(57)【要約】【課題】超臨界水を用いる水熱反応装置を停止させる際、とくに反応器の腐食を確実に防止できるようにし、併せて、反応器出口以降の配管等の腐食も防止できるようにし、望ましい条件で装置の運転を停止できるようにする。【解決手段】超臨界水を用いる水熱反応装置の運転を停止するに際し、被処理液および超臨界水の供給は停止するが、空気供給および反応器出口側への中和剤の供給を、反応器内温度が水の臨界点以下に低下するまで続行し、温度低下後に、反応器内に中和剤を供給し、中和剤の供給停止後に、反応器内に純水を供給して反応器内の中和剤を洗浄するとともに、反応器出口側でも中和剤供給から純水供給へ切り換えて反応器後段の中和剤を洗浄し、後段に設けたｐＨ計により中和剤の洗浄が終了したことを確認した後、純水および空気の供給を停止することを特徴とする水熱反応装置の運転停止方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液および超臨界水を供給して反応器内で水熱反応を行う水熱反応装置の運転停止方法であって、運転を停止するに際し、
被処理液および超臨界水の供給は停止するが、空気供給および反応器出口側への中和剤の供給を、反応器内温度が水の臨界点以下に低下するまで続行するステップと、
反応器内温度が水の臨界点以下に低下した後に、反応器内に中和剤を供給するステップと、
該反応器内への中和剤の供給を停止した後に、反応器内に純水を供給して反応器内の中和剤を洗浄するとともに、反応器出口側でも中和剤供給から純水供給へ切り換えて反応器後段の中和剤を洗浄するステップと、
後段に設けたｐＨ計により前記中和剤の洗浄が終了したことを確認した後、前記純水および空気の供給を停止するステップと、
を有することを特徴とする水熱反応装置の運転停止方法。
【請求項２】
被処理液および超臨界水を供給して反応器内で水熱反応を行う水熱反応装置の運転停止方法であって、運転を停止するに際し、
被処理液および超臨界水の供給は停止するが、水熱反応の酸化剤としての空気の供給ラインを介しての空気供給および反応器出口側に接続された中和剤供給ラインを介しての中和剤の供給を続行するステップと、
前記空気供給により反応器内が水の臨界点以下の温度に冷却されるまで待機するステップと、
反応器内温度が水の臨界点以下に低下した後に、前記空気供給ラインを介して反応器内に中和剤を供給するステップと、
該反応器内への中和剤の供給を停止した後に、同じラインを介して反応器内に純水を供給し、反応器内の中和剤を洗浄するステップと、
該反応器内中和剤洗浄ステップとともに、反応器出口側の前記中和剤供給ラインを介しての中和剤の供給を停止し、該中和剤供給ラインを介して純水を供給し、反応器後段の中和剤を洗浄するステップと、
後段に設けたｐＨ計により前記中和剤の洗浄が終了したことを確認した後、前記純水および空気の供給を停止するステップと、
を有することを特徴とする水熱反応装置の運転停止方法。
【請求項３】
前記反応器として、耐圧容器内に反応器を設けた二重容器構造を有し、反応器内圧力と耐圧容器と反応器との間の圧力とをバランスさせるようにした圧力バランス型反応器を用いる、請求項１または２の水熱反応装置の運転停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水熱反応装置の非常停止等の際の運転停止方法に関し、とくに圧力バランス型反応器を用いた水熱反応装置に好適な運転停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高温高圧水、とくに超臨界水の存在下での水熱酸化反応を利用して、環境汚染物質等を分解、無害化する試みが注目されている。とくに、超臨界水の高い反応性を利用した超臨界水酸化により、従来技術では分解することが難しかった有害な難分解性の有機物、例えば、ＰＣＢ（ポリ塩素化ビフェニル）、ダイオキシン、有機塩素系有機物等を分解して、二酸化炭素、窒素、水、無機塩などの無害な生成物に転化する試みが注目されている。この超臨界水とは、超臨界状態にある水、すなわち、水の臨界点を越えた状態にある水を言い、詳しくは、３７４．１℃以上の温度で、かつ２２．０４ＭＰａ以上の圧力下にある状態の水を言う。超臨界水は、有機物を溶解する溶解能が高く、有機化合物に多い非極性物質をも完全に溶解することができる一方、逆に、金属、塩等の無機物に対する溶解能は著しく低い。また、超臨界水は、空気や酸素、窒素などの気体と任意の割合で混合して単一相を構成することができる。このような超臨界水を用いた超臨界水酸化を含む水熱反応、とくに温度１８０℃以上、圧力１ＭＰａ以上の高温高圧水を用いる水熱反応等に圧力バランス型反応器を適用すると、比較的安価に、所望の水熱反応装置を構成することが可能になる。
【０００３】
この圧力バランス型反応器は、高圧下での反応を行う反応器として、耐圧容器内に反応器を設けて二重容器構造とし、反応器内の圧力と、耐圧容器と反応器の間の圧力とをバランスさせて、反応器自体には大きな内外差圧がかからないようにしたものである。このような構造においては、反応器自体には大きな変形力等が加わらないため、比較的薄肉構造を採用でき、また、高価な耐蝕材料等が要求される場合にもその材料費を削減でき、一方、耐圧容器には専ら耐圧性能だけを満足できる構造を採用すればよいから、比較的安価な材料を選定でき、装置全体を安価に構成できるとともに、装置各部に十分に高い要求性能を容易に持たせることが可能になる。
