氟氯碳化物(CFC)在水泥窑中的分解何剑峰Chichibu Onada 水泥公司的Kanzaburo Sutho ,kazumasa ,Toshiaki Hirose Hirose ,Hiroaki Takashi 和Takashimiyakoshi, 日本已经实现了重要的试验和示范。摘要近年来，关于CFC的限制排放问题已经得到了广大的认可。这种CFC就是破坏大气臭氧层的气体。在1994年，Chichibu Onada 水泥公司和日本东京的一政府参与并开始了一种安全可行的用机立窑处理这些CFC。作者成功的利用了一个小型的实验窑来分解CFC。自从1995年以来，示范实验证明了这样的商业性质的窑已经可以正常运转的。 在1995年的8月，文章第一段中提到的实验证明了在水泥窑中短时间（大约在6个小时）分解CFC气体实验已经被实现。在10 月份连续3天分解CFC气体的实验也被实现了。在11月实现了分解CFC-11和CFC-13这两种气体。CFC的分解率，废气的性质和CFC气体通入方式被确认。同样证明了这种方式对于窑内的工艺没有影响。这种方法总是被那些水泥窑技术改造调查委员会认可。也就是那些由几个专家和一些专门收集分解CFC气体方法的人员组成的一个组织。今年大约在一个月之后将会看到连续通入CFC 气体的实验。这被期望用于商业活动中。臭氧层的保护问题是给全球的一个挑战。在1985年的游行中，采纳了保护臭氧层的意见，之后，就象特殊的测量，由于CFC的产品耗尽臭氧层的成分，大会上禁止其排放。从表1可以看出近年来，日本CFC排放量的改变。产品介绍目前建立一种既安全又适用的分解CFC技术是很重要的。在1994年，Chichibu Onoda 公司一所致力于解决环境问题的机构和东京Metropolitan政府一起开始一项调查，发展用水泥窑既安全又可行的分解CFC气体这项技术。水泥窑分解该气体这项技术是几个签约国在讨论保护臭氧层大会上通过的一项技术之一。 图表1给我们展示了水泥窑如何分解CFC的整个过程。CFC气体在900度或者高于这个温度时会被分解。当它们被送入燃烧温度大约1500度的窑体内，即被分解生成Hcl和HF。 Ccl2F2 +2H2O = 2Hcl +2HF +2O2 (1)象Hcl和HF组成的酸性气体，在水泥窑的整个过程中都被石灰吸收了并与水泥中的材料反应生成方程式2中的CaO和CO2，然后产生Cal2和CaF2见方程式（3）与（4）。最后这些氟组成水泥然后氟化物被循环吸收。CaCo3 CaO + CO2 （2）CaO +2Hcl Cacl2 +H2O （3） CaO + 2HF CaF2+ H2O （4）Chichibu Onoda 和东京Metnopol政府已经证明这个实验的安全性，既在1994年用一个小型实验窑和从1995年以来用一商业性质的窑做实验。 包括6个小时分解CFC-12的实验、连续3天分解CFC-12的实验和一次6小时分解CFC与CFC-13这两种实验，作者证实了CFC的分解率。图表1 . 显示的CFC在水泥窑内的分解大纲。二垩英和酸性气体的排放，通入氟氯碳化物（CFC）的方法且这种方法在窑的改进上已经不是领先的。经营窑的论证实验结果归纳在表1。表格1.最近日本CFC通过catege的运输量的趋势CFC-11CFC-12CFC-113CFC-114CFC-115总计1986294013820363578161313013925198734231409407726125306101555721988343374121480385265962515922019893248541406834912738601160721199023611275875784015226861112101991209662144650786166972995578199214178180062683890268060604单位：吨实验设备Chichibu Onodas Chichibu Plant 2使用1号窑做的实验。下面就是1号窑的外型尺寸：尺寸：内径=5.5m 长度=8.3m型号：新型四级预热窑生产能力：热料产量=210吨/时CFCs 使用的CFC-12（常温常压下的气体），CFC-11和CFC-113（常温常压下的液体）CFC-12CF2Cl2沸点：-29.8东京的Metroplitan研究所能够保持冷却的CFC从空气冷却中恢复过来。CFC-11CFCl3沸点：23.7东京的Metroplitan研究所能够保持冷却的CFC从空气冷却中恢复过来。CFC-113CCl2FCClF2沸点：47.5东京的Metroplitan研究所用什么方法来保持呢？第一个示范实验（一个六小时的处理CFC-12的废气的实验）目的如同第一个论证实验。重复两次短时间的CFC-12分解实验来证明CFC的分解能力，排气的安全性以及设备的效果。方法为了处理分解，一个小时就通入3.6千克的CFC-12进入水泥窑中。