本發(fā)明屬廢氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種水解氟利昂的催化劑篩選裝置及方法，該裝置可用于催化劑篩選篩也可作為催化低濃度氟利昂水解的裝置。

背景技術(shù)：

氟利昂（CFCs）以其優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)被廣泛用于清潔溶劑、制冷劑、保溫材料、發(fā)泡劑等領(lǐng)域中，在其使用過程中往往直接排放到大氣中，因其較強(qiáng)的穩(wěn)定性最終進(jìn)入平流層，在紫外光的照射下導(dǎo)致臭氧層破壞，且氟利昂的溫室效應(yīng)潛能值（GWP）遠(yuǎn)高于CO₂，因此氟利昂被列為是高危害的大氣污染物之一，雖然在世界范圍內(nèi)限制了氟利昂的生產(chǎn)與使用，但在已廢棄的相關(guān)設(shè)備及生產(chǎn)工廠中仍存有大量的氟利昂，如這些氣體直接排放那么將會給生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，因此氟利昂在排放前必須經(jīng)過凈化處理。

目前氟利昂無害化處理技術(shù)主要有化學(xué)反應(yīng)法、焚燒法、水泥窖法、催化反應(yīng)法、誘導(dǎo)等離子體法、超臨界水法和光催化法。催化反應(yīng)法主要是將氟利昂與水蒸氣一起通過催化劑通過加熱使氟利昂水解，其主要反應(yīng)式為：

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該法因其較溫和的反應(yīng)條件成為了分解氟利昂的高效方法，目前所用的催化劑主要有固體酸和固體堿兩大類，但其數(shù)量繁多，催化效率及催化選擇性能各異，因此篩選出高效的催化劑成為加熱催化法必不可少環(huán)節(jié)之一。

氟利昂在常溫常壓下較為穩(wěn)定，但在加熱條件下很容易與一些氧化物發(fā)生反應(yīng)，且在反應(yīng)時為增大接觸面積大部分催化劑通常為小于0.15mm粉末態(tài)顆粒，反應(yīng)過程中難免會被反應(yīng)氣體帶出，該裝置選取0.5~2mm石英砂為催化劑填充載體，以石英纖維為填料層擋板，在反應(yīng)氣體流速低于20mL/min時能有效避免填料載體的干擾及催化劑被反應(yīng)氣體帶出問題， 在回收催化劑時選用120目以上的篩子篩分即可，為氟利昂催化水解的催化劑篩選提供了一個較為理想的裝置與可行的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水解氟利昂的催化劑篩選裝置及方法。

本發(fā)明中一種水解氟利昂的催化劑篩選裝置，按氟利昂流動方向依次通過水蒸氣發(fā)生器、催化反應(yīng)床、尾氣冷凝管、氣液分離器、尾氣吸收管、尾氣干燥管。

本發(fā)明中一種水解氟利昂的催化劑篩選方法其實(shí)現(xiàn)的具體步驟為：

將石英砂洗凈烘干后過80目篩除去顆粒小于0.5mm的石英顆粒，取1g制備好的催化劑與石英砂裝入催化反應(yīng)床中混合均勻，石英砂與催化劑的質(zhì)量比為200:1，控制氟利昂流量為1mL/min，調(diào)節(jié)水蒸氣發(fā)生器加熱功率選擇氟利昂與水蒸氣體積比為1:3~6，反應(yīng)氣體與水蒸氣依次通過裝填催化劑的催化反應(yīng)床，床溫度控制為100~500℃，反應(yīng)完成后尾氣進(jìn)入冷凝管使之冷卻至80℃以下后進(jìn)入氣液分離器使氣液分離，之后氣體通過裝有KOH或NaOH溶液的尾氣吸收瓶除去HF和HCl，最終氣體進(jìn)入裝有無水氯化鈣的干燥管除去水分后采樣，使用GC/MS檢測氟利昂降解率來評估所用催化劑對氟利昂的催化活性，從而篩選出較高催化活性的催化劑。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記為：1、水蒸氣發(fā)生器，2、密封塞，3、催化反應(yīng)床，4、填料層擋板，5、催化劑填料層，6、加熱裝置，7、溫度調(diào)控器，8、尾氣冷凝管，9、氣液分離器/防倒吸裝置，10、液面調(diào)節(jié)閥，11、尾氣吸收瓶，12、尾氣干燥管。

具體實(shí)施方式

為了更好的說明和實(shí)施，下面結(jié)合流程圖和具體實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。

該方法實(shí)施中使用圖1所示的反應(yīng)裝置，以目前常用的氟利昂22（CHF₂Cl，R22）為例，反應(yīng)流程按圖1中所示的氟利昂流通方向運(yùn)行，R22通入水蒸發(fā)生器中帶出水蒸氣后進(jìn)入裝有催化劑的催化反應(yīng)床催化R22水解，反應(yīng)完成后尾氣通過冷凝管冷卻進(jìn)入氣液分離器使氣液分離，氣體進(jìn)入裝有KOH或NaOH溶液的吸收瓶除去HF及HCl后最終通過裝有無水氯化鈣的干燥管干燥后采樣分析。

實(shí)施例1

稱取經(jīng)處理的石英砂200g和 1.00g在一定條件下制備的MoO₃催化劑，裝入催化反應(yīng)床中混合均勻后以2~5cm厚度的石英纖維擋住填料層，控制R22流量為1.00mL /min，調(diào)節(jié)水蒸氣發(fā)生器加熱功率使R22與水蒸氣的體積比為1:6，反應(yīng)床溫度為500℃條件下進(jìn)行R22的催化水解反應(yīng)，反應(yīng)1.5h后采樣，經(jīng)GC/MS 分析表明R22降解率為42.32%，說明MoO₃催化劑對R22的催化活性較差。

實(shí)施例2

稱取經(jīng)處理的石英砂200g和 1.00g在一定條件下制備的ZrO₂-TiO₂催化劑，裝入催化反應(yīng)床中混合均勻后以2~5cm厚度的石英纖維擋住填料層，控制R22流量為1.00mL /min，調(diào)節(jié)水蒸氣發(fā)生器加熱功率使R22與水蒸氣的體積比為1:6，反應(yīng)床溫度為380 ℃進(jìn)行R22的催化水解反應(yīng)，反應(yīng)1.5h后采樣，經(jīng)GC/MS 分析表明R22降解率為94.54%，說明ZrO₂-TiO₂催化劑對R22有一定的催化活性。

]實(shí)施例3

稱取經(jīng)處理的石英砂200g和 1.00g在一定條件下制備的MoO₃/ZrO₂-TiO₂催化劑裝入催化反應(yīng)床中混合均勻，控制R22流量為1.00 mL /min，調(diào)節(jié)水蒸氣加熱功率使R22與水蒸氣的體積比為1:6，反應(yīng)床溫度為320℃條件下進(jìn)行R22的催化水解反應(yīng)，反應(yīng)1.5h采樣經(jīng)GC/MS 分析表明R22降解率為96.47%，說明MoO₃/ZrO₂-TiO₂催化劑對R22有較高的催化活性。

本發(fā)明提供了一種水解氟利昂的催化劑篩選裝置及方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低，不僅可用于催化劑篩選也可作為催化氟利昂水解裝置。