(57)【要約】【課題】アルカリ水と酸素ガスを有機物と接触させる有機物分解装置の反応器内の温度および圧力を下げることにより、分解に要するエネルギーを低減し、反応器を容易に製造できるようにすること。【解決手段】酸素ガス１０３とアルカリ水１０２を表面積の大きな充填材１１３の表面で気液接触させ、アルカリ水１０２および充填材１１３表面の有機物分解活性を高めるとともに、アルカリ水を再生して分解器に還流することとにより、分解効率を高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱下に、分解対象の有機物を充填材その他の固形物表面でアルカリ水及び酸素ガスと接触させて分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させる有機物分解工程と、
前記有機物分解工程で生成した分解生成物を含むアルカリ水を加熱して前記分解生成物をアルカリ水中から放出するアルカリ水再生工程と、
前記分解生成物を放出したアルカリ水を前記有機物分解工程に還流させるアルカリ水還流工程と
を有することを特徴とする有機物分解方法。
【請求項２】
加熱下に、分解対象の有機物の付着した固形物表面とアルカリ水及び酸素ガスを接触させて前記有機物を分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させる有機物分解工程と、
前記有機物分解工程で生成した分解生成物を含むアルカリ水を加熱して前記分解生成物をアルカリ水から放出させるアルカリ水再生工程と、
前記分解生成物を放出させたアルカリ水を前記有機物分解工程に還流させるアルカリ水還流工程と
を有することを特徴とする有機物分解方法。
【請求項３】
充填層を有する第１の反応器の上部から、アルカリ水と分解対象の有機物を流下させるとともに前記第１の反応器の下部から酸素ガスを導入し前記充填層で加熱下に前記有機物、アルカリ水及び酸素ガスを接触させて前記有機物を分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させて前記第１の反応器の下部から排出させる有機物分解工程と、
前記第１の反応器から排出された分解生成物を含むアルカリ水を、充填層を有する第２の反応器の上部から流下させ前記アルカリ水中の分解生成物を加熱によりアルカリ水中から放出させて塔頂から排出するとともに、分解生成物を放出したアルカリ水を前記第２の反応器の下部から排出させるアルカリ水再生工程と、
前記第２の反応器の下部から排出された分解生成物を放出したアルカリ水を配管を介して前記有機物分解工程に還流させ前記第１の反応器の上部から流下させるアルカリ水還流工程と
を有することを特徴とする有機物分解方法。
【請求項４】
挿入口を有する第１の反応器に分解対象の有機物の付着した固形物を挿入する汚染固形物挿入工程と、
前記第１の反応器の上部から、アルカリ水を前記固形物の表面に流下させるとともに前記第１の反応器の下部から酸素ガスを導入し前記固形物表面で加熱下に前記有機物、アルカリ水及び酸素ガスを接触させて前記有機物を分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させて前記第１の反応器の下部から排出させる有機物分解工程と、
前記第１の反応器から排出された分解生成物を含むアルカリ水を、充填層を有する第２の反応器の上部から加熱下に流下させ前記アルカリ水中の分解生成物をアルカリ水中から放出させて塔頂から排出するとともに、分解生成物を放出したアルカリ水を前記第２の反応器の下部から排出させるアルカリ水再生工程と、
前記第２の反応器の下部から排出された分解生成物を放出したアルカリ水を配管を介して前記有機物分解工程に還流させ前記第１の反応器の上部から流下させるアルカリ水還流工程と、
有機物の分解除去された固形物を前記第１の反応器から取出す固形物取出し工程と
を有することを特徴とする有機物分解方法。
【請求項５】
第１の反応器における分解反応が、５５〜１２０℃で、絶対圧力が０．１〜３０ＭＰａの条件下で行われることを特徴とする請求項３又は４記載の有機物分解方法。
【請求項６】
有機物の分解に用いるアルカリ水のｐＨが１０〜１２以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の有機物分解方法。
【請求項７】
前記有機物の分解に用いるアルカリ水におけるアルカリは炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムであり、このアルカリの重量濃度が１０〜４０％であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の有機物分解方法。
【請求項８】
