制冷劑的再處理技術(shù)

回收后的制冷劑一般分為可再生的不純制冷劑和不可再生的制冷劑?；厥盏闹评鋭┯行柽M(jìn)行純度檢驗(yàn)，辨別其是否可再生，如果檢測(cè)表明污染度較小可再生，對(duì)于單組工質(zhì)的制冷劑可直接對(duì)其進(jìn)行蒸餾再生處理，對(duì)于多組工質(zhì)制冷劑則要經(jīng)過(guò)分餾處理來(lái)實(shí)現(xiàn)再生，如果制冷劑的檢驗(yàn)表明其污染較嚴(yán)重難以分離時(shí)，即判定為不可再生并進(jìn)行銷毀處理。可再生的不純制冷劑經(jīng)過(guò)再生處理，使其達(dá)到新產(chǎn)品的技術(shù)性能，而不可再生的制冷劑則必須妥善銷毀。

制冷劑的再生

方法大致可分為簡(jiǎn)易再生和蒸餾再生。簡(jiǎn)易再生是把回收到的制冷劑通過(guò)過(guò)濾器、干燥器等設(shè)備，以除去油、水及顆粒等雜質(zhì)。簡(jiǎn)易再生裝置較小，適用于少量再生；但再生制冷劑純度不高，不能用于其他制冷空調(diào)設(shè)備，只能在原設(shè)備中再利用。蒸餾再生是用蒸餾的方法將回收制冷劑中的不純物去除，達(dá)到制冷劑的再利用要求。

回收制冷劑經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾、蒸餾塔分餾，再經(jīng)脫酸脫水的蒸餾精制過(guò)程之后，可得到高純度的再生制冷劑，經(jīng)檢測(cè)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后可用于其他設(shè)備。如果檢測(cè)表明污染度較小可再生，對(duì)于單組工質(zhì)的制冷劑可直接對(duì)其進(jìn)行蒸餾再生處理，而對(duì)于多組工質(zhì)制冷劑則要經(jīng)過(guò)分餾處理來(lái)實(shí)現(xiàn)再生。蒸餾再生裝置運(yùn)行費(fèi)用較高，適用于大中型處理量的回收制冷劑的再生。

除油

制冷劑除油器。根據(jù)制冷劑和冷凍機(jī)油在常溫下的揮發(fā)度不同而設(shè)計(jì)。制冷劑在常溫下是氣液共存的飽和狀態(tài)，一旦將制冷劑中的氣體抽出后，打破氣液共存的飽和狀態(tài)，液體就會(huì)汽化變成氣體以繼續(xù)維持常溫下的飽和狀態(tài)。冷凍機(jī)油在常溫下不汽化。若連續(xù)地將氣體抽出，制冷劑液體會(huì)不斷地汽化，直至將所有制冷劑的液體全部汽化后抽出。

干燥

回收得到的制冷劑中的水分會(huì)對(duì)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的制冷性能造成很大影響，水分的存在除了對(duì)制冷劑本身的熱力學(xué)性質(zhì)有影響外，在制冷循環(huán)的膨脹閥處會(huì)因?yàn)闇囟群蛪毫Φ捏E然降低而冷凍凝結(jié)，影響制冷劑循環(huán)管道的暢通；另外水分會(huì)腐蝕設(shè)備造成更嚴(yán)重的固體殘?jiān)?，固體殘?jiān)拇嬖谝矔?huì)對(duì)循環(huán)通道的暢通造成影響，因此制冷劑的再生需要將水分除去。

