(57)【要約】【課題】酸を生成する酸基を含む有機化合物を超臨界水酸化分解する際に、適切な中和を行うことのできる、水熱反応装置を提供する。【解決手段】本発明の水熱反応装置は、水熱反応容器１３と冷却器２３とを接続する排出管２５内の反応生成物のｐＨを測定するｐＨ測定手段３８と、水熱反応容器１３と上記冷却器２３とを接続する排出管２５内に中和剤を注入する中和剤注入手段と、中和剤注入手段により注入される中和剤注入量を、上記ｐＨ測定手段３８により測定されたｐＨ測定値によって制御する中和剤濃度及び／又は注入量制御手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水熱反応容器と、
該水熱反応容器と排出管によって接続され、該水熱反応容器から排出される反応生成物を冷却する冷却器と、
上記水熱反応容器と上記冷却器とを接続する排出管内の反応生成物のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、
上記水熱反応容器と上記冷却器とを接続する排出管内に中和剤を注入する中和剤注入手段と、
上記中和剤注入手段により注入される中和剤濃度及び／又は注入量を、上記ｐＨ測定手段により測定されたｐＨ測定値によって制御する中和剤濃度及び／又は注入量制御手段と、
を備えることを特徴とする水熱反応装置。
【請求項２】
上記冷却器が直列に接続される第１の冷却器と第２の冷却器とから構成されており、
上記第１の冷却器と上記第２の冷却器とを接続する排出管内の反応生成物のｐＨを測定する少なくとも１の第２のｐＨ測定手段と、
上記第１の冷却器と上記第２の冷却器とを接続する排出管内に中和剤を注入する少なくとも１の第２の中和剤注入手段と、
上記第２の中和剤注入手段により注入される中和剤濃度及び／又は注入量を、上記第２のｐＨ測定手段により測定されたｐＨ測定値によって制御する少なくとも１の第２の中和剤濃度及び／又は注入量制御手段と、
を備える、請求項１に記載の水熱反応装置。
【請求項３】
上記水熱反応容器と上記冷却器とを接続する排出管内の反応生成物の温度が２００〜６５０℃である、請求項１又は２に記載の水熱反応装置。
【請求項４】
水熱反応容器内で有機物を酸化分解反応させ、生成した反応生成物を冷却器内で冷却して排出する水熱反応処理方法であって、
上記反応生成物を冷却器内で冷却する前に上記反応生成物のｐＨを測定し、
上記反応生成物のｐＨ測定値によって、中和剤濃度及び／又は注入量を制御しながら上記反応生成物に中和剤を注入することを特徴とする水熱反応処理方法。
【請求項５】
上記冷却器内で冷却される途中の上記反応生成物のｐＨを測定し、
上記反応生成物のｐＨ測定値によって、中和剤濃度及び／又は注入量を制御しながら上記反応生成物に中和剤を注入する、請求項４に記載の水熱反応処理方法。
【請求項６】
上記中和剤が注入される反応生成物の温度が２００〜６５０℃である、請求項４又は５に記載の水熱反応処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水熱反応装置及び水熱反応処理方法に関する。特には、酸を生成する酸基を含む有機化合物を超臨界水酸化分解する際に、適切な中和を行うことのできる、水熱反応装置、及び水熱反応処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水熱反応の応用の一形態として、廃棄物中の有機物等を酸化や加水分解させて廃棄物を処理する方法が注目されている。同方法では、水の超臨界又は亜臨界状態で有機物を含む廃棄物と酸化剤（あるいは水）とを反応させ、廃棄物中の有機物を短時間で、ほぼ完全に分解することができる。
【０００３】
水の超臨界状態とは、温度が３７４℃以上で、圧力が２２ＭＰａ以上の状態である。亜臨界状態とは、例えば、温度が３７４℃以上で、圧力が２．５ＭＰａ以上２２ＭＰａ未満の状態、又は、温度が３７４℃以下で、圧力が２２ＭＰａ以上の状態、又は温度が３７４℃以下で、圧力が２２ＭＰａ未満の状態であって、臨界点に近い高温高圧状態である（特開２００２−１０８８号公報参照）。
【０００４】
