JPH0759970B2

JPH0759970B2 - フロンの分解方法

Info

Publication number: JPH0759970B2
Application number: JP1186560A
Authority: JP
Inventors: 重雄近藤; 洋吉浦野; 貞茲堀口; 和明徳橋
Original assignee: 工業技術院長
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH0351611A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は助燃剤および酸素含有ガスを用いてフロンまた
はフロン含有物を燃焼させ、分解する方法に関する。

〔従来の技術〕

フロンは極めて安定な化合物であり、しかも無害で多く
の有用な性質を有するため、これまでスプレー剤、発泡
剤、冷媒等として多量に使用されてきた。しかしなが
ら、これを破壊処理する技術はこれまで知られていなか
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

最近に至り、オゾン層破壊問題に見られる地球環境問題
がクローズアップされるようになったが、フロンを積極
的に分解する技術は従来全く確立されていない。

一般に有害廃棄物の破壊処理方法として焼却法がある
が、フロンは難分解性のため通常の焼却法では全く分解
されないとされている。

そこで本発明は、フロンを分解し無害化するための効率
的な方法を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明のフロンの分解方法
は、水素または炭素水素系を助燃剤、酸素含有ガスおよ
びフロンまたはフロン含有物からなる混合物に点火燃焼
させることを特徴とするものである。

酸素含有ガスとしては、空気、酸素富化空気または酸素
が用いられ、燃焼は常圧または加圧下で行われ、点火は
フロンまたはフロン含有物を助燃剤および酸素含有ガス
と混合し、この混合物に耐圧密閉容器中で点火すること
に寄り行われる。フロンは不燃性である。

事実、フロンと酸素とは例え反応したとしても吸熱反応
である。例えば、フロン−12と酸素の直接的反応は吸熱
反応であり、熱力学的にも無理がある。

しかしながら、熱力学的には、燃料、すなわち助燃剤、
例えばメタンが存在すれば下記（１）のように反応し、
この反応は229.9Kcal/molの発熱反応となる。

CCl₂F₂＋2O₂＋CH₄＝2CO₂＋2HCl＋2HF （１）この反応では、左辺のどの化学結合も反応によって、よ
り強い結合に変化する。

すなわち、Cl原子においては、Cl-CからCl-Hへ、Ｆ原子
においてはF-CからF-Hへ、そしてＣ原子においてはC-F
またはC-ClからCO₂中のＣ＝Ｏへと変化しているが、こ
れらはいづれもより強い結合への変化になっている。

他のＯ原子、Ｈ原子に関しても同様である。

従って、（１）式の化学反応は無理なく自然に進行する
反応である。助燃剤が十分に存在すれば、反応の活性化
エネルギーは燃焼熱でまかなわれることになり、反応は
自動的に進行し、熱化学的に燃焼法は極めて有効な方法
である。

この燃焼法を上記フロン−12を例に熱力学的観点から、
熱分解法、酸化法、還元法、加水分解法、微生物分解法
と比較してみると下記のようになる。

熱分解法： CCl₂F₂→Ｃ＋Cl₂＋F₂ ΔＨ＝＋114.0Kcal/mol 酸化法： CCl₂F₂＋O₂→CO₂＋Cl₂＋F₂ ΔＨ＝＋19.9Kcal/mol 還元法： CCl₂F₂＋4H₂→CH₄＋2HF＋2HCl ΔＨ＝−77.7Kcal/mol 加水分解法： CCl₂F₂＋2H₂O→CO₂＋2HCl＋2HF ΔＨ＝−38.3Kcal/mol 微生物法：加水分解法と同じと考えられる。

燃焼法：上記（２）式の反応 ΔＨ＝−153.9Kcal/mol これらの化学式から明らかなとおり、熱分解法や酸化法
ではそもそも反応が起こらない。

還元法や加水分解法は原理的には実行可能であるが、反
応の相手は水素や水であるから外部から相当加熱しない
と反応は進行しない。

しかし、燃焼法では、燃料と酸素の反応熱を直接内部で
利用する形で反応が進むので、熱化学的に有効であり、
外部からの加熱も必要としない。

そこで本発明においては、燃料、すなわち助燃剤を使用
する。

助燃剤としては、水素または炭化水素系の燃料、例えば
メタン、天然ガス、プロパン、重油等が用いられる。

また、燃焼に際しては、酸素含有ガス、例えば空気、酸
素富化空気または酸素が用いられ、反応を促進するため
には、反応系を加圧状態にするか、空気よりも酸素濃度
の高い酸素富化空気または酸素を供給するか、またはこ
れら両者の併用が好ましい。

