DE69624625T2

DE69624625T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Organohalogenkomponenten

Info

Publication number: DE69624625T2
Application number: DE69624625T
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Mori; Satoru Ohashi; Toshihide Takano; Shin Tamata; Hisao Yokoyama
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd Ibaraki; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2016-06-15
Also published as: NO962482L; JP3266759B2; CA2179076A1; NO962482D0; CA2179076C; EP0748649A1; DE69624625D1; EP0748649B1; US5977427A; JPH09880A

Description

Hintergrund der Erfindung

(1) Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, insbesondere ein bevorzugtes Verfahren zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung durch Zersetzen derselben mittels eines Katalysators.

(2) Beschreibung des Stands der Technik

Halogenorganische Verbindungen verschmutzen die Luft, Flüsse, Grundwasser, den Boden usw. Insbesondere werden giftige halogenorganischen Verbindungen, wie solche, die Krebs verursachen, hinsichtlich der Umweltverschmutzung als problematisch angesehen. Derzeit werden eine Technik zum Verringern des Ausstoßes halogenorganischer Verbindungen und eine Technik zur Zersetzungsbehandlung halogenorganischer Verbindungen, die nach dem Ausstoß als Umweltverschmutzungsmaterialien existieren, entwickelt. Die obige Technik zur zersetzenden Behandlung zielt auf das Zersetzen einer halogenorganischen Verbindung in ausgestoßenem Abfall oder in der Umgebung nach dem Ausstoß ab. Daher ist das Ziel einer zersetzenden Behandlung eine relativ niedrige Konzentration einer halogenorganischen Verbindung. Derzeit existieren einige halogenorganische Verbindungen, die als Ausgangsmaterial für eine Zersetzung der Ozonschicht oder als Ausgangsmaterial für den Säureeffekt, selbst wenn weniger Giftigkeit besteht, angesehen werden. Daher werden derzeit eine Technik zum Verringern des Ausstoßes und eine Technik zur Rückgewinnungsbehandlung für derartige halogenorganische Verbindungen entwickelt. Bei der Technik zur Rückgewinnungsbehandlung wird eine große Menge rückgewonnener halogenorganischer Verbindung zersetzend behandelt. Daher ist es, im Hinblick auf den wirtschaftlichen Gesichtspunkt einer Anlage, erforderlich, eine halogenorganische Verbindung relativ hoher Konzentration zu zersetzen und sie harmlos zu machen.
Hinsichtlich eines Behandlungsverfahrens, um eine halogenorganische Verbindung harmlos zu machen, sind verschiedene Verfahren gut bekannt. Unter den verschiedenen Verfahren weisen ein Verfahren zur Zersetzung durch Verbrennung, ein Verfahren zur Zersetzung unter Verwendung eines Plasmas sowie ein Verfahren zur Zersetzung durch Cracken unter Verwendung Dampf hoher Temperatur einen großen Mangel, nämlich einen großen Energieverbrauch, auf. Ein Verfahren zur Zersetzung durch Ultraviolettstrahlung, ein Verfahren zur Zersetzung durch Bestrahlen sowie ein Verfahren zur Zersetzung unter Verwendung von Mikroorganismen zeigen kleine Zersetzungseffizienz und kleine Zersetzungsgeschwindigkeit. Ein Verfahren zum Zersetzen einer halogenorganischen Verbindung unter Verwendung von Verbrennung ist in WO 82/02001 angegeben, gemäß dem ein Wasserstoff enthaltendes Trägergas dazu verwendet wird, halogenisierte Gase in eine Wasserstoff/Sauerstoff-Flamme zu transportieren. Die sich ergebenden Gase werden kondensiert oder durch einen Wasser enthaltenden Nasswäscher geleitet. Jedoch besteht bei diesem Verfahren das Problem, dass stark giftige Substanzen wie Dioxin erzeugt werden können. Demgegenüber zieht ein Verfahren zum Zersetzen einer halogenorganischen Verbindung unter Verwendung eines Katalysators als effektivstes Verfahren Aufmerksamkeit auf sich, da dieses Verfahren kaum die oben beschriebenen Mängel zeigt.
Hinsichtlich eines Verfahrens zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung unter Verwendung eines Katalysators wurden bisher verschiedene Verfahren z. B. wie folgt offenbart: JP-A-52-114468 (1977) offenbart ein Behandlungsverfahren unter Verwendung einer katalytisch arbeitenden Zersetzungsvorrichtung für eine halogenorganische Verbindung enthaltende Luft. JP-A-3-42015 (1991) offenbart ein Verfahren zum Zersetzen von rückgewonnenem Flon (Gattungsname für halogenisierte Kohlenwasserstoffe, einschließlich Fluor, der als offizieller Begriff in Japan verwendet wird, wozu Folgendes gehört: FC (Fluorkohlenstoff), CFC (Chlorfluorkohlenstoff), HCFC (Chlorfluorkohlenwasserstoff), HFC (Fluorkohlenwasserstoff) und Halon). JP-A-3-66388 (1991) offenbart ein Behandlungsverfahren für Flon höher Konzentration, wie von 6 Mol-%. GB 1 233 392 offenbart die katalytische Verbrennung von Abgasen folgend auf den Zusatz von Kohlenmonoxid und Wasserstoff. US 3 493 073 offenbart ein Verfahren zum Rückgewinnen von Chlorwasserstoff aus Abgasen saurer Katalysatoren.
Zersetzungsobjekte des in JP-A-52-114468 (1977) offenbarten Behandlungsverfahrens sind halogenorganische Verbindungen extrem niedriger Konzentration. Daher ist es schwierig, rückgewonnene halogenorganische Verbindungen, für die eine Behandlung aktuell erforderlich wurde, bei hoher Konzentration mit hohem Wirkungsgrad zu zersetzen. Das in JP-A-52- 114468 (1977) offenbarte Verfahren gibt keinerlei Gegenmaßnahme gegen Korrosionsprodukte an, wie sie beim Erwärmen einer halogenorganischen Verbindung erzeugt werden, da die Konzentrationen korrodierender Materialien (Chlor, Chlorwasserstoff, Fluor, Fluorwasserstoff usw.), wie sie bei der Zersetzung der halogenorganischen Verbindung erzeugt werden, niedrig sind. Ferner gibt das Behandlungsverfahren nur eine unzureichende Gegenmaßnahme gegen korrodierende Materialien an, wie sie bei der Zersetzung einer halogenorganischen Verbindung erzeugt werden. Das in JP-A-3-42015 (1991) offenbarte Verfahren ist ein solches zum Behandeln von halogenorganischen Verbindungen niedriger Konzentrationen wie von 5.000 ppm, weswegen, wie in JP-A-52-114468 (1977), keine Gegenmaßnahme gegen korrodierende Materialien, die bei der Erwärmung und Zersetzung einer halogenorganischen Verbindung erzeugt werden, angegeben ist.
Das in JP-A-3-66388 (1991) offenbarte Behandlungsverfahren gibt keinerlei praktische Maßnahme zum Zuführen von Flon hoher Konzentration sowie keinerlei Gegenmaßnahme gegen korrodierende Materialien an, wie sie beim Erwärmen einer halogenorganischen Verbindung erzeugt werden. Ferner ist mit Ausnahme einer Neutralisierung durch einen alkalischen Stoff keinerlei praktische Gegenmaßnahme gegen bei der Zerstörung von Flon erzeugte korrodierende Materialien angegeben.
Zum in GB 1233392 offenbarten Verfahren gehört das Mischen der Abgase mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff, wie aus einer sub-stöchiometrischen Verbrennung gewonnen, so dass die Temperatur des Katalysators durch die Reaktion dieser Gase erhöht wird. Die Gase durchlaufen den Katalysator und verlassen dann die Vorrichtung nach dem Durchlaufen eines Wärmetauschers.
Das in US 3453073 offenbarte Verfahren betrifft einen Rückgewinnungsprozess für Chlorwasserstoff, zu dem es gehört, chlorierten Kohlenwasserstoff, Wasser und Sauerstoff über saure Katalysatoren zu leiten, um Chlorwasserstoff zu erzeugen. Die chlorierten Kohlenwasserstoffe und das Wasser werden als Flüssigkeiten zugemessen und durch einen Luftstrom in ein Vorheiz- und Mischrohr eingespült. Kondensatoren und Nasswäscher werden dazu verwendet, die Gase zu kondensieren und Chlorwasserstoff zu sammeln.
Einer von wenigen Mängeln des Zersetzungsverfahrens für halogenorganische Verbindungen unter Verwendung eines Katalysators ist der kleinere Zersetzungswirkungsgrad als der beim Zersetzungsverfahren durch Verbrennung und beim Zersetzungsverfahren durch Plasma. Die Zersetzungswirkungsgrade halogenorganischer Verbindungen durch das Zersetzungsverfahren durch Verbrennung und dasjenige durch Plasma liegen näherungsweise im Bereich von 99,999-99,9999%. Demgegenüber liegen die Zersetzungswirkungsgrade halogenorganischer Verbindungen durch das Zersetzungsverfahren unter Verwendung eines Katalysators näherungsweise im Bereich von 99,9-99,99 %. Die oben genannten Zersetzungswirkungsgrade des Zersetzungsverfahrens unter Verwendung eines Katalysators bilden bei der praktischen Anwendung kaum ein Problem. Wenn jedoch das Verfahren bei einem Material wie Flon angewandt wird, für das der Umweltplan der Vereinten Nationen eine Richtlinien für den Zersetzungswirkungsgrad von mindestens 99, 99% vorschreibt, ist es erforderlich, jegliche Zusatzmaßnahmen hinzuzufügen, um genau der Richtlinie zu genügen. Z. B. offenbart JP-A-6-106172 ein Verfahren, bei dem eine unzersetzte halogenorganische Verbindung im Abgas eines katalytischen Zersetzungsprozesses dadurch aus dem Abgas entfernt werden, dass sie in einem Adsorptionsmittel adsorbiert werden. Die im Adsorptionsmittel adsorbierten unzersetzten halogenorganischen Verbindungen werden freigesetzt und erneut mit dem Katalysator behandelt. Jedoch muss beim obigen Verfahren der katalytische Zersetzungs-Hauptprozess gestoppt werden, wenn die freigesetzten unzersetzten halogenorganischen Verbindungen aus dem Adsorptionsmittel behandelt werden, und demgemäß ist der Betriebswirkungsgrad der katalytischen Zersetzungsanlage verringert.
Wie oben erläutert, zeigen herkömmliche Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen Schwierigkeiten beim Betreiben der Anlage zum Zersetzen halogenorganischer Verbindungen hoher Konzentration mit hohem Zersetzungswirkungsgrad, mit hohem Betriebswirkungsgrad der Anlage und mit geeigneten Gegenmaßnahmen gegen durch die Zersetzung erzeugte korrodierende Materialien.