水熱酸化反応によって廃棄物中の有機物を酸化分解する際は、廃棄物、酸化剤及び水を水熱反応容器内へ供給して反応させる。すると、有機物は酸化分解（あるいは加水分解）され、主に水と二酸化炭素が生じる。そして、生じた反応生成物は、エネルギ回収されるか、又は冷却、減圧された後、気体と液体とに分離される。
【０００５】
このような水熱酸化反応においては、被反応物がハロゲン原子、硫黄原子、リン原子等の酸基を含む有機化合物である場合は、超臨界水中で酸化分解を行うと、塩素等のハロゲンイオン、硫酸イオン、リン酸イオン等の酸性イオンが生成し、水熱反応容器内の処理流体のｐＨが低下することとなる。このように、水熱反応容器内の処理流体のｐＨが低下すると、水熱反応容器や被処理流体を冷却するための熱交換器等が腐食されてしまう。水熱酸化反応に用いられる水熱反応容器は高温高圧に曝されるため、安全性を考慮し、腐食された熱交換器は交換する必要があるが、交換頻度が高くなるとランニングコストが高くなるという問題がある。
【０００６】
このような問題を解消するため、ハロゲン原子、硫黄原子、リン原子等の酸基を含む有機化合物を加圧条件下で熱水で処理、中和した後に水熱酸化処理する方法が提案されている。この方法によれば、中和された被反応物を水熱反応容器に導入することができるが、被反応物が中性であっても、ハロゲン原子、硫黄原子、リン原子等の酸基を含む場合、酸化分解された後に酸性イオンが生成し、この酸性イオンにより熱交換器等が腐食されるという問題がある。
【０００７】
上記問題を解決するため、水熱反応容器内で酸化分解され、気液分離された廃液のｐＨを測定し、測定したｐＨ値によって水熱反応容器内にｐＨ調整剤を添加することのできる水熱反応装置が提案されている。通常は、水熱反応装置において、腐食の観点から液体のｐＨが問題となるのは、高温高圧の部分であるが、高温高圧流体のｐＨを測定することができないため、冷却された後に、気液分離された廃液のｐＨを測定している。
【０００８】
この水熱反応装置について、図面を参照しつつ説明する。図７は、従来の水熱反応装置の構成を示す概略構成図である。
図７に示す水熱反応装置７０は、水熱反応容器７３と、この水熱反応容器７３に被処理物、反応助剤、水、空気等の酸化剤を供給する供給系統７４と、水熱反応容器７３から出る反応生成物を冷却し、気液分離する冷却気液分離系統７５とから主に構成されている。
【０００９】
水熱反応容器７３の入り口には、被処理物である廃液（廃棄物）、反応助剤、水及び空気等の供給管７７が接続している。廃液は高圧ポンプ７９ａによって加圧され、廃液供給管７７ａ、供給管７７を通って水熱反応容器７３へ供給される。反応助剤は高圧ポンプ７９ｂによって加圧され、反応助剤供給管７７ｂ、供給管７７を通って水熱反応容器７３へ供給される。水は高圧ポンプ７９ｃによって加圧され、水供給管７７ｃ、供給管７７を通って水熱反応容器７３へ供給される。高圧ポンプ７９ａ、７９ｂ、７９ｃは、往復動ポンプ等の高圧昇圧可能でかつ容量制御性のあるポンプであって、廃液、反応助剤、水の水熱反応容器７３への供給量を調節できるようになっている。
供給管７７には、エアコンプレッサ８１を備えた空気供給管７７ｄが接続している。酸化剤である空気はエアコンプレッサ８１に取り込まれて圧縮され、空気供給管７７ｄから供給管７７を通って水熱反応容器７３に供給される。
【００１０】
水熱反応容器７３の出口には、冷却器８３を備えた排出管８５が接続されている。排出管８５の先は気液分離器８７に接続されている。水熱反応容器７３の出口から排出された反応生成物等は、排出管８５を通り冷却器８３でほぼ常温に冷却された後、気液分離器８７で排ガス（Ｎ２、ＣＯ２等）と排液とに分離される。
【００１１】
気液分離器８７の上端は、減圧弁９５を備えた排ガス管９３が接続されており、気液分離器８７から供給される排ガスは、減圧弁９５で大気圧近くの圧力にまで減圧されて排気される。気液分離器８７の底には、減圧弁９１を備えた排液管８９が接続されている。気液分離された排液は、減圧弁９１で大気圧近くの圧力にまで減圧されて処理液タンク（図示せず）に送られる。
【００１２】
減圧弁９１から排出された排液はｐＨメータ９４によってｐＨが測定され、その結果が薬注ポンプ制御装置（図示せず）に送られる。
