(57)【要約】【課題】二次生成物の系外への排出を防止し、反応容器の腐食進行を監視でき、かつ、小型化の超臨界水酸化分解装置を得る。【解決手段】本発明の超臨界水酸化分解装置は、ハロゲン原子や硫黄の原子を含む被処理物質を超臨界水にて酸化分解する反応部４と、反応部から排出した処理流体を冷却・減圧する冷却部及び減圧弁７と、その処理流体を水と二酸化炭素に分離する気液分離部８とからなり、反応部から排出される塩含排水および気液分離部から排出される二酸化炭素及び水を測定するモニタリング部１１と、そのモニタリング部の測定値に応じて、腐食性ガスを中和処理する中和剤の供給量、反応部の温度と圧力をコントロールする制御部１２と、反応部に中和剤を供給する中和剤供給ライン１４と、気液分離部から排出された水及び二酸化炭素を反応部に返流する返流ライン１９とを設けている。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン原子や硫黄の原子を含む気体、液体、固体状の被処理物質を超臨界水にて酸化分解する反応部と、前記反応部の上側から排出した処理流体を冷却・減圧する冷却部及び減圧弁と、その冷却・減圧された処理流体を水と二酸化炭素に分離する気液分離部とからなる超臨界水酸化分解装置において、
前記反応部の下部から排出される塩含排水および前記気液分離部の上・下部から排出される二酸化炭素及び水を測定するモニタリング部と、そのモニタリング部の測定値に応じて、腐食性ガスを中和処理する中和剤の供給量及び前記反応部の温度と圧力をコントロールする制御部と、前記反応部の上部に中和剤を供給する中和剤供給ラインと、気液分離部から排出された水及び二酸化炭素を反応部の上部に返流する返流ラインとを設けたことを特徴とする超臨界水酸化分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲン原子や硫黄原子を含有する有害物を酸化分解する超臨界水酸化分解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超臨界水酸化分解装置として、金属塩による配管の閉塞並びに反応容器の腐食を抑制するために、図２のような超臨界水酸化分解装置がある（特開平１１−１５６３７８）。　この装置は、予備加熱部での亜臨界水のＰＨを測定すると共に、その測定値に応じて中和剤の添加量を制御する方法である。図において、　１は供給ライン、２は水ライン、３は酸化物ライン、４は反応部、５は移出ライン、６は冷却器、７は減圧弁、８は気液分離部、１３は供給ポンプ、１４は中和剤供給ライン、１５は水供給ライン、１６は塩含排水ライン、１７はｐＨ計、１８は返流ポンプ、１９は返流ライン、２０は加圧熱水処理部、２１は加圧ポンプ、２２は冷却器、２３は流量指示調節計である。
つぎに、この超臨界水酸化分解装置の動作について述べる。
いま、供給ライン１により供給されたハロゲン原子及び／又は硫黄原子を含む被処理物質は、中和剤供給ライン１４及び水供給ライン２から供給された中和剤及び水と共に、加圧熱水処理部２０に供給される。その加圧熱水処理部２０内では、２０〜４０ＭＰａの加圧下で２００〜６００℃の熱水処理が行われるので、被処理物質中のハロゲン原子や硫黄原子が脱離し、塩素イオンや硫酸イオン等の酸性イオンとなる。生成された酸性イオンは、中和剤により中和処理されて無機塩が生成する。中和された塩類は加圧ポンプ２１により加圧され、酸化剤供給ライン３により供給された空気や過酸化水素等の酸化剤と共に反応部４に供給される。反応部４の上部には超臨界領域が形成されるため、中和処理物（炭化水素類）は極めて短時間のうちに酸化分解され、最終的に二酸化炭素と水に分解される。その処理流体は反応部４の上部より移出ライン５により系外に排出され、冷却器６により冷却された後、減圧弁７により大気圧へ減圧される。その後、気液分離部８に導入され二酸化炭素と水に分離して排出される。
また、反応部４の下部に亜臨界領域を形成して中和処理された塩類を溶解・排出するため、反応部４の下部に接続されている水供給ライン１５から水を供給した後、塩含排水ライン１６から排出させる。
一方、加圧熱水処理部２０で処理された中和処理の一部を取り出し、冷却器２２で冷却した後、ｐＨ計１７で中和処理物のｐＨを測定し、その測定値の信号を流量指示調節計２３に送られ、測定したｐＨが適正値を外れた場合は、中和剤供給ポンプ１３に信号を送信して中和剤供給量を制御している。
