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氟利昂的無害化降解技術——電化學降解法和超臨界水降解法

   2019-09-11 和平187
核心提示:電化學降解法破壞氯氟烴的技術目前研究主要集中于氣體擴散電極(gas diffu-sion electrodes, GDEs)。作為一種高級氧化方法,超臨界法也被用于CFCs的分解實驗。

電化學降解法

電化學降解法破壞氯氟烴的技術目前研究主要集中于氣體擴散電極(gas diffu-sion electrodes, GDEs)。日本N. Sonoyama等人利用這種電極分解CFC-12,在反應條件、分解效率、經濟效益等方面都具有明顯優勢,特別是Pb-GDEs降解CFC-12,其破壞率將近100%,反應主產物是氯氟烴替代品HFC-32,產率達到92.6%。該方法將氟利昂降解與利用有效結合,但目前仍處于實驗室研究階段。



超臨界水降解法

作為一種高級氧化方法,超臨界法也被用于CFCs的分解實驗。氟利昂性質穩定,但隨某些條件變化其降解率會升高。純水的蒸氣壓曲線終點便是水的臨界點,此處汽液共存,超過臨界點的溫度、壓力的狀態的水被稱為超臨界水。利用超臨界水的特殊性使CFCs降解的方法稱為超臨界水降解法。Hagen等人利用573K, 20 -400MPa的水降解CFCs,日本營田孟、佐藤真士也研究了用超臨界水降解CFCs。日本國立化學實驗所佐藤研究室超臨界水液相降解法,將1CFC-11CFC-113的溶液與10 -20份水混合后在400℃和30MPa下進行降解反應,降解產物為HClCO2,以CFC-11作實驗時兩種鹵化氫的獲得率為97%,產生的鹵化氫用堿液吸收,以固體粉末的形式回收,降解率大于95%

超臨界水降解法最大的特征是用大量超臨界水作為反應介質,需要的壓力高,裝置成本高。利用此法降解CFCs也是一種潛在的實用技術。

在上述的氟利昂無害化技術中,每種方法均有其特點及局限性。催化燃燒、催化分解法處理CFCs濃度一般低于1%,催化劑氟化會導致CFCs副產物的生成,催化劑壽命和穩定性仍有待改善,催化降解技術總體上說目前尚停留在實驗室研究階段,離工業化要求還有相當的距離,許多問題有待進一步研究;水泥窯法的處理量受產品質量限制而不能實現大規模處理;化學法和高能射線法不安全且成本高;等離子體法、超臨界水法對設備及過程控制要求嚴格,運行成本高。各種方法相關情況之比較見表1-30

 
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