分解生成物がアルカリの重炭酸塩であり、前記分解生成物の除去が前記重炭酸塩の熱分解により行われることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の有機物分解方法。
【請求項９】
有機物がＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）を含む有機物であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の有機物分解方法。
【請求項１０】
充填層を備え、前記充填層の上方にアルカリ水と分解対象の有機物の導入口を、前記充填材層の下方に分解生成物を含むアルカリ水の排出口と酸素ガスの導入口を有する第１の反応器と、
充填層を備え、前記充填層の上方に前記第１の反応器で生成した前記分解生成物を含むアルカリ水の導入口を、前記充填層の下方に塔底に溜まるアルカリ水の加熱手段とアルカリ水の排出口とを有する第２の反応器と、
前記第２の反応器のアルカリ水の排出口から排出されるアルカリ水を、配管を介して前記第１の反応器のアルカリ水の導入口に給送するアルカリ水還流手段と
を有することを特徴とする有機物分解装置。
【請求項１１】
有機物の付着した固形物の投入口を備え、投入された前記固形物より上方にアルカリ水の導入口を、投入された前記固形物の下方に分解生成物を含むアルカリ水の排出口と酸素ガスの導入口を有する第１の反応器と、
充填層を備え、前記充填層の上方に前記第１の反応器で生成した前記分解生成物を含むアルカリ水の導入口を、前記充填層の下方に塔底に溜まるアルカリ水の加熱手段とアルカリ水の排出口とを有する第２の反応器と、
前記第２の反応器のアルカリ水の排出口から排出されるアルカリ水を、配管を介して前記第１の反応器のアルカリ水の導入口に給送するアルカリ水還流手段と
を有することを特徴とする有機物分解装置。
【請求項１２】
前記分解生成物を含むアルカリ水は、アルカリの重炭酸塩を含むことを特徴とする請求項１１記載の有機物分解装置。
【請求項１３】
前記第２の反応器における加熱手段は、充填層を流下するアルカリ水中の重炭酸塩を炭酸塩にまで分解するに十分な温度にまで加熱可能であることを特徴とする請求項１２記載の有機物分解装置。
【請求項１４】
前記アルカリ水再生手段における加熱手段は、充填層を流下したアルカリ水の一部を分取して高温の水蒸気を発生する温度まで加熱した後、前記充填層の下方に還流することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項記載の有機物分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）などの有害有機物を無害な物質に分解したり、セルロースなどの有機物を付加価値の高い物質に分解することができる有機物分解方法及び有機物分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９７年に廃ＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油およびＰＣＢ汚染物が廃棄物の処理および清掃に関する法律に基づく特別管理廃棄物に指定され、さらに１９９７年、ＰＣＢ汚染物として木くずおよび繊維くずが指定された。現在これらのＰＣＢ汚染物は厳重に保管されているが、早急な処理が望まれている。
【０００３】
このような背景のもとで、アルカリ水および酸素ガスを用いてＰＣＢを無毒の物質に分解する有機物分解装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図３は、このような有機物分解装置２００を概略的に示したもので、アルカリ水および酸素ガスを用いてＰＣＢを無毒の物質に分解する装置である。
【０００５】
図３に示された有機物分解装置２００では、ＰＣＢ２０１、アルカリ水２０２および酸素ガス２０３が、加圧ポンプ２０４、２０５および２０６によって反応器２０７の下部に導かれる。アルカリ水２０２は水酸化ナトリウム水である。反応器２０７内は、温度３００〜４００℃、圧力２０〜３０ＭＰａに維持されており、反応器２０７内に導入されたＰＣＢ２０１は、この高温度、高圧力で脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、無害な塩化ナトリウム、二酸化炭素および水に分解される。分解生成物の塩化ナトリウム等を含んだアルカリ水２０２は、反応器２０７の上部から排出される。
【０００６】
また、有機物の分解技術の一つとして、このような高圧熱水を用いて、セルロースなどの有機物を付加価値の高い糖類に分解する技術も知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−１１２０３４号公報
