含氟裡昂113廢氣的處理方法裝置的製作方法
2023-08-06 14:32:46 3
專利名稱：含氟裡昂113廢氣的處理方法裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及從含有氟裡昂類中集中而大量使用的氟裡昂113的廢氣中回收並除去氟裡昂113、以防止向大氣中排放的含氟裡昂113廢氣的處理方法及裝置。
一般說來，氟裡昂類的毒性較低，作為洗淨劑、溶劑用於電子工業等各領域。
但是，近來認為皮膚癌的增加或環境變異的原因是因為氟裡昂氣體導致臭氧層破壞而成為問題，以至於由國際會議決定要求削減氟裡昂的消費量。作為削減對象的氟裡昂是氟裡昂11(CCl3F)、12(CCl2F2)、113(C2Cl3F3)、114(C2Cl2F4)、115(C2ClF5)。特別是氟裡昂113，其使用量多，在排出廢氣中的含量每年為6萬噸，而且從安全性、價格方面考慮研究其代用品很困難，因此，各國的對策是把注意力轉向從含有氟裡昂113的廢氣中除去並回收、再生氟裡昂113。
作為這種回收、再生方法，以前採用的是用活性炭等固體吸附劑吸附、去除、回收法。
但是，上述這種用固體吸附劑的吸附、去除法，為了回收吸附的氟裡昂113，必須高溫加熱，用蒸汽脫吸，因此能量成本高。而且，此時氟裡昂113進行分解，產生HCl等酸性氣體、不僅使裝置腐蝕，而且回收的氟裡昂113質量也變差。此外，還有不能完全從吸附劑中進行回收，因而脫吸效率低、經濟方面不利等缺點。
本發明者們為克服上述缺點銳意進行了研究，結果發現，根據吸收液的種類有效地吸收廢氣中的氟裡昂113，而且，通過將它處於減壓狀態不收塔的循環配管。
本發明具有上述構成，使用的吸收液穩定並且易處理，由於氟裡昂113的溶解度高，粘度低，因而通過氣液接觸能從廢氣中有效地回收氟裡昂113，與此同時，吸收的氟裡昂113也很容易發散。另外，由於蒸汽壓低，伴隨廢氣的量少，即使在氟裡昂113發散、回收時伴隨的量也少。
因此，採用上述吸收液的裝置可以高效地去除回收氟裡昂113。特別是，將發散塔處於減壓狀態，用以前的油旋轉泵時氟裡昂113溶解在油中，粘性降低不能得到高真空，而利用不使用油的幹真空泵則可以維持高真空，可以穩定進行氟裡昂113的發散，而且發散出的氟裡昂113即使通過幹真空泵也不會混入油，經過冷卻、凝結而回收純度高的氟裡昂113。
此外，在加壓吸收時，能更有效底吸收氟裡昂113，而且由於能使脫氣塔脫氣後的氟裡昂113發散，因而使氟裡昂113的回收效率更高。
實施例用於本發明的吸收液，由於氟裡昂113的溶解度好，穩定而又容易處理，因此可以使用飽和礦物油、烷基二苯醚類油、矽油、三氟化氯化乙烯類油、全氟聚醚類油。
上述各種油，是有聚合部分，且分子量不同的各種物質。通常，分子量大則粘度高，蒸汽壓變低，而本發明使用的吸收液是選自於上述，在25℃時的粘度為500cp以下，最好是在100cp以下，而25℃時的蒸汽壓為7.6×10-2mmHg，最好是3.8×10-2mmHg以下的油。
如果25℃時的粘度超過500cp，則氣液接觸的效果不充分，氟裡昂113的吸收能力下降，吸收的氟裡昂113的放出也會變壞。