上記のような超臨界水酸化分解装置において、酸化分解の前段の炭酸ガスが存在しない系で脱ハロゲン及び／又は脱硫及び中和処理するため、炭酸ガスによる緩衝作用を受けずに中和処理が可能であり、反応容器の腐食も抑制できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の超臨界水酸化分解装置においては、加圧熱水処理部１９内で中和処理された無機塩（ＮａＣｌ等）が加圧熱水処理部１９と反応部７との間の配管内で結晶化して配管を詰まらせる可能性があり、その無機塩が反応容器内に導入されても、超臨界水によって金属イオンと負イオンに分解されるため、無機塩の生成効率を一定に維持するには中和剤を過剰に供給する必要がある。
また、被処理物質の酸化分解処理と腐食性ガスの中和処理を加圧熱水処理部１９と反応部７の二つの処理部で行っているため、装置全体が大型化になる。
その上、気液分離部１３で分離された二酸化炭素を含むガス及び水の測定をしておらず、反応容器の下部から排出される水の測定もしていないため、酸化分解反応の二次生成物を系外に排出する危険性があると共に、反応容器が腐食しているか把握できていない。
そこで、本発明は、閉鎖系においてダイオキシン、ＰＣＢ、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物、ジメチルサルファイドのような硫黄化合物等の有害物質を無害化処理し、二次生成物の系外への排出を防止し、反応容器の腐食進行を監視できると共に、装置全体の小型化が可能な超臨界水酸化分解装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために請求項１記載の超臨界水酸化分解装置は、ハロゲン原子や硫黄の原子を含む気体、液体、固体状の被処理物質を超臨界水にて酸化分解する反応部と、前記反応部の上側から排出した処理流体を冷却・減圧する冷却部及び減圧弁と、その冷却・減圧された処理流体を水と二酸化炭素に分離する気液分離部とからなる超臨界水酸化分解装置において、前記反応部の下部から排出される塩含排水および前記気液分離部の上・下部から排出される二酸化炭素及び水を測定するモニタリング部と、そのモニタリング部の測定値に応じて、腐食性ガスを中和処理する中和剤の供給量及び前記反応部の温度と圧力をコントロールする制御部と、前記反応部の上部に中和剤を供給する中和剤供給ラインと、気液分離部から排出された水及び二酸化炭素を反応部の上部に返流する返流ラインとを設けたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳述する。
図１は、本発明の超臨界水酸化分解装置の構成を示すブロック図である。図において、９は排水ライン、１０は排ガスライン、１１はモニタリング部、１２は制御部である。なお、同じ部品には同じ符号を示しており、従来技術の項で説明した符号については説明を省略する。
つぎに、本発明の超臨界水酸化分解装置の動作について述べる。
いま、供給ライン１より供給されたハロゲン及び／又は硫黄含む被処理物質を、水ライン２により供給された水及び酸化物ライン３から供給された空気等と共に反応部４に供給する。反応部４内では、水の超臨界酸化分解が行われ、被処理物質は水と二酸化炭素に分解された後、処理流体として反応部４の上部にある移出ライン５により系外に排出される。系外に排出された処理流体は、冷却器６により冷却され、減圧弁７により大気圧へ減圧された後、気液分離部８で水と二酸化炭素（ガス）に分離して排水ライン９及び排ガスライン１０により排出される。
その排水ライン９及び排ガスライン１０から水及び二酸化炭素の一部をモニタリング部１１に導入して測定する。その測定した結果を制御部１２に送信し、二次生成物や反応容器の構成成分が検出された場合には、反応部４の温度及び圧力をコントロールすると共に、返流ポンプ１８を作動して二酸化炭素及び水を返流ライン１９から反応部４の上部に返流する。
反応部４内では、超臨界水の強力な酸化力により被処理物質質のハロゲン及び硫黄が脱離して腐食性ガス（酸性ガス）が生成されるため、供給ポンプ１３を作動させて水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の中和剤を反応部４の上部に接続されている中和剤供給ライン１４から供給して中和処理を行う。一方、反応部４の下部には、水供給ライン１５より水が供給されて亜臨界領域が形成されるので、生成した無機塩を溶解させて塩含排水ライン１６から系外に排出させる。
