[發明專利]一種用于四氟化碳無水裂解反應的脫氟劑及其應用方法

無效

• 申請號: 200810015230.X
• 申請日: 2008-04-09
• 公開（公告）號: CN101254333A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 徐秀峰;潘燕飛;范杰;牛憲軍
• 申請（專利權）人: 徐秀峰
• 主分類號: A62D3/34
• 分類號: A62D3/34;A62D101/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于四氟化碳無水裂解反應的脫氟劑及其應用方法。

背景技術

人為排放的溫室氣體導致地球氣候日趨變暖，引起了人們的廣泛關注。1997年12月，149個國家和地區的代表在日本召開的《聯合國氣候變化框架公約》締約方第三次會議上，通過了限制二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟化碳、全氟化碳、六氟化硫等六種主要溫室氣體排放量的《京都議定書》。2005年2月16日，該議定書正式生效。金屬冶煉、電子工業是全氟化碳廢氣的主要排放源，主要排放物是四氟化碳。這些四氟化碳廢氣如不經處理直接排放到大氣中，會對生態環境造成嚴重危害。

現行的對溫室氣體中四氟化碳的處理方法，一般采用高溫煅燒法和催化水解法。其中，高溫煅燒法要求煅燒溫度1000℃以上，不僅會產生二惡英等致癌物質，而且只有達到1500℃以上時才能得到較高的轉化率，能耗非常高。

而現有的催化水解法分解四氟化碳廢氣，是在水存在下進行的，借助于催化劑的作用，把四氟化碳分解為二氧化碳和氟化氫，氟化氫氣體遇水生成氫氟酸，對反應器有強腐蝕作用，且操作流程復雜。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種用于四氟化碳無水裂解反應的脫氟劑及其制備方法，該脫氟劑既具有較高的反應性能，又具有價廉、制備工藝簡單的優點。

本發明提供的技術方案是：

一種用于四氟化碳無水裂解反應的脫氟劑，其特征在于：其由以下組分組成：氟化鈉21％～39％，金屬氧化物41％～53％，硅粉8％～38％，以上百分比均為摩爾百分比；

其中，金屬氧化物為：三氧化二鋁、三氧化二鑭、二氧化鈰、氧化鈣和氧化鎂中的任一種，或者其中兩種以上按任意比例混合。

金屬氧化物優選：三氧化二鋁、三氧化二鑭、氧化鈣和氧化鎂中的任一種，或者其中兩種以上按任意比例混合。

金屬氧化物最好是氧化鎂。

脫氟劑的粒子粒徑為20～30目。

用于四氟化碳無水裂解反應的脫氟劑的應用方法，其特征在于：將含有CF₄的工業廢氣引入到反應爐中，反應爐中加入本脫氟劑，反應溫度700-850℃，氣體空間流速1.5-3.0升/小時/克。

反應溫度優選750--850℃。

氟化鈉、金屬氧化物和硅粉之間的摩爾比是經過大量實驗研究得到的數據范圍。氟化鈉過多會降低其有效利用率，過少會降低四氟化碳的裂解速率；金屬氧化物過多會降低其有效利用率，過少會降低固氟效果和反應性能；硅粉過多會降低其有效利用率，過少會降低四氟化碳的裂解速率。

金屬氧化物的選擇也是本發明的關鍵技術，所選擇的金屬氧化物具有比較好的固氟效果。

脫氟劑的粒子粒徑為20～30目，該粒徑如果過大，會產生溝流現象，降低反應性能；如果過小，會造成反應氣體受阻的問題。

本發明提供了用于四氟化碳無水裂解反應的脫氟劑及其應用方法，無水裂解四氟化碳，是在無水條件下通過四氟化碳與固態脫氟劑之間的氣-固反應，將四氟化碳分解為單質炭和金屬氟化物，不產生氟化氫氣體，對反應器無腐蝕，操作簡單。使用本脫氟劑處理工業廢氣時，所要求的反應溫度明顯低于煅燒法，具有便于操作，能耗顯著降低的突出特點。

本發明還具有以下突出特點：

1)、本發明制備脫氟劑的三種原料氟化鈉、金屬氧化物、硅粉，均為固體狀，使用前磨成粉末，對人體和環境無危害。且原料價格低廉。

2)、脫氟劑可在室溫制備，制備工藝簡單，工藝參數易控制。

3)、反應性能高，詳細數據參見模擬實施例一至五。

具體實施方式

下面結合脫氟劑制備例、工業廢氣處理例和模擬實施例進一步描述本發明。

一、脫氟劑制備例

本發明提供的無水裂解四氟化碳的脫氟劑的基本組成為：21～39％氟化鈉、41～53％金屬氧化物，其余為硅粉，以上為摩爾百分數。

按上述配比，用氟化鈉、金屬氧化物、硅粉混合，研磨均勻制成脫氟劑。

本發明脫氟劑的制備工藝如下：

1、脫氟劑的基本組成為：氟化鈉、金屬氧化物、硅粉。

2、氟化鈉、硅粉為商用化學品。

3、金屬氧化物為：三氧化二鋁、三氧化二鑭、二氧化鈰、氧化鈣或氧化鎂中的任一種或者其中兩種以上按任意比例混合。

4、金屬氧化物的制備方法：配制硝酸鹽溶液，滴加堿液，洗滌沉淀物，750--850℃焙燒處理。

5、金屬氧化物選用氧化鈣時，為商用化學品，預先750--850℃熱處理2小時以上。