Zusammenfassung der Erfindung

(1) Aufgaben der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit dem die Erzeugung korrodierender Materialien unterdrückt werden kann und die halogenorganische Verbindung effektiv zersetzt werden kann, und eine Vorrichtung hierfür zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, das die Erzeugung korrodierender Materialien weiter unterdrücken kann, und eine Vorrichtung hierfür zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit dem die Zuführmenge an halogenorganischen Verbindungen leicht kontrolliert werden kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit dem die Wasserzuführanlage vereinfacht werden kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit dem vor Korrosion im stromaufwärtigen Bereich der katalytischen Schicht geschützt werden kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, das Korrosion hemmen kann, die durch das bei der katalytischen Zersetzung der halogenorganischen Verbindung erzeugte Zersetzungsgas hervorgerufen wird, und eine Vorrichtung hierfür zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit dem verhindert werden kann, dass das von der katalytischen Schicht freigesetzte Abgas eine giftige Substanz erzeugt.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit dem die korrodierende Umgebung verbessert werden kann, wie sie durch das von der katalytischen Schicht freigesetzte Abgas hervorgerufen wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit der Korrosion des Konstruktionsmaterials der katalytischen Schicht gehemmt werden kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen zu schaffen, mit der der Wirkungsgrad bei der Beseitigung eines von der katalytischen Schicht freigesetzten sauren Gases verbessert werden kann.
Demgemäß ist ein Verfahren zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung geschaffen, wie es im Anspruch definiert ist.
Vorzugsweise wird die halogenorganische Verbindung in flüssigem Zustand, d. h. in bei Raumtemperatur flüssigen Zustand, dem Trägergas zugesetzt.
Alternativ wird die halogenorganische Verbindung in einen flüssigen Zustand bei Druck, mit dem Siedepunkt nahe der Raumtemperatur, dem Trägergas zugesetzt.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren die folgenden Schritte beinhalten: Verbrennen von Wasserstoff- oder Kohlenwasserstoff-Brennstoff im Heizer, Hinzufügen der halogenorganischen Verbindung zum vom Heizer ausgestoßenen Verbrennungsgas und Liefern des die halogenorganische Verbindung enthaltenden Verbrennungsgases zum Trägergas.
Vorzugsweise wird die Heiztemperatur am Heizer so kontrolliert, dass die Temperatur des von ihm ausgestoßenen Gases im Bereich von einer Temperatur, bei der die halogenorganische Verbindung durch einen Katalysator zersetzt wird, bis zu einer Temperatur liegt, bei der die halogenorganische Verbindung zumindest teilweise von sich aus zersetzt wird.
Vorzugsweise wird das Abgas bald nach der Freisetzung durch die katalytische Schicht gekühlt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die halogenorganische Verbindung ein Chlor enthaltendes Gas, und das von der katalytischen Schicht freigesetzte Abgas wird nach der Freisetzung gekühlt.
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren den Schritt des Hinzufügens eines reaktiven Materials, das mit dem sauren Gas reagiert, wie es im von der katalytischen Schicht freigesetzten Abgas enthalten ist, zum von der katalytischen Schicht freigesetzten Abgas.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist eine Einrichtung zum Verhindern des Eintretens eines Nebels, wie er durch Versprühen einer Flüssigkeit durch eine Sprüheinrichtung erzeugt wird, in die katalytische Schicht in einem Raum vorhanden, der in einem Katalysatorbehälter im stromabwärtigen Bereich der katalytischen Schicht ausgebildet ist.
Ferner ist vorzugsweise eine Einrichtung zum Verhindern der Übertragung von Nebel, der durch Versprühen einer Flüssigkeit durch die Sprüheinrichtung erzeugt wird, zum stromabwärtigen Bereich der katalytischen Schicht im Raum vorhanden.
Durch die Erfindung kann die Erzeugung einer korrodierenden Substanz durch Erwärmung mit dem Trägergas aus einer halogenorganischen Verbindung eingeschränkt werden, und die Zersetzung der halogenorganischen Verbindung kann mit bevorzugtem Wirkungsgrad ausgeführt werden, da die halogenorganische Verbindung dem Trägergas zugesetzt wird, das zuvor durch den Heizer erwärmt und von ihm ausgestoßen wurde. Um die halogenorganische Verbindung wirkungsvoll mit dem Katalysator zu zersetzen, ist es bevorzugt, die Temperatur der halogenorganischen Verbindung über die Reaktionstemperatur des Katalysators mit ihr anzuheben. Wenn jedoch die Temperatur übermäßig hoch ist, erzeugt die halogenorganische Verbindung eine korrodierende Substanz. Selbst wenn die Temperatur des vom Heizer ausgestoßenen Gases in einem Bereich liegt, in dem die Erzeugung einer korrodierenden Substanz unterdrückt ist, erreicht die Temperatur innerhalb des Heizers örtlich die Temperatur, bei der eine korrodierende Substanz erzeugt wird. Demgemäß wird, wenn die halogenorganische Verbindung in den Heizer geliefert wird, dieselbe in einem örtlichen Bereich zersetzt, der auf eine übermäßig hohe Temperatur erwärmt ist, wobei die korrodierende Substanz erzeugt wird. Das Trägergas, das durch den Heizer erwärmt und aus ihm ausgestoßen wird, zeigt eine im Wesentlichen gleichmäßige Temperaturverteilung und keine örtliche Temperaturerhöhung. Daher kann, wenn die halogenorganische Verbindung dem Trägergas im stromabwärtigen Bereich des Heizers zugesetzt wird, eine Zersetzung derselben durch örtliche Erwärmung des Trägergases gehemmt werden.
Gemäß der Erfindung ist die halogenorganische Verbindung, die Gegenstand der Behandlung ist, eine solche Verbindung, die Chlor, Fluor und/oder Brom enthält. Insbesondere ist die Verbindung eine chlororganische, eine fluororganische und/oder eine bromorganische Verbindung. Als Beispiele chlororganischer Verbindungen werden die folgenden genannt: Methylchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Ethylenchlorid, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, 1,1,2,2- Tetrachlorethan, Hexachlorethan, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Tetrachlorethylen, Chlorbenzol, Benzylchlorid, Benzolhexachlorid, Ethylenglycol, Trichlorethylen und andere. Als Beispiele fluororganischer Verbindungen werden die folgenden genannt: CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-14, CFC-15, HCFC-22, HCFC-141, HCFC-225 und andere. Als Beispiele bromorganischer Verbindungen werden die folgenden genannt: Halon-1211, Halon-1301, Halon-2402 und andere.
Eine chlororganische Verbindung enthält Chlor und erzeugt bei Zersetzung hauptsächlich korrodierende Gase (sauer) wie Chlor, Chlorwasserstoff und dergleichen. Eine fluororganische Verbindung enthält Fluor und erzeugt durch Zersetzung hauptsächlich korrodierende Gase (sauer) wie Fluor, Fluorwasserstoff und dergleichen. Eine bromorganische Verbindung enthält Brom und erzeugt durch Zersetzung hauptsächlich korrodierende Gase (sauer) wie Brom, Bromwasserstoff und dergleichen.
Als Beispiel des Trägergases für die halogenorganische Verbindung kann Luft verwendet werden. Das Trägergas wird dazu verwendet, das halogenorganische Gas in die katalytische Schicht einzuführen. Daher muss das Trägergas chemisch und thermisch inert sein, und neben Luft kann ein Inertgas wie Stickstoff, Argon und dergleichen verwendet werden. In wirtschaftlicher Hinsicht wird als Trägergas vorzugsweise Luft verwendet.
Ferner kann als Heizer jeder beliebige elektrische Heizer und jede Verbrennungseinrichtung verwendet werden. Jedoch wird im Hinblick auf den Heizwirkungsgrad vorzugsweise eine Verbrennungseinrichtung verwendet. Da das Trägergas (insbesondere Verbrennungsluft) durch Wärme direkt beheizt wird, wie sie durch Verbrennung von Brennstoff in der Verbrennungseinrichtung erzeugt wird, ist der Verbrennungswirkungsgrad beachtlich hoch. Die Temperatur innerhalb der Verbrennungseinrichtung erreicht durch Verbrennung von Brennstoff örtlich hohe Temperaturen (wenn als Brennstoff Stadtgas verwendet wird, erreicht die Verbrennungstemperatur örtlich 1.000).
CFC-113, eine der halogenorganischen Verbindungen, startet teilweise eine Zersetzungsreaktion, wenn die Temperatur 700 überschreitet, und es erzeugt stark korrodierende Gase wie HF, HCl und dergleichen. Daher müssen Leitungen und andere Komponenten zum Zuführen der halogenorganischen Verbindung zur katalytischen Schicht aus ziemlich korrosionsfesten Materialien bestehen. Jedoch können bei der Erfindung Materialien mit nicht so starker Korrosionsfestigkeit als Baumaterial für Leitungen und andere Komponenten verwendet werden.
Die Temperatur des Trägergases wird abgesenkt, da das erwärmte Trägergas mit Dampf gemischt wird, bevor das Trägergas und die halogenorganische Verbindung gemischt werden. Daher nimmt die Wahrscheinlichkeit ab, dass bei Zersetzung der halogenorganischen Verbindung durch Erwärmen eine korrodierende Substanz erzeugt wird.
Der Dampf wird dazu verwendet, Wasserstoff und Sauerstoff zuzuführen, die dazu erforderlich sind, die halogenorganische Verbindung durch den Katalysator zu zersetzen. Wenn z. B. CFC-113 durch Hydrolyse zersetzt wird, läuft die Zersetzungsreaktion wie folgt ab:
C&sub2;Cl&sub3;F&sub3; + 3H&sub2;O → 3HCl + 3HF + CO&sub2; + CO
Die für die Hydrolyse erforderliche Dampfmenge beträgt 3 Mol pro 1 Mol CFC-113. Die Menge des Dampfs wird mit ungefähr dem 1,0- bis 2,0-Fachen der zur Zersetzung erforderlichen Äquivalenzmenge abhängig von der Art und der Menge der halogenorganischen Verbindung zugeführt. Die Zuführmenge des Dampfs wird vorzugsweise so kontrolliert, dass sie innerhalb des obigen Bereichs liegt. Abhängig von der Art des Katalysators erfolgt die Zersetzung nicht durch Hydrolyse sondern durch Oxidation. In diesem Fall ist keine Zufuhr von Dampf erforderlich, da kein Wasserstoff benötigt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung erleichtern die Kontrolle der Zuführmenge der halogenorganischen Verbindung, da diese, die bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit ist, in flüssigem Zustand dem Trägergas zugesetzt wird. Die flüssige halogenorganische Verbindung kann quantitativ zugeführt werden. Wenn sich die halogenorganische Verbindung in gasförmigem Zustand befindet, wird die Kontrolle der Zuführmenge kompliziert, da sowohl das Volumen als auch der Druck kontrolliert werden müssen.
Die halogenorganische Verbindung kann in gasförmigem Zustand mit dem Trägergas und Dampf gemischt werden. Wenn jedoch die halogenorganische Verbindung in flüssigem Zustand mit dem Trägergas und Dampf gemischt wird, kann sie durch die Eigenwärme des Trägergases und des Dampfs verdampft werden, und demgemäß kann eine Einrichtung zum Verdampfen der flüssigen halogenorganischen Verbindung, die im Allgemeinen gesondert bereitgestellt wird, weggelassen werden. Ferner verfügen einige halogenorganische Verbindungen über jeweilige Siedepunkte, die dicht bei der Raumtemperatur liegen. In diesem Fall ist eine stabile Zufuhr der halogenorganischen Verbindung schwierig, da sie abhängig von einer Schwankung der Umgebungstemperatur um die Behandlungsvorrichtung herum verflüssigt oder verdampft wird. Als eine von Gegenmaßnahmen gegen das obige Problem kann ein Verfahren zum Zuführen der halogenorganischen Verbindung im gasförmigen oder flüssigen Zustand durch Kontrollieren der Temperatur in Betracht gezogen werden. Jedoch ist das obige Verfahren nicht wünschenswert, da eine große Energiemenge dazu erforderlich ist, die Temperatur zu kontrollieren und eine genaue Temperaturverwaltung der Zuführleitung und anderer Komponenten erforderlich ist.
Wenn die halogenorganische Verbindung über einen Siedepunkt verfügt, der dicht bei der Raumtemperatur liegt, wird sie vorzugsweise unter Druck gesetzt und in flüssigem Zustand dem Trägergas zugesetzt. In der Praxis werden eine stabile Zufuhr und eine stabile Messung der Strömungsrate durch Druckerzeugung innerhalb der Behandlungsvorrichtung realisiert, wobei der Innendruck von der Behandlungsvorrichtung zum Auslassventil höher als der Sättigungdruck bei der Umgebungstemperatur um die Behandlungsvorrichtung herum ist, um die halogenorganische Verbindung in flüssigem Zustand zu halten. Jedoch erfordert dies ein komplizierteres System, da eine zusätzliche Druckerzeugungsvorrichtung erforderlich ist.
Bei der Erfindung ist die dem Trägergas, d. h. dem Verbrennungsgas, zuzusetzende Wassermenge (einschließlich Dampf) vorzugsweise verringert, da Wasserstoff- oder Kohlenwasserstoff-Brennstoff im Heizer verbrannt wird und die halogenorganische Verbindung dem vom Heizer ausgestoßenen Verbrennungsgas zugesetzt wird. Daher kann eine Anlage zum Zuführen von Wasser vereinfacht werden. Wenn als Heizer eine Verbrennungseinrichtung verwendet wird und Wasserstoff- oder Kohlenwasserstoff-Brennstoff als Brennstoff verwendet wird, wird Dampf als Verbrennungserzeugnis erzeugt, der für die Zersetzungsreaktion der halogenorganischen Verbindung an der katalytischen Schicht verwendet werden kann. Selbstverständlich kann die von außen zugeführte Wassermenge verringert werden. Demgemäß kann die Anlage zum Zuführen von Wasser vereinfacht werden. Als Kohlenwasserstoff-Brennstoff können Petroleum, ein Petroleumfraktionsgas, alkoholischer Brennstoff, Erdgas, Wasserstoff und andere verwendet werden. Die Schwefelkomponente im Brennstoff zeigt die Möglichkeit, die Lebensdauer des Katalysators zu verkürzen. Daher ist die Verwendung eines Kohlenwasserstoffs wie eines Petroleumfraktionsgases wie Propangas, eines alkoholischen Brennstoffs, Wasserstoff und anderen, die keinen Schwefel enthalten, wünschenswert.