一方、排出管８５には、中和剤供給管９７が接続している。中和剤は高圧ポンプ９８ｂによって加圧され、中和剤供給管９７を通って排出管８５に供給される。ｐＨメータ９４によって測定されたｐＨ値により、薬注ポンプ制御装置が作動するようになっており、ｐＨが中性付近から離れた場合に薬注ポンプ制御装置の作用により、薬注ポンプ９８ａが作動し、中和剤混和槽９２に中和剤原液が送られ、水供給管９９を通って供給される水によって適切な濃度に調整された中和剤が高圧ポンプ９８ｂを経て排出管８５に供給され、冷却器が酸性になることが防止される。
【００１３】
図７に示す水熱反応装置によれば、ハロゲン原子、硫黄原子、リン原子等の酸基を含む有機化合物を処理することによって酸が生成した場合に排出管８５内に含まれる反応生成物を中和することにより冷却器８３の腐食をある程度は防ぐことができる。しかし、水熱反応容器７３から排出された反応生成物が気液分離器８７を通って気液分離され、減圧弁９１を通ってｐＨメータ９４に到達するまでには時間がかかり、実際の冷却器８３内のｐＨとｐＨメータ９４の測定値との間に差が生じる場合がある。被処理物中の酸基が不均一に存在する場合や、水熱反応処理により生成した酸が塩となり、水熱反応容器７３内に堆積し、その塩が不連続に剥がれ落ちる様な場合、反応生成物のｐＨが一時に変化することになる。
【００１４】
その結果、中和剤を添加するタイミングが遅れ、適切な中和がなされず、ｐＨの低い分解液が冷却器８３内に流入し、腐食環境の厳しい水の亜臨界条件温度となる冷却器８３に甚大な被害を与える場合があった。
このような問題に対し、事前に、酸基を常圧条件下において酸に変化させ中和が完了してから高圧容器に供給する方法も提案されている。しかし、事前の中和処理が難しい廃液には適応できなかった。また、水熱反応容器に余分な無機塩を投入する結果となり、塩が析出しやすい水の超臨界条件にある水熱反応容器内部で、装置材料の腐食や塩の析出による閉塞を助長するという問題があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、酸を生成する酸基を含む有機化合物を超臨界水酸化分解する際に、適切な中和を行うことのできる、水熱反応装置、及び水熱反応処理方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の水熱反応装置は、水熱反応容器と、該水熱反応容器と排出管によって接続され、該水熱反応容器から排出される反応生成物を冷却する冷却器と、上記水熱反応容器と上記冷却器とを接続する排出管内の反応生成物のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、上記水熱反応容器と上記冷却器とを接続する排出管内に中和剤を注入する中和剤注入手段と、上記中和剤注入手段により注入される中和剤濃度及び／又は注入量を、上記ｐＨ測定手段により測定されたｐＨ測定値によって制御する中和剤濃度及び／又は注入量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記水熱反応装置によれば、水熱反応容器から排出された反応生成物が冷却器内で冷却される前に、そのｐＨを測定し、その測定値によって反応生成物内に注入される中和剤濃度及び／又は注入量が制御される。そのため、従来の水熱反応装置よりも中和剤注入箇所の近くでｐＨ測定を行うことができ、ｐＨ測定から中和剤注入までの時間の遅れが少なくなり、効果的な中和を行うことが可能である。中和剤としては、水酸化ナトリウム等が挙げられるが、これに限定されるものではない。なお、上記ｐＨ測定手段は、中和剤が注入される中和剤注入箇所より下流に設けられている。このようにすることにより、反応生成物と中和剤とが十分に混和するので、中和剤注入の効果を測定できるからである。
【００１８】
本発明の水熱反応装置においては、上記冷却器が直列に接続される第１の冷却器と第２の冷却器から構成されており、上記第１の冷却器と上記第２の冷却器とを接続する排出管内の反応生成物のｐＨを測定する少なくとも１の第２のｐＨ測定手段と、上記第１の冷却器と上記第２の冷却器とを接続する排出管内に中和剤を注入する少なくとも１の第２の中和剤注入手段と、上記第２の中和剤注入手段により注入される中和剤濃度及び／又は注入量を、上記第２のｐＨ測定手段により測定されたｐＨ測定値によって制御する少なくとも１の第２の中和剤濃度及び／又は注入量制御手段と、を備えていてもよい。