如果25℃時的蒸汽壓超過7.6×10-2mmHg，伴隨廢氣的吸收液的量在回收氟裡昂113時，伴隨氟裡昂113的量一起增加。特別是由吸收工序放出的廢氣中的吸液量必須在100(體積)ppm以下，最好是50(體積)ppm以下，因此上述條件是重要的。
關於上述粘度及蒸汽壓條件，如果分子量大，粘度會增高而蒸汽壓下降，因此能滿足雙方條件的上述油的範圍比較窄。
例如，本發明中可能使用的各種油的結構式如下所示飽和礦物油烷基二苯醚類油
R是C12-C18的直鏈烴矽油
R甲基、苯基、氫。
三氟化氯化乙烯類油
全氟聚醚類油
ⅲ F-(CF2-CF2-CF2-O)n-CF2-CF3
圖1示出滿足本發明條件的各種油與氟裡昂113之間的氣液平衡關係。
以下對本發明的處理裝置進行說明。
圖2示出裝置的一個實施例，圖中符號1是吸收塔，在吸收塔1中充填有拉希環等填料2，塔的下部裝有含氟裡昂113的廢氣導入管3、在塔的上部連接有後述將回收吸收液導入的循環配管4。導入上述導入管3中的廢氣可保持原樣或採用活性碳吸附、加熱空氣脫吸等公知的濃縮方法進行濃縮。
由廢氣導入管3導入的含氟裡昂113廢氣，與由循環配管4導入的吸收液對流接觸，吸收去除其中所含的氟裡昂113後，由塔頂部排放管5排入大氣。吸收了氟裡昂113的吸收液，由抽出管6導出，通過加熱器7並導入充填有充填物8的發散塔上部。
在上述發散塔9的頂部連接有排出管10。在該排出管10上設有幹真空泵11，發散塔9的內部保持在減壓狀態。
在該減壓狀態發散塔9的上部導入的用上述加熱器7加熱的吸收液，在發散塔9中下降的過程中很容易地放出其中含有的氟裡昂113。放出的氟裡昂113由排出管10引出，通過在氣體接觸部位不使用油的幹真空泵11，導入凝結器12、氟裡昂113凝結並回收在接受槽12a中。不凝結的氣體，通過合流配管，與進入吸收塔1的廢氣合流在一起。
發散了氟裡昂113的吸收液，由發散塔9下部的循環配管4抽出，通過冷卻器14，循環至吸收塔1的上部。
本發明的裝置由上述構成，因而在發散塔9中的氟裡昂113發散時不必要高溫。而且，由排出管10引出的氟裡昂113，由於通過的真空泵是採用幹真空泵11，不會產生汙染而進行回收，因而可得到純度高的氟裡昂113。
加熱器7，冷卻器14，由於室外溫度及發散塔的減壓狀態，多數場合下往往不用也行，即使使用，其運行條件穩定，因而也很理想。
圖3示出進行加壓吸收時本發明裝置的一實施例，與圖2相同的部分使用相同的符號，因而省略其說明。
圖中21是將含氟裡昂113廢氣壓入吸收塔1的壓縮機。在吸收塔1的塔頂部安裝了排放管22，該管設有調節閥以便放出未吸收氣體並將吸收塔1內的壓力保持在所規定的壓力。吸收塔1的上部連接有後述提供吸收液的循環配管23，在加壓下使含氟裡昂113的廢氣和吸收液對流接觸並吸收氟裡昂113。吸收氟裡昂113的吸收液，通過接在吸收塔1下端的吸收塔抽出管24，導入用真空泵25保持在減壓狀態的脫氣塔26，並使溶存的空氣及少量的氟裡昂113脫氣。該脫過氣的空氣用真空泵25，通過合流配管27在壓縮機21的吸收側被合流，與含氟裡昂113廢氣一起壓送到吸收塔1。
從上述脫氣塔26的抽出管28抽出的脫過氣的吸收液，通過加熱器29加熱，導入藉助於幹真空泵保持在減壓狀態的發散塔9。在發散塔9發散的氟裡昂113通過凝結器12凝結回收，貯存在接受槽12a中。