Abhängig von der Art und der Behandlungsmenge der halogenorganischen Verbindung kann die Gesamtmenge des zur Zersetzungsreaktion erforderlichen Dampfs durch den Dampf zugeführt werden, der bei der Verbrennung der halogenorganischen Verbindung erzeugt wird. Wenn z. B. ein Mol CFC-113, wobei es sich um eine von halogenorganischen Verbindungen handelt, zersetzt wird, sind nur drei Mole Dampf erforderlich. Wenn ein Mol Propan, (C&sub3;H&sub8;), als in der Verbrennungseinrichtung verbrannter Brennstoff verwendet wird, werden durch die Verbrennung desselben vier Mole Dampf erzeugt. Demgemäß ist es nicht erforderlich, dem zur Katalysatorschicht zugeführten Trägergas zusätzliches Wasser hinzuzufügen. Die für die obige Behandlung verwendete Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen erfordert exklusiv keinerlei Wasserzuführanlage.
Bei bevorzugten Ausführungsformen kann die Zersetzung der halogenorganischen Verbindung, die dem vom Heizer ausgestoßenen Trägergas zugesetzt wird, im stromaufwärtigen Bereich gegenüber der Katalysatorschicht verhindert werden, da die Temperatur des vom Heizer ausgestoßenen Trägergas auf eine höhere Temperatur als diejenige kontrolliert wird, bei der die halogenorganische Verbindung durch den Katalysator zerstört wird, und niedriger als die Temperatur, bei der sie zumindest teilweise zerstört wird. Daher kann eine Korrosion des Konstruktionsmaterials im stromaufwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht verhindert werden.
Nachfolgend wird ein praktisches Beispiel zu den obigen Vorteilen erläutert. Wenn eine halogenorganische Verbindung mit niedriger Konzentration behandelt wird, kann die Temperatur des Trägergases beinahe dieselbe wie diejenige sein, die zum Zersetzen der halogenorganischen Verbindung durch eine Katalysatorschicht erforderlich ist. Wenn jedoch eine halogenorganische Verbindung hoher Konzentration behandelt wird, muss die Temperatur des Trägergases vor dem Mischen mit ihr höher als die Temperatur eingestellt werden, die zum Zersetzen der halogenorganischen Verbindung durch eine Katalysatorschicht erforderlich ist. Dies, da die Temperatur des Trägergases durch das Mischen mit der halogenorganischen Verbindung verringert wird. Im obigen Fall wird die Ausgangsleistung des Heizers (z. B. die Menge an zugeführtem Brennstoff) so reguliert, dass die Temperatur des Trägergases vor dem Mischen mit der halogenorganischen Verbindung die Temperatur für eine teilweise Zersetzung derselben nicht überschreitet und die Temperatur des Trägergases oder eines Gemisches von Trägergas und Dampf niedriger als die Temperatur für teilweise Zersetzung der halogenorganischen Verbindung ist und die Temperatur nach dem Mischen mit der halogenorganischen Verbindung höher als die Temperatur ist, die zur Zersetzung derselben durch die Katalysatorschicht erforderlich ist. Wenn die maximal verwendbare Temperatur des Katalysators niedriger als die Temperatur für teilweise Zersetzung der halogenorganischen Verbindung ist, muss die Temperatur in einem Bereich unter der maximalen Gebrauchstemperatur der Katalysatorschicht reguliert werden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen kann Korrosion durch Zersetzungsgase, wie sie durch Zersetzung der halogenorganischen Verbindung durch die Katalysatorschicht erzeugt werden, verhindert werden, da das von der Katalysatorschicht freigesetzte Abgas sobald wie möglich heruntergekühlt wird. Wenn die halogenorganische Verbindung zersetzt wird, werden stark korrodierende Halogene und Halogenwasserstoffe wie Chlor, Chlorwasserstoff, Fluor, Fluorwasserstoff und dergleichen, entsprechend der Art der halogenorganischen Verbindung, bei hoher Temperatur erzeugt. Um dem oben genannten, stark korrodierenden Gas auf hoher Temperatur zu widerstehen, müssen als Baumaterialien für die Vorrichtung wärmebeständige und korrosionsbeständige Metalle wie Ni, Ni-Cr- Legierungen und dergleichen sowie wärmbeständige und korrosionsbeständige Materialien wie keramische Beschichtungen, Glasbeschichtungen verwendet werden. Jedoch kann, gemäß der Erfindung, die korrodierende Umgebung im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht in der Vorrichtung dadurch gemäßigt werden, dass das von der Katalysatorschicht freigesetzte Abgas so bald wie möglich heruntergekühlt wird. Wenn z. B. die Temperatur des Abgases auf unter 150ºC abgesenkt wird, können neben den obigen anorganischen Materialien Fluorharze verwendet werden. Wenn die Temperatur des Abgases auf unter 100ºC abgesenkt wird, können auf das Baumaterial aufgetragene Vinylchloridharze verwendet werden.
Als Maßnahme zum Abkühlen des von der Katalysatorschicht freigesetzten Abgases existieren z. B. ein Verfahren zum Installieren eines Wärmetauschers im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf den Katalysatorbehälter, ein Verfahren zur Kühlung mit Waschflüssigkeit in einer Wascheinrichtung, die im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf den Katalysatorbehälter installiert ist, ein Verfahren zur Kühlung durch Blasenbildung in einem Flüssigkeitstank, der im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf den Katalysatorbehälter installiert ist, und ein Verfahren zur Kühlung durch Sprühen im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf den Katalysatorbehälter usw. Als Maßnahme zum Minimieren des Bereichs einer stark korrodierenden Umgebung und zum Herunterdrücken der Wärmeverluste des Abgases auf einen niedrigen Wert ist das Abkühlverfahren durch Sprühen im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht im Katalysatorbehälter bevorzugt. Als Sprühflüssigkeit wird eine chemisch stabile Flüssigkeit wie Wasser verwendet. Eine weitere Mäßigung der Korrosionsumgebung kann dadurch realisiert werden, dass in die Sprühflüssigkeit ein alkalisches Mittel eingemischt wird, um das Halogen und den Halogenwasserstoff teilweise zu neutralisieren. Als Trocknungsprozess kann ein Verfahren zur Kühlung durch Zuführen gekühlter Luft in das Abgas im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht verwendet werden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen kann die Erzeugung eines giftigen Gases aus den Zersetzungsgasen, wie sie durch die Zersetzung der halogenorganischen Verbindung erzeugt werden, dadurch verhindert werden, dass das von der Katalysatorschicht freigesetzte Abgas sobald wie möglich abgekühlt wird. Z. B. liefert das bei der Zersetzung einer Chlor enthaltenden halogenorganischen Verbindung erzeugte Chlor giftige chlororganische Verbindungen (Dioxin und dergleichen) durch Reaktion nichtverbrannter Komponenten im Verbrennungsgas, wenn es auf einer Temperatur von näherungsweise 300ºC gehalten wird. Die Erzeugung der giftigen chlororganischen Verbindung kann dadurch verhindert werden, dass das von der Katalysatorschicht freigesetzte Abgas sobald wie möglich abgekühlt wird.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird ein Gas, das mit sauren Gasen im von der Katalysatorschicht freigesetzten Abgas reagiert, zum von der Katalysatorschicht freigesetzten Abgas hinzugesetzt. Daher kann das saure Gas durch Reaktion mit dem reaktiven Material aus dem Abgas entfernt werden. Demgemäß kann die korrodierende Umgebung im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht verbessert werden. Als Material, das mit saurem Gas reagiert, kann z. B. eine alkalische Lösung, gelöschter Kalk und dergleichen verwendet werden. Selbst wenn eine alkalische Lösung verwendet wird, kann entweder ein Verfahren zum Sprühen derselben in das Abgäs oder ein Verfahren für Blasenbildung des Abgases in einer aufbewahrten alkalischen Lösung verwendet werden. Gemäß dem ersteren Verfahren kann eine große Oberfläche der alkalischen Lösung genutzt werden, und demgemäß kann ein hoher Wirkungsgrad der Reaktion mit dem sauren Gas erzielt werden. Daher kann die Anlage zum Behandeln des Abgases kompakt ausgebildet werden. Gemäß dem letzteren Verfahren ist der Wärmeverlust des Abgassystems erhöht, und ein Salz, das ein Reaktionsprodukt des sauren Gases und des alkalischen Stoffs ist, fällt aus, wächst und haftet an der Wand des Baumaterials im Niedertemperaturbereich an. Das anhaftende Material kann die Leitung des Behandlungssystems verstopfen. Das erstere Verfahren zeigt derartige Probleme nicht, da die alkalische Lösung immer strömt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen tritt kein Nebel in die Katalysatorschicht ein, und daher kann eine Korrosion des Baumaterials derselben gehemmt werden, da eine Einrichtung vorhanden ist, die dagegen schützt, dass der Nebel, der durch Versprühen der Flüssigkeit durch die Einrichtung zum Versprühen derselben erzeugt wird, in die Katalysatorschicht eindringt. In der Praxis treten, wenn die Flüssigkeit im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht im dieselbe enthaltenden Katalysatorbehälter versprüht wird, Spritzer der versprühten Flüssigkeit in die Katalysatorschicht ein und führen zur Möglichkeit einer Absenkung der Temperatur des Katalysators und einer Verringerung der Aktivität desselben. Durch Installieren einer Einrichtung zum Schützen der Katalysatorschicht gegen eindringenden Nebel können die obigen Probleme unterdrückt werden. Die Einrichtung zum Schützen der Katalysatorschicht gegen eindringenden Nebel kann z. B. dadurch realisiert werden, dass in einem Zwischenraum zwischen der Katalysatorschicht und dem Sprühraum eine Trennplatte installiert wird.
Ferner kann bei besonders bevorzugten Ausführungsformen die Menge von Spritzern, die in den stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht wandern, verringert werden, da in einem Raum am Auslass der Katalysatorschicht auf der stromabwärtigen Seite eine Einrichtung vorhanden ist, die verhindert, dass der durch Versprühen der Flüssigkeit durch die Sprüheinrichtung erzeugte Nebel in den stromabwärtigen Bereich wandert. Der obige Effekte sorgt für einen Vorteil hinsichtlich einer Verbesserung des Wirkungsgrads beim Beseitigen sauren Gases im von der Katalysatorschicht freigesetzten Abgas. In der Praxis wandern Spritzer der versprühten Flüssigkeit in die Leitung, die die Kammer mit der Katalysatorschicht und die Vorrichtung zum Behandeln des Abgases verbindet, die im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht installiert ist, und die gewanderten Spritzer erzeugen dadurch eine neue Quelle für Korrosion, dass sie Feuchtigkeit in die Leitung bringen, in deren Innerem natürlicherweise ein trockener Zustand herrschen muss. Die Einrichtung zum Verhindern des Wanderns von Spritzern kann z. B. dadurch realisiert werden, dass eine Trennkammer, in der die Gasgeschwindigkeit niedrig ist, im den Katalysator enthaltenden Behälter angebracht wird, damit sich der Nebel in der Luft absetzen kann.
Bei einem praktischen Beispiel der Erfindung wird das durch die Zersetzung einer halogenorganischen Verbindung erzeugte Abgas in einem den Katalysator enthaltenden Behälter heruntergekühlt oder teilweise neutralisiert, und anschließend werden das Halogen und die Halogenverbindung durch eine Vorrichtung zum Behandeln des Abgases vollständig aus dem Abgas entfernt. Im Abgas, das von der Vorrichtung zum Behandeln desselben ausgestoßen wird, ist eine Spur nicht zersetzter halogenorganischer Verbindung enthalten. Jedoch kann das behandelte Abgas ohne jede weitere Behandlung ausgestoßen werden, oder es benötigt eine weitere, neue Behandlung abhängig von der Art und dem Inhalt der nicht zersetzten Komponente der halogenorganischen Verbindung.
Wenn eine weitere Behandlung erforderlich ist, wird das Gas durch ein Adsorptionsmittel im stromabwärtigen Bereich der Vorrichtung zum Behandeln von Abgas adsorbiert, und es wird allgemein eine Neubehandlung des Gases ausgeführt, das aus dem Adsorptionsmittel regeniert und freigesetzt wird. Als Adsorptionsmittel werden Aktivkohle, Zeolith, Silikagel, aktives Aluminiumoxid und dergleichen verwendet. In der Praxis wird die Behandlung der rückgewonnenen und freigesetzten halogenorganischen Verbindung kontinuierlich ausgeführt, ohne die Zersetzungsbehandlung der halogenorganischen Verbindung zu stoppen, was dadurch erfolgt, dass zwei Systeme von Adsorptionssäulen parallel angebracht werden, das eine System rückgewonnen wird, während das andere System betrieben wird, und die rückgewonnene und freigesetzte halogenorganische Verbindung in den betriebenen Katalysator eingeleitet wird.
Dampf kann durch Mischen mit erwärmter Luft oder durch Direktbeheizung erwärmt werden. Wenn jedoch die halogenorganische Verbindung mit einer Flamme, einem Heizkörper oder einem Körper auf erhöhter Temperatur über der Zersetzungstemperatur der halogenorganischen Verbindung im Heizer in Kontakt gelangt, wird sie selbst dann teilweise zerstört, wenn die Heiztemperatur unter der Zersetzungstemperatur liegt, und es besteht die Möglichkeit, dass die halogenorganische Verbindung korrodierende Materialien als Zersetzungsprodukte erzeugt. Daher ist eine Direkterwärmung durch den Heizer nicht erwünscht. Im obigen Fall ist es erforderlich, die Temperatur des Dampfs auf die erforderliche Temperatur für katalytische Zersetzung dadurch zu erhöhen, dass der Dampf mit zuvor erwärmten Trägergas wie Luft oder einem Gemisch des Trägergases und Dampf gemischt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher verständlich.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, wobei es sich um eine der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung handelt;
Fig. 2 veranschaulicht den Detailaufbau des Katalysatorbehälters und der Abgas-Behandlungsvorrichtung, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind;
Fig. 3 veranschaulicht den Detailaufbau der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zum Adsorbieren einer halogenorganischen Verbindung;
Fig. 4 veranschaulicht den Aufbau einer Vorrichtung zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 veranschaulicht den Aufbau einer Vorrichtung zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 veranschaulicht den Aufbau einer Vorrichtung zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 veranschaulicht den Aufbau einer anderen Ausführungsform der Brennstoffströmungsrate-Kontrollvorrichtung;
Fig. 8 veranschaulicht den Aufbau einer Vorrichtung zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 9 veranschaulicht den Aufbau einer Vorrichtung zum Behandeln einer halogenorganischen Verbindung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

