氟氯碳化物(CFC)在水泥窯中的分解何劍峰Chichibu Onada 水泥公司的Kanzaburo Sutho ,kazumasa ,Toshiaki Hirose Hirose ,Hiroaki Takashi 和Takashimiyakoshi, 日本已經(jīng)實現(xiàn)了重要的試驗和示范摘　要近年來，關于CFC的限制排放問題已經(jīng)得到了廣大的認可這種CFC就是破壞大氣臭氧層的氣體在1994年，Chichibu Onada 水泥公司和日本東京的一政府參與并開始了一種安全可行的用機立窯處理這些CFC作者成功的利用了一個小型的實驗窯來分解CFC自從1995年以來，示范實驗證明了這樣的商業(yè)性質(zhì)的窯已經(jīng)可以正常運轉(zhuǎn)的 在1995年的8月，文章第一段中提到的實驗證明了在水泥窯中短時間（大約在6個小時）分解CFC氣體實驗已經(jīng)被實現(xiàn)在10 月份連續(xù)3天分解CFC氣體的實驗也被實現(xiàn)了在11月實現(xiàn)了分解CFC-11和CFC-13這兩種氣體CFC的分解率，廢氣的性質(zhì)和CFC氣體通入方式被確認同樣證明了這種方式對于窯內(nèi)的工藝沒有影響這種方法總是被那些水泥窯技術改造調(diào)查委員會認可也就是那些由幾個專家和一些專門收集分解CFC氣體方法的人員組成的一個組織。

今年大約在一個月之后將會看到連續(xù)通入CFC 氣體的實驗這被期望用于商業(yè)活動中臭氧層的保護問題是給全球的一個挑戰(zhàn)在1985年的游行中，采納了保護臭氧層的意見，之后，就象特殊的測量，由于CFC的產(chǎn)品耗盡臭氧層的成分，大會上禁止其排放從表1可以看出近年來，日本CFC排放量的改變產(chǎn)品介紹目前建立一種既安全又適用的分解CFC技術是很重要的在1994年，Chichibu Onoda 公司一所致力于解決環(huán)境問題的機構和東京Metropolitan政府一起開始一項調(diào)查，發(fā)展用水泥窯既安全又可行的分解CFC氣體這項技術水泥窯分解該氣體這項技術是幾個簽約國在討論保護臭氧層大會上通過的一項技術之一 圖表1給我們展示了水泥窯如何分解?CFC的整個過程CFC氣體在900度或者高于這個溫度時會被分解當它們被送入燃燒溫度大約1500度的窯體內(nèi)，即被分解生成Hcl和HF Ccl2F2 +2H2O = 2Hcl +2HF +2O2 (1)象Hcl?和HF組成的酸性氣體，在水泥窯的整個過程中都被石灰吸收了并與水泥中的材料反應生成方程式2中的CaO和CO2，然后產(chǎn)生Cal2和CaF2[見方程式（3）與（4）]。

最后這些氟組成水泥然后氟化物被循環(huán)吸收CaCo3 → CaO + CO2 （2）CaO +2Hcl →Cacl2 +H2O （3） CaO + 2HF →CaF2+ H2O （4）Chichibu Onoda 和東京Metnopol政府已經(jīng)證明這個實驗的安全性，既在1994年用一個小型實驗窯和從1995年以來用一商業(yè)性質(zhì)的窯做實驗 包括6個小時分解CFC-12的實驗、連續(xù)3天分解CFC-12的實驗和一次6小時分解CFC與CFC-13這兩種實驗，作者證實了CFC的分解率圖表1 . 顯示的CFC在水泥窯內(nèi)的分解大綱二堊英和酸性氣體的排放，通入氟氯碳化物（CFC）的方法且這種方法在窯的改進上已經(jīng)不是領先的經(jīng)營窯的論證實驗結(jié)果歸納在表1表格1.最近日本CFC通過catege的運輸量的趨勢CFC-11CFC-12CFC-113CFC-114CFC-115總計1986294013820363578161313013925198734231409407726125306101555721988343374121480385265962515922019893248541406834912738601160721199023611275875784015226861112101991209662144650786166972995578199214178180062683890268060604單位：噸實驗設備Chichibu Onoda’s Chichibu Plant 2使用1號窯做的實驗。