【特許文献２】特開２００５−２７５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の有機物分解装置２００においては、反応器２０７内を温度３００〜４００℃、圧力２０〜３０ＭＰａに維持するため、大きなエネルギーを消費し、反応器２０７を高圧力容器にしなければならないという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、例えば、反応器として充填塔を用い、反応器において、アルカリ水と酸素ガスを固体表面で有機物と気液接触させてアルカリ水の有機物分解活性を高めるとともに分解反応に使用したアルカリ水を還流させて繰り返し分解反応を行わせることにより、反応器内の温度および圧力の比較的低い条件下で有機物を分解可能とした有機物分解方法及び有機物分解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の有機物分解方法の一つの形態は、加熱下に、分解対象の有機物を充填材その他の固形物表面でアルカリ水及び酸素ガスと接触させて分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させる有機物分解工程と、前記有機物分解工程で生成した分解生成物を含むアルカリ水を加熱して前記分解生成物をアルカリ水中から放出するアルカリ水再生工程と、前記分解生成物を放出したアルカリ水を前記有機物分解工程に還流させるアルカリ水還流工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の有機物分解方法の他の形態は、加熱下に、分解対象の有機物の付着した固形物表面とアルカリ水及び酸素ガスを接触させて前記有機物を分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させる有機物分解工程と、前記有機物分解工程で生成した分解生成物を含むアルカリ水を加熱して前記分解生成物をアルカリ水から放出させるアルカリ水再生工程と、前記分解生成物を放出させたアルカリ水を前記有機物分解工程に還流させるアルカリ水還流工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
具体的には、本発明の有機物分解方法の一つの形態は、充填層を有する第１の反応器の上部から、アルカリ水と分解対象の有機物を流下させるとともに前記第１の反応器の下部から酸素ガスを導入し前記充填層で加熱下に前記有機物、アルカリ水及び酸素ガスを接触させて前記有機物を分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させて前記第１の反応器の下部から排出させる有機物分解工程と、前記第１の反応器から排出された分解生成物を含むアルカリ水を、充填材を充填した第２の反応器の上部から流下させ前記アルカリ水中の分解生成物を加熱によりアルカリ水中から放出させて塔頂から排出するとともに、分解生成物を放出したアルカリ水を前記第２の反応器の下部から排出させるアルカリ水再生工程と、前記第２の反応器の下部から排出された反応生成物を放出したアルカリ水を配管を介して前記有機物分解工程に還流させ前記第１の反応器の上部から流下させるアルカリ水還流工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、具体的には、本発明の有機物分解方法の他の形態は、挿入口を有する第１の反応器に分解対象の有機物の付着した固形物を挿入する汚染固形物挿入工程と、前記第１の反応器の上部から、アルカリ水を前記固形物の表面に流下させるとともに前記第１の反応器の下部から酸素ガスを導入し前記固形物表面で加熱下に前記有機物、アルカリ水及び酸素ガスを接触させて前記有機物を分解し分解生成物を前記アルカリ水中に溶解させて前記第１の反応器の下部から排出させる有機物分解工程と、前記第１の反応器から排出された分解生成物を含むアルカリ水を、充填層を有する第２の反応器の上部から流下させ前記アルカリ水中の分解生成物を加熱によりアルカリ水中から放出させて塔頂から排出するとともに、分解生成物を放出したアルカリ水を前記第２の反応器の下部から排出させるアルカリ水再生工程と、前記第２の反応器の下部から排出された分解生成物を放出したアルカリ水を配管を介して前記有機物分解工程に還流させ前記第１の反応器の上部から流下させるアルカリ水還流工程と、有機物の分解除去された固形物を前記第１の反応器から取出す固形物取出し工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の処理対象である有機物としては、例えば、廃ＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油、環境ホルモンとなる芳香族化合物、セルロース等が例示され、有機物の付着した固形物としては、ＰＣＢの付着している変圧器やコンデンサの破砕片等が例示される。
