(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体とを混合し、得られる混合物を火炎ラジカル反応させ、火炎ラジカル反応中の該混合物をプラズマ処理しつつ触媒層に接触させ、上記有機ハロゲン化合物を分解したことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項２】
上記有機ハロゲン化合物は、フッ素を含む有機ハロゲン化合物であり、上記可燃物質は混合時に気体又は液体の炭化水素である請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項３】
上記混合物の上記有機ハロゲン化合物は、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）であり、上記炭化水素は、プロパンガス又は灯油である請求項１または２記載の有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項４】
上記触媒層は、活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）にニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、リン（Ｐ）の中から選ばれた少なくとも一種を担持している請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項５】
有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体とを混合し、得られる混合物を火炎ラジカル反応させ該有機ハロゲン化合物を処理する装置において、
上記有機ハロゲン化合物を上記可燃物質と酸素または酸素含有気体をそれぞれ所望の割合で混合する混合部と、
該混合部で混合された混合物を火炎ラジカル反応させるバーナー及び該バーナーで火炎ラジカル反応された反応気体を接触させる触媒層とを内部に有する反応塔と、
該反応塔の外周にアース電極を設け、上記反応塔の内部に放電電極を設けたプラズマ装置とを有する有機ハロゲン化合物処理装置。
【請求項６】
上記反応塔の触媒層を通過した反応気体に対し、アルカリ性水溶液を噴射して反応気体を無害化処理する洗浄装置を有する請求項５記載の有機ハロゲン化合物処理装置。
【請求項７】
上記反応塔はセラミックで形成され、上記触媒層は活性アルミナ又は２酸化チタンである請求項５または６記載の有機ハロゲン化合物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロン等の有機ハロゲン化合物を可燃物質の火炎ラジカル反応と触媒層に接触させるとともにプラズマ処理をして分解し、無害化する有機ハロゲン化合物の分解方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年オゾン層を破壊する物質としてフロンが注目されフロンガスを回収して分解する技術が研究開発されている。フロンのみならずパーフロロカーボン（ＰＦＣ）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）等の有機ハロゲン化合物についても無害化処理が必要となっている。
しかしながら、これらの有機ハロゲン化合物は通常では不燃性で安定した化合物であり、地球環境の保護のためにフロン等の有機ハロゲン化合物を分解処理方法が必要とされ、研究されている。
【０００３】
パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）、フロン等の有機ハロゲン化合物を分解処理する方法としては、燃焼分解法、プラズマ分解法、触媒分解法がある。
燃焼分解法は、火炎中に有機ハロゲン化合物を少量ずつ吹き込み高温で分解する方法である。この場合は、フロン等の有機ハロゲン化合物の燃焼反応は吸熱反応であり分解するためには燃焼反応のための燃料が多く必要であり、装置も大型化して、可燃気体の割合に比べ処理量が少なく効率的ではなかった。また、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）は燃焼では分解できなかった。
【０００４】
プラズマ分解法は、放電電極と誘導電極とを誘電体を解して互いに配置して、これらの電極間に高圧のパルス電圧を印加することにより電極間に放電を生じさせ、そこを通過する有機ハロゲン化合物を分解するもの（例えば、特許文献１参照。）と、アークプラズマ分解するものがある。しかしながら、図５に示すようにパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）の場合は、完全に分解しようとすると、投入電力が大きくなり、処理コストが増加するとともに、投入電力をどんなに大きくしても分解率が９０％を若干超える程度で不十分であり、投入電力を少なくすると分解率が４０％まで低下していた。
【０００５】