下面就是1號窯的外型尺寸：尺寸：內(nèi)徑=5.5m 長度=8.3m型號：新型四級預熱窯生產(chǎn)能力：熱料產(chǎn)量=210噸/時CFCs 使用的CFC-12（常溫常壓下的氣體），CFC-11和CFC-113（常溫常壓下的液體）CFC-12～CF2Cl2沸點：-29.8℃東京的Metroplitan研究所能夠保持冷卻的CFC從空氣冷卻中恢復過來CFC-11～CFCl3沸點：23.7℃東京的Metroplitan研究所能夠保持冷卻的CFC從空氣冷卻中恢復過來CFC-113～CCl2FCClF2沸點：47.5℃東京的Metroplitan研究所用什么方法來保持呢？第一個示范實驗（一個六小時的處理CFC-12的廢氣的實驗）目的如同第一個論證實驗重復兩次短時間的CFC-12分解實驗來證明CFC的分解能力，排氣的安全性以及設備的效果方法為了處理分解，一個小時就通入3.6千克的CFC-12進入水泥窯中這種通入率是使即便所有的被分解的CFC-12產(chǎn)生的氯氣，結(jié)果都被熟料吸收，熟料中的氯氣濃度增加到10ppm重復兩次通入6小時的CFC超過兩天在通入的前后時間要進行空轉(zhuǎn)測試CFC的分解能力，排氣的安全性以及設備的效果要一直跟蹤監(jiān)視直至滿意。

第二個論證實驗（關于CFC-12的一個連續(xù)三天的分解處理實驗）目的 做這個關于CFC-12的連續(xù)三天的分解處理實驗就是為了去監(jiān)視CFC通入的穩(wěn)定性，廢氣排放的安全性，有害物質(zhì)的集中和循環(huán)以及設備的一系列效果方法CFC-12被通入三天如同第一個論證實驗達到了3.6千克每小時在實驗中要進行五次測試：第一個測試每天都在通入的前后進行轉(zhuǎn)動和空轉(zhuǎn)CFC的分解能力，排氣的安全性以及設備的效果要一直跟蹤監(jiān)視直至滿意圖表2顯示的 通入氣體設備的外型連接二個 40 公斤汽缸打開汽缸閥門到一個刻度關閉另一個汽缸的閥門當?shù)谝粋€汽缸變成空的,把它從刻度移開而且以一個新的汽缸替換它第三個論證實驗（關于CFC-11和CFC-113的六個小時的分解處理實驗）目的做這個實驗是為了檢查在常溫常壓下液體CFC使用CFC-11和CFC-113的的通入方法以及證明CFC-11和CFC-113的分解能力以及廢氣排放的安全性方法CFC-11的通入率達到2.7千克每小時，CFC-113達到3.7千克每小時，就象前面的兩個實驗理論熟料中的氯氣濃度達到10ppm，通入時間大約六個小時，和第一個實驗一樣CFC-11和CFC-113在兩天的實驗中每天通入一次，每次測試兩次（空的和通入的）。