在發散塔9中發散了氟裡昂113的吸收液，從發散塔9的下端抽出，通過有冷卻器30的循環配管23送入吸收塔1。
循環配塔23的吸收液，為了提高其經濟性，通過脫氣塔抽出管28的吸收液和熱交換31進行熱交換。真空泵25也可用幹真空泵，由於脫氣空氣中的氟裡昂113的濃度低，通用的真空泵也足以耐用。
以下示出實施例並具體說明本發明。
實施例1根據採用直徑為230mm、填充2m古德洛填料(ゲ
トロ
)的吸收塔由圖2示出的裝置，將氟裡昂113含量為2500(體積)ppm的廢氣以35-7Nm3/小時的速度導入，並將25℃時粘度和蒸汽壓分別為50CP，1×10-7mmHg的烷基二苯迷類油(松村石油株式會社制SX油)以2270kg/小時的速度導入，使它們對流接觸從而吸收氟裡昂113。其結果是，由排放管5排出的廢氣中氟裡昂113的濃度為120(體積)ppm，與其伴隨的吸收液的濃度為1(體積)ppm以下，吸收了氟裡昂113的吸收液中氟裡昂113的濃度為0.0286(重量)%。氟裡昂113的回收率為95.2%。
實施例2根據採用直徑為300mm、填充1m古德洛填料(グ
トロ-ル)的吸收塔由圖2示出的裝置，將氟裡昂113含量為5000(體積)ppm的廢氣240m3/小時，利用活性碳吸附、加熱空氣脫吸的公知濃縮裝置，濃縮成5.0(體積)%並導入，同時將25℃時粘度和蒸汽壓分別為50CP，1×10mmHg的矽油(ト-レツリコン株式會社制SH200，50CS)以3m3/小時速度注入並使它們對流接觸。此時由排放管5排放出的廢氣中氟裡昂113的濃度為1000(體積)ppm，與其伴隨的吸收液的濃度為1(體積)ppm以下，根據需要該廢氣還可通向公知的濃縮裝置。
通過抽出管6將吸收了氟裡昂113的濃度為1.218(重量)%的吸收液以3m/小時的速度抽出並用加熱器加熱成120℃後，導入通過幹真空泵11，保持在7mmHg的減壓狀態的發散塔9中並使氟裡昂113發散。此時，發散的氟裡昂113，以及其它氣體通過排放管10、幹真空泵11導入凝結器12。氣體的組成為氟裡昂113為73.3(體積)%，惰性氣體為26.7(體積)%，吸收液為1(體積)ppm以下。此氣體通過用20℃水以0.5噸/小時速率冷卻的凝結器12冷凝，並回收氟裡昂113為9.16公斤/小時。通過凝結器12不凝結的氟裡昂113(3.13公斤/小時)為41.1(體積)%，惰性氣體為58.5(體積)%的混合氣體，通過合流配管13導入吸收塔1。其結果是，進入吸收塔1的氟裡昂113濃度為6.41(體積)%。
由發散塔9的下部通過循環配管4以3m3/小時的速率抽出吸收液。該吸收液的溫度為110℃，氟裡昂113的濃度為0.073(重量)%。
將該吸收液通過冷卻器14降溫至25℃，然後作為吸收塔1的吸收液循環。
實施例3通過使用直徑為300mm、填充1.8m古德洛填料(グッドロ-ル)的吸收塔，並用圖3示出的壓縮機21將含氟裡昂113為5000(體積)ppm的廢氣240Nm/小時，加壓至3公斤/cmG並導入上述吸收塔1，同時將25℃時粘度及蒸汽壓分別為50CP、1×10mmHg的矽油(ト-レシリコン株式會社制SH-200，50CS)以2.2m3/小時的速度注入並使之對流接觸。此時由排放管22放出的廢氣中氟裡昂113的濃度為140(體積)ppm，吸收液濃度為1(體積)ppm以下。