有機(jī)物水分脫除的方法一般有普通精餾、萃取精餾、共沸精餾、滲透汽化膜分離和干燥劑脫水等。普通精餾是利用混合液中組分揮發(fā)度的不同，實(shí)現(xiàn)混合液組分分離的多級(jí)蒸餾操作，因同時(shí)進(jìn)行多次部分氣化和部分冷凝，因此可以得到高純度組分產(chǎn)品。萃取精餾是在原混合液中加入萃取劑，使混合液各組分的揮發(fā)度差異變大，從而能用普通精餾方法實(shí)現(xiàn)分離。共沸精餾是在共沸物中夾帶劑，使該組分與原混合液中的一個(gè)組分形成新的共沸液，再使用普通精餾分離。滲透汽化膜分離是在組分蒸汽壓差推動(dòng)下，利用不同組分通過(guò)膜的速率的不同實(shí)現(xiàn)分離過(guò)程的。干燥劑脫水是借助干燥劑（吸附劑）微孔對(duì)水分的吸附能力實(shí)現(xiàn)脫水的，它一般分為物理干燥和化學(xué)干燥，如硅膠或活性氧化鋁通過(guò)物理吸附水為物理干燥，硫酸鈣或氯化鈣通過(guò)與水結(jié)合生成結(jié)合水為化學(xué)干燥。

物理干燥劑有硅膠、活性氧化鋁、蒙脫石和分子篩等，其中分子篩是一類高效選擇性的吸水劑，它不吸附制冷劑，在較高溫度或水分很少的情況下，仍然能吸附大量的水分，其脫水量比其它干燥劑高，能有效地干燥各種制冷劑，在實(shí)際干燥過(guò)程中，分子篩會(huì)吸附少量制冷劑（一般低于 1%），但在可接受范圍內(nèi)。表3.2比較了幾種常見(jiàn)干燥劑的干燥效果。

分子篩的本質(zhì)是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，它具有豐富的孔道結(jié)構(gòu)和很大的比表面積，且孔徑大小均勻，能夠吸附比其微孔尺寸小的分子（如H2O），具有很高的選擇性，適宜于液體、氣體的深度脫水。分子篩在使用一段時(shí)間后，吸水能力下降，可以通過(guò)反向通入干燥熱空氣的方法對(duì)其進(jìn)行再生。

不凝性分離

制冷系統(tǒng)中的不凝氣主要指空氣，其進(jìn)入制冷循環(huán)系統(tǒng)的主要途徑有1.制冷設(shè)備生產(chǎn)時(shí)充注制冷劑前制冷系統(tǒng)排空不徹底；2.制冷劑和壓縮機(jī)潤(rùn)滑油充注時(shí)，空氣隨之混入；3.蒸發(fā)器處壓力低于大氣壓時(shí)，因密封性不良空氣進(jìn)入；4.制冷劑和壓縮機(jī)潤(rùn)滑油分解產(chǎn)生不凝氣。不凝氣隨制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，容易聚集在冷凝器的換熱管處，由于氣體的傳熱阻力較大，不凝氣的存在阻礙了制冷劑在冷凝器出的冷凝，使制冷劑冷凝的壓力和溫度升高，壓縮機(jī)的功率將增大，功耗增加，制冷效率嚴(yán)重下降。因此，必須采用一定方法除去制冷劑中含有的不凝氣。

回收的制冷劑一般儲(chǔ)存在高壓制冷劑儲(chǔ)罐內(nèi)，制冷劑絕大部分以液態(tài)形式存在，部分制冷劑與不凝氣以氣態(tài)形式存在于制冷劑儲(chǔ)罐的上方。制冷劑儲(chǔ)罐一般有兩個(gè)閥門供管道連接，可將其中一個(gè)作為放空閥使用，使用手工操作對(duì)制冷劑進(jìn)行放空排不凝氣。在進(jìn)行制冷劑回收時(shí)，儲(chǔ)存罐內(nèi)不可避免會(huì)混入空氣等非制冷劑氣體。隨著該類氣體的增加．會(huì)引起罐內(nèi)壓力增大，為避免儲(chǔ)存罐。儲(chǔ)存罐上設(shè)有非凝氣體排出閥。當(dāng)罐內(nèi)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，也就是因空氣等非制冷劑氣體過(guò)多造成罐內(nèi)壓力超過(guò)制冷劑正常的飽和蒸汽壓一定值時(shí)。該閥打開(kāi)。排出處于罐內(nèi)頂部的非凝氣體以保證儲(chǔ)存罐的安全。