本発明において処理対象となるフロンとしては、上記に
例として挙げたCCl₂F₂（フロン−12）の他にCCl₃F（フ
ロン−11）、CCl₂FCClF₂（フロン−113）、CClF₂CClF₂
（フロン−114）、CClF₂CF₃（フロン−115）、CHClF
₂（フロン−22）等を挙げることができる。

また、本発明においては、フロン含有物、すなわち上記
フロンと塩素系および非塩素系有機化合物、空気等との
混合物を処理対象とすることもできる。

助燃剤とフロンとの重量比は、1:1またはそれ以上であ
る。

燃焼容器としては、バーナー等を用いた開放容器を使用
することもできるが、フロンが通常ガス状であり、助燃
剤、酸素含有ガスもガス状であるので密閉容器が好都合
であり、容器にフロン、助燃剤、酸素含有ガスを供給し
た後に十分に撹拌することが好ましい。

点火は例えば火花放電またはニクロム線への通電によっ
て行う。

燃焼によって上記（２）式のように、二酸化炭素、水お
よびハロゲン化水素が形成される。

なお、ハロゲン化水素はアルカリに吸収させて無害化さ
れる。

燃焼は常温、常圧で行うことができるが、上記のように
反応をより速やかに進行させるためには、耐圧密閉容器
中で５〜10気圧に加圧したり、また酸素含有ガスによる
酸素濃度の上昇をはかることが好ましい。

圧力が10気圧以上であれば、反応はますます促進され
る。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

実施例１特定フロン中、最も安定であり、破壊が困難と考えられ
るフロン−12の燃焼による分解を行った。処理条件およ
び結果は下記のとおりであった。

燃焼方法：酸素含有ガスとして空気を用いる密閉容器中
での燃焼。

容器の形状等：内容約4lのステンレス製球状容器助燃剤：メタン助燃剤／フロン重量比:1:1 初期条件：常温、常圧以上の条件のもとで、フロン−12、メタンおよび空気を
容器に充填して十分に撹拌し、容器内中心でニクロム線
の溶断によってガスに点火した。燃焼処理は１秒以内に
終了した。

容器内に残存するガスをアルカリ吸収塔を通して赤外セ
ルに採取し、スペクトルを測定したところ、フロン−12
の破壊効率は約75％であった。

実施例２酸素含有ガスとして加圧空気を供給して、容器内圧力を
５気圧とした以外は、すべて実施例１と同じ条件で燃焼
を行った。

この結果、破壊効率は著しく増加して97％以上に達し
た。

実施例３酸素含有ガスとして酸素濃度約50％の酸素富化空気を使
用した以外は、実施例１と同一条件で燃焼を行った。

破壊効率は99％以上に達した。

〔発明の効果〕

以上述べたとおり、本発明によれば、フロンを助燃剤お
よび酸素含有ガスと混合し点火燃焼させることによって
熱力学的に有利な反応とすると共に、単純な燃焼、焼却
でフロンを完全に分解することができ、しかも分解生成
物はハロゲン化水素、二酸化炭素および場合により水の
みで、これらは全てアルカリ吸収塔に容易に吸収無害化
でき、熱分解による分解時に生成するような水素、エチ
レン、アセチレン、ベンゼン、その他すす状炭素等の不
安定な不完全燃焼物を副生することはない。

更に、加圧、高酸素濃度ガスの使用下においては、著し
く反応を促進することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀口貞茲茨城県つくば市東１丁目１番地化学技術研究所内 (72)発明者徳橋和明茨城県つくば市東１丁目１番地化学技術研究所内 (56)参考文献特開昭61−82767（ＪＰ，Ａ) 特開平２−303586（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水素または炭化水素系助燃剤、酸素含有ガ
スおよびフロンまたはフロン含有物からなる混合物に点
火燃焼させることを特徴とするフロンの分解方法。
【請求項２】酸素含有ガスが空気、酸素富化空気または
酸素である請求項１記載のフロンの分解方法。
【請求項３】常圧または加圧下で燃焼させる請求項１ま
たは２記載のフロンの分解方法。
【請求項４】フロンまたはフロン含有物を助燃剤および
酸素含有ガスと混合し、この混合物に耐圧密閉容器中で
点火する請求項１、２または３記載のフロンの分解方
法。