【００１４】
いずれの実施形態においても、有機物分解工程における分解反応は、反応温度が５５〜１２０℃、好ましくは、１００〜１２０℃の範囲で行われる。第１の反応器内の温度を５５〜１２０℃に調整するのは、５５℃より低い温度であるとアルカリ水１０２の有機物分解活性が十分に高くならず、１２０℃より高い温度であると、加圧状態でも水分が蒸発し易くなって沈殿が生じやすくなるためである。有機物の分解工程では、反応熱が発生するので反応開始のための初期加熱をした後は、この点を考慮した温度管理を行うことが望ましい。
【００１５】
また、いずれの実施形態においても、有機物分解工程における反応圧力は、絶対圧力で０．１〜３０ＭＰａ、好ましくは１〜１０ＭＰａの条件下で行われる。反応器内の絶対圧力を０．１〜３０ＭＰａに調整するのは、０．１ＭＰａより圧力が低いと５５℃と低温であっても水分が蒸発し易くなり、３０ＭＰａより圧力が高いと有機物分解活性が大きく向上しないのでいずれも好ましくないためである。この分解圧力の範囲は、従来の分解方法における圧力範囲も包含しているが、本発明は、固形物表面での接触反応とアルカリ水の管理有機物による繰り返し処理により、従来方法よりも格段に早い速度で有機物を分解することが可能である。
【００１６】
また、有機物の分解に用いるアルカリ水のｐＨは、１０〜１２以下、好ましくは１１〜１１．８である。アルカリ水の水素イオン指数ｐＨを１０以上としたのは、１０未満であるとアルカリ水の有機物分解活性が不足するためであり、１２以下としたのは、１２を越えると反応器の構成材料が侵されるようになるためである。なお、アルカリ水の水素イオン指数ｐＨが１１．８より高くなると反応器の汎用材料であるステンレス鋼が侵されるようになるので１１．８以下とすることが望ましい。ｐＨの調整は、例えば水酸化カリウム水や水酸化ナトリウム水の添加により行う。有機物の分解により生成した二酸化炭素は水酸化カリウムや水酸化ナトリウムと反応してアルカリ金属の重炭酸塩や炭酸塩を生成するためアルカリ水中にはこれらの重炭酸塩や炭酸塩が所定の濃度で存在する。アルカリ水における炭酸カリウム又は炭酸ナトリウムの重量濃度は１０〜４０％であることが望ましい。
【００１７】
本発明の有機物分解装置の一つの形態は、充填層を備え、前記充填層の上方にアルカリ水と分解対象の有機物の導入口を、前記充填層の下方に分解生成物を含むアルカリ水の排出口と酸素ガスの導入口を有する第１の反応器と、充填層を備え、前記充填層の上方に前記第１の反応器で生成した前記分解生成物を含むアルカリ水の導入口を、前記充填層の下方に塔底に溜まるアルカリ水の加熱手段とアルカリ水の排出口とを有する第２の反応器と、前記第２の反応器のアルカリ水の排出口から排出されるアルカリ水を前記第１の反応器のアルカリ水の導入口に給送するアルカリ水還流手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
更に本発明の他の形態は、有機物の付着した固形物の投入口を備え、投入された前記固形物より上方にアルカリ水の導入口を、投入された前記固形物の下方に分解生成物を含むアルカリ水の排出口と酸素ガスの導入口を有する第１の反応器と、充填層を備え、前記充填層の上方に前記第１の反応器で生成した前記分解生成物を含むアルカリ水の導入口を、前記充填層の下方に塔底に溜まるアルカリ水の加熱手段とアルカリ水の排出口とを有する第２の反応器と、前記第２の反応器のアルカリ水の排出口から排出されるアルカリ水を前記第１の反応器のアルカリ水の導入口に給送するアルカリ水還流手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
これらの装置において前記分解生成物を含むアルカリ水は、アルカリの重炭酸塩を含んでおり、第２の反応器は、充填層を流下するアルカリ水中の重炭酸塩を炭酸塩にまで分解するに十分な加熱を行う加熱手段を備えている。具体的には、例えば、充填層を流下したアルカリ水の一部を分取して、高温の水蒸気を発生する温度まで加熱するようにされている。この加熱で装置底部に貯留しているアルカリ水中の分解生成物、特に重炭酸イオンは二酸化炭素となって装置頂部から放出されるとともに、ここで発生した高温の水蒸気は上昇して充填層を加熱し、充填層を流下するアルカリ水中の分解生成物を同様に二酸化炭素に分解して放出させる。装置の底部のアルカリ水は、高温のまま配管を介して第1の反応器に還流されて、第１の反応器の上方にあるアルカリ水の導入口から第１の反応器内に再び流下される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、有機物分解工程で、ＰＣＢのような有機物は、固形物表面でアルカリ水と酸素の存在下に加熱されて分解活性の高い状況下で脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、塩化ナトリウム、酢酸、ギ酸、二酸化炭素、水などに分解される。酢酸、ギ酸、二酸化炭素などの酸性物質は、アルカリ水と反応してアルカリ金属塩および炭酸水素塩を生成する。
