SU860840A1

SU860840A1 - Method of cleaning anodic gases

Info

Publication number: SU860840A1
Application number: SU792895483A
Authority: SU
Inventors: Игорь Васильевич Кашин; Кирилл Петрович Андреев; Владимир Иванович Семенов; Дина Михайловна Дмитриева
Original assignee: Предприятие П/Я А-1997
Priority date: 1979-12-25
Filing date: 1979-12-25
Publication date: 1981-09-07

Description

1one

Изобретение относитс к области очистки анодных газов от закрытых электролизеров и может быть использовано дл снижени выбросов фреонов на химико-металлургических предпри ти х.The invention relates to the field of purification of anode gases from closed electrolyzers and can be used to reduce freon emissions in chemical-metallurgical plants.

Известен способ удалени галоидзамещенных углеводородов из газов путем их химического разложени при 750-1100°С в присутствии кислорода воздуха при контакте со слоем оксидов металлов 1.There is a known method of removing halo-substituted hydrocarbons from gases by their chemical decomposition at 750-1100 ° C in the presence of oxygen in contact with a layer of metal oxides 1.

Недостаток способа заключаетс в том, что требуетс обновление сло оксидов металлов и удаление твердых отходов в виде образующихс галидов металлов.The disadvantage of the method is that it requires the renewal of a layer of metal oxides and the removal of solid waste in the form of metal halides.

Известен также способ очистки анодных газов от фреонов метанового р да путем плазмохимического разложени с последующей утилизацией образующихс .хлористого и фтористого водорода 2. Анодиые газы , содержащие фреоны, вместе с кислороАом или воздухо.м подают в реакционную камеру в струю водородной плазмы с тем. пературой 2200°К. Из реактора продукты реакции направл ют в адсорбер дл улавливани фтористого и хлористого водорода . Анализ газовой фазы после абсорбера показал, что 60% углерода св зываетс в окись углерода. Степень конверсии фреонов составл ет 95-98%. Избыток водорода со следами фреонов и метана сжигают на факеле.Also known is a method of purifying anode gases from methane freons by means of plasma chemical decomposition followed by utilization of hydrogen chloride and fluoride 2 produced. Anodia gases containing freons, together with oxygen or air meters, are fed into the reaction chamber into a stream of hydrogen plasma so. with a temperature of 2200 ° K. From the reactor, the reaction products are sent to an adsorber to trap fluoride and hydrogen chloride. Analysis of the gas phase after the absorber showed that 60% of the carbon is bound to carbon monoxide. The degree of freon conversion is 95-98%. Excess hydrogen with traces of freon and methane is flared.

Существенным недостатком способа вл етс образование окиси углерода и углерода . Кроме того, использование электрической дуги дл образовани плазмы сокращает ресурс работы плазмотрона и ведет к загр знению продуктов реакции частичками материала катода и анода. Использование водорода в качестве плазмообраз} ющего газа делает способ дорогим и взрывоопасным. Избыток водорода требует дополнительной операции - дожигани в факеле дорогосто щего реагента.A significant disadvantage of the process is the formation of carbon monoxide and carbon. In addition, the use of an electric arc to form a plasma reduces the life of the plasmatron and leads to contamination of the reaction products with particles of the cathode material and the anode. The use of hydrogen as a plasma gas makes the process expensive and explosive. An excess of hydrogen requires an additional operation — after-burning in the plume of an expensive reagent.

Цель изобретени - исключение образовани углерода и окиси углерода, обеспечение взрывобезопасности процесса и его удешевление.The purpose of the invention is to eliminate the formation of carbon and carbon monoxide, to ensure the explosion safety of the process and to reduce its cost.

Это достигаетс тем, что перед разложением в очищаемые газы ввод т пары воды в количестве, равном стехиометрическо20 му но отнощению к фреонам, причем процесс ведут в высокочастотном плазмотроне. Происходит полное разложение фреонов с образованием двуокиси углерода и смеси галогенводородов но реакции, описываемойThis is achieved by the fact that, prior to decomposition, water vapor is introduced into the gases to be purified in an amount equal to stoichiometric but freon, and the process is carried out in a high-frequency plasma torch. There is a complete decomposition of freons with the formation of carbon dioxide and a mixture of hydrogen halides but the reaction described