触媒分解法は、触媒層に分解する有機ハロゲン化合物を接触させて分解するものである（例えば、特許文献２参照。）。この場合は、分解時間が長く、１０時間以上もかかる場合があり、処理効率が不十分であった。また、触媒の反応活性の維持と触媒寿命の維持に問題があった。また、有機ハロゲンの各成分には分解処理可能なものと不可能なものとがあり、実際に分解処理をする場合に問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−３２２７１８号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−１５０６０号公報（第４−５頁、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、小型の装置で有機ハロゲン化合物を一つの装置で成分に関係なく、効率よく完全に分解する方法と装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体とを混合し、得られる混合物を火炎ラジカル反応させ、火炎ラジカル反応中の混合物質をプラズマ処理しつつ触媒層に接触させ、有機ハロゲン化合物を分解したことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方法である。
【０００９】
請求項１の本発明においては、有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体とを混合し、得られる混合を火炎ラジカル反応させるため、効率よく火炎ラジカル反応、分解することができる。火炎ラジカル反応効率を向上するためには各物質の混合が十分になされることが望ましい。
有機ハロゲン化合物としては、例えばクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）やハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）等のフロン、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）等がある。
【００１０】
可燃気体としては、水素、メタン、エタン、プロパン、エチレンおよび天然ガス等を使用することができる。また、可燃液体としては、灯油、重油、ガソリン、エタノール、メタノール等を使用できる。
酸素または酸素含有気体としては、酸素のみならず空気や酸素含有量を増加させた空気を使用することができる。
さらに、混合物質の火炎ラジカル反応のみでは完全に有機ハロゲン化合物を分解することができなく、火炎ラジカル反応中の混合物質をプラズマ処理するため、高温の混合物質である反応物質はプラズマ処理でき、反応物質がプラズマ化されやすく、プラズマ処理を効率的に行うことができる。ここで高温の反応物質は気体となり、  この反応気体をそのままプラズマ処理しつつ触媒層に接触させ分解したため、触媒層には活性化された高温の反応気体が接触するため、触媒層での反応が促進される。このため、触媒層を通過した有機ハロゲン化合物の反応物質は、完全に分解されることができる。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項２の本発明は、有機ハロゲン化合物は、フッ素を含む有機ハロゲン化合物であり、可燃物質は混合時に気体又は液体の炭化水素である有機ハロゲン化合物の分解方法である。
【００１２】
請求項２の本発明においては、処理する有機ハロゲン化合物は、フッ素を含む有機ハロゲン化合物である。フッ素を含む有機ハロゲン化合物には、フロン、代替フロン類、パーフルオロカーボン（ＰＦＣ）等があり、これらは、オゾン層を破壊したり、地球温暖化の原因となったりするため、分解処理が必要である。
可燃物質は混合時に気体又は液体の炭化水素であるため、処理する有機ハロゲン化合物とどの様な割合にも容易に混合することができ、効率的かつ、大量に処理をすることができる。また、炭化水素であるため、反応カロリーが大きく、火炎ラジカル反応時に高温を発生することができ、処理効率をあげることができる。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項３の本発明は、混合物質の有機ハロゲン化合物は、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）であり、炭化水素は、プロパンガスである有機ハロゲン化合物の分解方法である。
【００１４】
請求項３の本発明においては、混合気体の有機ハロゲン化合物は、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）であり、炭化水素は、プロパンガスである。混合気体は安定なパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）に反応性が高いプロパンガスの混合物であるため、火炎ラジカル反応が高温のため容易に、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）を分解することができる。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項４の本発明は、触媒層は、活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）にニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、りん（Ｐ）の中から選ばれた少なくとも一種を担持している有機ハロゲン化合物の分解方法である。
