【手続補正書】
【提出日】平成19年8月6日(2007.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
２流体ノズル４２は、下端に開口を有する内管部４２ａと、内管部４２ａを取り巻いて二重管構造を構成し、内管部４２ａとの間に環状部４２ｂを形成し、下端に環状開口を有する外管部４２ｃとから構成されている。２流体ノズルを使用するときには、図８で、空気送入管３４は、２流体ノズル４２の内管部４２ａと外管部４２ｃとの間の環状部４２ｂに、被処理液管３２は２流体ノズル４２の内管部４２ａに接続されている。
２流体ノズル４２は、内管部４２ａから被処理液を、かつ環状部４２ｂから酸素含有ガスとして空気を流入させ、環状部４２ｂの下端環状開口から反応器４２内に流出する空気流によって内管部４２ａの下端開口から流出する被処理液をアトマイジングすることにより、反応器４２内の超臨界水域、つまり反応室４３に噴霧状で被処理液と空気とを分散させる。
反応室４３内で、被処理液中の有機塩素化合物は、超臨界水反応により酸化され、処理液となって処理液ノズル４４から流出する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
次に、図１０を参照して、圧力バランス型反応器の構成を説明する。図１０は一般的な圧力バランス型反応器の構成を示す模式的断面図である。
反転筒を有しない一般的な圧力バランス型反応器４５は、図１０に示すように、圧力容器として形成された外円筒体４６と、外円筒体４６と相互に連通する内円筒体として設けられ、超臨界水を収容して反応室４９を形成する反応カートリッジ４７との２重円筒体として形成されている。
２流体ノズル５５から被処理液と空気とを噴霧状で反応カートリッジ４７内の反応室４９に流入させ、かつ、圧力バランス用ガス送入口５０から外円筒体４６と反応カートリッジ４７との間の環状部５１に、圧力バランス用ガスとして、例えば空気を供給する。圧力バランス用空気は、図８で空気送入管３４から分岐した圧力バランス用空気送入管（図示せず）から供給される。
圧力バランス用ガスは、反応カートリッジ４７と２流体ノズル５５との上部間隙５２を介して環状部５１から反応室４９に流入し、酸化剤の一部として消費される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
反応カートリッジ４７内の反応室４９に流入した被処理液中の有機塩素化合物は、超臨界水中で酸化され、処理流体として処理流体ノズル５６から流出する。
圧力バランス型反応器４５では、反応カートリッジ４７の内外の圧力差は殆ど無いため、反応カートリッジ４７を非圧力容器として薄い肉厚で形成できるので、反応カートリッジ４７を高価な耐食性金属、例えばインコネル６２５等のニッケル合金で形成しても、コストが嵩まないという利点がある。また、環状部５１は腐食性が強い雰囲気ではないので、外円筒体４６は必ずしも反応カートリッジ４７と同じ材質で形成する必要はなく、通常、耐熱／耐圧性炭素鋼、或いはステンレス鋼で形成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＰＣＢやダイオキシンを処理する場合、排出基準値として規定されているＰＣＢ濃度は３μｇ／リットル、ダイオキシン濃度は１０ｐｇＴＥＱ／リットルであって、極めて低い濃度である。
処理流体中のＰＣＢやダイオキシン類の濃度を排出基準値以下に低下させるためには、被処理液中の有機塩素化合物に対する超臨界水反応を完全に終結させることが必要であって、そのためには、充分な被処理液の滞留時間が必要になり、従って、超臨界水域となる反応室の容積を大きくする必要がある。
この結果、反応器４０では圧力容器４１を大型化する必要があり、反応器４５では反応カートリッジ４７及び圧力容器４６の容積を大きくする必要がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
第１の発明では、好適には、第１の反応室と第２の反応室を区分する境界は、圧力容器の高さの２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上６０％以下の距離だけ圧力容器の底部から上方に位置し、第２の発明では、好適には、第１の反応室と第２の反応室を区分する境界は、反応カートリッジの高さの２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上６０％以下の距離だけ反応カートリッジの底部から上方に位置するようにする。
これにより、超臨界水反応を終結させる上から、第１の反応室と第２の反応室の容積比率を最適に決め、反応室全体の所要容積を小さくすることができる。
最も好ましくは、第２の反応室の容積を第１の反応室の容積と同じにする。尚、第１の反応室の寸法、容積は、被処理液ノズルが通常のノズルであれば、第１の反応室への被処理液と酸化剤含有流体の導入パターン、被処理液が２流体ノズルであれば、噴霧パターンによって決定される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本実施形態例の超臨界水反応装置に設けられた反応器６０は、図１に示すように、反応室４３が、反応室下部の第１反応室６１と、第１反応室６１上であって反応室上部の第２反応室６２とに区分されていること、２流体ノズル６３が第２反応室６２内を下方に延在して、下端開口が第１反応室６１と第２反応室６２との境界に位置すること、第２反応室６２内に流路規制手段として複数枚の邪魔板６４が相互に離隔して千鳥状配置で配置されていること、及び、第２反応室６２内の流体を加熱する加熱ヒータ、例えば電気ヒータ６５が第２反応室６２に対応する圧力容器４１の部分の外側に設けられている点を除いて、前述の反応器４０と同じ構成を備えている。