25 уравнением25 equation

СРС14- + 2Н,0 СОг + HF + f (4 - п) ИС1CPC14- + 2H, 0 CO2 + HF + f (4 - n) IC1

Использование вод ного пара вместо во30 дорода позвол ет создать взрывобезопасные условии работы установки. Кроме тото. замена водорода на вод ной пар снижает затраты па реагенты. Смесь образующихс галогеиводородов ноглощают водными растворами , очищенный газ выбрасывают в атмосферу , а растворы кислот возвращают в производство.The use of water vapor instead of hydrogen allows the creation of explosion-proof conditions for the operation of the installation. Except toto. Replacing hydrogen with water vapor reduces the costs of reagents. The mixture of formed hydrogen halides is absorbed with aqueous solutions, the purified gas is emitted into the atmosphere, and the acid solutions are returned to production.

Пример. Исследовани провод т на опытной установке. Основным узлом установки вл етс плазмотрон мощностью 25 кВт, который состоит из индукционной камеры, помещенной в кварцевую трубку. Высокочастотный электрический разр д генерируетс в плазмотроне при номощи индуктора , питаемого от генератора. Дл зажигани плазмы служит аргон, который подают в верхнюю часть кварцевой трубки. Вод ной пар и фреоны, проход через плазму, реагируют при высокой температуре (5000°К) с образованием фтористого и хлористого водорода н углекислого газа. Расход вод ного пара 0,5 . Расход фреонов соответствует стехиометрическому количеству по реакции гидролитического разложени . Опыты провод т на фреоне-12 и фреоне-14. Продукты разложени фреонов отвод т из зоны реакции и конденсируют в колонках с водой с образованием смеси сол ной и плавиковой кислот. Углекислый газ и неразложивщиес фреоны проход т через газовую пипетку на ИК-спектрофотометрический анализ дл определени степени очистки отход щих газов от фреонов . Кроме того, степень разложени фреонов рассчитывают по результатам химического анализа поглотительных растворов в колонках, т. е. по количеству образовавшегос HF и HCI.Example. Research conducted on a pilot plant. The main unit of the installation is a 25 kW plasma torch, which consists of an induction chamber placed in a quartz tube. A high-frequency electrical discharge is generated in the plasma torch by an inductor powered by a generator. Argon is supplied to ignite the plasma and is supplied to the upper part of the quartz tube. Water vapor and freons, passage through the plasma, react at high temperature (5000 ° K) with the formation of fluoride and hydrogen chloride n carbon dioxide. Water vapor consumption 0.5. Freon consumption corresponds to the stoichiometric amount of the hydrolytic decomposition reaction. The experiments were conducted on freon-12 and freon-14. The decomposition products of freon are removed from the reaction zone and are condensed in columns with water to form a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids. Carbon dioxide and undecomposed freons are passed through a gas pipette for an IR spectrophotometric analysis to determine the degree of purification of the exhaust gases from freons. In addition, the degree of decomposition of freons is calculated from the results of chemical analysis of the absorption solutions in the columns, i.e., the amount of HF and HCI formed.

По данным ИК-С1тектрофотометрического и химического анализов степень разложени фреона-12 - 100%, фреона-14 -According to the data of IR-C1 spectrophotometric and chemical analyzes, the degree of decomposition of freon-12 is 100%, of freon-14 is

98%. Побочных продуктов в отход щих газах не обнарул ено.98%. No byproducts in waste gas were found.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет практически на 100% провести очистку отход щих газов от фреонов метанового р да. Использование вод ного пара дл разложени фреонов исключает присутствие угарного газа и других посторонних примесей на выходе из установки, позвол ет создать взрывобезопасные услови работы по сравнению со способом разложени фреонов в водородной, плазме. Использование высокочастотного плазмотрона повыщает надежность и ресурс работы установки. Растворы кислот, возвращаемые в производство, не загр зн ютс посторонни .ми примес ми.Thus, the proposed method allows almost 100% purification of flue gases from methane freons. The use of water vapor for decomposition of freons eliminates the presence of carbon monoxide and other impurities at the outlet of the installation, allows creating explosion-proof working conditions in comparison with the method of decomposition of freons in hydrogen plasma. The use of high-frequency plasma torch increases the reliability and service life of the installation. The acid solutions returned to production are not contaminated with extraneous impurities.

Claims

1. US patent number 3845191, cl. 423-240, 1975.

2.V. S. Shaidurov, A. A. Nazarenko. 0 Development of plasma-chemical method of anode gas utilization. Report of the Perm branch of the State Institute of Applied Chemistry. Perm, 1975 (prototype).