通過吸收塔抽出管24以2.2m3/小時的速度將吸收了氟裡昂113的濃度為0.480(重量)%的吸收液抽出並導入通過油旋轉真空泵25保持在40mmHg的減壓狀態的脫氣塔26中使空氣脫氣。此時，脫氣氣體中的氟裡昂113成為6.50(體積)%，並同時脫氣，而該脫氣氣體通過合流配管27，與導入吸收塔1中的含氟裡昂113廢氣合流。
其結果是，導入吸收塔1的氟裡昂113的濃度為5338(體積)ppm。
然後，由脫氣塔的抽出管28以2.2m3/小時的速率將脫掉空氣的吸收液抽出，並通過加熱器29加熱成120℃後，導入由幹真空泵11保持在2mmHg減壓狀態的發散塔9中使氟裡昂113發散。此時，發散的氟裡昂113通過排放管10，幹真空泵11導入凝結器12，該氣體組成氟裡昂113約100(體積)%，伴隨的吸收液在1(體積)ppm以下。
此氣體通過用20℃水以0.5噸/小時冷卻的凝結器12冷凝，並回收氟裡昂為9.09公斤/小時。
由發散塔9下部通過循環配管23以2.2m3/小時的速度抽出吸收液。該吸收液的溫度為110℃，氟裡昂113濃度為0.0200(重量)%以下。將該吸收液通過冷卻器30降溫至25℃並作為吸收塔1的吸收液循環。
本發明所涉及的含氟裡昂113的廢氣處理方法及裝置，由於選擇吸收液，幾乎不補充吸收液而循環使用，因而排出的是公害上無問題的廢氣。而且，由於在減壓狀態使用發散塔，扼提高氟裡昂113的回收率並能防止吸收液惡化，同時，氟裡昂113也不會由於分解等而惡化。還由於使用幹真空泵，回收的氟裡昂113不受汙染，能回收純度高的氟裡昂113等。本發明具有許多優點，對使用氟裡昂113的領域有極大的貢獻。
以下簡單說明附圖。
圖1是本發明中使用的吸收液與氟裡昂113的氣液平衡圖，圖2是表示處理裝置流程之一實施例的簡圖。1……吸收塔，2……填充料，3……廢氣導入管，4……循環配管，5……排放管，6……抽出管，7……加熱管，8……填充物，9……發散塔，10……排出管，11……幹真空泵，12……凝結器，12a……接受槽，13……合流配管，14……冷卻器，21……壓縮機，22……排放管，23……循環配管，24……吸收塔抽出管，25……油旋轉真空泵，26……脫氣塔，27……合流配管，28……脫氣塔抽出管，29……加熱器，30……冷卻器，31……熱交換器
權利要求
1.含氟裡昂113的廢氣處理方法，其特徵在於，將25℃時蒸汽壓和粘度分別在7.6×10-2mmHg以下，500CP以下的飽和礦物油，烷基二苯醚類油，矽油、三氟化氯化乙烯類油，全氟聚醚類油中，至少選一種油作為吸收液，使之與含氟裡昂113廢氣在大氣壓或加壓狀態下接觸，吸收去除其中所含的氟裡昂113後，將吸收了氟裡昂113的吸收液減壓回收氟裡昂113。
2.含氟裡昂113的廢氣處理裝置，其特徵在於，它具有以下設備在25℃時蒸汽壓及粘度分別在7.6×10-2mm Hg以下，500CP以下的飽和礦物油、烷基二苯醚類油，矽油，三氟化氯化乙烯類油，全氟聚醚類油中，至少選一種油作為吸收液，使上述吸收液與含氟裡昂113的廢氣接觸的吸收塔，和將吸收了氟裡昂113的上述吸收塔的液體保持在減壓狀態並使氟裡昂113發散的發散塔、以及將發散塔保持在減壓狀態的幹真空泵、和使幹真空泵排出氣體冷凝且回收氟裡昂113的凝結器，以及使上述發散塔的氟裡昂113發散的吸收液循環到上述吸收塔中去的手段。
