装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the oxygen concentrator which is an embodiment of the present invention. 本発明の予混合拡散分解方法でフロロフルオロカーボンを処理した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having processed fluorofluorocarbon by the premixing diffusion decomposition method of this invention. 予混合燃焼の分解方法でフロロフルオロカーボンを処理した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having processed fluorofluorocarbon by the decomposition method of premix combustion. 拡散燃焼の分解方法でフロロフルオロカーボンを処理した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having processed fluorofluorocarbon by the decomposition | disassembly method of diffusion combustion. 本発明の予混合拡散分解方法で、一次気体と二次気体の酸素濃度を変えてパーフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンを処理した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having processed the perfluorocarbon and the hydrochlorofluorocarbon by changing the oxygen concentration of a primary gas and a secondary gas by the premixing diffusion decomposition method of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 燃焼装置
11 バーナー
12 加熱部(フィラメント)
20 流量制御装置
30 洗浄装置
40 沈殿装置
50 酸素濃縮装置
60 排ガス分析装置
10 Combustion device 11 Burner 12 Heating part (filament)
20 Flow control device 30 Cleaning device 40 Precipitation device 50 Oxygen concentrator
60 Exhaust gas analyzer

Claims (12)

ハロゲン化合物と空気より酸素を多く含有する一次気体と可燃物質とを予め混合し、得られる混合物をバーナーに導入し、該バーナーに二次気体を導入し燃焼させ、上記ハロゲン化合物を分解したことを特徴とするハロゲン化合物の分解方法。   A mixture of a halogen compound and a primary gas containing more oxygen than air and a combustible material in advance, introducing the resulting mixture into a burner, introducing a secondary gas into the burner and burning it, and decomposing the halogen compound. A method for decomposing a halogen compound. 上記一次気体の酸素含有量は21%以上である請求項1に記載のハロゲン化合物の分解方法。   The method for decomposing a halogen compound according to claim 1, wherein the primary gas has an oxygen content of 21% or more. 上記二次気体の酸素含有量は20%〜60%である請求項1又は請求項2に記載のハロゲン化合物の分解方法。   The method for decomposing a halogen compound according to claim 1 or 2, wherein the secondary gas has an oxygen content of 20% to 60%. 上記ハロゲン化合物と可燃物質の混合割合は、上記ハロゲン化合物と可燃物質の比がモル比で0.2〜10.0の範囲である請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のハロゲン化合物の分解方法。   The mixing ratio of the halogen compound and the flammable substance is such that the ratio of the halogen compound and the flammable substance is in a range of 0.2 to 10.0 in terms of molar ratio. Disassembly method. 上記可燃物質に対する上記一次気体及び二次気体の混合割合は、導入した上記一次気体及び二次気体と上記可燃物質を完全燃焼させるために必要な理論気体の比がモル比で1.0〜15.0の範囲である請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のハロゲン化合物の分解方法。   The mixing ratio of the primary gas and the secondary gas with respect to the combustible substance is such that the ratio of the theoretical gas necessary to completely burn the introduced primary gas and secondary gas and the combustible substance is 1.0 to 15 in terms of molar ratio. The method for decomposing a halogen compound according to any one of claims 1 to 4, which is in a range of 0.0. 上記ハロゲン化合物は、フッ素を含む有機ハロゲン化合物であり、上記可燃物質は炭化水素又はアルコールである請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のハロゲン化合物の分解方法。   6. The method for decomposing a halogen compound according to claim 1, wherein the halogen compound is an organic halogen compound containing fluorine, and the combustible substance is a hydrocarbon or an alcohol. ハロゲン化合物を可燃物質と混合し、得られる混合物をバーナーで燃焼させてハロゲン化合物を処理する装置において、
上記バーナーの燃焼部には、ハロゲン化合物と空気より酸素を多く含有する一次気体と可燃物質とを予め混合し得られる混合物を導入するとともに、さらに上記バーナーの燃焼部の周囲に二次気体を導入しハロゲン化合物を分解することを特徴とするハロゲン化合物処理装置。
In an apparatus for treating a halogen compound by mixing a halogen compound with a combustible substance and burning the resulting mixture with a burner,
In the burner combustion section, a mixture obtained by previously mixing a halogen compound, a primary gas containing more oxygen than air, and a combustible material is introduced, and a secondary gas is further introduced around the burner combustion section. And a halogen compound processing apparatus for decomposing a halogen compound.
上記空気より酸素を多く含有する一次気体と二次気体は、酸素濃縮膜を使用して製造する請求項7に記載のハロゲン化合物処理装置。   The halogen compound processing apparatus according to claim 7, wherein the primary gas and the secondary gas containing more oxygen than air are produced using an oxygen-concentrated membrane. 上記バーナーの燃焼部に導入する一次気体の酸素含有量は21%以上であり、二次気体の酸素含有量は20%〜60%である請求項7又は請求項8に記載のハロゲン化合物処理装置。   The halogen compound processing apparatus according to claim 7 or 8, wherein the oxygen content of the primary gas introduced into the burner of the burner is 21% or more, and the oxygen content of the secondary gas is 20% to 60%. . 上記バーナーの燃焼部に導入する上記ハロゲン化合物と可燃物質の混合割合は、上記ハロゲン化合物と可燃物質の比がモル比で0.2〜10.0の範囲であり、上記可燃物質と、上記一次気体及び二次気体の混合割合は、導入した一次気体及び二次気体と上記可燃物質を完全燃焼させるために必要な理論気体の比がモル比で1.0〜15.0の範囲である請求項7乃至請求項9のいずれかに記載のハロゲン化合物処理装置。   The mixing ratio of the halogen compound and the combustible substance introduced into the burning part of the burner is such that the ratio of the halogen compound and the combustible substance is in a range of 0.2 to 10.0 in terms of molar ratio, and the combustible substance and the primary material are mixed. The mixing ratio of the gas and the secondary gas is such that the ratio of the theoretical gas necessary for completely burning the introduced primary gas and secondary gas and the combustible material is in the range of 1.0 to 15.0 in terms of molar ratio. Item 10. The halogen compound processing apparatus according to any one of Items 7 to 9. 上記バーナーの燃焼部に、上記ハロゲン化合物と可燃物質の混合を電気により加熱する加熱部を設けた請求項7乃至請求項10のいずれかに記載のハロゲン化合物処理装置。   The halogen compound processing apparatus according to any one of claims 7 to 10, wherein a heating unit for heating the mixture of the halogen compound and the combustible substance by electricity is provided in the combustion unit of the burner. 上記バーナーで分解された燃焼ガスは、洗浄装置で水により湿式洗浄される請求項7乃至請求項11のいずれかに記載のハロゲン化合物処理装置。   The halogen compound processing apparatus according to any one of claims 7 to 11, wherein the combustion gas decomposed by the burner is wet-cleaned with water by a cleaning apparatus.
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