(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液を超臨界水反応器で水の超臨界領域で分解処理する方法において、被処理液を貯留する被処理液槽のレベルを測定し、レベルの増減に応じて、被処理液の超臨界水反応器への供給量を増減させ、被処理液の供給量を減少させることにより超臨界水反応温度が低下する場合は、温度調整用発熱物質を別途超臨界水反応装置に供給することにより、超臨界水反応器の運転を続行するようにしたことを特徴とする超臨界水反応装置の運転方法。
【請求項２】
被処理液を水の超臨界領域で分解処理する超臨界水反応器を備えた超臨界水反応装置であって、被処理液を貯留する被処理液貯留槽と、被処理液貯留槽の被処理液を超臨界水反応器へ供給する被処理液供給手段と、被処理液貯留槽のレベルを測定するレベル測定手段と、レベル測定手段の信号により被処理液貯留槽のレベルの増減に応じて被処理液の供給量を制御する被処理液供給制御手段と、温度調整用発熱物質を超臨界水反応装置に供給するための温度調整用発熱物質供給手段とを設けたことにより、超臨界水反応器の運転を続行するようにしたことを特徴とする超臨界水反応装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超臨界水反応装置の運転方法および超臨界水反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有害な廃棄物・廃液、特に難分解性の物質について、閉鎖系（クローズド系）で完全な分解処理方法として、超臨界水酸化分解法が着目されている。超臨界水酸化分解法は、水の超臨界条件下（３７４℃以上、２２ＭＰａ以上）にある超臨界水を分解反応の媒体として利用することによって有機物を水と二酸化炭素などに完全分解する方法であり、反応は熱分解、加水分解及び酸化分解が同時に進行して閉鎖系内で有機物を完全分解すると共に、非常に大きな反応速度を達成することができる特徴のあることが知られている。
【０００３】
超臨界水反応装置を起動するには、反応器内が分解対象有機物の完全酸化分解に適した水の臨界温度（３７４℃）以上の設定温度まで昇温させる過程が必要であり、反応器内の昇温方法としては、電気ヒータ等により直接反応器を加熱する直接加熱と、電気ヒータ等により水や空気を加熱し、その加熱された水や空気を反応器に供給することで反応器を加熱する間接加熱がある。なお直接加熱、間接加熱とも、分解対象物の酸化熱により、超臨界水状態が維持できる場合は、起動後は外部からの加熱を中断することができる。いずれの方法においても、水の臨界温度（３７４℃）以上の設定温度まで昇温させるには、時間がかかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
超臨界水反応装置を単独で使用する場合はもちろん、他のプロセスと併用する場合でも、処理対象となる被処理液が常に一定に供給されるとは限らない。超臨界水反応装置へ供給する被処理液が不足し、タンクレベルが下限値を下回った場合、超臨界水反応装置を停止せざるを得ない。
【０００５】
しかしながら大型の超臨界水反応装置では、運転を再開するには、起動から定常運転に至るまでに時間を要してしまう。そのため、運転の停止・再開は非常に非効率であり、極力避ける必要がある。また、頻繁な停止・再開は、超臨界水反応器の材質に熱応力を生じさせるため、耐久性の観点からも好ましくない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、被処理液量が変動しても、超臨界水反応装置を停止することなく、運転を続行することができる超臨界水反応装置の運転方法および超臨界水反応装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１に記載した本発明は、被処理液を超臨界水反応器で水の超臨界領域で分解処理する方法において、被処理液を貯留する被処理液槽のレベルを測定し、レベルの増減に応じて、被処理液の超臨界水反応器への供給量を増減させ、被処理液の供給量を減少させることにより超臨界水反応温度が低下する場合は、温度調整用発熱物質を別途超臨界水反応装置に供給することにより、超臨界水反応器の運転を続行するようにしたことを特徴とする超臨界水反応装置の運転方法に関するものである。