3.含氟裡昂113的廢氣處理裝置，其特徵在於，它具有以下設備在25℃時蒸汽壓及粘度分別在7.6×10-2mm Hg以下，500CP以下的飽和礦物油、烷基二苯醚類油，矽油，三氟化氯化乙烯類油，全氟聚醚類油中，至少選一種油作為吸收液，使用壓縮機壓縮的含氟裡昂113廢氣和上述吸收液接觸保持在加壓狀態的吸收塔，將在吸收塔中吸收了氟裡昂113的吸收液保持在減壓狀態並使溶存的空氣脫氣的脫氣塔，使脫氣塔保持在減狀態的真空泵，將該真空泵的排氣在上述壓縮機的含氟裡昂使氟裡昂113分解從而有可能進行回收。本發明是基於上述發現而做出的，目的是提供將廢氣中的氟裡昂113去除到可向大氣排放的程度，並且不使氟裡昂113變質而進行回收的含氟裡昂廢氣的處理方法及裝置。本發明是為達到上述目的而做出的，其要旨是在25℃時的蒸汽壓及粘度分別為7.6×10-2mmHg以下，500CP(釐泊)以下的飽和礦物油、烷基二苯醚類油、矽油、三氟化氯化乙烯類油、全氟聚醚類油中至少選一種作為吸收液，在大氣壓或加壓狀態下使其與含氟裡昂113的廢氣接觸，將其中所含的氟裡昂113吸取後，將吸收了氟裡昂113的吸收液減壓並回收氟裡昂113。在本發明裝置中具有25℃時的蒸汽壓和粘度分別為7.6×10-2mmHg以下，500cp以下的飽和礦物油、烷基二苯醚類油、矽油、三氟化氯化乙烯類油、全氟聚醚類油中至少選擇一種作為吸收液，使上述吸收液和含氟裡昂113的廢氣接觸的吸收塔、將吸收了氟裡昂113的上述吸收塔的液體保持在減壓狀態下使氟裡昂113發散的發散塔，將發散塔保持在減壓狀態的幹真空泵、使幹真空泵排出氣體冷凝且回收氟裡昂113的凝聚器以及將發散了上述發散塔之氟裡昂113的吸收液循環至上述吸收塔的手段。在加壓下進行吸收的裝置中有如下設備在用壓縮機最好是無油壓縮機壓縮的含氟裡昂113度氣和上述吸收液接觸的加壓狀態中保持的吸收塔，在吸收塔中將吸收了氟裡昂113的吸收液保持在減壓狀態並使溶存的空氣及少量的氟裡昂113脫氣的脫氣塔，將脫氣塔保持在減壓狀態的真空泵，使該真空泵的排氣在上述壓縮機的含氟裡昂113氣體吸收側進行合流的配管，將上述脫氣塔脫氣的吸收液加熱的加熱器，將通過該加熱器加熱的吸收液保持在減壓狀態並使氟裡昂113發散的發散塔，使該發散塔保持在減壓狀態的幹真空泵，將該幹真空泵排氣冷凝並回收氟裡昂113的凝結器，以及將發散了上述發散塔之氟裡昂113的吸收液通過冷卻器循環到上述吸113氣體的吸引側合流的配塔，將上述經脫氣塔脫氣的吸收液加熱的加熱器，將通過該加熱器加熱的吸收液保持在減壓狀態並使氟裡昂113發散的發散塔，使該發散塔保持在減壓狀態的幹真空泵，將該真空泵的排氣冷凝並回收氟裡昂113的凝結器，以及將上述發散塔放出了氟裡昂113的吸收液，通過冷卻器循環到上述吸收塔的循環配管。
全文摘要
本發明涉及從含有氟裡昂113的廢氣中除去並回收氟裡昂113、防止氟裡昂113排入大氣的含氟裡昂113廢氣的處理方法及裝置。具體地說，是在25℃時的蒸汽壓及粘度分別為7.6×10
文檔編號B01D53/70GK1033793SQ8810468
公開日1989年7月12日 申請日期1988年7月29日 優先權日1987年12月25日
發明者連本壽治 申請人:昭和電工株式會社