【００２１】
これらの分解生成物の少なくとも一部は、再生工程で加熱により二酸化炭素や水に分解されてアルカリ水から放出される。このようにして分解生成物の放出されたアルカリ水は有機物分解工程に還流されて再び有機物の分解に寄与する。
【００２２】
このように、本発明においては、固形物表面の分解活性の高い状況で分解反応が行われ、しかも、アルカリ水が分解工程と再生工程の間を循環して分解再生の繰り返しにより分解生成物が反応系から除かれていくため、分解が困難な有機物であっても温度圧力のさほど高くない条件下で分解することができ分解コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の有機物分解装置１０を概略的に示したものである。
【００２５】
この有機物分解装置１０は、後述する各導入口から導入されたＰＣＢ１０１、アルカリ水１０２および酸素ガス１０３を気液接触させる反応器１１０と、反応器１１０で生成された分解物を含むアルカリ水１０２から分解物を放出させてアルカリ水１０２を再生する再生器１２０と、反応器１１０の還流出口１１７から排出されるアルカリ水１０２を再生器１２０に導く還流ライン１３１と、再生器１１０で再生されたアルカリ水１０２を反応器１１０の還流入口１１１に導く還流ライン１３２と、各ポンプ、各バルブ、制御部などから構成されている。
【００２６】
なお、図示を省略したが、図１の各ポンプ、各バルブなどは、これらを関連させて制御する制御部に電気的に接続されている。
【００２７】
まず、反応器１１０の構成について説明する。
【００２８】
反応器１１０の上部には、ＰＣＢ１０１およびアルカリ水１０２を導入するための還流入口１１１が設けられている。
【００２９】
反応器１１０の内部には、還流入口１１１に連結されたＰＣＢ１０１およびアルカリ水１０２を放出するための噴出し口１１２が設けられている。
【００３０】
また、反応器１１０の内部には、アルカリ水１０２が濡れながら流れ落ちるための多数のステンレス製の充填材１１３が詰められている。反応器１１０の内部は、温度５５〜１２０℃、絶対圧力０．１〜３０ＭＰａ、例えば温度１１０℃、絶対圧力２ＭＰａに調整されている。
【００３１】
反応器１１０の下部には、酸素ガス１０３を導入するためのガス導入口１１４が設けられている。ガス導入口１１４には、送気ポンプ１１５を備えたガス供給ライン１１６が接続されている。
【００３２】
反応器１１０の底部には、分解物を含んだアルカリ水１０２を排出するための還流出口１１７が設けられている。還流出口１１７には、送液ポンプ１３２を備えた還流ライン１３１が接続されている。
【００３３】
次に、再生器１２０の構成について説明する。  
再生器１２０の上部には、分解物を含んだアルカリ水１０２を導入するための還流入口１２１が設けられている。
【００３４】
再生器１２０の内部には、還流入口１２１に連結した分解物を含んだアルカリ水１０２を放出するための噴出し口１２２が設けられている。
【００３５】
また、再生器１２０の内部には、分解物を含んだアルカリ水１０２が濡れ落ちるための複数のステンレス製の充填材１２３が詰められている。再生器１１０の内部は、温度５５〜１２０℃、絶対圧力０．１〜３０ＭＰａ、例えば温度１１０℃、絶対圧力０．２５ＭＰａに調整されている。
【００３６】
再生器１２０の下部には、再生器１２０の底部に溜まったアルカリ水１０２の一部を分取して循環させながら加熱するための加熱器１２４が設けられている。
【００３７】
再生器１２０の底部には、再生されたアルカリ水１０２を排出するための還流出口１２５が設けられている。還流出口１２５には、送液ポンプ１３３、バルブ１３４、１３５および１３６を備えた還流ライン１３２が接続されている。
【００３８】
反応器１２０の頭部には、ＰＣＢ１０１の分解ガスを排出するためのガス排出口１２６が設けられている。ガス排出口１２６には、送気ポンプ１２７を備えたガス排出ライン１２８が接続されている。
【００３９】
次に、還流ライン１３１および1３２の接続について説明する。  
還流ライン１３１の一端は反応器１１０の還流出口１１７に接続されており、還流ライン１３１の他端は再生器１２０の還流入口１２１に接続されている。
【００４０】
