(57)【要約】【課題】  低コストでありながらも、強酸性や強塩基性の高温水環境下で高い耐食性を発現できる高耐食性材料及びこれを利用する反応装置を提供する。【解決手段】  超臨界水環境下で下水汚泥を処理する超臨界水反応装置の反応容器及び配管の内面を、不純物としてＳｉＯ2を含有する安価なＡｌ2Ｏ3にＭｇＯを０．１〜２重量％含有させたセラミックスからなる材料で覆うようにした。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物としてＳｉＯ2を含有するＡｌ2Ｏ3にＭｇＯを含有させたセラミックスからなることを特徴とする高耐食性材料。
【請求項２】
請求項１において、
ＭｇＯの含有量が０．１〜２重量％であることを特徴とする高耐食性材料。
【請求項３】
強酸性又は強塩基性の高温水環境下に内部が曝される反応容器及び配管を有する反応装置において、
前記反応容器及び前記配管の内面が、請求項１又は請求項２の高耐食性材料で覆われていることを特徴とする反応装置。
【請求項４】
請求項３において、
超臨界水環境下で下水汚泥を処理する超臨界水反応装置であることを特徴とする反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強酸性や強塩基性の高温水中でも高い耐食性を有する高耐食性材料及びこれを利用する反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａｌ2Ｏ3は、強酸性や強塩基性中でも高い耐食性を有することから、このような環境下で用いられる反応装置や配管等の内壁材料として利用されている。このＡｌ2Ｏ3は、粒界に不純物（ＳｉＯ2）が存在すると、強酸性や強塩基性の高温水環境下に曝されたときに、当該不純物（ＳｉＯ2）の溶解によって腐食が進行してしまう。このため、下水汚泥等を強酸性や強塩基性の超臨界水中で分解処理する超臨界水反応装置は、その配管や反応容器の内面に、上記不純物（ＳｉＯ2）を除去した高純度のＡｌ2O3が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のＡｌ2Ｏ3の高純度化は、非常に手間がかかってしまうことから、上記不純物（ＳｉＯ2）を除去した高純度のＡｌ2Ｏ3は、非常に高価になってしまっている。
【０００５】
このようなことから、本発明は、低コストでありながらも、強酸性や強塩基性の高温水環境下で高い耐食性を発現できる高耐食性材料及びこれを利用する反応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】
【０００６】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る高耐食性材料は、不純物としてＳｉＯ2を含有するＡｌ2Ｏ3にＭｇＯを含有させたセラミックスからなることを特徴とする。
【０００７】
第二番目の発明に係る高耐食性材料は、第一番目の発明において、ＭｇＯの含有量が０．１〜２重量％であることを特徴とする。
【０００８】
第三番目の発明に係る反応装置は、強酸性又は強塩基性の高温水環境下に内部が曝される反応容器及び配管を有する反応装置において、前記反応容器及び前記配管の内面が、第一番目又は第二番目の発明の高耐食性材料で覆われていることを特徴とする。
【０００９】
第四番目の発明に係る反応装置は、第三番目の発明において、超臨界水環境下で下水汚泥を処理する超臨界水反応装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第一番目の発明に係る高耐食性材料によれば、ＭｇＯがＳｉＯ2と反応してＳｉＯ2の安定化を図り、強酸性や強塩基性の高温水環境下でのＳｉＯ2の溶解が抑制されるので、低コストでありながらも、強酸性や強塩基性の高温水環境下で高い耐食性を発現できる。
【００１１】
第二番目の発明に係る高耐食性材料によれば、ＭｇＯの含有量が０．１〜２重量％であるので、上述した効果を最も確実に得ることができる。
【００１２】
第三番目の発明に係る反応装置によれば、強酸性又は強塩基性の高温水環境下に内部が曝される反応容器及び配管の内面が上述した高耐食性材料で覆われているので、装置の低コスト化を図ることができる。
【００１３】
