【摘 要】本文簡單的介紹了有機(jī)氟殘液的組成、毒性及處理方法。

【關(guān)鍵詞】有機(jī)氟；殘液；毒性；處理

一、概述

有機(jī)氟材料是具有時(shí)代特征的化工新型材料，在化學(xué)工業(yè)中占有極特殊的地位。隨著有機(jī)氟下游產(chǎn)品的不斷發(fā)展壯大，作為含氟高分子材料的重要原料四氟乙烯、全氟丙烯、偏氟乙烯等單體的需求量將急劇增加，與此同時(shí)，在F22裂解生產(chǎn)四氟乙烯和四氟乙烯熱解制備全氟丙烯過程中產(chǎn)生的含全氟異丁烯的高沸物也將增加，眾所周知，全氟異丁烯是世界最毒的六大化學(xué)品之一，在車間空氣中最高允許濃度僅為6ppb。而從國內(nèi)外的報(bào)道知道，在四氟乙烯和全氟丙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)氟殘液，已使多人中毒傷亡。有機(jī)氟殘液的處理將成為有機(jī)氟工業(yè)迅猛發(fā)展的攔路虎。

二、有機(jī)氟殘液組成、毒性及病理性

（一）有機(jī)氟殘液的組成及毒性

有機(jī)氟殘液主要是F22裂解生產(chǎn)四氟乙烯和四氟乙烯熱解制備全氟丙烯過程中產(chǎn)生的高沸點(diǎn)物質(zhì)的混合物，主要的組成成分及毒性見表1、表2。

表1 四氟乙烯、六氟丙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘液組分

表2 部分含氟化合物的毒性表

（二）有機(jī)氟殘液的病理性

有機(jī)氟殘液是一種混合物，有低毒物質(zhì)、中毒物質(zhì)、高度物質(zhì)及劇毒物質(zhì)。主要傷害器官為肺，部分毒物還會(huì)損傷心肌、腦、腎和肝臟等實(shí)質(zhì)臟器。其中劇毒物質(zhì)八氟異丁烯的病理特性如下：

八氟異丁烯系親肺性毒物，毒性比光氣約大10倍，主要集中于肺部，毒性作用帶極窄，中毒后有一定的潛伏期，有時(shí)候易誤認(rèn)為是感冒，所以要特別提高警惕。中毒早期以小支氣管和細(xì)支氣管的滲出性變質(zhì)為主，后期則以滲出物有機(jī)化、肺泡隔膜增生致肺纖維化為主；其次損害心肌及中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腎、肝等實(shí)質(zhì)臟器。人中毒后輕者僅有上呼吸道刺激癥狀；較重有支氣管炎和肺炎癥狀，出現(xiàn)咳嗽、頭昏、無力、氣急（有緊迫感）、胸悶、發(fā)熱、有時(shí)出虛汗；重癥患者可出現(xiàn)肺水腫，神經(jīng)系統(tǒng)癥狀：表現(xiàn)頭昏、頭脹、惡心、食欲不振、失眠、多夢等，；長時(shí)間吸入高濃度的全氟異丁烯時(shí)肺部向纖維化肉質(zhì)化發(fā)展，使肺失去功能，導(dǎo)致死亡。

三、有機(jī)氟殘液處理方法

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，有機(jī)氟殘液的處理方法有氨解、氧化解毒、地下深埋和焚燒處理等，其中焚燒處理屬于新型技術(shù)，將有機(jī)氟殘液與壓縮空氣以一定比例通入焚燒爐中進(jìn)行高溫焚燒，焚燒后有機(jī)氟化物分解生成CO2、HF及微量的CF4、CF3Cl等混合氣體，再經(jīng)過急冷吸收、中和，最后經(jīng)高煙囪排入大氣，HF等氣體被水吸收生成酸外銷。

（一）天然氣焚燒爐

（1）天然氣焚燒爐處理原理

天然氣焚燒爐利用天然氣燃燒產(chǎn)生的熱量通入焚燒爐體中，在焚燒爐內(nèi)產(chǎn)生高溫，利用高溫分解有機(jī)氟殘液轉(zhuǎn)化為無毒的HF、CO及CO2等。分解后的氣體通過急冷吸收、中和，經(jīng)高煙囪進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。

（2）工藝流程簡圖（圖1）

圖1 天然氣焚燒爐處理有機(jī)氟殘液流程簡圖

（3）天然氣焚燒爐焚燒殘液利弊分析

據(jù)文獻(xiàn)資料報(bào)道，氟碳化合物本身不會(huì)燃燒，只能在1000℃以上的高溫才能有效地分解，希望焚燒后的產(chǎn)物是CO2和HF，CF4、CF3Cl愈少愈好，必須保持爐溫需要的熱值，而天然氣焚燒爐處理殘液時(shí)溫度較低，且不穩(wěn)定，故在處理過程中存在諸多的弊端，主要分析如下：