(Ausführungsform 1)

Nachfolgend wird eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, bei der es sich um eine der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung handelt, unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 erläutert.
Unter Verwendung von CFC-113 als Beispiel einer halogenorganischen Verbindung wird eine Behandlungsprozedur bei der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
Die Leitung 21 zum Einleiten von Luft als Trägergas ist mit dem Heizer 1, der eine Verbrennungseinrichtung ist, über den Strömungsratenregler 3 verbunden. Für die Leitung 21 ist ein Strömungsmesser 16 (zur Messung der Luftströmungsrate) vorhanden. Der Heizer ist durch die Leitung 22 mit dem Katalysatorbehälter 2 verbunden. Der Katalysatorbehälter enthält im Inneren eine Katalysatorschicht 24. Der verwendete Katalysator besteht aus Titanoxid-Wolframoxid. Um CFC-113 zu mehr als 99,9% zu zersetzen, muss die Temperatur des Katalysators auf mindestens 400ºC gehalten werden. Die Leitung 23 zum Einleiten von Dampf ist mit der Leitung 22 im stromabwärtigen Bereich des Heizers 1 über den Strömungsratenregler 4 verbunden. Die Verzweigungsstelle 8 ist die obige Anschlussposition, d. h. eine Dampfzuführposition. Der Strömungsmesser 15 (zur Messung der Dampfströmungsrate) ist für die Leitung 21 vorhanden. Die Leitung 24 zum Einleiten von CFC-113 ist mit der Leitung 22 im stromabwärtigen Bereich der Dampfzuführposition 8 über die Pumpe 5 verbunden. Die Verzweigungsstelle 9 ist die obige Anschlussposition, d. h. eine Zuführposition für CFC-113. Der Strömungsmesser 14 (zur Messung der Strömungsrate von CFC-113) ist für die Leitung 21 vorhanden.
Der im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf die Katalysatorschicht 24 im Katalysatorbehälter 2 liegende Kühlraum 42 ist durch die Leitung 25 mit der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 verbunden. Der untere Bereich innerhalb der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 ist durch die Leitung 26 mit dem Kühlraum 42 verbunden. Die Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 ist durch die Leitung 29 mit dem Einlassbereich der Vorrichtung 7 zum Adsorbieren halogenorganischer Verbindungen verbunden. Die Leitung 31 zum Einleiten von Luft zur Desorption ist mit dem Eintrittsbereich der Vorrichtung zum Adsorbieren der halogenorganischen Verbindung 7 verbunden. Die mit dem Ventil 46 versehene Leitung 32 ist mit der Leitung 22 an einer Position zwischen dem Heizer 3 und der Dampfzuführposition 8 sowie mit der Leitung 31 verbunden. Die mit dem Gebläse 11 versehene Leitung 30 ist mit dem Auslassbereich der Vorrichtung zum Adsorbieren der halogenorganischen Verbindung 7 verbunden. Die mit dem Gebläse 12 versehene Leitung 44 ist ebenfalls mit dem Auslassbereich der Vorrichtung zum Adsorbieren der halogenorganischen Verbindung 7 verbunden. Die Leitung 45, die mit einer Leitung im stromabwärtigen Bereich des Gebläses 12 verbunden ist, ist an einer Position zwischen der Dampfzuführposition 8 und der Zuführposition 9 für CFC-113 mit der Leitung 22 verbunden. Die Leitung 45 ist mit dem Auf/Zu-Ventil 13 verbunden.
Nachfolgend wird die Reguliervorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Die Hauptsteuerung 20 gibt entsprechende Steuersignale jeweils an die Steuerungen 17, 18 und 19 aus. Die Steuerung 19 reguliert das Öffnen des Strömungsrate-Steuerventils 3. Die Steuerung 18 reguliert das Öffnen des Strömungsrate-Steuerventils 4. Die Steuerung 17 reguliert die Drehzahl der Pumpe 5.
Der Heizer 1 ist im stromaufwärtigen Bereich der Flon-Zuführposition 9 installiert, da er bei hoher Betriebstemperatur einen hohen Wirkungsgrad aufweist, so dass die Größe desselben verringert werden kann, und innerhalb des Heizers 1 wird örtlich eine hohe Temperatur, entsprechend der der Flamme, erreicht. Das CFC-113 durchläuft nicht den Heizer 1, sondern es wird dadurch auf eine gewünschte Temperatur erwärmt, dass es mit erwärmter Luft gemischt wird. Gemäß dem obigen Verfahren kann das CFC-113 auf 430ºC erwärmt werden, was die erforderliche Temperatur für katalytische Zersetzung von CFC-113 ist, wobei jedoch örtliche Zersetzung des CFC- 113 verhindert ist.
Luft wird dem Heizer 1 mit einer Strömungsrate von näherungsweise 260 Nm³/h unter Regulierung durch das Strömungsrate-Steuerventil 3 zugeführt. Propan wird dem Heizer 1 im Inneren als Brennstoff zur Verbrennung über die Brennstoff- Zuführleitung 47 zugeführt. Ein Teil der oben genannten Luft wird als Luft für die Verbrennung verwendet. Die Luft wird durch Verbrennung des Propans auf ungefähr 600ºC erwärmt. Die erwärmte Luft wird dem Katalysatorbehälter 2 durch die Leitung 22 zugeführt. Das vom Heizer 1 ausgestoßene Gas ist ein Verbrennungsgas. Im obigen Fall kann nur die zur Verbrennung des Propans erforderliche Luft an den Heizer 1 geliefert werden, und die restliche Luft wird der Leitung 22 direkt unter Umgehung des Heizers 1 zugeführt. Dampf wird durch die Verbrennung des Propans erzeugt. Die erwärmte Luft in der Leitung 22 enthält ungefähr 10 kg/h von durch Verbrennung erzeugtem Dampf. Der Dampf kann als Dampf verwendet werden, wie er für eine katalytische Zersetzung des CFC-113 erforderlich ist.
Jedoch reicht die nur durch Verbrennung des Propans erzeugte Dampfmenge nicht zur katalytischen Zersetzung von CFC-113 aus. Daher wird Dampf von 100ºC, dessen Strömungsrate durch das Strömungsrate-Steuerventil 4 reguliert wird, der Leitung 22 durch die Leitung 23 an der Dampfzuführposition 8 zugeführt und mit der erwärmten Luft gemischt. Wenn die Menge an CFC-113, das Gegenstand für die Zersetzung ist, klein ist, kann die für die katalytische Zersetzung des CFC-113 erforderliche Dampfmenge nur durch den durch die Verbrennung des Propans erzeugten Dampf geliefert werden. An der Dampfzuführposition 8 kann ein Wasserverdampfer (in der Figur nicht dargestellt) installiert sein, um den durch die Leitung 23 zugeführten Dampf und die erwärmte Luft ausreichend zu mischen. Der Wasserverdampfer wird mit Metallmaschenware und anderem gefüllt, um die Kontaktfläche für den Dampf und die Luft zu erhöhen, um die Wärmeaustauschrate zu erhöhen. Der Wasserverdampfer ist nicht erforderlich, wenn sich die erwärmte Luft auf hoher Temperatur befindet und eine hohe Strömungsrate aufweist, die dazu ausreicht, die zur Verdampfung erforderliche Wärmemenge aufrecht zu erhalten.
Das CFC-113 wird durch die Pumpe 5 unter Druck gesetzt und der Leitung 22 durch die Leitung 24 an der Zuführposition 9 für CFC-113 zugeführt. Das verflüssigte CFC-113 wird durch die Zuführpumpe 5 mit einer Rate von 50 kg/h zugeführt. Das CFC-113 wird mit der erwärmten Luft und dem Dampf an der Flon-Zuführposition 9 gemischt. Das Flon wird durch die Eigenwärme der Luft und des Dampfs verdampft und homogen gemischt. Das CFC-113 wird dem Inneren der Leitung 22 durch Sprühen zugeführt, um einen schnellen Austausch mit der erwärmten Luft und dem Dampf zu erzielen. Um den Verdampfungswirkungsgrad für das Flon zu verbessern, kann an der Zuführposition 9 für CFC-113 ein Flonverdampfer (in der Figur nicht dargestellt) vorhanden sein. Der Flonverdampfer ist mit Metallmaschenware und anderem gefüllt, um den Kontakt des CFC-113 mit der erwärmten Luft und anderem zu verbessern. Die Dampfzuführposition 8 stimmt wünschenswerterweise mit der Zuführposition für CFC-113 überein, oder sie kann sich, falls möglich, im stromaufwärtigen Bereich in Bezug auf die Zuführposition 9 für CFC-113 befinden. Dies, da zum Verringern der Möglichkeit einer örtlichen Zersetzung von CFC-113 durch Erwärmen, verhindert wird, dass die erwärmte Luft auf hoher Temperatur direkt dadurch mit dem CFC-113 in Kontakt kommt, dass dieses an einer Position zugeführt wird, an der die erwärmte Luft und der Dampf gemischt werden, und dass die Temperatur des Gemischs geringfügig verringert ist. Wasser kann anstelle von Dampf zugeführt werden. Jedoch wird in diesem Fall das Wasser wünschenswerterweise durch Sprühen zugeführt, um einen schnellen Wärmeaustausch mit der erwärmten Luft zu bewerkstelligen.
Wie oben erläutert, wird ein Mischgas aus erwärmter Luft, Dampf und CFC-113 von ungefähr 430ºC erzeugt, und das Mischgas wird dem Katalysatorbehälter 2 zugeführt.
Um das CFC-113 an der Katalysatorschicht 24 im Katalysatorbehälter 2 effektiv zu zersetzen, muss das Mischgas in einen Zustand gebracht werden, der für die Zersetzungsbehandlung geeignet ist. Daher muss die Zuführmenge von jeweils Luft, Dampf und CFC-113 so reguliert werden, dass eine wünschenswerte Bedingung eingehalten ist, und dann werden die Luft, der Dampf und das CFC-113 zugeführt.
Bisher wurde ein Zuführverfahren für eine halogenorganische Verbindung in den stromabwärtigen Bereich des Heizers 1 unter Verwendung von CFC-113 als Beispiel erläutert.
Jedoch variiert der Siedepunkt halogenorganischer Verbindungen abhängig von der Art der jeweiligen halogenorganischen Verbindung. Wenn z. B. eine halogenorganische Verbindung mit einem Siedepunkt nahe der Raumtemperatur von ungefähr 20ºC, wie CFC-11, behandelt wird, wird die halogenorganische Verbindung wünschenswerterweise so zugeführt, dass sie entweder im gasförmigen oder im flüssigen Zustand gehalten wird, um ihre Zuführmenge angemessen zu regulieren. Die Zufuhr einer gasförmigen halogenorganischen Verbindung macht es erforderlich, dieselbe dadurch zu verdampfen, dass an der Leitung 22 ein gesonderter Heizer angebracht wird und die Erwärmung bis über den Siedepunkt reguliert wird. Daher wird der Aufbau der Behandlungsvorrichtung groß und kompliziert. Wenn dagegen eine halogenorganische Verbindung mit niedrigem Siedepunkt in flüssigem Zustand zugeführt wird, existieren zwei Verfahren, wie ein solches, bei dem sie mit Abkühlung bis unter ihren Siedepunkt zugeführt wird, und ein solches, bei dem sie unter einem Betriebsdruck über ihrem Sättigungsdampfdruck zugeführt wird. Im Fall des Kühlverfahrens erstrecken sich die zu kühlenden Objekte über einen großen Umfang, da Vorratstanks und Zuführleitungen für die halogenorganische Verbindung heruntergekühlt werden müssen. Im Fall des Druckverfahrens bestehen mehrere Vorteile, wie der, dass Heiz- und Kühlanlagen nicht erforderlich sind, dass ferner der Sättigungsdampfdruck von CFC-11 bei Raumtemperatur den niedrigen Wert von näherungsweise 1 kg/cm² aufweist, der unter Druck zu setzende Bereich nicht der gesamten Behandlungsanlage entspricht, sondern sich nur von Vorratsbehältern zu Zuführleitungen für die halogenorganische Verbindung erstreckt, und die Auswirkungen der Druckerzeugungsprozedur auf die Anlage klein sind. Gemäß den obigen Überlegungen wird die Zufuhr einer halogenorganischen Verbindung mit einem Siedepunkt nahe der Raumtemperatur wünschenswerterweise durch das Verfahren ausgeführt, bei dem die halogenorganische Verbindung auf einen Druck über ihrem Sättigungsdampfdruck gebracht wird und in flüssigem Zustand zugeführt wird.
Andererseits benötigt im Fall einer halogenorganischen Verbindung mit einem niedrigen Siedepunkt wie -30ºC, wie bei CFC-12, das Verfahren zum Zuführen derselben im stromabwärtigen Bereich des Heizers 1 eine druckbeständige Anlage, da der Betriebsdruck zum Zuführen von CFC-12 in flüssigem Zustand durch Druckerhöhung desselben bis über dessen Sättigungsdampfdruck den hohen Wert von näherungsweise 10 kg/cm² erreicht. Daher wird eine halogenorganische Verbindung mit einem Siedepunkt unter der Raumtemperatur wünschenswerterweise in gasförmigem Zustand kontrolliert und zugeführt.
Wie oben erläutert, kann ein Mischgas aus erwärmter Luft, Dampf und CFC-113 bei einer für katalytische Zersetzung geeigneten Temperatur dem Katalysatorbehälter 2 zugeführt werden, und das CFC-113 kann zersetzt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das CFC-113 zur erwärmten Luft im stromabwärtigen Bereich des Heizers 1 zugegeben. Demgemäß ist die Temperatur der erwärmten Luft nicht örtlich erhöht und es tritt keine örtliche Zersetzung von CFC-113 auf. Daher kann eine Korrosion der Leitung 22 gehemmt werden. Insbesondere wird, da das CFC-113 der erwärmten Luft im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf den Heizer 1 hinzugefügt wird, die Temperatur der erwärmten Luft niedriger als die Zersetzungstemperatur des CFC-113. Daher kann eine Korrosion der Leitung 22 merklich gehemmt werden. Die Verbrennung von Propan, d. h. eines Kohlenwasserstoffs, erzeugt Dampf, und die von außen in die Leitung 22 einzubringende Dampfmenge (oder flüssiges Wasser) kann verringert werden. Daher kann die Größe des Dampfzuführsystems, d. h. die Durchmessergröße der Leitung 22 und die Größe des Strömungsrate-Steuerventils 3, verringert werden und das Dampfzuführsystem kann kompakt ausgebildet werden.
Nachfolgend wird die Kontrolle der Zuführströmungsrate der Luft, des Dampfs und des CFC-113 erläutert.
Die Zuführmenge an Luft, d. h. eines Trägergases, hängt von der Zuführmenge und der Konzentration der halogenorganischen Verbindung ab, und die Zuführmenge von Dampf hängt von der Behandlungsmenge derselben ab. Demgemäß kann die Konzentration des Mischgases dadurch kontrolliert werden, dass die Behandlungsmenge der halogenorganischen Verbindung und die Rate der Dampfhinzufügung eingestellt werden und die Konzentrationseinstellung für die halogenorganische Verbindung im Mischgas als Bedingung für die Regelung der Trägergas-Zuführmenge vorgegeben wird.
Ein Bediener gibt Daten wie die Art der zugeführten halogenorganischen Verbindung (es werden Eigenschaften wie die spezifische Dichte und andere eingestellt) sowie die Behandlungsbedingung (Behandlungsmenge der halogenorganischen Verbindung, Verhältnis der Mengen des Dampfs und der halogenorganischen Verbindung sowie Konzentration der halogenorganischen Verbindung im Mischgas) mittels einer Eingabevorrichtung (Tastatur usw.) 48 in die Hauptsteuerung 20 ein. Die Hauptsteuerung 20 berechnet die Zuführmengen von CFC-113, Dampf und Luft auf Grundlage der eingegebenen Information. Die Hauptsteuerung 20 gibt die berechnete Zuführmenge für die halogenorganische Verbindung (beim vorliegenden Beispiel CFC-113), deren Art durch die Eingabevorrichtung 48 spezifiziert wurde, an die Steuerung 17 aus, die berechnete Zuführmenge für die Dampf an die Steuerung 18 und die berechnete Zuführmenge für Luft an die Steuerung 19 als Einstellwert aus.
Die Zuführmenge von Luft, d. h. eines Trägergases, wird dadurch kontrolliert, dass die Öffnung des Strömungsrate-Steuerventils 3 durch die Steuerung 19 auf Grundlage des obigen Einstellwerts kontrolliert wird, wobei die durch den Strömungsmesser 16 ermittelte Strömungsrate der Luft als Rückkopplungssignal verwendet wird. Die Zuführmenge von Dampf wird dadurch kontrolliert, dass die Öffnung des Strömungsrate-Steuerventils 4 durch die Steuerung 18 auf Grundlage des obigen Einstellwerts reguliert wird, wobei die durch den Strömungsmesser 15 ermittelte Strömungsrate der Luft als Rückkopplungssignal verwendet wird. Die Zuführmenge an CFC- 113 wird dadurch kontrolliert, dass die Drehzahl der Pumpe 5 durch die Steuerung 17 auf Grundlage des obigen Einstellwerts reguliert wird, wobei die durch den Strömungsmesser 14 ermittelte Strömungsrate der Luft als Rückkopplungssignal verwendet wird.
Die jeweiligen Einstellwerte der Steuerungen 17, 18 und 19 können abhängig von der Berechnung durch die Hauptsteuerung 20 variiert werden. Wenn die Einstellwerte auf die oben beschriebene Weise variabel gemacht werden, besteht für jedes der Strömungsrate-Steuerventile die Möglichkeit einer Regelschwingung. Daher muss, wenn die Regelung der Strömungsrate in einem bestimmten Bereich stabil wird, die entsprechende Steuerung zum Kontrollieren der Strömungsrate über eine Funktion verfügen, eine Bedingung zum Akzeptieren eines Einstellwerts einzustellen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Menge der zu behandelnden halogenorganischen Verbindung, die Menge des Dampfs und die Menge des Trägergases so kontrolliert werden, dass ein Mischgas mit optimaler Konzentration jeweiliger Gase für die katalytische Zersetzung von CFC-113 gebildet wird.