这种通入率是使即便所有的被分解的CFC-12产生的氯气，结果都被熟料吸收，熟料中的氯气浓度增加到10ppm。重复两次通入6小时的CFC超过两天。在通入的前后时间要进行空转测试。CFC的分解能力，排气的安全性以及设备的效果要一直跟踪监视直至满意。第二个论证实验（关于CFC-12的一个连续三天的分解处理实验）目的 做这个关于CFC-12的连续三天的分解处理实验就是为了去监视CFC通入的稳定性，废气排放的安全性，有害物质的集中和循环以及设备的一系列效果。方法CFC-12被通入三天如同第一个论证实验达到了3.6千克每小时。在实验中要进行五次测试：第一个测试每天都在通入的前后进行转动和空转。CFC的分解能力，排气的安全性以及设备的效果要一直跟踪监视直至满意。图表2显示的 通入气体设备的外型。连接二个 40 公斤汽缸。打开汽缸阀门到一个刻度。关闭另一个汽缸的阀门。当第一个汽缸变成空的,把它从刻度移开而且以一个新的汽缸替换它。第三个论证实验（关于CFC-11和CFC-113的六个小时的分解处理实验）目的做这个实验是为了检查在常温常压下液体CFC使用CFC-11和CFC-113的的通入方法以及证明CFC-11和CFC-113的分解能力以及废气排放的安全性。方法CFC-11的通入率达到2.7千克每小时，CFC-113达到3.7千克每小时，就象前面的两个实验。理论熟料中的氯气浓度达到10ppm，通入时间大约六个小时，和第一个实验一样。CFC-11和CFC-113在两天的实验中每天通入一次，每次测试两次（空的和通入的）。CFC的分解能力，排气的安全性以及设备的效果要一直跟踪监视直至满意。图表3显示的 通入气体设备的外型。CFC -11 和CFC -113 像液体一样被喷射出来。他们和来自压缩物的空气混合之后被注入窑。表格2.第一个实验：废气中的和外部环境中的CFC-12的浓度 转动时废气外部环境浓度（ppm）窑南方的200m(ppm )窑北方的250m(ppm )转动1空转ND 0.79 0.95转动2通入CFC ND ND 1.03 1.12转动3通入CFC ND ND 0.65 0.69转动3空转 ND NE 0.55 0.55可察觉的浓度 0.2ppm可察觉的浓度 0.2ppm结果CFC浓度的分析表格2、3、4显示的是在第一、二、三次实验中所获得的废气和外部环境中的CFC浓度分析的结果。第一次论证实验的结果，表明在废气中的CFC浓度低于通入CFC时的转动和空转时的浓度。观察通入CFC没有引起CFC特别的影响，而且这远低于外部环境的CFC浓度。CFC的分解能力假定非常满意（超过99.9999%）。在第二个实验中，废气中的浓度仍低于所能允许的，另外在通入时转动和空转之间没有什么明显不同的观点。测试它们时非常微小，可以假定通入CFC对窑的改进没有任何影响。此外，测试时废气中的CFC浓度远低于外部环境中所发现的气体浓度。CFC的分解能力非常满意（超过99.9999%）。处理CFC分解的稳定性连续三天被证明了。表格3.第二次实验：废气中和外部环境中的CFC-12浓度转动 废气中（ppm）外部环境中的窑南方的200m（ppm）窑西方的800m（ppm）窑南方的4.4km（ppm）转动1空转ND ND1.33 0.810.70转动2通入CFC-120.55 0.62 2.68 1.21转动3通入CFC-12 转动4通入CFC-12 ND 0.50 0.980.83 0.57转动5空转 ND可察觉的浓度0.2pp 0.03ppm表格4.第三次实验：废气中和外部环境中的CFC-11和CFC-113的浓度转动废气中外部环境中窑西方800m窑南方4.4kmCFC-11 (ppm)CFC-113 (ppm)CFC-11 (ppm)CFC-113 (ppm)CFC-11 (ppm) CFC-113 (ppm)转动10.5232.31空转0.514.920.340.290.730.27转动20.373.39CFC-1130.202.140.811.150.431.25转动30.506.30空转0.341.880.350.340.380.57转动40.482.44CFC-110.686.990.350.200.350.26可察觉的浓度0.0040.090.0010.020.0010.02观察第三个实验有同样的趋势，CFC-11和CFC-113在常温常压下液态的使用情况。在CFC-11和CFC-113中假定CFC的分解能力非常满意（超过99.9999%）。当这些结果全部成为依据时，可以总结出CFCs在水泥窑中完全分解。酸性气体浓度的分析 图5，6，7显示的是在第一、二、三次实验中所获得的废气和外部环境中的所含的酸性气体分析的结果。 第一个实验的结果显示，废气中的F-ion的浓度低于所有转动时检测到的浓度范围。检测到一些Cl-ions,但是它们的浓度很低几乎没有，而且在CFC通入时转动和空转之间酸性气体的浓度没有什么不同。观察CFC通入时没有发生什么影响。第二个实验中，