第２のｐＨ測定手段は、第２の中和剤注入手段より下流に設けられている。このようにすることにより、反応生成物と中和剤とが十分に混和するので、中和剤注入の効果を測定できるからである。
【００１９】
上記構成とすることにより、第１の冷却器と第２の冷却器との間を通過する反応生成物のｐＨを測定し、その測定値によって中和剤濃度及び／又は注入量が制御される。そのため、より細やかなｐＨ制御を行うことが可能となる。
【００２０】
本発明の水熱反応装置においては、上記水熱反応容器と上記冷却器とを接続する排出管内の反応生成物の温度が２００〜６５０℃であることが好ましい。上記水熱反応容器と上記冷却器とを接続する排出管内の反応生成物の温度を上記範囲内とすることにより、腐食の激しい亜臨界域における冷却器の腐食を効果的に抑制することができる。
【００２１】
本発明の水熱反応処理方法は、水熱反応容器内で有機物を酸化分解反応させ、生成した反応生成物を冷却器内で冷却して排出する水熱反応処理方法であって、上記反応生成物を冷却器内で冷却する前に上記反応生成物のｐＨを測定し、上記反応生成物のｐＨ測定値によって、中和剤濃度及び／又は注入量を制御しながら上記反応生成物に中和剤を注入することを特徴とする。
【００２２】
本発明の水熱反応処理方法は、上記冷却器内で冷却された上記反応生成物を気液分離器で気液分離する前に、上記反応生成物のｐＨを測定し、上記反応生成物のｐＨ測定値によって、中和剤濃度及び／又は注入量を制御しながら上記反応生成物に中和剤を注入してもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水熱反応装置について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る水熱反応装置１０の構成を示す図である。
図１に示す水熱反応装置１０は、水熱反応容器１３と、この水熱反応容器１３に被処理物、反応助剤、水、空気等の酸化剤を供給する供給系統１４と、水熱反応容器１３から出る反応生成物を冷却し、気液分離する冷却気液分離系統１５とから主に構成されている。
【００２４】
水熱反応容器１３の入り口には、被処理物である廃液（廃棄物）、反応助剤、水及び空気等の供給管１７が接続している。廃液は高圧ポンプ１９ａによって加圧され、廃液供給管１７ａ、供給管１７を通って水熱反応容器１３へ供給される。反応助剤は高圧ポンプ１９ｂによって加圧され、反応助剤供給管１７ｂ、供給管１７を通って水熱反応容器１３へ供給される。水は高圧ポンプ１９ｃによって加圧され、水供給管１７ｃ、供給管１７を通って水熱反応容器１３へ供給される。高圧ポンプ１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、往復動ポンプ等の高圧昇圧可能でかつ容量制御性のあるポンプであって、廃液、反応助剤、水の水熱反応容器１３への供給量を調節できるようになっている。
【００２５】
供給管１７には、エアコンプレッサ２１を備えた空気供給管１７ｄが接続している。酸化剤である空気はエアコンプレッサ２１に取り込まれて圧縮され、空気供給管１７ｄから供給管１７を通って水熱反応容器１３に供給される。
【００２６】
水熱反応容器１３の出口には、冷却器２３を備えた排出管２５が接続されている。排出管２５の先は気液分離器２７に接続されている。水熱反応容器１３の出口から排出された反応生成物等は、排出管２５を通り冷却器２３でほぼ常温に冷却された後、気液分離器２７で排ガス（Ｎ２、ＣＯ２等）と排液とに分離される。
【００２７】
気液分離器２７の上端は、減圧弁３５を備えた排ガス管３３が接続されており、気液分離器２７から供給される排ガスは、減圧弁３５で大気圧近くの圧力にまで減圧されて排気される。気液分離器２７の底には、減圧弁３１を備えた排液管２９が接続されている。気液分離された廃液は、減圧弁３１で大気圧近くの圧力にまで減圧されて処理液タンク（図示せず）に送られる。
【００２８】