Nachfolgend wird der Aufbau des bei der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Katalysatorbehälters 2 unter Bezugnahme auf die Fig. 2 erläutert.
Der Katalysatorbehälter 2 verfügt über eine poröse Platte 33, die innerhalb der Kammer durch Verschweißen befestigt ist. Die poröse Platte 33 verfügt über eine Vielzahl von Poren, die Flüssigkeit durchlassen. Eine mit dem Katalysator befüllte Katalysatorschicht 24 ist auf der porösen Platte 33 vorhanden. Die Katalysatorschicht 24 ist innerhalb des Katalysatorbehälters 2 angebracht. Der Katalysatorbehälter ist mit dem Einlassloch 34 zum Einfüllen zum Einfüllen des Katalysators und dem Auslassloch 35 zum Entnehmen desselben versehen. Das Einlassloch 34 und das Auslassloch 35 sind durch die Verschlussplatten 36A bzw. 36B verschlossen, während das Mischgas strömt. Wenn ein vorgefertigter Katalysator (z. B. ein wabenförmiger Katalysator) verwendet wird, ist es möglich, den Vorgang des Einsetzens und Entnehmens des wabenförmigen Katalysators dadurch zu erleichtern, dass ein Katalysatorbehälter 2 verwendet wird, der in zwei Teile, d. h. einen oberen und einen unteren Teil, auftrennbar ist. Im oberen Abschnitt der Katalysatorschicht 24, insbesondere in der Nähe der Öffnung der Leitung 22, ist im Katalysatorbehälter 32 eine Trennplatte 38 zum Verteilen des Mischgasstroms vorhanden. Die Trennplatte 38 wird durch Verschweißen oder dergleichen im Katalysatorbehälter 38 befestigt. Im unteren Abschnitt des Katalysatorbehälters 2 ist eine Kühlkammer 39 vorhanden. In dieser Kühlkammer 39 ist ein Kühlraum 42 ausgebildet. In der Kühlkammer 39 sind eine oder mehrere Sprühdüsen 40 vorhanden. Die Sprühdüsen 40 sind so angeordnet, dass Kühlwasser in den gesamten Kühlraum 42 eingesprüht werden kann. Die Kühlkammer 39 bildet im Inneren eine Trennkammer 43, zusätzlich zum Kühlraum 42. Der Kühlraum 42 und die Trennkammer 43 sind im unteren Abschnitt miteinander verbunden, und sie sind durch eine Unterteilungsplatte 44 unterteilt, die in der Kühlkammer 39 vorhanden ist. Die Leitung 25 ist mit dem oberen Abschnitt der Trennkammer 43 verbunden, und die Leitung 26 ist mit dem unteren Abschnitt der Trennkammer 43 verbunden. Die Größe der Trennkammer 43 wird so festgelegt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ausreichend niedrig wird, insbesondere um eine Mitnahme von Nebel im Fluid zu verhindern. Die Kühlkammer 39 verfügt über einen Boden 49, der zur Leitung 27 hin geneigt ist, um das Ableiten von Kühlwasser zu erleichtern, das aus den Sprühdüsen 40 ausgesprüht wird. Die Trennplatte 47 ist nahe dem Auslass der Katalysatorschicht 24 im Kühlraum 42 vorhanden, und sie ist durch Verschweißen an der Kühlkammer 39 befestigt. Die Trennplatte 37 verhindert, dass von den Sprühdüsen 40 ausgesprühtes Wasser in die Katalysatorschicht 24 eindringt. Der Katalysatorbehälter 2, die poröse Platte 33, das Einlassloch 34, das Auslassloch 35, die Verschlussplatte 36 und die Trennplatte 37 bestehen aus wärmebeständigem Stahl, wie einer Ni-Cr-Legierung, der vorzugsweise über Korrosionsbeständigkeit gegen Chlor und Chlorwasserstoff verfügt, wie sie durch die katalytische Zersetzung von CFC-113 bei hoher Temperatur erzeugt werden.
Das CFC-113 enthaltende Mischgas strömt durch die Leitung 22 in den Katalysatorbehälter 2. Das Mischgas trifft auf die Trennplatte 28, und der Strom des Mischgases wird aufgeteil. Der Strom des Mischgases erreicht in gleichmäßiger Weise die obere Ebene der Katalysatorschicht 24 und läuft durch diese. Während des Durchlaufs durch die Katalysatorschicht 24 wird das CFC-113 durch den Effekt des Katalysators zersetzt. Durch die Zersetzung von CFC-113 werden Chlor und Chlorwasserstoff erzeugt. Die obigen Produkte befinden sich auf hoher Temperatur und sind erheblich korrodierend. Der Katalysatorbehälter 2 mit der Kühlkammer 39 sowie die Bauelemente in der Kühlkammer 39 bestehen aus wärmebeständigem Stahl, wie einer Ni-Cr-Legierung, die bevorzugt über Korrosionsbeständigkeit gegen das korrodierende Gas verfügt.
Das von der Katalysatorschicht 24 freigesetzte Abgas erreicht den Kühlraum 42. Das Abgas wird durch in den Kühlraum 42 gesprühtes Kühlwasser schnell heruntergekühlt. Die schnelle Abkühlung verhindert, dass das Abgas auf näherungsweise 300ºC gehalten wird, bei welcher Temperatur Dioxin, ein extrem giftiges Gas, erzeugt wird. Dies bedeutet, dass die Entstehung von Dioxin im Abgas verhindert werden kann. Es ist gut bekannt, dass dann, wenn ein Chlor oder Chlorverbindungen enthaltendes Gas schnell auf näherungsweise 300ºC heruntergekühlt wird, Dioxin erzeugt wird. Das schnelle Abkühlen durch die oben erläuterte Wassersprühung ist wirkungsvoll, um die Entstehung von Dioxin zu verhindern.
Im Kühlraum 42 spritzt ausgesprühtes Wasser über den gesamten Raum hinweg. Die Trennplatte 37 verhindert, dass verspritztes Wasser in die Katalysatorschicht 24 eindringt. Demgemäß kann die Temperatur innerhalb der Katalysatorschicht 24 auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden, und es kann die bevorzugte Zersetzungseffizienz für CFC-113 erhalten bleiben.
Einige der versprühten Wassertropfen werden mit dem Abgas mitgerissen, das in der Trennkammer 43 zur Leitung 25 aufsteigt. Jedoch wird, da die Trennkammer 43 über einen ausreichend großen Raum verfügt, die Aufstiegsgeschwindigkeit der versprühten Wassertropfen verringert, und sie tropfen durch die Wirkung der Schwerkraft in natürlicher Weise ab, und sie werden vom Strom des Abgases getrennt. Wie oben erläutert, kann die Feuchtigkeit im in die Leitung 25 strömenden Abgas eingeschränkt werden. Demgemäß kann die korrodierende Wirkung für Leitungen und Vorrichtungen, wie die Leitung 25, die Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 und andere, gemäßigt werden.
Chlor und Chlorwasserstoff, wie sie durch die katalytische Zersetzung von CFC-113 erzeugt werden, können dadurch neutralisiert werden, dass ein alkalisches Mittel wie Natriumhydroxid zum aus den Sprühdüsen 40 ausgesprühten Kühlwasser zugesetzt wird. Wenn anstelle von Flon eine fluororganische Verbindung behandelt wird, können Fluor und Fluorwasserstoff, wie sie durch die katalytische Zersetzung erzeugt werden, neutralisiert werden. Demgemäß können die korrodierenden Eigenschaften des von der Katalysatorschicht 24 freigesetzten Abgases gemäßigt werden. In diesem Fall können die Bauelemente aus Materialien bestehen, wie sie allgemein verwendet werden. Z. B. können die Kühlkammer 39 und andere aus rostfreiem Stahl oder Kohlenstoffstahl bestehen, die mit Teflon, Porzellan, Klinkern und anderem ausgekleidet sind.
Auf dem Boden der Kühlkammer 39 sammelt sich ein Gemisch von ausgesprühtem Kühlwasser, durch Neutralisierung erzeugten Chlorverbindungen und Abwasser in einem Aufschlämmungszustand an. Jedoch kann das Gemisch aufgrund der fallenden Bodenplatte 49 leicht zur Leitung 27 abgeleitet werden. Das Gemisch wird in der Abwasser-Behandlungsvorrichtung 10 so behandelt, dass es harmlos wird und dann wird es durch die Leitung 28 zur Außenseite des Systems ausgelassen.
Das in die Leitung 25 eintretende Abgas wird in die Abgas- Behandlungsvorrichtung 6 eingeleitet. Der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 wird durch die Einlassleitung 41 eine alkalische Lösung zugeführt. Die alkalische Lösung steigt im Inneren der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 ab und tritt mit dem Abgas in Kontakt. Die alkalische Lösung absorbiert saure Gase (Chlorgas, Chlorwasserstoffgas) im Abgas, um sie aus dem Abgas zu entfernen. Daher kann eine Korrosion der Adsorptionsvorrichtung 7 für halogenorganische Verbindungen, die sich im stromabwärtigen Bereich der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 befindet, verhindert werden. Die alkalische Lösung, die die sauren Gase absorbiert hat, wird durch die Leitung 26 in die Kühlkammer 39 eingeleitet. Die alkalische Lösung wird mit dem von den Sprühdüsen 40 ausgesprühten Kühlwasser in die Leitung 27 ausgelassen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 der Detailaufbau der Adsorptionsvorrichtung 7 für halogenorganische Verbindungen erläutert. Die Adsorptionsvorrichtung 7 für halogenorganische Verbindungen verfügt über Adsorptionstürme 50, 51, die mit Aktivkohle gefüllt sind, Auf/Zu-Ventile 52A, 52B, 53A, 53B, 54A, 54B, 55A und 55B. Die Leitung 29 ist über das Auf/Zu-Ventil 52A mit dem Adsorptionsturm 50 und über das Auf/Zu-Ventil 54A mit dem Adsorptionsturm 51 verbunden. Die Leitung 31 ist über das Auf/Zu-Ventil 53A mit dem Adsorptionsturm 50 und über das Auf/Zu-Ventil 55A mit dem Adsorptionsturm 51 verbunden. Die Leitung 30 ist über das Auf/Zu-Ventil 52B mit dem Adsorptionsturm 50 und über das Auf/Zu-Ventil 54B mit dem Adsorptionsturm 51 verbunden.
Die Leitung 44 ist über das Auf/Zu-Ventil 53B mit dem Adsorptionsturm 50 und über das Auf/Zu-Ventil 55B mit dem Adsorptionsturm 51 verbunden. Das Auf/Zu-Ventil 56 ist für die Leitung 44 im stromabwärtigen Bereich in Bezug auf den Verbindungspunkt mit der Leitung 45 versehen.
Die Adsorptionsvorrichtung 7 für halogenorganische Verbindungen adsorbiert mittels des Adsorptionsturms 50 (oder des Adsorptionsturms 51) nichtzersetztes CFC-113, wie es im Abgas enthalten ist. Die Adsorptionstürme 50 und 51 wiederholen durch einen Umschaltbetrieb der Auf/Zu-Ventile abwechselnd Adsorptions- und Desorptionsvorgänge. In der Fig. 3 befinden sich die Auf/Zu-Ventile, deren Markierungen ausgefüllt sind, im geschlossenen Zustand. Die Auf/Zu-Ventile, deren Markierungen nicht ausgefüllt sind, befinden sich in offenem Zustand. In der Fig. 3 befindet sich der Adsorptionsturm 50 im Adsorptionszustand, und der Adsorptionsturm 51 befindet sich im Rückgewinnungszustand.
Vom Adsorptionsturm 50 wird eine kleine Menge an nicht zersetztem CFC-113, wie sie im von der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 ausgestoßenen Abgas enthalten ist, adsorbiert. Das Abgas, aus dem nicht zersetztes CFC-113 entfernt wurde, wird durch den Betrieb des Gebläses 11 aus der Leitung 30 ausgestoßen. Ein Ausstoßen von CFC-113 zur Außenseite des Systems kann verhindert werden, da nicht zerstörtes CFC-113 durch den Adsorptionsturm 50 adsorbiert wird.
Ein Teil der erwärmten, vom Heizer 1 ausgestoßenen Luft, tritt durch das Ventil 46 in die Leitung 31 ein und erwärmt die Luft in dieser auf näherungsweise 100ºC. Die erwärmte Luft wird in den Adsorptionsturm 51 eingeleitet, um nicht zersetztes CFC-113 zu desorbieren, das durch die Aktivkohle adsorbiert wurde, und es wird der Leitung 22 über die Leitungen 44 und 45 zugeführt. Das nicht zersetzte CFC-113 wird zur Zersetzung erneut in die Katalysatorschicht eingeleitet. Da ein Teil der vom Heizer 1 ausgestoßenen erwärmten Luft dazu verwendet wird, die Luft zur Desorption zu erwärmen, ist kein weiterer Heizer zum Erwärmen der Desorptionsluft erforderlich. Daher kann der Systemaufbau vereinfacht werden.
Nach dem Betreiben der Vorrichtung für eine spezifizierte Periode werden die Auf/Zu-Ventile so betrieben, dass vom Adsorptionsbetrieb des Adsorptionsturms 50 auf den des Adsorptionsturms 51 umgeschaltet wird. Das aus der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6 ausgestoßene Abgas wird in den Adsorptionsturm 51 eingeleitet und durch die Leitung 30 nach außen ausgestoßen. Die auf näherungsweise 100ºC erwärmte Luft wird durch die Leitung 31 an den Adsorptionsturm 50 geliefert. Das nicht zersetzte CFC-113, das aus der Aktivkohle desorbiert wird, wird, wie beim oben beschriebenen Vorgang, in die Katalysatorschicht 24 eingeleitet. Die Rücklaufposition der erwärmten Desorptionsluft liegt vorzugsweise im stromabwärtigen Bereich ausgehend vom Heizer 1, falls möglich im stromabwärtigen Bereich ausgehend von der Dampfzuführposition und im stromabwärtigen Bereich ausgehend vom Katalysatorbehälter 2. Dies, da die Erzeugung korrodierender Gase durch örtliche Zersetzung von mitgenommenem, nicht zersetztem CFC-113 durch Erwärmen verhindert werden muss.
Nach dem Desorbieren des nicht zersetzten CFC-113 und nach der Rückgewinnung der Aktivkohle durch Zuführen von erwärmter Luft zum Adsorptionsturm 50 für eine spezifizierte Periode wird die Zufuhr erwärmter Luft durch Schließen des Strömungsrate-Steuerventils 46 gestoppt, und es wird nur Luft auf niedriger Temperatur durch die Leitung 31 an den Adsorptionsturm 50 geliefert. Die Luft wird über das Gebläse 12 und das Auf/Zu-Ventil 56 nach außen ausgestoßen. Dabei ist das Auf/Zu-Ventil 56 offen und das Ventil 13 geschlossen. Die Luft auf niedriger Temperatur kühlt das Innere des Adsorptionsturms nach der Desorption, um eine folgende Adsorption vorzubereiten. Entsprechend dem obigen Verfahren zur Desorption und Rückgewinnung kann der Betrieb zum Rückgewinnen und Desorbieren des Adsorptionsturms und zum Zersetzen des desorbierten Flons ausgeführt werden, ohne dass der Vorgang des Zersetzens von Flon gestoppt wird, das Hauptgegenstand der Behandlung ist (nachfolgend wird dies als "Hauptzersetzungsvorgang" bezeichnet). Daher kann die Betriebseffizienz der Behandlungsvorrichtung für halogenorganische Verbindungen verbessert werden.
Entsprechend dem Anbringen des Adsorptionsturms in der Abgasleitung kann die Freisetzung von unzersetztem Flon beträchtlich verringert werden, und die Zersetzungseffizienz des Gesamtsystems kann merklich verbessert werden. Entsprechend dem Anbringen zweier Adsorptionstürme und dem Ausführen des Adsorptions- und des Rückgewinnungsvorgangs auf abwechselnde Weise unter Verwendung der Adsorptionstürme 50, 51 können die Adsorption, die Rückgewinnung und die Desorption von CFC-113 kontinuierlich ausgeführt werden. Ferner können Lastschwankungen am Katalysatorbehälter 2 abgeflacht werden und es werden stabile Betriebsvorgänge der Vorrichtung möglich, da die Mengen an rückgewonnenem Gas und desorbiertem Gas dadurch näherungsweise konstant werden, dass der Vorgang des Rückgewinnens des Adsorptionsturms und des Zersetzens des desorbierten Flons ausgeführt wird, ohne dass der Hauptzersetzungsvorgang gestoppt wird, und der Betrieb zum Rückgewinnen und Desorbieren der Adsorptionstürme 50, 51 läuft kontinuierlich ab.
Die vorliegenden Ausführungsform wurde mit CFC-113 als Beispiel erläutert. Jedoch kann die vorliegende Ausführungsform auf die Zersetzungsbehandlung anderer halogenorganischer Verbindungen angewandt werden, wie chlororganischer Verbindungen, fluororganischer Verbindungen, bromorganischer Verbindungen und dergleichen. Die anderen, später erläuterten Ausführungsformen sind in gleicher Weise wie die vorliegende Ausführungsform anwendbar.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann als in der Fig. 1 dargestellte Pumpe 5 eine solche für quantitative Zufuhr verwendet werden.
Bei der vorliegenden, in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wurde CFC-113 in flüssigem Zustand der Leitung 22 zugeführt. Wenn jedoch die Vorrichtung darauf abzielt, ausschließlich HCFC-22 zu behandeln, das einen niedrigen Siedepunkt von -40ºC aufweist, kann das in einen Zylinder gefüllte HCFC-22 in gasförmigem Zustand der Zuführposition 9 zugeführt werden. In diesem Fall muss die Pumpe 5 in der Fig. 1 durch ein Strömungsrate-Steuerventil ersetzt werden. Die Steuerung 17 reguliert das Öffnen des obigen Strömungsrate-Steuerventils auf Grundlage der vorgegebenen Zuführmenge von HCFC-22 (durch die Hauptsteuerung 20 berechnet).