【００１６】
請求項４の本発明においては、触媒層が活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）である。活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）は多孔質であり、分解反応をするための有機ハロゲン化合物の反応気体との接触面積が大きく、反応を効率的に行うことができる。
活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）は、反応気体の流通をよくして、効率を上げるために、粒状のもの、球状のもの、あるいは円筒状のもの等を用いることができる。
活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）にニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、リン（Ｐ）の中から選ばれた少なくとも一種を担持させたため、活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）の触媒活性を向上させることができる。上記の金属を担持させたため、活性アルミナ又は２酸化チタン（ＴｉＯ２）を高温領域で使用することができ、反応を効率的に行うことができる。
【００１７】
上記課題を解決するために請求項５の本発明は、有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体とを混合し、得られる混合物を火炎ラジカル反応させ有機ハロゲン化合物を処理する装置において、有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体をそれぞれ所望の割合で混合する混合部と、混合部で混合された混合物を火炎ラジカル反応させるバーナー及びバーナーで火炎ラジカル反応された反応気体を接触させる触媒層とを内部に有する反応塔と、反応塔の外周にアース電極を設け、反応塔の内部に放電電極を設けたプラズマ装置とを有する有機ハロゲン化合物処理装置である。
【００１８】
請求項５の本発明においては、有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体とを混合し、得られる混合物を火炎ラジカル反応させ有機ハロゲン化合物を処理する装置において、有機ハロゲン化合物を可燃物質と、酸素または酸素含有気体をそれぞれ所望の割合で混合する混合部を有しているため、火炎ラジカル反応前に有機ハロゲン化合物を可燃物質と酸素または酸素含有気体を十分に混合することができ、効率的な火炎ラジカル反応をすることができる。さらに、火炎ラジカル反応前に混合するため所望の混合比率で確実に混合することができ、火炎ラジカル反応させることができる。
【００１９】
混合部で混合された混合物質を火炎ラジカル反応させるバーナー及びバーナーで火炎ラジカル反応され気体となった反応気体を接触させる触媒層とを内部に有する反応塔を有しており、バーナーで火炎ラジカル反応された可燃物質の熱によってフロン等の有機ハロゲン化合物が分解するとともに、バーナーと同じ反応塔に設けた触媒層に火炎ラジカル反応ガスが導入され、触媒層で高温の火炎ラジカル反応された反応気体がさらに分解される。
反応塔の外周にアース電極を設け、反応塔の内部に放電電極を設けたプラズマ装置を設けたため、アース電極と放電電極の間に高圧のパルス電圧を印加して放電を起こして、反応塔内の火炎ラジカル反応ガスをプラズマ処理することができ、完全に有機ハロゲン化合物を分解処理することができる。
特にプラズマ装置をバーナーの反応部分と触媒層の両方の部分に設けた場合は、一層完全な処理ができるが、どちらか一方のみにプラズマ装置を設けてもよい。
【００２０】
上記課題を解決するために請求項６の本発明は、反応塔の触媒層を通過した反応気体に対し、アルカリ性水溶液を噴射して反応気体を無害化処理する洗浄装置を有する有機ハロゲン化合物処理装置である。
【００２１】
請求項６の本発明においては、反応塔の触媒層を通過した反応気体に対し、アルカリ性水溶液を噴射して反応気体を無害化処理する洗浄装置を有するため、有機ハロゲン化合物が分解して生成した、フッ化水素（ＨＦ）や塩化水素（ＨＣｌ）等のハロゲン化水素を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、塩化カルシュウム（ＣａＣｌ２）、水酸化カルシュウム（Ｃａ（ＯＨ）２）等のアルカリ性水溶液で吸収し、中和して無害化処理することができる。