また、塩含排水ライン１６の一部を取り出し、ｐＨ計１７にて水のｐＨを測定する。その測定した値を制御部１２に送り、ｐＨが適正値を外れた場合には、制御部１２から供給ポンプ１３に制御信号を送信し、中和剤の供給量をコントロールする。
本実施の形態の超臨界水酸化分解装置は、閉鎖系においてダイオキシン、ＰＣＢ、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物、ジメチルサルファイドのような硫黄化合物等の有害物質を無害化処理することである。
本実施の形態によれば、酸化分解処理された後に排出される水及び二酸化炭素をガスクマログラフ（ＧＣ）、質量分析計（ＭＳ）、イオンクロマトグラフ（ＩＣ）、フーリエ変換赤外分析計（ＦＴ−ＩＲ）、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＭＳ）などの高感度分析計でモニタリングして二次生成物の排出を監視している。そのため、二次生成物が検出された場合には、気液分離された水及び二酸化炭素を反応容器に戻して、二次生成物の系外への排出を抑制できる。
また、反応容器（Ｎｉ合金）の構成成分であるＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉの溶解・流出も検知できるため、反応容器の腐食も把握することが可能である。
さらに、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）や水酸化カリウム（ＫＯＨ）等の中和剤を水の超臨界領域に供給すると、中和剤は瞬時に金属イオンと水酸化イオンに解離し、有害物の酸化分解で生成した腐食性ガス（Ｃｌ−やＳＯ３―）と反応して無機塩になる。その無機塩は、反応容器の下部に形成された亜臨界水に溶解して系外に排出されるため、反応容器の腐食及び配管内の閉塞を抑制することができる上に、ハロゲン及び硫黄を含む有害物の完全分解及び腐食性ガスの中和処理を一つの反応容器で行っているため、装置全体を小型化にすることが可能なる。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、排出される水及び二酸化炭素の成分をガスクマログラフ（ＧＣ）、質量分析計（ＭＳ）、イオンクロマトグラフ（ＩＣ）、フーリエ変換赤外分析計（ＦＴ−ＩＲ）、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＭＳ）などの高感度分析計を用いて測定することにより、二次生成物の発生・漏出を確認できるため、有害物の完全・無害化処理ができると共に、反応容器（Ｎｉ合金）の構成成分であるＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉの溶解・流出を検知できるため、反応容器の腐食進行を把握することができる。
また、中和剤の供給を水の超臨界領域から行うことにより、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）や水酸化カリウム（ＫＯＨ）等の中和剤が短時間に金属イオンと水酸化イオンに解離して、腐食性ガス（Ｃｌ−やＳＯ３―）と反応することにより無機塩が生成されるので、腐食性ガスの濃度が減少されることにより、反応容器の腐食を抑制することができると共に、反応容器の下部に形成された亜臨界水により、生成された無機塩を溶解して系外に排出するために、配管内の閉塞を抑制することが可能となる。
また、ハロゲン及び硫黄を含む有害物の完全分解及び腐食性ガスの中和処理を一つの反応容器で行っているため、装置全体を小型化にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超臨界水酸化分解装置の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の超臨界水酸化分解装置の構成を示すブロック図である
【符号の説明】
１　供給ライン
２　水ライン
３　酸化物ライン
４　反応部
５　移出ライン
６　冷却器
７　減圧弁
８　気液分離部
９　排水ライン
１０　排ガスライン
１１　モニタリング部
１２　制御部
１３　供給ポンプ
１４　中和剤供給ライン
１５　水供給ライン
１６　塩含排水ライン
１７　ｐＨ計
１８　返流ポンプ
１９　返流ライン
【図１】
2004049980.tif 000003
【図２】
2004049980.tif 000004