還流ライン１３２の一端は再生器１２０の還流出口１２５に接続されており、還流ライン１３１の他端は反応器１１０の還流入口１１１に接続されている。また、還流ライン１３２に備えられたバルブ１３４には、ＰＣＢが完全に分解した後のアルカリ水１０２を排出するための液排出ライン１３７が接続されている。還流ライン１３２に備えられたバルブ１３５には、アルカリ水１０２を供給するためのアルカリ供給ライン１３８が接続されている。還流ライン１３２に備えられたバルブ１３６には、ＰＣＢ１０１を供給するためのＰＣＢ供給ライン１３９が接続されている。
【００４１】
次に、アルカリ水１０２の組成などについて説明する。  
アルカリ水１０２の主な溶質は、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムである。炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウムの重量濃度は、１０〜４０％である。また、アルカリ水１０２の水素イオン指数ｐＨは、１０以上１２未満の範囲であり、１０未満になった場合、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを添加される。アルカリ水１０２の水素イオン指数ｐＨを１０以上にするのは、１０未満であるとアルカリ水１０２の有機物分解活性が不足するからである。
【００４２】
本発明においては、アルカリ水１０２の主な溶質は炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムであることが望ましい。炭酸ナトリウムや炭酸カリウムは、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムに比べて腐食性が低く装置寿命の点から有利である。また、ＰＣＢ１０１の分解物の一つである二酸化炭素と反応して、たとえば（１）式に示すように、炭酸水素ナトリウム（又は炭酸水素カリウム）になるが、再生器１２０により、（２）式に示すように、逆反応により、炭酸ナトリウム（又は炭酸カリウム）に戻すことができるのでアルカリ水の組成管理上有利である。  
Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ  →  ２ＮａＨＣＯ３        （１）
２ＮａＨＣＯ３  →  Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ        （２）
【００４３】
次に、有機物分解装置１０の作用について説明する。  
アルカリ水１０２は、送液ポンプ１３８およびバルブ１３５によって反応器１１０の上部に供給され、充填材１１３表面を濡らしながら流れ落ちる。酸素ガス１０３は、送気ポンプ１１５によって反応器１１０内に供給され、充填材１１３を薄膜状に濡らしているアルカリ水１０２と広い接触面積で接触する。
【００４４】
このようにアルカリ水１０２と酸素ガス１０３とが充填材１１３の表面で接触し、互いを撹乱することにより、過酸化水素が生成し、過酸化水素の一部が充填材１１３に付着する。
【００４５】
変圧器やコンデンサなどから抽出されたＰＣＢ１０１が、送液ポンプ１３９およびバルブ１３６によってアルカリ水１０２と混合しながら反応器１１０の上部に供給され、過酸化水素の付着している充填材１１３に接触しながら流れ落ちる。
【００４６】
このようにＰＣＢ１０１、アルカリ水１０３、過酸化水素が、温度５５〜１２０℃、絶対圧力０．１〜３０ＭＰａの状態で接触し混合することにより、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、塩化ナトリウム、酢酸、ギ酸、二酸化炭素、水などに分解する。また、酢酸、ギ酸、二酸化炭素などの酸性物質は、アルカリ水１０２と反応してアルカリ金属塩および炭酸水素塩を生成する。
【００４７】
塩化ナトリウム、アルカリ金属塩、炭酸水素塩を含んだアルカリ水１０２は、送液ポンプ１３２によって再生器１２０の上部に供給され、充填材１２３に濡れながら流れ落ちる。流れ落ちたアルカリ水１０２は、加熱器１２４によって加熱され、水蒸気を発生する。水蒸気は、充填材１２３に濡れながら流れ落ちるアルカリ水１０２と接触する。
【００４８】
このように、炭酸水素塩を含んだアルカリ水１０２と水蒸気とが接触することにより、アルカリ水が加熱されて二酸化炭素を放出しアルカリ水１０２に戻る。水蒸気の一部と二酸化炭素は、送気ポンプ１２７によって再生器１２０の外部に排出される。
【００４９】
再生器１２０の低部に流れ落ちたアルカリ水１０２、および炭酸水素塩から再生したアルカリ水１０２は、送液ポンプ１３３によって反応器１１０の上部に供給され、ＰＣＢ１０１の分解に再使用される。
【００５０】
ＰＣＢ１０１の分解が終了したら、塩化ナトリウムおよびアルカリ金属塩を含んだアルカリ水１０２は、バルブ１３７によって有機物分解装置１０の外部に排出される。また、新たなＰＣＢ１０１およびアルカリ水１０２が、送液ポンプ１３８および１３９によって反応器１１０に供給される。