このとき、無害化処理されたフッ化水素（ＨＦ）は、例えば溶解度の低いフッ化カルシュウム（ＣａＦ２）として沈殿させ回収することができ、塩化水素（ＨＣｌ）は塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）として回収することができる。
【００２２】
このため、反応気体は、無害な炭酸ガス（ＣＯ２）や、水蒸気（Ｈ２Ｏ）のみとすることができる。そして、フッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）を回収して、再利用することができる。
また、反応気体にアルカリ性水溶液を噴射するため、反応気体の温度を急速に低下させることができ、外部へ温度を下げて排気することができる。
【００２３】
上記課題を解決するために請求項７の本発明は、反応塔はセラミックで形成され、触媒層は活性アルミナ又は２酸化チタンである有機ハロゲン化合物処理装置である。
【００２４】
請求項７の本発明においては、反応塔はセラミックで形成されているため、有機ハロゲン化合物を高温で分解することができるとともに、金属で形成された場合に比べ、火炎ラジカル反応時に反応塔が腐食したり、反応塔の壁の材料が酸化されて剥離することがないので、反応気体に不純物が混入することがなく、回収したフッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）の利用価値が高い。
触媒層は活性アルミナ又は２酸化チタンであるため、反応気体やプラズマ処理によって触媒が高温になっても触媒活性が高く、さらに、活性アルミナ等に金属を担持させることが容易であり、より一層触媒活性を高くすることができる。
また、活性アルミナ又は２酸化チタンを粒状、球状や円筒状に加工することが容易であり、反応気体が通過する抵抗が低く、触媒層中を反応気体が通過しやすいため、触媒反応が効率よく行われる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明について、図面に基づき実施の形態を説明する。
以下、本発明の実施の形態について、有機ハロゲン化合物としてフッ素を含む有機ハロゲン化合物、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）と、可燃物質としてプロパンガスを例に取り、分解処理の方法と装置について説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
図１にフッ素を含む有機ハロゲン化合物の分解処理装置の概略図を示す。
【００２６】
ＬＰＧタンク１１には、プロパンガスが充填されて、ＬＰＧバルブ１１ａの開閉とＬＰＧ流量計１１ｂを使用することにより所定量のプロパンガスがＬＰＧパイプ２１を通り混合ガスパイプ２０に流入する。
同様に、コンプレッサー１２により空気が圧縮されて、一次空気バルブ１２ａの開閉と一次空気流量計１２ｂを使用することにより所定量の一次空気が一次空気パイプ２２を通り混合ガスパイプ２０に流入する。
【００２７】
パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）は、回収されてＰＦＣボンベ１３に貯蔵されて処理装置に搬入される。ＰＦＣボンベ１３ではなく、直接パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）を処理装置へ送入することもできる。パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）は、ＰＦＣガスバルブ１３ａの開閉とＰＦＣガス流量計１３ｂを使用することにより所定量のパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）がＰＦＣガスパイプ２３を通り混合ガスパイプ２０に流入する。
酸素は酸素ボンベ１４から装置に送入され、酸素ガスバルブ１４ａの開閉と酸素流量計１４ｂを使用することにより所定量の酸素が酸素ガスパイプ２４を通り混合ガスパイプ２０に流入する。酸素は一次空気中の酸素とは別に混合ガス中の酸素濃度を増加させたい場合に混合ガスパイプ２０に送入される。
【００２８】
混合ガスパイプ２０に流入したプロパンガス，一次空気（必要な場合は酸素濃度を増加させる）とＰＦＣガスは混合ガスパイプ２０中で所定量の割合に混合されて、反応部３０へ送られる。プロパンガスと一次空気との混合比率は、プロパンガスが完全反応する理論量であるが、一次空気の量を若干過剰にする等のように適宜変化させることができる。ＰＦＣガスとプロパンガスとの混合比率については後述する。
プロパンガス，一次空気とＰＦＣガスの混合は、混合ガスパイプ２０中の移送途中で混合されるが、それぞれのガスパイプから混合ガスパイプ２０に入る前に混合を一層確実にするために混合室を設けてもよい。可燃物質が液体の場合はバーナー３１部分で混合することができる。
【００２９】
反応部３０は、バーナー３１、触媒層３２と反応塔３３から構成され、図２に示すように、円筒状の反応塔３３の内部において、その入り口側に混合ガスパイプ２０と接続しているバーナー３１と、その出口側に触媒層３２が設けられている。
