[实用新型]微波等离子体分解氟利昂无害化处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及有毒有害废气处理技术领域，尤其涉及一种微波等离子体分解氟利昂无害化处理系统。

背景技术

氟利昂(CFCs)是一种工业化生产的含有氟、氯、碳、氢的化合物，曾被广泛用作致冷剂、泡沫塑料发泡剂、电子元件清洗剂、气溶胶喷射剂及灭火剂。然而，氟利昂会破坏大气臭氧层，同时也是导致全球气候变暖的温室气体之一。解决氟利昂导致的环境问题有三条途径：(1)实现氟利昂的零排放；(2)开展氟利昂替代品合成的研究；(3)将氟利昂分解转化为无害物质。现在世界上还有225万吨氟利昂存在于废旧设备中，一旦这些氟利昂未经任何处理而直接排入大气，必将使臭氧层危机更趋严重，因此，开发分解现存氟利昂的技术成了当务之急。

对于氟利昂的分解技术目前主要有焚烧法和高频等离子体分解法。处理系统主要包括混气室、氟利昂反应分解装置，冷却洗涤吸收装置及过滤池，分别完成原料气混合、氟利昂反应分解、反应生成气的冷却洗涤吸收及最终获得无害的氟化钙、碳酸钙以及氯化钠等对环境无害并可再利用的物质。焚烧法是利用燃烧热产生的高温使氟利昂分解，其在焚烧过程中可能导致出现特别危险的二次化合物。如二喔星、二氟光气、氯光气、八氟异丁烯、苯芘等等。高频等离子体分解法是利用8000～10000℃超高温下的热等离子体使氟利昂得到快速分解，其条件较为苛刻，设备成本高。由于上述原因，氟利昂的分解技术还未形成足够规模的工业化应用。

等离子体是由分别带有正、负电荷的两种粒子所组成的电中性的粒子体系。利用微波激发可电离气体放电可产生微波等离子体，保持微波持续作用于等离子体，则微波能量可维持等离子体稳定运行。随着微波等离子体技术的发展，目前已出现微波等离子体反应器，主要包括微波发生器，内设短路活塞的矩形波导管，微波调控装置及等离子体反应器，等离子体反应器主要由石英反应管，点火电极，空气冷却装置构成。等离子体反应器的石英反应管被矩形波导管包拢部分形成谐振腔，通过调节短路活塞使谐振腔频率与微波发生器的发生频率一致，使微波能量耦合于谐振腔，点火电极激发等离子体反应器内的载气形成持续的高密度等离子体。微波等离子体的电离度高，气体具有更高的活化程度，因而能在1000-1200℃相对低的温度下获得和维持具有更高能量的等离子体。在同等能量下，微波等离子体比高频等离子体更能有效激发气体分子的电离和离解过程，激发的亚稳态活性粒子多，反应性强，不会生成新的难降解的污染物质。微波等离子体中自由电子的温度高于离子的温度，其中的化学反应具有更高的反应平衡常数，反应效率更高，因此如能将微波等离子体反应器应用于氟利昂的分解，将为氟利昂的无害化处理提供一种分解条件温和、无次生污染、高速高效，易于实现工业化应用的新途径。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种分解条件温和、反应完全充分、无次生污染、节能、成本低且易于实现工业化应用的微波等离子体分解氟利昂无害化处理系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微波等离子体分解氟利昂无害化处理系统，包括原料气混合用混气室、氟利昂反应分解装置，冷却洗涤吸收装置及过滤池，混气室的出气口与氟利昂反应分解装置进气口连接，氟利昂反应分解装置的反应生成气出气口与冷却洗涤吸收装置的反应生成气进气口连接、冷却洗涤吸收装置的吸收液出液口与过滤池连接，其特征在于所述氟利昂反应分解装置是微波等离子体反应器。

所述微波等离子体反应器的微波发生器的输出功率为0.5～5kW连续可调，微波频率为2.45GHz。

本实用新型的有益效果是：微波等离子体的电离度高，气体具有更高的活化程度，因而能在相对低的温度下获得和维持具有更高能量的等离子体。微波等离子体对气体的电离和离解程度高，氟利昂分解率达到99％以上；与焚烧分解相比，具有反应完全、无次生污染的优势；与高频等离子体分解氟利昂相比，本实用新型反应温度在1000-1200℃，远低于高频等离子体分解时的超高温，分解条件温和并具有设备成本低和节能优势，易于实现工业化应用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构及工艺流程示意图；

图2是微波等离子体反应器的结构示意图。

图中：1蒸汽发生器，11质量流量计，2混气室，21体积流量计，3等离子体反应器，31点火电极，321上封盖，322下封盖，33空气冷却夹套，34石英反应管，35出气口，36进气口，4冷却洗涤吸收装置，5过滤池，6矩形波导管，7微波调控装置，8微波发生器，9谐振腔，10短路活塞。

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

具体实施方式