(Ausführungsform 2)

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, die eine andere Ausführungsform der Erfindung ist, erläutert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die in der Fig. 1 zur Ausführungsform 1 dargestellte Leitung 33 nicht mit der Leitung 22 sondern dem Heizer 1 verbunden. Der andere Aufbau der vorliegenden Ausführungsform ist derselbe wie der der Ausführungsform 1.
Dampf wird dem Heizer 1 durch die Leitung 23 zugeführt. Da die Temperatur im Inneren des Heizers hoch ist, wird leicht thermische Energie zum Anheben der Temperatur erhalten. Ferner kann, da das Verbrennungsgas im Inneren des Heizers 1 strömt, das Mischen von Dampf und Luft, einem Trägergas, verbessert werden. Es ist kein Verdampfer erforderlich. Ferner kann, da die Zufuhr von Dampf auf 100ºC zum Inneren des Heizers 1 die Temperatur im Inneren desselben absenkt, die für den Heizer 1 benötigte Wärmebeständigkeit gemäßigt werden. Dies bedeutet, dass dann, wenn Luft im Heizer 1 auf 800 ºC erwärmt wird und anschließend die Temperatur der erwärmten Luft an der Dampfzuführposition dadurch auf 600ºC erniedrigt wird, dass im Fall der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform 1 Dampf zugeführt wird, kann die Temperatur im Inneren des Heizers 1 selbst dadurch auf 600ºC verringert werden, dass der Dampf direkt dem Heizer 1 zugeführt wird, wie bei der vorliegenden Ausführungsform. Daher kann die für das Baumaterial des Heizers 1 erforderliche Wärmebeständigkeit gemäßigt werden, zusätzlich zu den durch die Ausführungsform 1 erzielten Vorteilen.