なお、反応塔３３の上方から、二次空気１５が二次空気バルブ１５ａと二次空気流量計１５ｂにより流量をコントロールされて、導入される。この二次空気により完全な火炎ラジカル反応をすることができる。
反応塔３３の外周には、冷却のために冷風を吹きかけたり、冷水を循環させる冷却パイプを設けてもよい。バーナー３１としては、可燃気体を空気または酸素とともに火炎ラジカル反応させることができればよく、通常の構造のバーナー３１を使用することができる。
【００３０】
バーナー３１の火炎に相当する反応塔３３と触媒層３２の外周には、アース電極４２が巻かれている。反応塔３３の内部中心には長手方向に直線状の放電電極４１が設けられている。
放電電極４１およびアース電極４２はパルス高電圧装置４４に接続されて、パルス高電圧装置４４から高電圧のパルス電流を供給されて、放電電極４１とアース電極４２の間で高圧放電が起こり、反応気体にプラズマが発生して、反応気体をプラズマ処理することができる。
【００３１】
パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）とプロパン（ＬＰＧ）との混合割合は適宜選択できるが、各混合割合におけるパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）の分解反応は次のとおりである。
０．５：１反応では、
０．５ＣＦ４＋Ｃ３Ｈ８＋５Ｏ２→２ＨＦ＋３．５ＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ
１：１反応では、
ＣＦ４＋Ｃ３Ｈ８＋５Ｏ２→４ＨＦ＋４ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
１．５：１反応では、
１．５ＣＦ４＋Ｃ３Ｈ８＋５Ｏ２→６ＨＦ＋４．５ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
２：１反応では、
２ＣＦ４＋Ｃ３Ｈ８＋５Ｏ２→８ＨＦ＋５ＣＯ２
【００３２】
また、他の有機ハロゲン化合物であるハイドロフロロカーボンガス（ＨＦＣ）とプロパンガスの各混合割合におけるハイドロフロロカーボンガス（ＨＦＣ）の分解反応は次のとおりである。
１：１反応では、
ＣＨ２ＦＣＦ３＋Ｃ３Ｈ８＋６．５Ｏ２→４ＨＦ＋５ＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ
２：１反応では、
２ＣＨ２ＦＣＦ３＋Ｃ３Ｈ８＋８Ｏ２→８ＨＦ＋７ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
３：１反応では、
３ＣＨ２ＦＣＦ３＋Ｃ３Ｈ８＋９．５Ｏ２→１２ＨＦ＋９ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
４：１反応では、
４ＣＨ２ＦＣＦ３＋Ｃ３Ｈ８＋１１Ｏ２→１６ＨＦ＋１１ＣＯ２
【００３３】
上記のようにパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）やハイドロフロロカーボンガス（ＨＦＣ）をプロパンガスと任意の割合で混合して分解することができる。パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）とプロパンガスの混合比率の例としては、４フッ化メタン（ＣＦ４）の場合はプロパンガスに対する４フッ化メタン（ＣＦ４）の比は、０．０２〜２．５程度であり、６フッ化エタン（Ｃ２Ｆ６）の場合には１．０〜８．０程度が可能である。
このバーナー３１で熱分解されたパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）等は、反応部分でアース電極４２と放電電極４１の間で高圧放電によりプラズマ処理されて分解が促進される。プラズマ処理は後に詳述する。
【００３４】
さらに、反応気体は、反応塔３３の触媒層３２に送られて、触媒層３２で一層確実に分解される。
触媒層３２は、活性アルミナ、２酸化チタン、シリカ、マグネシア、ジルコニア、等の酸化物を単独または混合して使用することができる。
活性アルミナ又は２酸化チタンは多孔質であり、気相接触反応として反応気体との接触面積が大きく、分解効率がよい。反応気体を気相流通式で分解するため、活性アルミナ、２酸化チタン等の触媒は、粒状のもの、球状のもの、円筒状のもの等が使用することができる。粉状の場合は反応気体の通過抵抗が大きくなり、スムースな通過が妨げられる。
【００３５】
活性アルミナ、２酸化チタンは、より一層触媒活性を向上させるために、金属を担持させることができる。この金属は例えば遷移金属元素であるチタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、リン（Ｐ）等を使用することができる。これらの金属の担持方法は、例えばこれらの金属のハロゲン化化合物の水溶液に活性アルミナ等を入れて混合撹拌して水溶液を含浸させて、その後乾燥させることで担持させることができる。
