等离子焚烧处理有机卤化物的方法及工业装置制造方法及图纸

一种等离子焚烧处理有机卤化物的方法及工业装置。包括等离子引弧、有机卤化物预热气（雾）化、裂解氧化、中和急冷等步骤，有机卤化物最终全部转变为ＣＯ＃－［２］、卤化氢及少量ＣＯ，没有有毒物质和固体颗粒碳产生。其反应条件详见说明书。本发明专利技术工艺可靠，反应彻底，工作效率高，是理想的环保节能方法及装置。本发明专利技术特别适用于氟氯烃、含卤高沸残液、多氯联苯等含卤有机废气、废液的处理。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种等离子焚烧处理有机卤化物尤其是处理氟氯烃、含卤高沸残液、多氯联苯等含卤有机废气、废液的方法及工业装置。传统的焚烧工艺处理有机卤化物会产生新的剧毒物质，如二恶因、氟光气、光气、全氟异丁烯、苯并芘等。因此，采用有效的有机卤化物无害处理方法和装置，是国际性优先考虑的生态环保课题。目前，在公开的几种等离子焚烧处理化学废物的方法(EP469727，1992；US4438076，1984；US4644877，1987；RU2105928，1998)中，俄罗斯专利RU2105928克服了其他几种专利方法的不足，排除裂解产品对等离子加热器电极的腐蚀，减少反应器尺寸和在其中工作的停留时间，实现中和系统按封闭回路工作，不将用过的中和剂排入下水道。俄罗斯专利RU2105928的方法是将含卤有机废物预先加热到不超过其热稳定性的温度，用热氧化介质(如空气)雾化，混合物送到等离子流中，在这里进行裂解，温度不少于1500℃，停留时间2-50毫秒，废物中碳被完全氧化，卤素则生成元素卤或卤化氢，接着裂解产物用多次使用的碱液中和，定期往其中添加碱以恢复原来的浓度和除去在中和时生成的卤氢盐。预热温度不应当超过所处理废物的热稳定极限，否则在加料系统中低温度裂解的结果可以形成较大量的碳黑和腐蚀活性物质(F，Cl，HF，HCl及其它)，这会引起通行截面和加料系统停工。反应器出口处在急冷前裂解产品的温度应少于1500℃，以保证在废气中没有氟光气、氯光气、苯芘，二恶因和其它剧毒物质产生。含卤有机废物和热氧化介质(空气等)加入反应器时的流量比由废物中碳完全氧化成二氧化碳所需氧的含量来确定，以保证没有固体碳粒产生，中和碱可以在封闭回路中循环使用，定期加碱除去中和卤化氢时生成的盐，盐被再利用或掩埋。上述方法的不足之处是1、用空气作氧化剂，空气中氧的重量百分比只有23％，要使废物完全氧化，就必须有很大的重量流量，加热负荷太高，并且完全形成HF和HCl所需的H原子数量不够。2、用普氮作为等离子气体时，其中少量O2和H2O的存在，对等离子电极被加热的高温工作表面有腐蚀作用。3、预热用的电加热器容易焦化，清洗困难。4、反应器和电加热器由于温度过高，容易与物料中分解出的高活性Cl、F反应，特别是裂解温度大于1500℃的反应器，存在严重的腐蚀现象。5、由于实验是在试验台装置上进行，处理能力较小，当应用于工业化装置时，废物中F原子总量增加较多，易形成较多的NaF等结晶物，碱液循环过程中若盐析出工艺指标控制不好，易造成喷嘴堵塞。6、冷却介质温度波动引起反应器部件结露，降低各点间的电绝缘性，严重时会烧坏等离子器。7、引弧装置衰减严重，起弧较难。8、续弧电流高。9、电弧易落在反应器进料段的内壁上，造成内壁烧穿。10、急冷温度太高，酸性物难以捕集完全。本专利技术的目的就是要解决目前已有的处理有机卤化物的方法中所存在的不足之处。为达到目的，专利技术中提供了一种改进的等离子焚烧处理有机卤化物的方法，其反应方程式如下或或或CO2+KOH→K2CO3+H2O附图说明图1是本方法的工艺流程方框图。含卤有机废气和氧化介质经流量调节各自进入电加热器1、3，升温预热后与进入电加热器2的废液混合汽化(或雾化)，进入反应器5。保护气体进入等离子器4产生等离子气体，等离子气体进入反应器5与气态废物混合。在反应器5中，含卤有机废物焚烧裂解，并与氧化助剂结合生成分子结构简单的物质，在反应器5的下部，经碱溶液喷淋急冷、中和，由分离罐6分离出气液相物料。气相物料分别经冷凝器8、分离器9、净化器10的冷却、分离和净化，除酸达标后排入大气。液相物料则经碱液槽7送含氟污水处理装置处理。实现上述工艺过程的工艺条件是1、氧化介质可以是空气、氮气、氢气、甲醇、甲醛、水、天然气、一氧化碳、二氧化碳等，最好是含有氢和氧元素的物质，例如甲醇、甲醛，其次是水，以实现较低的氧化介质流量，使含卤有机废物氧化完全，减少反应过程中高活性的卤元素的存在。2、用氮气和氩气作为产生等离子气体的保护气体，最好是高纯氮，这极大地提高了电极的工作寿命。