CFC的分解能力，排氣的安全性以及設備的效果要一直跟蹤監(jiān)視直至滿意圖表3顯示的 通入氣體設備的外型CFC -11 和CFC -113 像液體一樣被噴射出來他們和來自壓縮物的空氣混合之后被注入窯表格2.第一個實驗：廢氣中的和外部環(huán)境中的CFC-12的濃度 轉(zhuǎn)動時廢氣外部環(huán)境濃度（ppm）窯南方的200m(ppm )窯北方的250m(ppm )轉(zhuǎn)動1空轉(zhuǎn)ND 0.79 0.95轉(zhuǎn)動2通入CFC ND ND 1.03 1.12轉(zhuǎn)動3通入CFC ND ND 0.65 0.69轉(zhuǎn)動3空轉(zhuǎn) ND NE 0.55 0.55可察覺的濃度 0.2ppm可察覺的濃度 0.2ppm結(jié)果CFC濃度的分析表格2、3、4顯示的是在第一、二、三次實驗中所獲得的廢氣和外部環(huán)境中的CFC濃度分析的結(jié)果第一次論證實驗的結(jié)果，表明在廢氣中的CFC濃度低于通入CFC時的轉(zhuǎn)動和空轉(zhuǎn)時的濃度觀察通入CFC沒有引起CFC特別的影響，而且這遠低于外部環(huán)境的CFC濃度CFC的分解能力假定非常滿意（超過99.9999%）在第二個實驗中，廢氣中的濃度仍低于所能允許的，另外在通入時轉(zhuǎn)動和空轉(zhuǎn)之間沒有什么明顯不同的觀點。

測試它們時非常微小，可以假定通入CFC對窯的改進沒有任何影響此外，測試時廢氣中的CFC濃度遠低于外部環(huán)境中所發(fā)現(xiàn)的氣體濃度CFC的分解能力非常滿意（超過99.9999%）處理CFC分解的穩(wěn)定性連續(xù)三天被證明了表格3.第二次實驗：廢氣中和外部環(huán)境中的CFC-12濃度轉(zhuǎn)動 廢氣中（ppm）外部環(huán)境中的窯南方的200m（ppm）窯西方的800m（ppm）窯南方的4.4km（ppm）轉(zhuǎn)動1空轉(zhuǎn)ND ND1.33 0.810.70轉(zhuǎn)動2通入CFC-120.55 0.62 2.68 1.21轉(zhuǎn)動3通入CFC-12 轉(zhuǎn)動4通入CFC-12 ND 0.50 0.980.83 0.57轉(zhuǎn)動5空轉(zhuǎn) ND可察覺的濃度0.2pp 0.03ppm表格4.第三次實驗：廢氣中和外部環(huán)境中的CFC-11和CFC-113的濃度轉(zhuǎn)動廢氣中外部環(huán)境中窯西方800m窯南方4.4kmCFC-11 (ppm)CFC-113 (ppm)CFC-11 (ppm)CFC-113 (ppm)CFC-11 (ppm) CFC-113 (ppm)轉(zhuǎn)動10.5232.31空轉(zhuǎn)0.514.920.340.290.730.27轉(zhuǎn)動20.373.39CFC-1130.202.140.811.150.431.25轉(zhuǎn)動30.506.30空轉(zhuǎn)0.341.880.350.340.380.57轉(zhuǎn)動40.482.44CFC-110.686.990.350.200.350.26可察覺的濃度0.0040.090.0010.020.0010.02觀察第三個實驗有同樣的趨勢，CFC-11和CFC-113在常溫常壓下液態(tài)的使用情況。

在CFC-11和CFC-113中假定CFC的分解能力非常滿意（超過99.9999%）當這些結(jié)果全部成為依據(jù)時，可以總結(jié)出CFCs在水泥窯中完全分解酸性氣體濃度的分析 圖5，6，7顯示的是在第一、二、三次實驗中所獲得的廢氣和外部環(huán)境中的所含的酸性氣體分析的結(jié)果 第一個實驗的結(jié)果顯示，廢氣中的F-ion的濃度低于所有轉(zhuǎn)動時檢測到的濃度范圍檢測到一些Cl-ions,但是它們的濃度很低幾乎沒有，而且在CFC通入時轉(zhuǎn)動和空轉(zhuǎn)之間酸性氣體的濃度沒有什么不同觀察CFC通入時沒有發(fā)生什么影響第二個實驗中，。