【０００９】
上記課題を解決するための請求項２に記載した本発明は、被処理液を水の超臨界領域で分解処理する超臨界水反応器を備えた超臨界水反応装置であって、被処理液を貯留する被処理液貯留槽と、被処理液貯留槽の被処理液を超臨界水反応器へ供給する被処理液供給手段と、被処理液貯留槽のレベルを測定するレベル測定手段と、レベル測定手段の信号により被処理液貯留槽のレベルの増減に応じて被処理液の供給量を制御する被処理液供給制御手段と、温度調整用発熱物質を超臨界水反応装置に供給するための温度調整用発熱物質供給手段とを設けたことにより、超臨界水反応器の運転を続行するようにしたことを特徴とする超臨界水反応装置に関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、超臨界水反応装置において、被処理液量が変動しても、超臨界水反応装置を停止することなく、連続的に運転する方法に関するものであり、被処理液の量を監視し、被処理液量の増減に応じて、超臨界水反応器への被処理液の供給量を増減することを特徴とするものである。
【００１１】
被処理液貯留槽のレベルを監視し、貯留槽のレベルが低下する場合には、超臨界水反応器への被処理液供給量を落とすことにより、貯留槽のレベルを回復することができ、被処理液量の不足による超臨界水反応装置の停止を防ぐことができる。
【００１２】
被処理液貯留槽のレベルを測定する手段は、特に限定されないが、例えば、フロート式、電極式、静電容量式、ダイヤフラム式、差圧式、超音波式等を挙げることができる。
【００１３】
被処理液の増減に応じて、被処理液を超臨界水反応器に供給する量を増減することにより、被処理液の不足による超臨界水反応装置の停止を防ぐわけであるが、被処理液の供給量を調整する手段は、特に限定されるものではなく、例えば、供給ポンプの回転数制御やストローク長制御等が挙げられる。
【００１４】
被処理液の供給量の制御は、マニュアルで行ってもよいが、被処理液貯留槽のレベルの測定信号に基づいて、被処理液の供給量を自動的に制御してもよい。
【００１５】
被処理液供給量の低下により、超臨界反応温度が低下する場合は、イソプロピルアルコール、メタノール、灯油、重油等の温度調整用発熱物質を別途供給すればよい。温度調整用発熱物質の供給量の制御は、マニュアルで行ってもよいが、例えば被処理液貯留槽のレベルの測定信号に基づいて、温度調整用発熱物質の供給量を自動的に制御してもよい。
【００１６】
本発明方法における被処理液は、超臨界水反応により分解処理できるものであればどのようなものでもよいが、ポリ塩化ビフェニル、トリクロロエチレン、水酸化テトタメチルアンモニウム、ＰＥＴ、各種プラスチック等を挙げることができる。
【００１７】
本発明方法の超臨界水反応装置における超臨界水反応とは、酸化剤の存在下に行う超臨界水酸化分解反応、酸化剤の非存在下に行う超臨界水分解反応がある。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態を示すフロー図である。図１に示したフロー図は、酸化剤として空気を用いた超臨界水酸化分解装置のフローを図示したものである。１は超臨界水酸化分解反応を行う超臨界水反応器であり、水の超臨界領域（３７４℃以上、２２ＭＰａ以上）での反応が可能であれば、チューブ型でもベッセル型でもよい。
【００１９】
超臨界水酸化分解の処理対象となる被処理液は、被処理液貯留槽２に蓄えられ、高圧ポンプ３により所定の圧力まで昇圧されながら超臨界水反応器１へ供給される。酸化剤としての空気はコンプレッサー６により加圧され、被処理液と共に超臨界水反応器１へ供給される。水の超臨界領域にある超臨界水反応器１内で、被処理液は超臨界水酸化分解され、処理流体となって超臨界水反応器１より排出される。処理流体の処理は図示しないが、冷却・減圧後、気液分離すればよい。
【００２０】
被処理液貯留槽２のレベルをレベル測定手段７により測定し、レベル信号を制御手段８に送る。制御手段８ではレベル信号を監視し、被処理液貯留槽２のレベルが低下した場合は、高圧ポンプ３を制御して被処理液の供給量を減少させる。
【００２１】
被処理液貯留槽２のレベル低下に伴う被処理液供給量の減少により、超臨界水反応器１内の温度が低下する場合は、温度調整用発熱物質を温度調整用発熱物質貯留槽４から高圧ポンプを介して、超臨界水反応装置１に供給すればよい。