活性アルミナ、２酸化チタンは高温領域で活性が高く、活性アルミナ、２酸化チタンを使用することにより高温で反応気体の分解に使用することができ、触媒のカーボン等の付着が少なく、効率よく分解させることができる。
【００３６】
プラズマ処理は放電電極４１とアース電極４２の間にパルス高電圧装置４４で発生した８ＫＶ〜３００ＫＶのパルス高電圧を繰り返し印加して、放電電極４１と第一アース電極４２の間にコロナ放電を発生させる。この放電により有機ハロゲン化合物が分解される。
触媒層３２においては、反応気体が火炎ラジカル反応時の高温のまま送られてくるとともに、プラズマ処理により高温とされるため、反応気体の分解が促進されて、十分な分解がなされる。
【００３７】
分解結果を図３と図４に示す。図３と図４に示すようにパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）とプロパンガスの割合は広い範囲にわたり高分解率を示している。図３と図４においていずれも９０％をはるかに超える分解率を示している。特に、プロパンガスに対してパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）の混合率が低いとほぼ完全にパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）を分解することができる。
【００３８】
触媒層３２で分解された反応気体は、反応塔３３の出口付近でアルカリ噴霧口５２からアルカリ水溶液を噴霧される。
洗浄装置５０の上部には、アルカリ水溶液が入ったアルカリ水溶液槽５１が設けられて、分解ガスであるフッ化水素（ＨＦ）や炭酸ガス（ＣＯ２）を含んだ反応気体は、アルカリ水溶液を噴霧され、これによって反応気体は１００℃以下に冷却され、フッ化水素（ＨＦ）や炭酸ガス（ＣＯ２）が吸収される。
【００３９】
アルカリ水溶液はたとえば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、塩化カルシュウム（ＣａＣｌ２）、水酸化カルシュウム（Ｃａ（ＯＨ）２）等の水溶液である。これによって、反応気体中のフッ化水素（ＨＦ）や塩酸（ＨＣｌ）等のハロゲン化水素を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カルシュウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、塩化カルシュウム（ＣａＣｌ２）等のアルカリ性水溶液で吸収し、中和して無害化処理することができる。
【００４０】
例えばフッ化水素（ＨＦ）や塩酸（ＨＣｌ）を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と塩化カルシュウム（ＣａＣｌ２）で中和する反応は、以下のとおりである。
ＨＦ＋ＮａＯＨ→ＮａＦ＋Ｈ２Ｏ・・・・・・・・・（１）
ＨＣｌ＋ＮａＯＨ→ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ・・・・・・・（２）
２ＮａＦ＋ＣａＣｌ２→ＣａＦ２＋２ＮａＣｌ・・・（３）
反応式（１）で示すように、反応気体中のフッ化水素（ＨＦ）は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液の噴霧により吸収され、反応してフッ化ナトリウム（ＮａＦ）となり、反応塔３３の下方に設置された洗浄液槽５３に貯められる。
【００４１】
そして、洗浄液槽５３又は別に設けられた沈殿槽（図示せず）に塩化カルシュウム（ＣａＣｌ２）水溶液が投入されて、反応式（３）の反応が生じる。そして、パーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）中のフッ素（Ｆ）は、溶解度が低いためフッ化カルシュウム（ＣａＦ２）として、洗浄液槽５３または、洗浄液槽５３に連結した沈殿槽に沈殿して、分離される。
また、沈殿槽を２つ設けた場合には、一方の沈殿槽が沈殿している間に、他方の沈殿槽で、沈殿反応や、沈殿物の取り出し作業をすることができ、効率的である。
【００４２】
このフッ化カルシュウム（ＣａＦ２）は、洗浄液槽５３や沈殿槽の水溶液中に不純物が残るため、純度の高いものとなり、洗浄後に再利用することができ、有用性が高い。
また、塩素（Ｃｌ）を含むフッ素化合物では、分解によって塩化水素（ＨＣｌ）が発生するが、反応式（２）に示すように、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と反応して塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）となり、無害化され回収することができる。
【００４３】
また、フッ化水素（ＨＦ）や塩酸（ＨＣｌ）を塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）と塩化カルシュウム（ＣａＣｌ２）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で中和する反応は、以下のとおりである。