（1）殘液處理量小。由于天然氣焚燒爐處理殘液時(shí)需要較多的壓縮空氣，爐內(nèi)的溫度只能達(dá)到800～1200℃，焚燒的殘液量只能達(dá)到8～20kg/h，若殘液的投料量過大，殘液中的有毒物質(zhì)不能有效的分解，焚燒后的煙道氣易出現(xiàn)有毒氣體超標(biāo)，影響人身安全。同時(shí)隨著有機(jī)氟工業(yè)的不斷發(fā)展，天然氣焚燒爐的殘液處理能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。

（2）產(chǎn)生的炭黑較多。一方面天然氣燃燒過程中必然會(huì)產(chǎn)生部分炭黑；其次焚燒爐溫度較低，反應(yīng)不完全，也會(huì)產(chǎn)生部分炭黑；第三處理殘液時(shí)，通入的壓縮空氣配比不穩(wěn)定，空氣量大時(shí)會(huì)導(dǎo)致焚燒爐溫更低，空氣量小時(shí)天然氣以及殘液均不能完全反應(yīng)，也會(huì)產(chǎn)生較多的炭黑。系統(tǒng)產(chǎn)生的炭黑多，后序的急冷、吸收等工序容易堵塞，影響裝置的長周期運(yùn)行，幾乎每隔2-3天將對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗，同時(shí)清洗的廢水中含有大量的炭黑，給環(huán)保造成了較大的壓力；另外系統(tǒng)炭黑多將導(dǎo)致整個(gè)裝置的負(fù)壓不好，焚燒間可能會(huì)出現(xiàn)有毒氣體超標(biāo)，影響人身安全。

（3）天然氣焚燒爐采用的燃料是天然氣，天然氣與空氣混合能形成爆炸性混合物，爆炸極限5-15%，在焚燒爐新爐烘爐時(shí)，由于爐體保溫材料濕潤、水分重，容易熄火，造成天然氣炸膛。

（二）等離子體焚燒爐

（1）等離子體焚燒爐處理原理

電弧等離子體發(fā)生器，又稱電弧等離子體炬或稱等離子體噴槍。 它是利用電極間產(chǎn)生的等離子矩或等離子束來產(chǎn)生高溫，弧（束）心溫度可達(dá)到7000℃以上，并可瞬間實(shí)現(xiàn)高溫，處理溫度可在850～3000℃的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。

（2）工藝流程簡圖（圖2）

圖2 等離子體處理有機(jī)氟殘液的工藝流程簡圖（如下圖）

（3）等離子體焚燒爐處理殘液的利弊

（1）等離子體是一種具有高熱焓、高溫、能量集中、電熱轉(zhuǎn)換效率極高的、可工業(yè)應(yīng)用的新熱源，利用等離子體技術(shù)在處理廢棄物時(shí)可不擇廢棄物形狀而進(jìn)行處理，處理范圍廣，適用性強(qiáng)。

（2）采用等離子體容易獲得高于任何傳統(tǒng)方法的溫度，而且等離子處理過程不是一個(gè)焚燒的過程，不會(huì)產(chǎn)生二噁英、呋喃等物質(zhì)，造成環(huán)境的二次污染。美國軍方對(duì)該處理過程進(jìn)行了大規(guī)模取樣及檢測，并由三家獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室采樣分析，結(jié)果顯示等離子裂解排放的二噁英、呋喃內(nèi)物質(zhì)比美國的標(biāo)準(zhǔn)要低1250倍。

（3）有機(jī)氟殘液在能量密集的等離子發(fā)生器內(nèi)會(huì)迅速被分解成碳、氫、氯等元素以及CO等分子結(jié)構(gòu)，焚燒處理更徹底，通過該技術(shù)處理有機(jī)氟殘液產(chǎn)生的尾氣僅是其他焚燒法的5%左右，且產(chǎn)生的炭黑量也很少，生成的有水氫氟酸中幾乎看不到炭黑，不影響其外銷。

（4）隨著等離子技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)逐步深入到各個(gè)領(lǐng)域，特別是等離子焚燒技術(shù)運(yùn)用于有機(jī)氟殘液，大大提高了殘液的處理量，為有機(jī)氟工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但該技術(shù)仍需進(jìn)一步的完善，如等離子噴槍使用壽命較短，出現(xiàn)故障時(shí)維修困難；由于等離子體處理殘液時(shí)溫度高，分解后的氣體進(jìn)入急冷塔，要求急冷塔的材質(zhì)必需能承受高溫和耐酸性等。

四、結(jié)論

通過以上兩種有機(jī)氟殘液處理方法的介紹，等離子體焚燒技術(shù)是有效處理有機(jī)氟殘液的新型技術(shù)，為有機(jī)氟產(chǎn)品的發(fā)展掃清了障礙。通過等離子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，大大提高了殘液處理量，降低了貯存風(fēng)險(xiǎn)，通過吸收焚燒氣中的氫氟酸外銷，同時(shí)廢水能夠達(dá)標(biāo)排放，達(dá)到了環(huán)保與企業(yè)效益雙贏的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]《有機(jī)氟殘液的處理及防護(hù)》 有機(jī)氟工業(yè)

[2]《有機(jī)氟殘液的焚燒處理》 化工環(huán)保