(Ausführungsform 3)

Der Aufbau bei der vorliegenden Ausführungsform ist derselbe wie bei der Ausführungsform 1, mit Ausnahme des Punkts, dass das Strömungsrate-Steuerventil 4 durch eine Pumpe ersetzt ist, um Wasser von der Leitung 23 zur Leitung 22 zu liefern. Die Steuerung 18 reguliert die Drehzahl der Pumpe auf Grundlage der vorgegebenen Wasserzuführmenge (durch die Hauptsteuerung 20 berechnet). Der andere Aufbau der vorliegenden Ausführungsform ist derselbe wie der bei der Ausführungsform 1. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der bei der Ausführungsform 1 erforderliche Dampferzeuger überflüssig und es kann eine Vereinfachung der Vorrichtung erzielt werden. Da jedoch das Wasser und die erwärmte Luft in der Leitung 22 nicht ausreichend gemischt werden, muss das Wasser durch Einsprühen in die Leitung 22 oder mittels eines Verdampfers zugeführt werden. Die vorliegende Ausführungsform realisiert dieselben Vorteile wie die Ausführungsform 1, mit Ausnahme des oben beschriebenen Punkts.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine direkte Zufuhr von Heizer zum Heizer 1 dadurch möglich, dass die Leitung 23 mit dem Heizer 1 verbunden wird, wie bei der Ausführungsform 2. Im obigen Fall werden der Verdampfer und andere Teile im Vergleich zum Fall überflüssig, in dem Wasser in die Leitung 22 geliefert wird.

(Ausführungsform 4)

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, die eine andere Ausführungsform der Erfindung ist, erläutert. Die vorliegende Ausführungsform weist denselben Aufbau wie die Ausführungsform 1 auf, mit Ausnahme des Punkts, dass das Strömungsrate-Steuerventil 4, der Strömungsmesser 15, die Steuerung 18 und die Leitung 23 aus dem Aufbau der Ausführungsform 1 weggelassen sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Gesamtmenge an Dampf, wie sie zur Zersetzung von CFC-113 im Katalysatorbehälter 2 erforderlich ist, durch Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffs wie Propan im Heizer 1 zugeführt. Die Zuführmenge des Propans von der Brennstoff-Zuführleitung 47 muss ausreichend sein, um die Gesamtmenge an Dampf zu liefern, wie sie für die Zersetzung von CFC-113 erforderlich ist.
Z. B. werden, wie es durch die folgende Reaktionsformel (Gleichung 1) angegeben ist, durch Verbrennung eines Mols Propan (C&sub3;H&sub8;) vier Mole H&sub2;O erzeugt. Um ein Mol CFC-113 (C&sub2;Cl&sub3;F&sub3;) unter Verwendung eines Katalysators zu zerstören, sind drei Mole H&sub2;O erforderlich, wie es die Reaktionsformel (Gleichung 2) angibt.
C&sub3;H&sub8; + 5O&sub2; → 3CO&sub2; + 4H&sub2;O (Gleichung 1)
C&sub2;Cl&sub3;F&sub3; + 3H&sub2;O → 3HF + 3HCl + CO&sub2; + CO (Gleichung 2)
Daher wird, wenn CFC-113 durch die Leitung 24 mit einem Mol/h der Leitung 22 zugeführt wird, das Propan mit einem Mol/h ausreichend von der Brennstoff-Zuführleitung 47 zum Heizer 1 geliefert. Im obigen Fall kann durch Verbrennung des Propans Dampf mit einer Menge erhalten werden, die das 1,33-Fache der erforderlichen Menge für die katalytische Zersetzung von CFC-113 ist. Demgemäß ist es nicht erforderlich, Dampf von außen durch die Leitung 23, wie bei der Ausführungsform 1, zuzuführen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Vorteil einer kleinen Vorrichtungsgröße zusätzlich zu den durch die Ausführungsform 1 erzielten Vorteilen erzielt werden, da eine Vorrichtung zum Zuführen von Dampf von außen überflüssig wird.
Die Hauptsteuerung 20 berechnet die Zuführmengen von Luft und CFC-113, und sie gibt Einstellwerte an die entsprechenden unteren Steuerungen 17, 19 aus.

(Ausführungsform 5)

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, die eine andere Ausführungsform der Erfindung ist, erläutert. Die vorliegende Ausführungsform verfügt über einen Aufbau, bei dem zum Aufbau der Ausführungsform 1, wie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, eine Brennstoff-Strömungsratensteuerung, ein Strömungsrate-Steuerventil 57 und Thermometer 63, 64 hinzugefügt sind. Das Strömungsrate-Steuerventil 57 ist für die Brennstoff-Zuführleitung 47 vorhanden. Das Thermometer 63 ist für die Leitung 22 im Intervall zwischen der Dampfzuführposition 8 und der Flonzuführposition 9 vorhanden, um die Temperatur des Mischgases aus erwärmter Luft und Dampf zu ermitteln. Das Thermometer 64 ist für die Katalysatorkammer 2 vorhanden, um die Temperatur der Katalysatorschicht 24 zu ermitteln. Die Brennstoff-Strömungsratensteuerung verfügt über eine Steuerung 58, einen Signalselektor 59, eine Alarmeinstellvorrichtung 60, eine Alarmwarnvorrichtung 61 und eine Signaleinstellvorrichtung 62.
Dampf und CFC-113 werden mit im Heizer 1 erwärmter Luft gemischt, und das Gemisch wird in den Katalysatorbehälter 2 eingeleitet. Als Katalysator wird ein solcher verwendet, der aus Titanoxid-Wolframoxid besteht. Der Katalysator muss auf mindestens 400 gehalten werden, um das CFC-113 zu mehr als 99,9% zu zersetzen. Die Temperatur für teilweise Zersetzung des CFC-113 beträgt näherungsweise 700ºC.
Die Temperatur der vom Heizer 1 ausgestoßenen erwärmten Luft wird wie folgt kontrolliert.
Die Ausgangssignale des Thermometers 63 (Temperatur des Mischgases aus erwärmter Luft und Dampf) und des Thermometers 64 (Temperatur der Katalysatorschicht 24) werden an die Signaleinstellvorrichtung 62 übertragen. Die Signaleinstellvorrichtung ermittelt, ob das Ausgangssignal des Thermometers 64 unter 400ºC liegt oder nicht. Der Signalselektor 59 gibt einen ersten Einstellwert, nämlich 650ºC, was niedriger als 700ºC ist, an die Steuerung 58 für den Signalselektor aus, und er überträgt das Ausgangssignal vom Thermometer 63 an die Steuerung 58, wenn er von der Signaleinstellvorrichtung 62 ein Beurteilungssignal betreffend weniger als 400ºC empfängt. Die Steuerung 58 reguliert die Öffnung des Strömungsrate-Steuerventils 57 auf Grundlage des ersten Einstellwerts (650ºC) unter Verwendung des Ausgangssignals des Thermometers 63 als Rückkopplungssignal. Als Zustand, bei dem die Temperatur der Katalysatorschicht niedriger als 400 ºC ist, existiert z. B. der Zustand beim Start der Behandlungsvorrichtung. Die Strömungsrate des dem Heizer 1 zugeführten Brennstoffs nimmt entsprechend dem Öffnungsgrad des durch die Steuerung 58 geregelten Strömungsrate-Steuerventils 57 zu, und die Temperatur der erwärmten Luft steigt an. Beim Starten der Behandlungsvorrichtung ist der Temperaturanstieg des Katalysators mäßig, und demgemäß ist eine schnelle Temperaturerhöhung der erwärmten Luft erforderlich, um die Hochfahrzeit zu verkürzen. Wie oben erläutert, wird das Ausgangssignal des Thermometers 63 als Rückkopplungssignal verwendet. Daher wird die erwärmte Luft vom Heizer 1 auf einer Temperatur ausgestoßen, mit der die Temperatur der erwärmten Luft nach dem Vermischen mit dem Dampf 650ºC wird. Wenn die oben erläuterte Kontrolle nicht ausgeführt wird, besteht die Möglichkeit, dass die Temperatur des Mischgases aus der erwärmten Luft und des Dampfs 700ºC überschreitet. Wenn CFC-113 im obigen Zustand zugeführt wird, gelangt es mit dem Mischgas aus erwärmter Luft und Dampf auf hoher Temperatur (über 700ºC) in Kontakt, und es startet eine teilweise Zersetzung des CFC-113. Die teilweise Zersetzung des CFC-113 ruft Korrosion der Leitung 22 und des Katalysatorbehälters 2 hervor. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein schneller Temperaturanstieg der erwärmten Luft erzielt, und es kann Korrosion des Baumaterials verhindert werden.
Wenn das Ausgangssignal des Thermometers 64 ein Signal über 400ºC anzeigt, empfängt der Signalselektor 59 von der Signaleinstellvorrichtung 62 ein Beurteilungssignal betreffend mehr als 400ºC. Der Signalselektor 59 gibt einen zweiten Einstellwert von 430ºC, was höher als 400ºC ist, an die Steuerung 58 aus, und er überträgt das Ausgangssignal des Thermometers 64 an die Steuerung 58. Die Steuerung 58 reguliert die Öffnung des Strömungsrate-Steuerventils 52 auf Grundlage des zweiten Einstellwerts (430ºC) unter Verwendung des Ausgangssignals des Thermometers 64 als Rückkopplungssignal. Die Temperatur der erwärmten Luft wird so reguliert, dass die Temperatur der Katalysatorschicht 24 430ºC wird.
Das Ausgangssignal des Thermometers 63 wird an die Alarmeinstellvorrichtung GO übertragen. Die Alarmeinstellvorrichtung 60 betreibt die Alarmwarnvorrichtung 61, wenn die durch das Thermometer 63 ermittelte Temperatur 630ºC überschreitet. Der Bediener wird durch den Betrieb der Alarmwarnvorrichtung 61 über die Gefahr einer Zersetzung von CFC-113 in der Leitung 22 informiert. Wenn das Ausgangssignal des Thermometers 63 ein Signal über 650ºC anzeigt, gibt der Signalselektor 59 einen ersten Einstellwert an die Steuerung 58 aus, und er überträgt das Ausgangssignal des Thermometers 63 als Rückkopplungssignal an die Steuerung 58. Da die Steuerung 58 eine Regelung auf Grundlage des ersten Einstellwerts ausführt, überschreitet die Temperatur des Mischgases aus erwärmter Luft und Dampf 650ºC nicht.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine teilweise Zersetzung von CFC-113 im stromaufwärtigen Bereich der Katalysatorschicht 24 vollständig verhindert werden, zusätzlich zur Erzielung der durch die Ausführungsform 1 erhaltenen Vorteile. Demgemäß kann Korrosion des Baumaterials im stromaufwärtigen Bereich der Katalysatorschicht 24 sicher verhindert werden.

(Ausführungsform 6)

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 wird eine andere Ausführungsform der Brennstoffströmungsrate-Steuervorrichtung erläutert. Die Brennstoffströmungsrate-Steuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform verfügt über die Steuerung 58A. Der Aufbau der Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen ist derselbe wie bei der Ausführungsform 1. Die Brennstoffströmungsrate-Steuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform zielt auf eine Kontrolle des Hochfahrens der Zufuhr von CFC-113 auf einen stabilen Punkt ab, wenn die Temperatur der Katalysatorschicht 24 eine spezifizierte Betriebstemperatur erreicht. Die Steuerung 58A empfängt die Ausgangssignale der Thermometer 63, 64.
Die vom Heizer 1 ausgestoßene erwärmte Luft wird in den Katalysatorbehälter 2 eingeleitet. Die Steuerung 58A reguliert die Öffnung des Strömungsrate-Steuerventils 57 in solcher Weise, dass die Temperatur der Katalysatorschicht 24 430ºC wird, und es wird die Menge des dem Heizer 1 zugeführten Brennstoffs kontrolliert. Da der Temperaturanstieg der Katalysatorschicht 24 niedrig ist, überschreitet die Temperatur derselben die Solltemperatur (430ºC), jedoch konvergiert sie allmählich auf diese. Wenn während dieser Periode die durch das Thermometer 63 ermittelte Temperatur ausreichend höher als die Dampftemperatur wird, gibt die Steuerung 58A ein Dampfzufuhr-Startsignal an die Hauptsteuerung 20 aus. Die Hauptsteuerung 20 gibt das Dampfzufuhr-Startsignal an die Steuerung 18 aus. Dann wird die Zufuhr von Dampf durch Öffnen des Strömungsrate-Steuerventils 4 entsprechend dem Betrieb der Steuerung 18 gestartet.
Wenn die Temperatur der Katalysatorschicht 24 entsprechend der Temperatur des Thermometers auf ungefähr die Solltemperatur konvergiert hat und wenn die durch das Thermometer 63 ermittelte Temperatur durch die Steuerung 58A als niedriger als die Zersetzungstemperatur von CFC-113 beurteilt wird, gibt die Steuerung 58A ein Signal zum Starten der Zufuhr der halogenorganischen Verbindung an die Hauptsteuerung 20 aus. Die Hauptsteuerung 20 gibt das Signal zum Starten der Zufuhr der halogenorganischen Verbindung an die Steuerung 17 aus. Dann wird die Zufuhr von CFC-113 durch Betreiben der Pumpe 5 entsprechend dem Betrieb der Steuerung 17 gestartet.
Die katalytische Zersetzungsreaktion von CFC-113 ist exotherm, und die Temperatur der Katalysatorschicht 24 steigt auf näherungsweise 30-60ºC an. Daher nimmt die Zufuhrmenge von CFC-113 ausgehend von einer kleinen Menge allmählich zu, um eine Regelschwingung der Temperatur in der Katalysatorschicht 24 zu verhindern. Die obigen Überlegung ist auch für andere halogenorganische Verbindungen erforderlich.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann CFC-113 in einem Zustand zugeführt werden, in dem die Temperatur angemessen kontrolliert wird, und es kann eine teilweise Zerstörung von CFC-113 verhindert werden. Der Aufbau gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann gleichzeitig mit dem in der Fig. 6 dargestellten Aufbau verwendet werden.

