(57)【要約】【課題】圧力計を上端に取付けた圧力検出管を水熱反応容器内に突入させても、析出した固形物の影響を受けることなく器内の圧力を正確に知ることができるようにする。【解決手段】水の超臨界状態での水熱反応により分解を行う水熱反応容器１０の内部に、圧力計２０を取付けた圧力検出管２１を突入させ、その圧力検出管の水熱反応容器内に突入した端部２１′を冷却水が注入される亜臨界水領域に位置させる。【選択図】　　　図１
2004108922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の超臨界状態での水熱反応により分解を行う水熱反応容器の内部に、圧力計を取付けた圧力検出管を突入し、上記水熱反応容器の内部の圧力を計測する水熱反応処理装置での圧力検出管の閉塞防止方法において、上記水熱反応容器の内部下方に冷却水を注入して亜臨界水領域を形成し、上記圧力検出管の水熱反応容器内に突入した端部を亜臨界水領域に位置させたことを特徴とする水熱反応処理装置での圧力検出管の閉塞防止方法。
【請求項２】
水の超臨界状態での水熱反応により分解を行う水熱反応容器の内部に、圧力計を取付けた圧力検出管を突入し、上記水熱反応容器の内部の圧力を計測する水熱反応処理装置での圧力検出管の閉塞防止方法において、上記圧力検出管に、反応容器内の圧力以上の高圧流体の供給管を接続し、上記高圧流体を水熱反応容器内に突入した圧力検出管の端部から器内に吹き込むことを特徴とする水熱反応処理装置での圧力検出管の閉塞防止方法。
【請求項３】
水の超臨界状態での水熱反応により分解を行う水熱反応容器の内部に、圧力計を取付けた圧力検出管を突入し、上記水熱反応容器の内部の圧力を計測する水熱反応処理装置での圧力検出管の閉塞防止方法において、上記圧力検出管を、水熱反応容器の内周沿いに旋回して内周に付着した析出固形物を剥離するスクレーパに対応して設けられたスクレーパ・バーと兼用させたことを特徴とする水熱反応処理装置での圧力検出管の閉塞防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水の超臨界状態の水熱反応処理装置での水熱反応容器内の圧力を検出する圧力検出管の閉塞防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３７４℃以上、２２．１ＭＰａ（２２０気圧）以上の超臨界状態で被処理物と、酸化剤を含んだ水とを反応させることにより水熱反応を生じさせ、被処理物中の有機物を短時間でほぼ完全に分解する水熱反応処理を行う際に、水熱反応の温度を、熱電対を使用して検出、制御しようとしても、被処理物に含まれている無機成分から種々な塩が生成され、これらの塩が金属の表面に付着し、高温であること、酸素が充分に存在することの相乗効果により金属を腐食させ、熱電対による温度計測を不可能にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本特許出願人は、先願の特願２００２−１９７４９７号によって、熱電対をシース管で覆ったシース熱電対を保護管に収容し、この保護管に種々な改良を加え、水熱反応容器内の温度を熱電対で検出し、水熱反応の温度を制御可能にすることを提案した。この水熱反応を、より安全に制御し、安定して行うには水熱反応容器の内部の圧力を測定し、圧力を制御することが必要である。そのため、圧力計を取付けた圧力検出管を水熱反応容器の内部に突入させると、同様な理由で圧力検出管に塩が付着し、その塩が容器の内部に突入した圧力検出管の端部を閉塞し、水熱反応容器の内部の圧力の測定、その測定による水熱反応容器内の圧力制御を行うことを不可能にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は上述した課題を解消するために開発されたもので、水の超臨界状態での水熱反応により分解を行う水熱反応容器の内部に、圧力計を取付けた圧力検出管を突入し、上記水熱反応容器の内部の圧力を計測する水熱反応処理装置での圧力検出管の閉塞防止方法として、請求項１の発明は上記水熱反応容器の内部下方に冷却水を注入して亜臨界水領域を形成し、上記圧力検出管の水熱反応容器内に突入した端部を亜臨界水領域に位置させることを特徴とし、請求項２の発明は、上記圧力検出管に、反応容器内の圧力以上の高圧流体の供給管を接続し、上記高圧流体を水熱反応容器内に突入した圧力検出管の端部から器内に吹き込むことを特徴とする。又、請求項３の発明は、上記圧力検出管を、水熱反応容器の内周沿いに旋回して内周に付着した析出固形物を剥離するスクレーパに対応して設けられたスクレーパ・バーと兼用させることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図示の各実施例において、１０は上壁１１と、漏斗形の下部１２とを有する上下方向に細長い円筒形の水熱反応容器で、上壁の中心には廃液等の被処理物や、水その他の必要な材料を器内に供給するノズル１４が設けてある。
【０００６】
図示の各実施例では、装置の全体の系統は図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示したように廃液などの被処理物と、反応助剤と、水とを夫々高圧ポンプＰで供給管１３に注入するほか、酸化剤として空気をエアコンプレッサから予熱器を通して供給管１３に注入し、これらをノズル１４から水熱反応容器の内部に混合して供給する。
【０００７】
廃液などの被処理物を除いて上記した原料を水熱反応容器に供給して器内に水熱反応を生じさせ、器内が所定の温度に上昇して超臨界状態になったら、廃液などの被処理物を器内に供給する。これにより固体を含む反応液が漏斗形の下部１２の下端の排出管１２′から冷却器１７を経て気液分離器１８に供給され、減圧弁Ｖを経て気体と、固体を含む液体とに分離して排出される。