【０００４】
このような圧力バランス式反応器を有する水熱反応装置において、定常運転中に停止、例えば非常停止する場合、反応器内圧力と耐圧容器と反応器の間の圧力とのバランスを維持するとともに、反応器内に残留している腐食性反応流体が、耐圧容器と反応器の間に流出して耐圧容器の内壁を腐食させるのを防止するために、（１）酸化剤として供給していた空気以外のものの供給機器類を停止するとともに、空気は配管等の腐食防止のため反応器温度が低下するまで供給を続ける、という運転停止方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２７９７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記提案に係る運転停止方法では、以下のような問題が生じるおそれがある。すなわち、処理対象物が例えばハロゲンを有する場合（例えば、処理対象物がＰＣＢである場合）、分解によって酸が生じる。この状態で非常停止が起きれば、反応器内に酸が残存したままとなり、反応器が腐食されるおそれがある。さらに、反応器内に残留していた酸が空気供給によって通常ラインで反応器出口へ流れれば、空気以外の供給が停止しているため、中和剤も供給されないことになり、反応器出口以降の配管等が腐食されるおそれもある。
【０００６】
そこで本発明の課題は、このような問題点に着目し、超臨界水を用いる水熱反応装置を停止させる際、とくに反応器の腐食を確実に防止できるようにし、併せて、反応器出口以降の配管等の腐食も防止できるようにし、望ましい条件で装置の運転を停止できるようにした水熱反応装置の運転停止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る水熱反応装置の運転停止方法は、被処理液および超臨界水を供給して反応器内で水熱反応を行う水熱反応装置の運転停止方法であって、運転を停止するに際し、
被処理液および超臨界水の供給は停止するが、空気供給および反応器出口側への中和剤の供給を、反応器内温度が水の臨界点以下に低下するまで続行するステップと、
反応器内温度が水の臨界点以下に低下した後に、反応器内に中和剤を供給するステップと、
該反応器内への中和剤の供給を停止した後に、反応器内に純水を供給して反応器内の中和剤を洗浄するとともに、反応器出口側でも中和剤供給から純水供給へ切り換えて反応器後段の中和剤を洗浄するステップと、
後段に設けたｐＨ計により前記中和剤の洗浄が終了したことを確認した後、前記純水および空気の供給を停止するステップと、
を有することを特徴とする方法からなる。
【０００８】
また、本発明に係る水熱反応装置の運転停止方法は、より具体的な形態として、被処理液および超臨界水を供給して反応器内で水熱反応を行う水熱反応装置の運転停止方法であって、運転を停止するに際し、
被処理液および超臨界水の供給は停止するが、水熱反応の酸化剤としての空気の供給ラインを介しての空気供給および反応器出口側に接続された中和剤供給ラインを介しての中和剤の供給を続行するステップと、
前記空気供給により反応器内が水の臨界点以下の温度に冷却されるまで待機するステップと、
反応器内温度が水の臨界点以下に低下した後に、前記空気供給ラインを介して反応器内に中和剤を供給するステップと、
該反応器内への中和剤の供給を停止した後に、同じラインを介して反応器内に純水を供給し、反応器内の中和剤を洗浄するステップと、
該反応器内中和剤洗浄ステップとともに、反応器出口側の前記中和剤供給ラインを介しての中和剤の供給を停止し、該中和剤供給ラインを介して純水を供給し、反応器後段の中和剤を洗浄するステップと、
後段に設けたｐＨ計により前記中和剤の洗浄が終了したことを確認した後、前記純水および空気の供給を停止するステップと、
を有することを特徴とする方法からなる。
【０００９】
このような本発明に係る水熱反応装置の運転停止方法は、反応器の形態は特に問わず、超臨界水を用いる水熱反応装置であれば適用可能であるが、とくに、上記反応器として、耐圧容器内に反応器を設けた二重容器構造を有し、反応器内圧力と耐圧容器と反応器との間の圧力とをバランスさせるようにした圧力バランス型反応器を用いる場合に、好適な運転停止方法である。
【００１０】
上記本発明に係る水熱反応装置の運転停止方法においては、装置停止後に（例えば、非常停止後に）、空気の供給は続行されて反応器内が水の臨界点以下の温度に冷却されるとともに、反応器出口側への中和剤の供給も続行されて反応器出口以降の配管等の腐食が防止される。そして、反応器内温度低下後に、反応器内に中和剤が供給されて反応器内に残留していた酸等が中和され、中和後に純水が供給されて洗浄される。同時に、反応器出口側ラインに対しても純水が供給されて反応器出口以降の配管等が洗浄される。したがって、反応器を含めて反応器以降の実質的に全ラインが中和、洗浄され、反応器およびその後段の配管・機器類の腐食が防止される。また、反応器内残留物が中和されるので、たとえ圧力バランス型反応器における耐圧容器と反応器との間に残留物が漏洩することがあったとしても、耐圧容器の内壁の腐食も防止されることになる。