蒸餾分離法

回收后的制冷劑經(jīng)過(guò)檢測(cè)后，如除一些油、水份、不凝氣體等雜質(zhì)外沒(méi)有混入其他種類制劑，則為單組分制冷劑，可以通過(guò)蒸餾再生提純制冷劑。按照再生處理規(guī)模，單組分蒸餾再生可分大型蒸餾再生系統(tǒng)或小型蒸餾再生設(shè)備。

對(duì)于很大的再生處理量可采用蒸餾再生系統(tǒng)；而對(duì)于較小的再生處理量可采用蒸餾再生設(shè)備。首先將回收的制冷劑通入分離罐，進(jìn)行油、酸、水分與硬顆粒污染物的分離。油、酸和硬顆粒污染物包括銅芯片會(huì)降至分離罐底部，可定期被排出。從分離器出來(lái)的蒸汽通過(guò)壓縮機(jī)壓縮為高壓高溫制冷劑蒸汽，通過(guò)熱交換器冷凝為液體，然后返回分離罐或通過(guò)多級(jí)干燥過(guò)濾器流出。再生設(shè)備中還包括一套制冷系統(tǒng)，在熱交換器中制冷系統(tǒng)的制冷劑蒸發(fā)用于冷凝被再生的制冷劑，其冷凝器在分離罐中用于加熱被再生的制冷劑。

根據(jù)處理制冷劑的特性分為高壓回收再生設(shè)備和低壓回收再生設(shè)備兩種，其中高壓回收再生設(shè)備適用于處理R12、R22、R502、R134a等制冷劑，低壓回收再生設(shè)備適用于處理R11、R113、R114、R123等制冷劑。

分餾再生法

回收后的制冷劑經(jīng)檢測(cè)后如還混有其他制冷劑，則為多組分制冷劑，需要通過(guò)分餾再生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)再生。根據(jù)制冷劑與雜質(zhì)成分的沸點(diǎn)情況確定分餾方案，確定發(fā)生器的蒸發(fā)溫度。待處理的制冷劑混合物進(jìn)入1號(hào)分餾塔，塔頂脫去低沸物，塔釜料進(jìn)入2號(hào)分餾塔，2號(hào)分餾塔回流管收集制冷劑，經(jīng)過(guò)除酸、干燥脫除水分到成品過(guò)渡槽，分析合格后進(jìn)入成品槽待灌裝。2號(hào)分餾塔塔釜的高沸物可利用的進(jìn)行再利用，不可利用的銷毀，機(jī)油可以熱能利用。1號(hào)分餾塔塔頂脫除低沸物，盡量回收可利用的低沸物，不可利用的低沸物銷毀。

銷毀技術(shù)

對(duì)于不可再利用的制冷劑，必須加以銷毀，進(jìn)行無(wú)害化分解處理。美國(guó)和日本制冷劑銷毀技術(shù)較為先進(jìn)，而中國(guó)的制冷劑銷毀處理尚處于起步階段。

目前制冷劑銷毀方式主要有等離子體法、燃燒法、水泥窯法、高溫水蒸汽熱分解法、過(guò)熱蒸汽反應(yīng)法及液體中燃燒法等。其中等離子體銷毀法溫度在10000℃以上，分解效率較高，可以達(dá)到99.9%以上，分解產(chǎn)物還可利用。燃燒法可利用現(xiàn)有的普通燃燒爐，在900℃爐內(nèi)分解，是較易推廣的一種銷毀方式。水泥窯法的爐內(nèi)溫度可達(dá)1400℃，制冷劑分解產(chǎn)生的有害HF和HCI被堿性的水泥原料吸收，分解效率可達(dá)到99.99%。高溫水蒸氣熱分解法的運(yùn)行費(fèi)用較低，分解生成物經(jīng)中和處理后可回收再利用。過(guò)熱蒸汽反應(yīng)銷毀制冷劑是在650℃高溫常壓下進(jìn)行。液體中燃燒法里燃燒分解產(chǎn)生的氯化氫等直接被水槽液體吸收，加入凝聚劑后實(shí)現(xiàn)固液分離。