第四番目の発明に係る反応装置によれば、超臨界水環境下で下水汚泥を処理する超臨界水反応装置であるので、上述した効果を最も顕著に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る高耐食性材料及びこれを利用する反応装置の実施形態を図１を用いて以下に説明する。図１は、各種材料の腐食減量率を表わすグラフである。
【００１５】
前述したように、Ａｌ2Ｏ3は、粒界に不純物（ＳｉＯ2）が存在すると、強酸性や強塩基性の高温水環境下に曝されたときに、当該不純物（ＳｉＯ2）の溶解によって腐食が進行してしまう。このため、従来、Ａｌ2Ｏ3は、上記不純物（ＳｉＯ2）が除去されて高純度化されることにより、強酸性や強塩基性の高温水環境下での上記不純物（ＳｉＯ2）の溶解による腐食防止が図られている。しかしながら、このような不純物除去によるＡｌ2Ｏ3の高純度化は、非常に手間がかかってしまい、高コスト化を招いてしまっている。
【００１６】
そこで、本発明では、不純物としてＳｉＯ2を含有する汎用的なＡｌ2Ｏ3にＭｇＯを含有させるようにしたのである。
【００１７】
このような本発明に係る高耐食性材料においては、ＭｇＯが粒界中のＳｉＯ2と反応してＳｉＯ2の安定化を図り、強酸性や強塩基性の高温水環境下でのＳｉＯ2の溶解が抑制されるようになる。
【００１８】
このため、本発明に係る高耐食性材料では、従来のように、ＳｉＯ2の除去によるＡｌ2Ｏ3の高純度化を図らなくても、不純物としてＳｉＯ2を含有する安価なＡｌ2Ｏ3にＭｇＯを混合して焼結するだけで、強酸性や強塩基性の高温水環境下で高耐食性を発現させることができる。
【００１９】
したがって、本発明に係る高耐食性材料によれば、低コストでありながらも、強酸性や強塩基性の高温水環境下で高い耐食性を発現することができる。
【００２０】
よって、強酸性又は強塩基性の高温水環境下に内部が曝される反応容器及び配管を有する反応装置において、当該反応容器及び当該配管の内面を上記高耐食性材料で覆うようにすれば、本装置の製造コストを大幅に低減することができる。
【００２１】
特に、下水汚泥等を強酸性や強塩基性の超臨界水中で分解処理する超臨界水反応装置の反応容器及び配管に適用すれば、著しくその効果を発現することができる。
【００２２】
なお、ＭｇＯの含有量は、０．１〜２重量％であると好ましい。なぜなら、ＭｇＯの含有量が０．１重量％未満であると、ＳｉＯ2を十分に安定化させることが難しく、ＭｇＯの含有量が２重量％を超えると、Ａｌ2Ｏ3の焼結密度の低下を引き起こして、耐食性能の低下を招くおそれがあるからである。
【実施例】
【００２３】
本発明に係る高耐食性材料の効果を確認するため、以下のような試験を行った。
【００２４】
下記の表１に示す試験体１〜４及び比較体１，２を重量測定してから８Ｎ塩酸溶液及び８Ｎ水酸化ナトリウム溶液に入れて、１５０℃で１００時間保持した後、試験体１〜４及び比較体１，２を取り出して水洗及び乾燥してから重量をそれぞれ測定し、試験体１〜４及び比較体１，２の重量減量率をそれぞれ求めた。その結果を図１に示す。
【００２５】
【表１】
2005272193.tif 000002
【００２６】
図１からわかるように、比較体２（高純度Ａｌ2Ｏ3）は、重量減量率が、強酸性環境下で約０．０５％、強塩基性環境下で約０．４５％となる。しかしながら、比較体１（汎用Ａｌ2Ｏ3そのもの）は、重量減量率が、強酸性環境下で約０．３７％、強塩基性環境下で１．１３％と著しく大きいものである。これに対し、試験体１〜４（汎用Ａｌ2Ｏ3にＭｇＯを含有させたもの）は、重量減量率が、強酸性環境下で約０．１〜０．１６％、強塩基性環境下で約０．４５〜０．９５％となり、比較体１と比べて、耐食性能が大きく向上し、比較体２と比較しても遜色のない程度にまで耐食性能が向上することを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る高耐食性材料は、低コストでありながらも、強酸性や強塩基性の高温水中で高い耐食性を有するため、強酸性や強塩基性の高温水で反応を行う反応装置の反応容器や配管に利用することにより、当該装置の低コスト化を図ることができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る耐食性材料の効果を確認するために行った実施例での各種材料の重量減量率を表わすグラフである。
【図１】
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