水熱反応容器１３と冷却器２３とを接続する排出管２５は水熱反応容器１３の直後で分岐しており、ｐＨメータ３８を備えたｐＨ測定用試料排出管３４に接続している。ｐＨ測定用試料排出管３４を通った反応生成物は冷却器３６によって冷却され、減圧弁３７で大気圧近くの圧力にまで減圧され、ｐＨメータ３８によってｐＨが測定される。ｐＨメータ３８によって測定されたｐＨ値は薬注ポンプ制御装置（図示せず）に送られる。
【００２９】
ｐＨ測定用試料排出管３４は、排出管２５と比べ、断面積が小さくなされている。従って、排出管２５からｐＨ測定用試料排出管３４に送られる反応生成物は極めて少量であり、そのため冷却器３５で冷却されるｐＨ測定用試料（反応生成物）は微量であり冷却に要する時間は、冷却器２３で冷却される時間よりも短い。また、図７に示した水熱反応装置と比べ、図１の装置においては、ｐＨメータ３８に試料が送付されるまでに冷却器２３、気液分離器２７等を通らないので、物理的な距離も短くなる。そのため、ｐＨメータ３８にｐＨ測定用試料が到達するまでの時間は短くなる。
【００３０】
ｐＨメータ３８でｐＨを測定した反応生成物は、排出管３９を通って排液管２９と合流し、処理液タンク（図示せず）に送られる。なお、ｐＨメータ３８でｐＨを測定された反応生成物は気液分離されていない。上述したように試料が微量であるため、気液分離器の設置は特に必要でないが、状況に応じて設置してもよい。
【００３１】
一方、排出管２５には、中和剤供給管４０が接続している。中和剤は高圧ポンプ４１ｂによって加圧され、中和剤供給管４０を通って排出管２５に供給される。ｐＨメータ３８によって測定されたｐＨ値により、薬注ポンプ制御装置が作動するようになっており、ｐＨが中性付近から離れた場合に薬注ポンプ制御装置の作用により、薬注ポンプ４１ａが作動し、中和剤混和槽４２に中和剤原液が送られ、水供給管４９を通って供給される水によって適切な濃度に調整された中和剤が高圧ポンプ４１ｂを経て排出管８５に供給される。なお、適切な濃度はｐＨメータ３８によって測定されたｐＨ値によって制御可能になっている。すなわち、ｐＨの変動が激しい場合には中和剤の濃度を高くすることができ、ｐＨの変動が緩やかな場合には中和剤の濃度を低くすることができる。中和剤の注入箇所は、中和剤と反応生成物とが十分に混和できる配管距離だけ、ｐＨ測定用試料排出管３４より上流に設けてある。
【００３２】
図１に示す水熱反応装置１０は、水熱反応容器１３から排出された反応生成物が冷却器２３で冷却される前にｐＨが測定され、その測定値によって反応生成物内に中和剤が注入される。そのため、従来の水熱反応装置よりも中和剤注入箇所の近くでｐＨ測定をすることが可能である。また、ｐＨメータ３３に送られる試料は微量であり、冷却に時間を要しないことから、ｐＨ測定から中和剤注入までの時間の遅れが少なくなり、効果的な中和が可能である。
図１に示す水熱反応装置１０においては、中和剤の濃度と注入量を制御することができるが、本発明の水熱反応装置においては、中和剤の濃度のみ、又は注入量のみを制御してもよい。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る水熱反応装置について図面を参照しつつ説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る水熱反応装置２０の構成を示す図である。図４に示す水熱反応装置は、基本的な構成は図１に示す水熱反応装置とほぼ同様である。図４に示す構成部品のうち、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図４に示す水熱反応装置においては、冷却器２３と気液分離器２７との間に冷却器４５が設けられている。冷却器２３でほぼ常温に冷却された反応生成物が冷却器４５を通り、再度冷却された後、気液分離分離器２７で排ガスと排液とに分離される。排出管２５は冷却器４５の上流で分岐しており、ｐＨメータ４３を備えたｐＨ測定用試料排出管４４に接続している。ｐＨ測定用試料排出管４４を通った反応生成物は冷却器４８によって冷却され、減圧弁４６で大気圧近くの圧力にまで減圧され、ｐＨメータ４３によってｐＨが測定される。ｐＨメータ４３によって測定されたｐＨ値は薬注ポンプ制御装置（図示せず）に送られる。
【００３５】
ｐＨ測定用試料排出管４４は、ｐＨ測定用試料排出管３４と同様に断面積が小さくなされており、従って排出管２５からｐＨ測定用試料排出管４４に送られる反応生成物は微量である。
