一、技术名称:等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术
二、技术类别:减碳技术
三、所属领域及适用范围:化工非二氧化碳温室气体减排
四、该技术应用现状及产业化情况
HFC 是重要的工业原料和工质,但工业生产过程中产生的 HFC-23 排放将产生较大 的温室效应。目前,工业领域 HFC 处理技术主要有辅助燃料加热焚烧工艺和等离子体加 热焚烧工艺。等离子体焚烧技术利用等离子体加热产生高温使 HFC 分解,降低 HFC 温室 效应。目前该技术正在行业内推广,普及率还较低。
五、技术内容
1.技术原理
等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术是新型的焚烧技术,是利用电极间所产生 的等离子炬或等离子束,通过在瞬间得到超高温度(850℃~3000℃),使HFC在能量密 集的等离子炉内迅速分解为碳、氢、氯和硅等元素以及CO等分子结构,最大限度地减少 “二次”污染源。HCFC-22生产过程产生的尾气进入等离子电弧区(弧区温度高于 3000℃),在此停留5~10毫秒进行分解;随后进入焚烧区(温度为1200~1500℃),停 留时间保持2s以上,与通入的氧化介质空气进行反应。分解后产生的高温废气采用四塔 四级(急冷塔、一级吸收塔、二级吸收塔、三级吸收塔)HF、HCl吸收装置和一级碱洗 中和装置进行处理,最终实现废气和废水的达标排放,同时回收30%~40%的氢氟酸溶液。
2.关键技术
(1)直流电弧等离子体技术;
(2)新型等离子体焚烧炉并优化设计结构 采用新型等离子体焚烧炉并优化设计结构,保护等离子体发生器不被炉内废气中卤化氢 腐蚀和高温烧蚀,同时方便等离子体发生器的快速更换;
(3)烟气急冷技术 高温尾气采用工业水或循环酸喷淋急冷技术,避免有毒有害物质生成,无二次污 染物。
3.工艺流程
等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术工艺流程如下。
图 1 等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术
六、主要技术指标
1.焚烧温度:≥1350℃;
2. 废气流量:≥50 kg/h;
3. 氟碳化合物分解率:≥99.99%。
七、技术鉴定情况
该技术于 2006 年通过中国化工集团公司组织的科技成果鉴定,2007 年获得四川省 科技进步三等奖和自贡市科技进步二等奖,并获得国家发明专利 1 项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:中昊晨光化工研究院有限公司。
典型案例 1
项目名称:中昊晨光 HFC-23 分解项目
建设规模:年处理HFC-23 400 吨。建设条件:工业生产过程中有HFC-23 的排放。技 改内容:新建一套等离子焚烧炉系统。主要设备:等离子焚烧炉、等离子发生器、水洗 塔、石墨吸收器、高精度质量流量计等设备。项目投资 1200 万元,建设期为 12 个月。 年减排量 468 万tCO2,减排成本为 1 元/tCO2~10 元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
HFC-23 处理技术的低碳特征明显,减排潜力大,且减排成本低廉。我国作为制冷 剂HFC-22 的生产大国,其副产物三氟甲烷产量巨大,所以该技术未来具有良好的发展前 景。预计未来 5 年,该技术推广比例将达到 4%,可形成年减排能力 900 万tCO2。