【００５１】
上記したように、第１の実施の形態の有機物分解装置１０では、酸素ガス１０３とアルカリ水１０２を表面積の大きな充填材１１３の表面で気液接触させるため、アルカリ水１０２および充填材１１３表面の有機物分解活性を高めることができる。しかも、このアルカリ水１０２および充填材１１３表面とＰＣＢ１０１とを接触させるため、反応器１１０内の温度を５５〜１２０℃に、絶対圧力を０．１〜３０ＭＰａの範囲で下げても、ＰＣＢ１０１を無害な二酸化炭素や水などに分解することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態の有機物分解装置２０を概略的に示したものである。
【００５３】
この有機物分解装置２０は、上述した第１の実施の形態の有機物分解装置１０と比較し、充填材１１３が固形物１４１に代わっている。また、開閉口１４２が加わっており、ＰＣＢ１０１を導入するための送液ポンプ１３７およびバルブ１３６が無くなっている。したがって、以下、固形物１４１および開閉口１４２に着目して説明する。
【００５４】
有機物分解装置２０の反応器１１０内には、充填材１１３でなく固形物１４１が詰められている。また、反応器１１０の側面には、固形物１４１を出し入れするための開閉口１４２が設けられている。
【００５５】
固形物１４１は、ＰＣＢの付着している変圧器やコンデンサの破砕片であり、アルカリ水１０２と十分に接するよう反応器１１０の中で撹拌されることが望ましい。
【００５６】
次に、有機物分解装置２０の作用について説明する。  
アルカリ水１０２は、送液ポンプ１３８およびバルブ１３５によって反応器１１０の上部に供給され、固形物１４１に濡れながら流れ落ちる。酸素ガス１０３は、送気ポンプ１１５によって反応器１１０内に供給され、固形物１４１を濡らしているアルカリ水１０２と接触する。
【００５７】
このようにアルカリ水１０２と酸素ガス１０３とが固形物１４１の表面で接触し、互いを撹乱することにより、過酸化水素が生成し、過酸化水素の一部が固形物１４１に付着する。また、固形物１４１に付着しているＰＣＢ、アルカリ水１０３、固形物１４１に付着する過酸化水素が、温度５５〜１２０℃、絶対圧力０．１〜３０ＭＰａの状態で接触し混合することにより、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、塩化ナトリウム、酢酸、ギ酸、二酸化炭素、水などに分解する。
【００５８】
固形物１４１に付着しているＰＣＢの分解が完全に終了したら、固形物１４１は開閉口１４２より外部に取り出され、塩化ナトリウムなどを含んだアルカリ水１０２はバルブ１３７によって有機物分解装置２０の外部に排出される。また、ＰＣＢの付着した新たな固形物１４１が反応器１１０の中に開閉口１４２より詰められ、新たなアルカリ水１０２が送液ポンプ１３８および１３９によって反応器１１０に供給される。
【００５９】
上記したように、第２の実施の形態の有機物分解装置２０では、充填材１１３の代わりに、ＰＣＢの付着している変圧器やコンデンサの破砕片を反応器１１０内に詰めるため、変圧器やコンデンサに付着しているＰＣＢを緻密な作業手順で抽出することを省くことができる。
【００６０】
なお、上記した第１および第２の実施の形態の有機物分解装置では、ＰＣＢを無害な二酸化炭素などに分解する一例を示したが、本発明の有機物分解装置の用途は、これらに限られるものではない。例えば、前述したように、セルロースを付加価値の高い糖類に分解することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、廃ＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油を無害化したりＰＣＢの付着している変圧器やコンデンサの破砕片を無害化できる他、セルロースのような有機物を付加価値の高い糖類に分解することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の有機物分解装置を示す概要図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の有機物分解装置を示す概要図。
【図３】従来の有機物分解装置を示す概要図。
【符号の説明】
【００６３】
１０，２０…有機物分解装置、１１０，２０７…反応器、１０１，２０１…ＰＣＢ、１０２，２０２…アルカリ水、１０３，２０３…酸素ガス、１１３…充填材、１４１…固形物、１３１，１３２…還流ライン、１１１…還流入口、１１７…還流出口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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