第１反応室６１と第２反応室６２を区分する境界は、つまり２流体ノズル６３の下端開口は、圧力容器４１の高さの５０％の距離だけ圧力容器４１の底部から上方に位置する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本実施形態例では、第２反応室６２に流路規制手段を設けて、超臨界水反応に寄与しないデッドゾーンを消滅させることにより、第２反応室６２全体を超臨界水反応の進行に有効に使うことができる。
なお、邪魔板６４を設けず、２流体ノズル６３の下端開口部を反応室４３のほぼ中央部としたのみでも、第２反応室６２全体を超臨界水反応の進行に有効に使うことができる。
また、電気ヒータ６５を設けて、第２反応室６２内の流体を第１反応室６１内の流体と同じ温度に加熱することにより、第２反応室６２での超臨界水反応の反応速度を増大させ、超臨界水反応の進行をより促進することができる。
よって、本実施形態例の超臨界水反応装置を適用することにより、ＰＣＢやダイオキシン類の処理に際しても、反応器を大型化することなく、コンパクトな反応器で経済的に処理液中の残留ＰＣＢやダイオキシン類濃度を排出基準値以下に維持することができる。
以下の実施形態例２も、本実施形態例と同様の効果を有する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
実施形態例２
本実施形態例は、第２の発明に係る超臨界水反応装置の実施形態の一例であって、図３は本実施形態例の超臨界水反応装置に設けた反応器の構成を示す断面図である。
本実施形態例の超臨界水反応装置に設けられた反応器７０は、図３に示すように、反応室４９が反応室下部の第１反応室７１と、第１反応室７１上であって、反応室上部の第２反応室７２とに区分されていること、２流体ノズル７３が第２反応室７２内を下方に延在して、下端開口が第１反応室７１と第２反応室７２との境界に位置すること、第２反応室７２内に流路規制手段として複数枚の邪魔板７４が相互に離隔して配置されていること、及び、第２反応室７２内の流体を加熱する加熱ヒータ、例えば電気式パイプヒータ７５が第２反応室７２に対応する反応カートリッジ５４の部分の外側に設けられている点を除いて、前述の反応器４５と同じ構成を備えている。
第１反応室７１と第２反応室７２を区分する境界、つまり２流体ノズル７３の下端開口は、反応カートリッジ４７の高さの５０％の距離だけ反応カートリッジ４７の底部から上方に位置する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
邪魔板７４は、流体通過口７６を有し、円板の直径が反応カートリッジ４７の内径と同じであることを除いて、実施形態例１の邪魔板６４と同じ構成であって、実施形態例１と同じ配列で設けられている。なお、邪魔板７４を設けず、２流体ノズル７３の下端開口部を反応室４９のほぼ中央部としたのみでも、第２反応室７２全体を超臨界水反応の進行に有効に使うことができる。
電気式パイプヒータ７５は、パイプ内に電気抵抗発熱線を気密封止で挿入した形式のヒータであって、第２反応室７２内の流体を第１反応室７１内の流体の温度に加熱する加熱容量を備えている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
流路規制手段の変形例１
上述の実施形態例１から実施形態例２では、流路規制手段として邪魔板を千鳥状配置で相互に離隔して設けているが、流路規制手段の構成はこれに限らず、例えば次に説明するようなものがある。
図４を参照し、実施形態例１の反応器を例にして、流路規制手段の変形例１を説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、流路規制手段の変形例１として設けられた、ディスク状板体及びドーナツ状板体の平面図であり、図４（ｃ）はディスク状板体及びドーナツ状板体の配置図である。
ディスク状板体８０は、図４（ａ）に示すように、第２反応室６２の内径Ｄより小さい直径ｄの円板であり、ドーナツ状板体８１は、図４（ｂ）に示すように、第２反応室６２の内径と同じ外径で、ディスク状板体８０の直径ｄより小さい直径ｄ′の円形開口８２を中心に有する環状板である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ディスク状板体８０とドーナツ状板体８１とは、図４（ｃ）に示すように、第２反応室６２内で上から下に向かって相互に離隔して交互に配置される。
流体は、ディスク状板体８０に衝突して、ディスク状板体８０の周辺部から一様に上方に流れ、次いでドーナツ状板体８１で流路を縮小して再び次のディスク状板体８０に向かって流れる。これにより、流体はディスク板状体８０及びドーナツ状板体８１に沿って流れる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
実施形態例４
本実施形態例は、第４の発明に係る超臨界水反応装置の実施形態の一例であって、図７は本実施形態例の超臨界水反応装置に設けた反応器の構成を示す断面図である。
本実施形態例の超臨界水反応装置に設けられた反応器１００は、図７に示すように、縦型圧力容器１０１と、間隙１０３ａを介して圧力容器１０１と相互に連通し、内部を反応室１０２として超臨界水を収容する反応カートリッジ１０３との２重筒体であって、バランス用ガス送入ノズル１０４から圧力容器１０１と反応カートリッジ１０３との間に圧力バランス用ガスとして空気が供給される、圧力バランス型反応器として構成されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
一般的な非圧力バランス型反応器の構成を示す模式的断面図である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2002210345.tif 000001