【０００８】
このようにして被処理物を酸化剤と共に水熱反応容器１０内で水熱反応させたとき、被処理物が、例えば塩素を含有する有機性廃液であると、有機性廃液は水熱反応により、水、二酸化炭素、塩化水素の高温高圧流体、乾燥またはスラリー状の灰分や塩類等の固体からなる反応生成物が得られる。この際、塩化水素は塩化水素ガスとして存在するため、それほど腐食性を持たないが、水に溶けることにより塩酸となり、激しい腐食環境を形成するので注入した水、或いは水に添加した中和剤で中和する。
【０００９】
上記のようにして水熱反応処理を継続すると、前述したように被処理物に含まれる無機成分から種々の塩が生成される。そして、これらの塩は、金属の表面に付着し、高温であること、酸素が充分に存在することの相乗効果により、多くの場合、金属を腐食させる。
【００１０】
従って、水熱反応容器１０内の圧力を制御するため、上端に圧力計２０を取付けた圧力検出管２１を上壁から水熱反応容器１０内に突入し、その下端２１′が超臨界水領域中に位置していると、管２１の回りには析出した固形物が付着すると同時に、析出した固形物が管の下端を次第に塞ぐので水熱反応容器１０内の圧力を圧力計２０は示さなくなる。
【００１１】
このため、図１の請求項１の実施例では、漏斗形の下部１２の内部の直上に冷却水を冷却管１５で供給し、これにより器内の冷却管１５のレベルの直上に冷却流体水準１６を形成し、冷却流体水準から上の上壁１１までの間の超臨界水領域の下に亜臨界水領域を形成し、圧力検出管２１の下端２１′を亜臨界水領域中に位置させてある。従って、圧力検出管の超臨界水領域を貫通している部分の回りには析出した固形物が付着するが、その下端２１′は亜臨界水領域中に位置し、析出した固形物は溶解するので圧力検出管の下端２１′は閉塞されない。従って、圧力計２０によって水熱反応容器１０内の圧力を正確に知ることが可能なため、水熱反応の圧力を最適に制御することができる。
【００１２】
図２の請求項２の実施例、図３の請求項３の実施例では、水熱反応容器の内部全体は超臨界水領域であり、圧力計２０を上端に取付けた圧力検出管２１の下端２１′は超臨界水領域中に位置する。
【００１３】
このため、圧力検出管の下端２１′が析出した固形物で閉塞されるのを防ぐため、請求項２の実施例では、図２（Ｂ）に示したようにエアコンプレッサで供給管１３に注入される空気の一部を分岐管２２で分岐し、圧力検出管２１に注入するようにしてある。従って、圧力検出管２１の内部には空気が圧力検出管の下端２１′から水熱反応容器内に噴出するため、同様に水熱反応容器内の析出した固形物は圧力検出管の下端２１′を閉塞しない。さらに、分岐管２２に加熱管２３を設置し、加熱した高温空気を圧力検出管の下端２１′から噴出するとより効果的である。従って、この場合も水熱反応容器の内部の圧力を圧力計２０で正確に知ることができるため、水熱反応の圧力を最適に制御できる。
【００１４】
図２の実施例では水の臨界温度よりも高温に加熱した空気を圧力検出管２１に注入したが、空気に限らず、水など他の同様な高温の流体を注入してもよい。
【００１５】
水熱反応容器１０の内壁には析出した固形物が固着するので、通常は漏斗形の下端部にＹ字形断面のスクレーパ１９の下端部の軸を取付け、モータＭなどで回転させ、スクレーパで水熱反応容器１０の内壁に付着する固形物を剥脱除去する。そして、スクレーパ１９の内壁には除去した固形物の一部が付着するので、これを除去するため、固定したスクレーパ・バーを１本ないし複数本、スクレーパの内壁側に軸方向にスクレーパに対応した位置で接触させてある。
【００１６】
図３の請求項３の実施例ではスクレーパ・バー２４の１本を中空な圧力検出管２１にし、容器から外に突出した上端に圧力計２０を取付け、このスクレーパ・バー２４を圧力検出管と兼用させてある。スクレーパ・バーと圧力検出管とを兼用することにより、圧力検出管に付着する固形物がスクレーパで剥脱除去され、下端２１′が閉塞しにくくなる。更に、図１の実施例と同様に水熱反応容器の内部下方に冷却水を冷却管１５で供給し、これにより冷却管１５のレベルの直上に冷却流体水準１６を形成し、この冷却流体水準から下を亜臨界水領域にすると、ここでは前述したように、析出した固形物が溶解するので、スクレーパ兼用圧力検出管の下端２１′をこの亜臨界水領域に位置させておくと、下端２１′の閉塞をより確実に防止できて好ましい。従って、このスクレーパ・バー兼圧力検出管の下端は、析出した固形物で塞がれないため、水熱反応容器内の圧力を圧力計２０で検出することができる。またスクレーパ・バーと圧力検出管とを兼用することで反応容器内部の構造物を少なくできるため、反応容器内で析出した固形物の付着を軽減できる。
【００１７】
【発明の効果】
以上で明らかなように、本発明よれば水熱反応容器の内部の圧力を圧力計によって正確に知ることができるため、器内での水熱反応の圧力を最適に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は請求項１の発明の水熱反応容器の一実施例の断面図、（Ｂ）は同上の水熱反応処理装置の概略図。
【図２】（Ａ）は請求項２の発明の水熱反応容器の一実施例の断面図、（Ｂ）は同上の水熱反応処理装置の概略図。
【図３】（Ａ）は請求項３の発明の水熱反応容器の一実施例の断面図、（Ｂ）は同上の横断面図。
【符号の説明】
１０　　水熱反応容器
１４　　原料注入用のノズル
２０　　圧力計
２１　　圧力検出管
【図１】
2004108922.tif 000003
【図２】
2004108922.tif 000004
【図３】
2004108922.tif 000005