ｐＨメータ４３でｐＨを測定した反応生成物は、排出管４７を通って排液管２９と合流し、処理液タンク（図示せず）に送られる。なお、ｐＨメータ４３でｐＨを測定された反応生成物は気液分離されていないが、この理由は上述した通りである。
【００３６】
また、排出管２５には、冷却器２３と冷却器４５との間に中和剤供給管５０が接続している。中和剤の注入箇所は、中和剤と反応生成物とが十分に混和できる配管距離だけ、上記ｐＨ測定用試料排出管４４より上流に設けられてある。中和剤は高圧ポンプ５１ｂによって加圧され、中和剤供給管５０を通って排出管２５に供給される。ｐＨメータ４３によって測定されたｐＨ値により、薬注ポンプ制御装置が作動するようになっており、ｐＨが中性付近から離れた場合に薬注ポンプ制御装置の作用により、薬注ポンプ５１ａが作動し、中和剤混和槽５２に中和剤原液が送られ、水供給管５９を通って供給される水によって適切な濃度に調整された中和剤が高圧ポンプ５１ｂを経て排出管８５に供給される。
【００３７】
図４に示す水熱反応装置２０は、図１に示す水熱反応装置と同様、水熱反応容器１３から排出された反応生成物が冷却器２３で冷却される前にｐＨが測定され、その測定値によって反応生成物内に中和剤が注入されると共に、冷却途中の反応生成物のｐＨを再度測定し、そのｐＨ測定値によって中和剤の注入を制御するようになっている。このようになされていることにより、水熱反応装置内の、より細やかなｐＨ制御を行うことができる。
【００３８】
例えば中和剤供給管４０より注入される中和剤として濃度の低いものを用いることにより、反応生成物のｐＨが急激に変化した場合にも中和剤を急激に注入しないようにできる。例えばｐＨが一時的に強酸性になり、その直後にほぼ中性に戻るような場合に、濃度の高い中和剤（アルカリ性）を注入すると、冷却器が強アルカリに曝されることになり、冷却器が腐食されてしまう。これは、濃度の低い中和剤を用いることにより防止できる。一方、中和剤供給管５０から注入される中和剤として濃度の高いものを用いると、中和剤供給管４０から中和剤を注入しても中和することができない場合にのみ中和剤が中和剤供給管５０から注入されることとなり、水熱反応装置内のｐＨの制御を細やかに行うことができる。
【００３９】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。
実施例１
図１に示す水熱反応装置を用い、廃棄物のｐＨを経時的に変化させて水熱反応容器１３内に供給して水熱酸化反応を行い、反応容器１３の直後、冷却器２３の内部、及び処理液（気液分離後の排液）のｐＨを測定した。廃棄物のｐＨを、緩やかに変動させる場合（反応容器直後の反応生成物のｐＨが４程度まで変化する場合）、及び激しく変動させる場合（反応容器直後の反応生成物のｐＨが２程度まで変化する場合）について測定を行った。なお、中和剤としては水酸化ナトリウム溶液を用いた。
【００４０】
結果を図２及び図３に示す。図２は、図１に示す本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを緩やかに変化させて水熱反応容器１３内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
図２及び図３において横軸は時間、縦軸はｐＨを示す（以下、図５、図６、図８及び図９において同様である。）。図２に示すように、水熱反応容器１３の直後（図２において▲１▼で示す）のｐＨは約４まで上昇するが、冷却器２３の内部（図２において▲２▼で示す）のｐＨの変動はわずかであり、処理液（図２において▲３▼で示す）のｐＨの変動はわずかであった。
【００４１】
また、図３は図１に示す本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを激しく変化させて水熱反応容器１３内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。図３に示すように、水熱反応容器１３の直後のｐＨは約２まで上昇するが、冷却器２３内部及び処理液のｐＨの変動は６程度までであり、廃棄物のｐＨを激しく変化させた場合であっても、冷却器２３及び処理液のｐＨの変化はわずかであった。