ＨＦ＋ＮａＣｌ→ＮａＦ＋ＨＣｌ・・・・・・・・・（４）
ＨＣｌ＋ＮａＯＨ→ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ・・・・・・・（５）
２ＮａＦ＋ＣａＣｌ２→ＣａＦ２＋２ＮａＣｌ・・・（６）
この場合も、反応式（６）に示すように、フッ素（Ｆ）は、フッ化カルシュウム（ＣａＦ２）として、洗浄液槽５３または、洗浄液槽５３に連結した沈殿槽（図示せず）に沈殿して、分離される。上記と同様に塩酸（ＨＣｌ）は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と反応して塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）となり、無害化され回収することができる。
【００４４】
このため、反応気体は、洗浄装置５０を出るときには、無害な炭酸ガス（ＣＯ２）や、水蒸気（Ｈ２Ｏ）のみとすることができ、排気ガス口５４から排出される。
そして、フッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）を回収して、再利用することができるため、地球環境の保護にも貢献することができる。
【００４５】
次に、六フッ化硫黄（ＳＦ６）の処理について説明する。
六フッ化硫黄（ＳＦ６）を炭化水素と空気とを混合して火炎ラジカル反応すると硫黄酸化物（ＳＯＸ）とフッ化水素（ＨＦ）が発生する。フッ化水素（ＨＦ）の処理は上記のパーフロロカーボンガス（ＰＦＣ）の処理時に発生するフッ化水素（ＨＦ）の処理と同様に処理することができる。
硫黄酸化物（ＳＯＸ）の処理は、火炎ラジカル反応、プラズマ処理、触媒層での反応により次のようになる。
ＳＦ６＋Ｃ３Ｈ８＋５Ｏ２→６ＨＦ＋Ｈ２ＳＯ４＋３ＣＯ２・・（７）
Ｈ２ＳＯ４＋２ＮａＯＨ→Ｎａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ・・・・・・（８）
Ｎａ２ＳＯ４＋ＣａＣｌ２→ＣａＳＯ４＋２ＮａＣｌ・、・・・（９）
【００４６】
反応（７）で発生した硫酸（Ｈ２ＳＯ４）は、洗浄装置５０で水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の噴霧により反応式（８）で示すように吸収され、反応して硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）となり、反応塔３３の下方に設置された洗浄液槽５３に貯められる。
そして、洗浄液槽５３に塩化カルシュウム（ＣａＣｌ２）水溶液が投入されて、反応式（９）の反応が生じる。そして、六フッ化硫黄（ＳＦ６）中の硫黄（Ｓ）は、硫酸カルシュウム（ＣａＳＯ４）として、洗浄液槽５３または、洗浄液槽５３に連結した沈殿槽（図示せず）に沈殿して、分離される。
この硫酸カルシュウム（ＣａＳＯ４）は、洗浄液槽５３や沈殿槽の水溶液中に不純物が残るため、純度の高いものとなり、有用性が高い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、有機ハロゲン化合物は可燃物質および酸素または空気と混合されて火炎ラジカル反応され、触媒層で反応すると同時にプラズマ発生装置によりプラズマ処理され、さらに、高効率で確実に分解できる、装置も小型の方法と装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様である処理装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の態様である処理装置の反応部の概略図である。
【図３】本発明の処理方法で４フッ化メタンを処理した結果を示すグラフである。
【図４】本発明の処理方法で６フッ化エタンを処理した結果を示すグラフである。
【図５】従来の方法でパーフロロカーボンを処理した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１１  ＬＰＧタンク
１２  一次空気
１３  パーフロロカーボンガス
１４  酸素
２０  混合ガスパイプ
３０  反応部
３１  バーナー
３２  触媒層
３３  反応塔
４０  熱放電プラズマ装置
５０  洗浄装置
【要約】【課題】小型の装置で有機ハロゲン化合物を効率よく完全に分解する方法と装置を提供する。
【解決手段】ＰＦＣ等の有機ハロゲン化合物をプロパンガス等の可燃物質と酸素または酸素含有気体とを混合し、得られる混合物をバーナー３１で火炎ラジカル反応させ、反応中の混合物を熱プラズマ装置４０でプラズマ処理しつつ活性アルミナ又は２酸化チタン等の触媒層３２に接触させ有機ハロゲン化合物を分解したことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方法である。
【選択図】        図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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