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明に係る水熱反応装置の運転停止方法によれば、反応器およびそれ以降の配管・機器類が非常停止等に起因して腐食されることを最大限防止することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る運転停止方法を実施するための水熱反応装置の全体概略構成を示しており、とくに、反応器として圧力バランス型反応器を用いた場合を示している。図１において、１は水熱反応装置全体を示しており、反応器として、耐圧容器２内に反応器３を設けた二重容器構造を有し、反応器３内の圧力と耐圧容器２と反応器３の間の圧力とをバランスさせるようにした圧力バランス型反応器４が用いられている。本実施態様では、被処理液としての廃液５が超臨界水６とともに反応器３内に導入され、反応酸化剤としての空気７が空気供給ライン８を介して反応器３内に導入されて、反応器３内で超臨界水酸化条件下での水熱酸化反応が行われ、廃液５に含有されていた有機物が分解されるようになっている。反応初期には、反応温度を所定の温度まで高めるために、必要に応じて助燃剤９も供給可能となっている。上記反応用流体として供給される空気は、分岐ラインを介して耐圧容器２と反応器３の間にも供給され、反応器３内圧力と耐圧容器２と反応器３の間の圧力との圧力バランス用のバランス流体としても使用されるようになっている。圧力バランスに際して、反応器３内は、ノズル部隙間１０を介して耐圧容器２と反応器３の間に連通しているので、反応器３内外の圧力は実質的に同圧に保たれるようになっている。
【００１３】
反応器３内での反応後の流体は、処理流体として出口ライン１１から排出され、冷却器１２で冷却された後、気液分離器１３により排ガス１４と処理水１５とに分離されるようになっている。この処理水１５のラインにはｐＨ計１６が設置されている。反応器３の出口側では、出口ライン１１に中和剤供給ライン１７が接続されており、該中和剤供給ライン１７を介して中和剤１８（例えば、アルカリ剤）を供給できるようになっている。また、この中和剤供給ライン１７を利用して、洗浄のための純水１９も供給できるようになっている。
【００１４】
そして、本実施態様では、空気供給ライン８を利用して、反応器３内に、中和剤２０（例えば、前記同様のアルカリ剤）と、洗浄のための純水２１とを供給できるようになっている。
【００１５】
このような構成を有する水熱反応装置１において、その運転停止の際、例えば非常停止の際、本発明に係る方法が次のように実施される。
まず、停止指令が発せられると、廃液５および超臨界水６の供給が停止され、空気供給ライン８を介しての空気７の供給および反応器出口側の中和剤供給ライン１７を介しての中和剤１８の供給は続行される。空気供給により、反応器３内の温度は低下し、やがて水の臨界点以下の温度まで冷却される。反応器３内の温度が水の臨界点以下の温度まで低下したら、反応器３内に、空気供給ライン８を利用して、新たに中和剤２０を供給する。供給量としては、反応器３内容積と同等の量が好ましく、それによって反応器３内に中和剤２０を充満させ、反応器３内に残留していた酸を完全に中和させることができる。
【００１６】
上記反応器３内への中和剤２０の供給後、同じ空気供給ライン８を利用して、純水２１を反応器３内へと供給し、供給ライン８および反応器３内の中和剤を洗浄し、出口ライン１１から排出する。同時に、反応器３の出口側においても、中和剤供給ライン１７を介した中和剤１８の供給を停止し、同ライン１７を利用して純水１９も供給し、反応器３後段の、つまり、反応器３の出口以降の配管・機器類を洗浄する。そして、後段に設けたｐＨ計１６にて、中和剤の洗浄が終了したことを確認し、該確認後に、本装置の運転を完全に停止する。
【００１７】
上記方法により、反応器３内および反応器３以降の配管・機器類がすべて中和剤により中和され、かつ、中和剤が洗浄されることになり、反応器３内に残留していた酸が腐食の原因となることが、効率よく防止される。とくに、反応器３内において、残留していた酸が確実に中和されて除去されるので、残留していた酸が耐圧容器２の内壁腐食を引き起こすことも確実に防止されることになる。その結果、装置全体が安全に停止されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明に係る水熱反応装置の運転停止方法は、あらゆる水熱反応装置の運転停止に適用でき、とくに、二重容器構造を有する圧力バランス型反応器を使用した水熱反応装置の運転停止に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施態様に係る運転停止方法を実施するための水熱反応装置の概略機器系統図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  水熱反応装置
２  耐圧容器
３  反応器
４  圧力バランス型反応器
５  被処理液としての廃液
６  超臨界水
７  反応酸化剤およびバランス流体としての空気
８  空気供給ライン
９  助燃剤
１０  ノズル部隙間
１１  出口ライン
１２  冷却器
１３  気液分離器
１４  排ガス
１５  処理水
１６  ｐＨ計
１７  中和剤供給ライン
１８  中和剤
１９  純水
２０  中和剤
２１  純水
【図１】
2006043551.tif 000003