3、由等离子器产生的等离子气体，温度在2000～6000℃之间。4、反应器的裂解反应温度为800～2000℃，最好是1200～2000℃，尤其是1200～1500℃。物料停留时间为0.5～100毫秒，最好是5～50毫秒。5、碱溶液喷淋急冷至100℃，最好是80℃以下，以便更好地除去卤化氢等。6、中和液中析出卤化盐的方法采用自动连续控制碱液浓度、部分中和液送含氟污水处理装置处理，解决了卤化盐结晶堵塞问题，延长运行周期，并且更经济。7、根据空气露点自动控制冷却介质温度。实现上述方法的工业装置如图2的结构简图所示，包括1、安装在反应器上部的等离子器1，用于产生等离子气体。2、与等离子振荡器相适应的直流电源装置，采用空心变压线圈设备，有效提高高频电源的通过能力及续弧能力，续弧电流下限达到50安培。3、在等离子器下部设置洛仑兹力引弧，达到阳极表面均匀受热，延长运行周期的目的。将引弧装置设到生产现场，解决了引弧能量衰减问题，并设点火装置，解决了起弧难的问题。4、等离子气体与气态废物混合进行裂解反应的反应器，反应器的前部3和反应器的后部4之间有绝缘间隔层2。5、反应器与其它结构之间有绝缘间隔层2，避免整个反应器变成等离子器阳极的延续以及电弧可能落在反应器进料段的内壁上，引起内壁烧穿。。6、安装在反应器下部的急冷、中和区5，将裂解出、产物用碱溶液喷淋急冷、中和。7、安装在急冷、中和区下部的分离出气液相物料的分离罐6。本专利技术工艺可靠，反应彻底，工作效率高，是理想的环保节能方法及装置。实施例1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废液贮槽，流量为10kg/h进入电加热器(预热温度为300℃)，高纯氮进入等离子器产生等离子气体，等离子电弧区温度为4500～5000℃，氧化介质一甲醇和水蒸汽的流量为13.1kg/h，升温预热后与预热后的高沸残液混合汽化(或雾化)，进入反应器，裂解反应温度1400℃，反应停留时间10秒。所得的裂解产物用5％KOH水溶液喷淋急冷、中和，57％KOH水溶液循环流量为1.1m3/h。结果见表一。实施例2对四氟乙烯(TFE)生产装置废气的处理将四氟乙烯(TFE)生产装置的废气经管道输送至废气贮槽，至一定液位后对其进行焚烧处理，操作步骤同实施例1。其中废气流量为13m3/h，甲醇流量为5kg/h，水蒸汽流量为5kg/h，预热温度为250℃，等离子电弧区温度为4500～5000℃，裂解反应温度1350℃，反应停留时间10秒。所得的裂解产物用5％KOH水溶液喷淋急冷、中和，5％KOH水溶液循环流量为0.8m3/h。结果见表一。实施例3残液、废气混合物的处理将四氟乙烯(TFE)生产装置的高沸残液、废气经管道输送至废液、废气贮槽，至一定液位后同时对其进行焚烧处理，操作步骤同实施例1。其中高沸残液流量为8kg/h，废气流量为13m3/h，甲醇流量为7kg/h，水蒸汽流量为8kg/h，预热温度为250℃，等离子电弧区温度为4500～5000℃，裂解反应温度1400℃，反应停留时间10秒。所得的裂解产物用5％KOH水溶液喷淋急冷、本文档来自技高网...

【技术保护点】
等离子焚烧处理有机卤化物的方法，包括等离子引弧、有机卤化物预热气（雾）化、裂解氧化、中和急冷等步骤，有机卤化物最终全部转变为ＣＯ↓［２］、卤化氢及少量ＣＯ，没有有毒物质和固体颗粒碳产生。其特征在于： （１）氧化介质可以是空气、氮气、氢气、甲醇、甲醛、水、天然气、一氧化碳、二氧化碳等，最好是含有氢和氧元素的物质，例如甲醇、甲醛，其次是水。 （２）用氮气和氩气作为产生等离子气体的保护气体，最好是高纯氮。 （３）由等离子器产生的等离子气体，温度在２０００～６０００℃之间。 （４）反应器的裂解反应温度为８００～２０００℃，最好是１２００～２０００℃，尤其是１２００～１５００℃。物料停留时间为０．５～１００毫秒，最好是５～５０毫秒。 （５）碱溶液喷淋急冷至１００℃，最好是８０℃以下。 （６）中和液中析出卤化盐的方法采用自动连续控制碱液浓度、部分中和液送含氟污水处理装置处理。 （７）根据空气露点自动控制冷却介质温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘越鹏，王树华，周永清，章东晓，罗拥军，赵美蓉，西特里维德米特里尼基福乐维奇，马尔果夫尤里巴夫拉维奇，达维江阿里克谢阿萨都拉维奇，罗基扬米哈依尔阿列可谢，费里普波夫尤里叶夫盖尼耶维奇，
申请(专利权)人：浙江巨圣氟化学有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]