(Ausführungsform 7)

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, die eine andere Ausführungsform der Erfindung ist, erläutert. Nachfolgend wird derjenige Aufbau der vorliegenden Ausführungsform erläutert, der sich vom in der Fig. 3 dargestellten Aufbau unterscheidet. Anstelle des Gebläses 12 ist an der Leitung 44 im stromabwärtigen Bereich des Auf/Zu-Ventil 56 die Abpumpeinrichtung 65 vorhanden. Der Dampfkondensator 66 ist an der Leitung 45 vorhanden. Die mit der Leitung 23 zu verbindende Leitung 68 ist mit der Leitung 31 im stromabwärtigen Bereich des Auf/Zu-Ventils 69 verbunden. Das Auf/Zu-Ventil 69 ist an der Leitung 31 vorhanden. Der andere Aufbau der Vorrichtung ist derselbe wie derjenige bei der Ausführungsform 1.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Dampf als Rückgewinnungsgas für die Adsorptionstürme 50, 51 verwendet. Der Dampf wird der Leitung 31 von der Leitung 68 zugeführt und in den rückzugewinnenden Adsorptionsturm eingeleitet. Die Dampfmenge wird dadurch kontrolliert, dass die Öffnung des Strömungsrate-Steuerventils 67 reguliert wird.
Gemäß dem Verfahren zum Rückgewinnen und Desorbieren gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Rückgewinnung und Desorption betreffend den Adsorptionsturm sowie die Zersetzung des desorbierten und rückgewonnenen CFC-113 ohne Anhalten des Betriebs betreffend den katalytischen Hauptzersetzungsvorgang für CFC-113 ausgeführt werden. Jedoch muss im obigen Fall die Zuführmenge des Dampfs zur Rückgewinnung und Desorption klein sein, um zu vermeiden, dass irgendein Einfluss auf den katalytischen Hauptzersetzungsvorgang für CFC-113 ausgeübt wird. Der Dampfkondensator 66 kühlt das das desorbierte, nicht zersetzte CFC-113 enthaltende Gas, das in die Leitung 22 rückzuführen ist, bis auf näherungsweise 60 ºC ab, um den enthaltenen Dampf abzutrennen. Demgemäß kann das keinen Dampf, jedoch CFC-113 enthaltende Gas der Leitung 22 von der Leitung 45 zugeführt werden. Ferner kann die Menge des an den Katalysatorbehälter 2 gelieferten Dampfs durch die Steuerung 18 angemessen reguliert werden. Entsprechend der Installation der Dampftrenneinrichtung 66 kann der Einfluss des unkontrollierten Dampfs auf den katalytischen Hauptzersetzungsvorgang betreffend CFC-113 unterdrückt werden.
Bei einem Verfahren, bei dem der Adsorptionsturm dadurch desorbiert und rückgewonnen wird, dass Dampf für eine spezifizierte Periode durch ihn geleitet wird und der Turm anschließend durch erwärmte Luft getrocknet wird, kann ein Teil der erwärmten Luft, die vom stromabwärtigen Teil des Heizers 1 durch die Leitung 32 in die Leitung 31 eingeleitet wird, als erwärmte Luft zum Trocknen des Turms durch Hindurchleiten durch den entsprechenden Turm verwendet werden.
Der Adsorptionsturm kann nach dem Trocknen leicht dadurch gekühlt werden, dass durch Schließen des Strömungsrate-Steuerventils 52 nur Luft von der Leitung 31 zugeführt wird.
Durch die vorliegende Ausführungsform können dieselben Vorteile wie bei der Ausführungsform 1 erzielt werden.

(Ausführungsform 8)

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 eine Vorrichtung zum Behandeln halogenorganischer Verbindungen, die eine andere Ausführungsform der Erfindung ist, erläutert. Der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich vom Aufbau der Ausführungsform 1 in den Positionen des Katalysatorbehälters 2 und der Abgas-Behandlungsvorrichtung 6, die vertauscht sind, wie es in der Fig. 9 dargestellt ist. Dies bedeutet, dass der Aufbau der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform auf den in der Fig. 9 dargestellten neuen Aufbau geändert ist. Im Gegensatz zu den vorigen Ausführungsformen, bei denen Abgas-Behandlungsvorrichtungen vom Nasstyp verwendet werden, verwendet die vorliegende Ausführungsform eine Abgas-Behandlungsvorrichtung vom Trockentyp.
Nachfolgend wird derjenige Teil erläutert, der sich vom in der Fig. 2 dargestellten Aufbau unterscheidet. Der im stromabwärtigen Bereich der Katalysatorschicht 24 im Katalysatorbehälter 2A verbundene Raum 74 ist über die Leitung 25 mit dem Beutelfilter 70 verbunden. Der Beutelfilter 70 ist über die Leitung 29 mit der Adsorptionsvorrichtung 7 für halogenorganische Verbindungen verbunden. Das im Bodenabschnitt des Beutelfilters 70 vorhandene Auf/Zu-Ventil ist durch eine Leitung mit einer Löschkalk-Behandlungsvorrichtung (in der Figur nicht dargestellt) verbunden. Die Kühlluft-Zuführleitung 72 ist mit der Leitung 26 in einem Abschnitt nahe am Raum 74 verbunden. Die Löschkalk-Zuführleitung 73 ist mit der Leitung 25 verbunden.
Das Abgas, das das durch die katalytische Zersetzung von CFC-113 erzeugte saure Gas enthält, wird über den Raum 74 in die Leitung 25 eingeleitet. Die Temperatur des Abgases fällt durch Zuführen von Kühlluft zur Leitung 25 durch die Kühlluft-Zuführleitung 72 schnell auf 100ºC. Die Kühlluft hat denselben Effekt wie das Kühlwasser, das bei der Ausführungsform aus den Sprühdüsen 40 ausgesprüht wird. Wenn eine Chlor enthaltende organische Verbindung bei der vorliegenden Ausführungsform als halogenorganische Zielverbindung behandelt wird, kann die Erzeugung eines giftigen Gases wie Dioxin und dergleichen verhindert werden, da die Temperatur des Abgases durch den Effekt der Kühlluft schnell abfällt.
Der von der Löschkalk-Zuführleitung 73 zugeführte Löschkalk adsorbiert das im Abgas enthaltene saure Gas. Daher wird das saure Gas aus dem Abgas entfernt. Der gelöschte Kalk, der mit dem sauren Gas reagiert hat, wird durch den Beutelfilter 70 abgetrennt. Der abgetrennte gelöschte Kalk wird dadurch an die Löschkalk-Behandlungsvorrichtung übertragen, dass das Auf/Zu-Ventil 71 geöffnet wird, und er wird behandelt. Das vom gelöschten Kalk getrennte Abgas wird in die Adsorptionsvorrichtung 7 für halogenorganische Verbindungen eingeleitet.
Mit der vorliegenden Ausführungsform werden dieselben Vorteile wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung einer halogenorganischen Verbindung mit folgenden Schritten:

(i) Einmischen der halogenorganischen Verbindung in ein zuvor von einer Heizeinrichtung erwärmtes Trägergas zur Erzeugung einer Mischung, die auch Dampf enthält,

(ii) Zersetzen der halogenorganischen Verbindung durch Zuführen der Mischung zu einer Katalysatorschicht (24) unter Durchführung durch die Schicht in eine von der Oberseite der Katalysatorschicht abwärts gerichtete Richtung,

(iii) Leiten von Abgas, das durch die Zersetzung der halogenorganischen Verbindung erzeugtes Zersetzungsgas enthält und aus der Katalysatorschicht austritt, in einen stromabwärts der Katalysatorschicht angeordneten Kühlbereich (42, 25),

(iv) Kühlen des Abgases mit Kühlwasser, das in den Kühlbereich gesprüht wird oder mit Kühlluft, die in den Kühlbereich eingeblasen wird, und

(v) Ableiten von Gas aus der Katalysatorschicht und dem Kühlbereich durch eine stromabwärts des Kühlbereichs (42, 25) angeordnete Ableitungseinrichtung (11).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (iii) das Leiten des Abgases in den Kühlbereich über einen gekrümmten Weg beinhaltet, der von einem zwischen der Katalysatorschicht (24) und dem Kühlbereich (42) angeordneten Drosselelement (7) zur Verfügung gestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die halogenorganische Verbindung dem Trägergas zugegeben wird, nachdem dieses mit Dampf gemischt wurde.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dampf mindestens teilweise in das Trägergas eingebracht wird, indem ein Kraftstoff in dem Trägergas in der genannten Heizeinrichtung verbrannt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die halogenorganische Verbindung dem Trägergas in flüssiger Form zugegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Heiztemperatur des Trägergases durch die Heizeinrichtung so gesteuert wird, daß die Temperatur des Trägergases unter einer Temperatur zur mindestens teilweisen Zerstörung der halogenorganischen Verbindung liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Zersetzungsgas ein Chlor enthaltendes Gas beinhaltet und die Kühlung des Abgases sofort nach Freigabe von dem Katalysator (24) durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Schritt zum Hinzugeben eines Materials, das mit saurem Gas in dem von der Katalysatorschicht freigegebenen Abgas reaktiv ist, zu dem Abgas nach Schritt (iv).

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das mit saurem Gas reaktive Material eine alkalische Flüssigkeit ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das mit saurem Gas reaktive Material in fester Form vorliegt.

11. Vorrichtung zur Behandlung halogenorganischer Verbindungen mit einem eine Katalysatorschicht (24) enthaltenden Katalysatorbehälter, einem Zuführweg (22) zur Zufuhr eines Trägergases mit einer halogenorganischen Verbindung und Dampf zu dem Katalysatorbehälter, einer Kühlkammer (42, 24) zur Entgegennahme von Abgas von dem Katalysatorbehälter stromabwärts von diesem, einer Einrichtung (40) zum Sprühen einer Kühlflüssigkeit in die Kühlkammer (40) oder einer Einrichtung (72) zur Zufuhr von Kühlluft zur Kühlkammer (25), um Abgas zu kühlen, das ein von der Katalysatorschicht abgegebenes Zersetzungsgas der halogenorganischen Verbindung enthält, und einer stromabwärts der Kühlkammer (42) angeordneten Ableitungseinrichtung (11) zum Ableiten von Abgas aus dem Katalysatorbehälter (24) und der Kühlkammer.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, mit einem Drosselelement (7), das in der Kühlkammer (42) angebracht ist, um zu verhindern, daß durch das Sprühen von Kühlflüssigkeit aus der Sprühvorrichtung erzeugter Nebel zurück in den Katalysatorbehälter strömt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12 mit einer Abgas- Verarbeitungsvorrichtung (7, 70) zum Entfernen eines sauren Gases, das in dem von der Kühlkammer abgegebenen Abgas enthalten ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12 mit einem Adsorptionsturm (6), der mit einem Adsorbens zum Adsorbieren nicht zersetzter halogenorganischer Verbindungen in dem von der Kühlkammer (42) abgegebenen und der Adsorptionskammer (6) zugeführten Abgas gefüllt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Zuführweg eine Heizvorrichtung (1) zum Heizen des Trägergases enthält und mit ihm stromabwärts der Heizvorrichtung (1) ein Dampfweg (23) zur Zufuhr von Dampf und stromabwärts des Verbindungspunkts zwischen ihm und dem Dampfweg ein Halogenorganik-Weg (24) zur Zufuhr der halogenorganischen Verbindung verbunden ist.