【００４２】
実施例２
図４に示す水熱反応装置を用いた以外は実施例１と同様に試験を行った。本実施例においては、冷却器２３内部のｐＨについて前半部分及び後半部分のｐＨを測定した。結果を図５及び図６に示す。図５は、図４に示す本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを緩やかに変化させて水熱反応容器１３内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
図５に示すように、水熱反応容器１３の直後（図５において▲１▼で示す）のｐＨは約４まで上昇するが、冷却器２３の内部の前半部分（図５において▲２▼で示す）、冷却器２３の内部の後半部分（図５において▲２▼’で示す）のｐＨの変動はわずかであり、処理液（図５において▲３▼で示す）のｐＨの変動はわずかであった。
【００４３】
また、図６は図５に示す本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを激しく変化させて水熱反応容器１３内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果である。図６に示すように、水熱反応容器１３の直後のｐＨは約２まで上昇するが、冷却器２３内部及び処理液のｐＨの変動は６程度までであり、廃棄物のｐＨを激しく変化させた場合であっても、冷却器２３及び処理液のｐＨの変化はわずかであった。
【００４４】
比較例１
図７に示す水熱反応装置を用いた以外は実施例１と同様に試験を行った。結果を図８及び図９に示す。図８は、図７に示す本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを緩やかに変化させて水熱反応容器１３内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
図８に示すように、水熱反応容器１３の直後（図７において▲１▼で示す）のｐＨは約４まで上昇し、冷却器２３の内部（図７において▲２▼で示す）、処理液（図７において▲３▼で示す）のｐＨも、水熱反応容器１３の直後と同様に変化した。また、水熱反応容器１３の直後が強酸性になると、中和剤が大量に注入され、冷却器２３の内部及び処理液のｐＨがその後に強アルカリになった。
【００４５】
また、図９は図７に示す本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを激しく変化させて水熱反応容器１３内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。図９に示すように、水熱反応容器１３の直後のｐＨは約２まで上昇し、冷却器２３の内部（図９において▲２▼で示す）、処理液（図９において▲３▼で示す）のｐＨも、水熱反応容器１３の直後と同様に変化した。また、水熱反応容器１３の直後が強酸性になると、中和剤が大量に注入され、冷却器２３の内部及び処理液のｐＨがその後に強アルカリになった。
【００４６】
上記結果から明らかなように、従来の水熱反応装置（図７）においては、処理液（排液）のｐＨを測定し、その測定値に基づいて中和剤を注入していたため、中和剤を添加するタイミングが遅れ、適切な中和がなされていないが、本発明の水熱反応装置（図１及び図４）においては、反応生成物が冷却される前にｐＨを測定し、その測定値に基づいて中和剤を注入するので、効果的な中和を行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の水熱反応装置によれば、酸を生成する酸基を含む有機化合物を超臨界水酸化分解する際に、水熱反応容器から排出された反応生成物のｐＨを冷却される前に測定することができ、その測定値に基づいて中和剤を注入することができ、効果的な中和を行うことができる。
本発明の水熱反応処理方法によれば、酸を生成する酸基を含む有機化合物を超臨界水熱酸化分解する際に、水熱反応容器から排出された反応生成物のｐＨを冷却される前に測定することができ、その測定値に基づいて中和剤を注入することができ、効果的な中和を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水熱反応装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを緩やかに変化させて水熱反応容器内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