【００２２】
【実施例】
実施例１
図１に示したフロー図に基づいて、以下の条件により、超臨界水酸化分解反応を行った。
（１）被処理液
種類：水酸化テトラメチルアンモニウム含有水
発熱量：９００ｋｃａｌ／ｋｇ
（２）被処理液貯留槽
容量：１ｍ3
Ｌ  ：１００Ｌ（装置運転可能最低レベル）
Ｈ  ：９００Ｌ（装置運転可能最高レベル）
（３）被処理液の貯留槽への補給量
平均：５０Ｌ／Ｈｒ
最大：７０Ｌ／Ｈｒ
最低：１０Ｌ／Ｈｒ
（４）超臨界水反応器
形式：ベッセル式
反応条件：６００℃／２５ＭＰａ
（５）温度調整用発熱物質
種類：イソプロピルアルコール
発熱量：７５００ｋｃａｌ／ｋｇ
（６）供給量
ＱA：１５０Ｎｍ3／Ｈｒ
ＱW：３０〜５０Ｌ／Ｈｒ
ＱT：５Ｌ／Ｈｒ
被処理液の貯留槽への補給量が変動し、被処理液貯留槽のレベルが低下した場合は、表１に示すように、貯留槽のレベルに応じて、超臨界水反応器への被処理液の供給量を変化させた。
【００２３】
【表１】
0003723005.tif 000002
【００２４】
この時の、被処理液の貯留槽への補給量、被処理液貯留槽の残量および被処理液の超臨界水反応器への供給量の変化を図２に示す。
【００２５】
本発明方法により、被処理液の補給量が低下した場合であっても、被処理液貯留槽のレベルがＬを下回ることがなく、連続運転を行うことができた。
【００２６】
なお、被処理液の超臨界水反応装置への供給量を減少したことに伴う超臨界水反応温度の低下を防ぐため、発熱物質を供給した。
比較例１
図３に示したフロー図に基づいて、以下の条件により、従来より行なわれている超臨界水酸化分解反応を行った。
（１）被処理液
種類：水酸化テトラメチルアンモニウム含有水
発熱量：１５００ｋｃａｌ／ｋｇ
（２）被処理液貯留槽
容量：１ｍ3
Ｌ  ：１００Ｌ（装置運転可能最低レベル）
Ｈ  ：９００Ｌ（装置運転可能最高レベル）
（３）被処理液の貯留槽への補給量
平均：５０Ｌ／Ｈｒ
最大：７０Ｌ／Ｈｒ
最低：１０Ｌ／Ｈｒ
（４）超臨界水反応器
形式：ベッセル式
反応条件：６００℃／２５ＭＰａ
（５）供給量
ＱA：１５０Ｎｍ3／Ｈｒ
ＱW：５０Ｌ／Ｈｒ
平均的な被処理液の被処理液貯留槽への補給量は５０Ｌ／Ｈｒであるので、超臨界水反応器への供給量を５０Ｌ／Ｈｒとした。しかしながら、図４に示したグラフから明らかなように、被処理液の貯留槽への補給量が１０Ｌ／Ｈｒに低下し、被処理液貯留槽のレベルがＬを下回り、装置を停止した。その後、被処理液貯留槽のレベルがＬ以上となったので、超臨界水酸化分解装置を再起動したが、再起動に６時間を要し、その間処理が滞った。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に記載の発明により、被処理液を超臨界水反応装置で分解処理する方法において、被処理液量の補給量が変動し、低下した場合であっても、超臨界水反応装置を停止することなく、連続的に運転することができる。従って、超臨界水反応装置の停止・再起動操作を減少させることができ、超臨界水反応器にかかる熱応力を減らすことができ、超臨界水反応器の材料の破壊が起こりにくくなる。また、再起動作業が減ることにより、超臨界水反応装置を効率的に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一実施形態を説明するためのフロー図。
【図２】実施例１における、被処理液の貯留槽への補給量、被処理液貯留槽の残量および被処理液の超臨界水反応器への供給量の変化を示すグラフ。
【図３】従来法を説明するためのフロー図。
【図４】比較例１における、被処理液の貯留槽への補給量、被処理液貯留槽の残量および被処理液の超臨界水反応器への供給量の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１  超臨界水反応器
２  被処理液貯留槽
３  高圧ポンプ
４  温度調整用発熱物質貯留槽
５  高圧ポンプ
６  コンプレッサー
７  レベル測定手段
８  制御手段
【図１】
0003723005.tif 000003
【図２】
0003723005.tif 000004
【図３】
0003723005.tif 000005
【図４】
0003723005.tif 000006