【図３】本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを激しく変化させて水熱反応容器内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
【図４】本発明の水熱反応装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを緩やかに変化させて水熱反応容器内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
【図６】本発明の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを激しく変化させて水熱反応容器内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
【図７】従来の水熱反応装置の構成を示す概略構成図である。
【図８】従来の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを緩やかに変化させて水熱反応容器内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
【図９】従来の水熱反応装置を用いて、廃棄物のｐＨを激しく変化させて水熱反応容器内に供給して水熱酸化反応を行った際の、各部位における反応生成物のｐＨを測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　水熱反応装置　　　　　　　　　　１３　水熱反応容器
１４　供給系統　　　　　　　　　　　　１５　気液分離系統
１７　供給管　　　　　　　　　　　　　１７ａ　廃液供給管
１７ｂ　反応助剤供給管　　　　　　　　１９ｃ　高圧ポンプ
１７ｃ　水供給管　　　　　　　　　　　１７ｄ　空気供給管
１９ａ　高圧ポンプ　　　　　　　　　　１９ｂ　高圧ポンプ
２０　水熱反応装置　　　　　　　　　　２１　エアコンプレッサ
２３　冷却器　　　　　　　　　　　　　２５　排出管
２７　気液分離器　　　　　　　　　　　３５　減圧弁
２９　排液管　　　　　　　　　　　　　３１　減圧弁
３３　排ガス管　　　　　　　　　　　　３８　ｐＨメータ
３４　ｐＨ測定用試料排出管　　　　　　３６　冷却器
３７　減圧弁　　　　　　　　　　　　　３９　排出管
３９　中和剤供給管　　　　　　　　　　４１ａ　薬注ポンプ
４１ｂ　高圧ポンプ　　　　　　　　　　４２　中和剤混和槽
４３　ｐＨメータ　　　　　　　　　　　４４　ｐＨ測定用試料排出管
４５　冷却器　　　　　　　　　　　　　４６　減圧弁
４９　水供給管　　　　　　　　　　　　５０　中和剤供給管
５１ａ　薬注ポンプ　　　　　　　　　　５１ｂ　高圧ポンプ
５２　中和剤混和槽　　　　　　　　　　５９　水供給管
７０　水熱反応装置　　　　　　　　　　７３　水熱反応容器
７４　供給系統　　　　　　　　　　　　７５　気液分離系統
７７　供給管　　　　　　　　　　　　　７７ａ　廃液供給管
７７ｂ　反応助剤供給管　　　　　　　　７７ｃ　水供給管
７９ａ　高圧ポンプ　　　　　　　　　　７９ｂ　高圧ポンプ
７９ｃ　高圧ポンプ　　　　　　　　　　７７ｄ　空気供給管
８１　エアコンプレッサ　　　　　　　　８３　冷却器
８５　排出管　　　　　　　　　　　　　８７　気液分離器
８９　排液管　　　　　　　　　　　　　９１　減圧弁
９２　中和剤混和槽　　　　　　　　　　９３　排ガス管
９４　ｐＨメータ　　　　　　　　　　　９５　排液管
９５　減圧弁　　　　　　　　　　　　　９７　中和剤供給管
９８ａ　薬注ポンプ　　　　　　　　　　９８ｂ　高圧ポンプ
９９　水供給管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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