(57)【要約】本発明は、廃水中の有機体を酸化させるためのシステムを起動するための方法に関する。システムは、入口（１２）を備えた管状体（１０）を有し、入口（１２）には水性の物体が圧力Ｐ１にて注入される。管状体（１０）は、入口（１２）に延びる第１領域（１６）と、酸化剤混合物を注入可能な出口（１４）を備えた第２領域（１８）とを有する。本発明の方法は、管状体（１０）を流れる液体を初期温度から温度Ｔ１に昇温させることができる第１の量の熱エネルギーＱ１を第１領域（１６）に与える段階と、中間温度Ｔ１にて反応可能な可燃性混合物を所定量注入し、上記液体を反応温度Ｔ２に昇温させる熱エネルギー量Ｑ２を生じさせる段階とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水中の有機体を酸化させるためのシステムの起動方法であって、前記システムは、少なくとも廃水の臨界圧力に相当する圧力Ｐ１にて前記廃水を注入可能な入口（１２）を備えた管状体（１０）を有し、該管状体（１０）は、前記入口（１２）に延びる第１領域（１６）と、酸化剤混合物を注入可能な第２領域（１８）と、出口（１４）とを有する、方法において、
−  前記管状体（１０）を流れる流体を初期温度から中間温度Ｔ１に昇温させることができる第１の量の熱エネルギーＱ１を、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与える段階と、
−  有機体の酸化温度より低い温度にて反応可能な所定量の可燃性混合物を、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）と前記入口（１２）との間に圧力Ｐ１にて注入する段階であって、前記可燃性混合物の少なくとも第１部分は、前記中間温度Ｔ１にて反応して、流体の温度を反応温度Ｔ１に上げる第２の量の熱エネルギーＱ２を生じさせることができ、それにより、前記第２領域（１８）内への前記酸化剤混合物の注入によって、前記可燃性混合物の第２部分の反応が少なくとも生じ、前記管状体（１０）の前記出口（１４）において第３の量のエネルギーＱ３が生じ、該第３の量のエネルギーＱ３の一部は、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えられ、前記管状体（１０）を流れる流体を少なくとも前記初期温度から前記中間温度Ｔ１に昇温させることができる、段階と、
を有することを特徴とする、システムの起動方法。
【請求項２】
前記第３の量のエネルギーＱ３の前記一部が、前記第１の量のエネルギーＱ１に少なくとも等しくなったときに、該第１の量のエネルギーＱ１を前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えることが中止されることを特徴とする、請求項１に記載のシステムの起動方法。
【請求項３】
前記第３の量のエネルギーＱ３の前記一部が少なくともＱ１及びＱ２の合計に等しくなり、前記管状体（１０）を流れる流体が前記初期温度から前記反応温度Ｔ２に昇温されたときに、前記可燃性混合物の注入が停止されて、前記廃水が前記管状体（１０）の前記入口（１２）に注入される、請求項２に記載のシステムの起動方法。
【請求項４】
前記可燃性混合物は、可燃性材料及び不足当量比の酸化剤を有し、前記可燃性材料の第１部分は、前記可燃性混合物が前記温度Ｔ１に昇温させられたときに前記酸化剤と反応して前記第２の量のエネルギーＱ２を生じさせ、前記可燃性材料の第２部分は、前記酸化剤混合物と反応することを特徴とする、請求項１に記載のシステムの起動方法。
【請求項５】
前記可燃性材料及び前記酸化剤は、可燃性材料１モル分子当たり３メガジュールより大きい量のエネルギーを発生させることができることを特徴とする、請求項４に記載のシステムの起動方法。
【請求項６】
前記可燃性材料の活性化エネルギーは、可燃性材料１モル分子当たり１キロジュールより小さいことを特徴とする、請求項４又は５に記載のシステムの起動方法。
【請求項７】
前記酸化剤が過酸化水素であることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項８】
前記可燃性材料がグルコースを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項９】
前記可燃性材料により発生可能な前記第２の量のエネルギーＱ２は、Ｑ１及びＱ２の合計の４０〜８０％の間であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項１０】
前記可燃性混合物が、前記管状体（１０）の前記入口（１２）に注入されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項１１】
廃水中の有機体を酸化させるためのシステムの起動装置であって、前記システムは、少なくとも廃水の臨界圧力に相当する圧力Ｐ１にて前記廃水を注入可能な入口（１２）を備えた管状体（１０）を有し、該管状体（１０）は、前記入口（１２）に延びる第１領域（１６）と、酸化剤を注入可能な第２領域（１８）と、出口（１４）とを有する、起動装置において、
−  前記管状体（１０）を流れる流体を初期温度から中間温度Ｔ１に昇温させることができる第１の量の熱エネルギーＱ１を、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えるための手段（３６、３４）と、
−  所定量の可燃性混合物を、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）と前記入口（１２）との間に圧力Ｐ１にて注入するための手段（４０、３８）であって、前記可燃性混合物の少なくとも第１部分は、前記中間温度Ｔ１にて反応して、流体の温度を反応温度Ｔ２に上げる第２の量の熱エネルギーＱ２を生じさせることができ、それにより、前記第２領域（１８）への前記酸化剤混合物の注入によって、前記可燃性混合物の第２部分の反応が少なくとも生じ、前記管状体（１０）の前記出口（１４）において第３の量のエネルギーＱ３が生じ、該第３の量のエネルギーＱ３の一部は、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えられ、前記管状体（１０）を流れる流体を少なくとも前記初期温度から前記中間温度Ｔ１に昇温させることができる、手段（４０、３８）と、
を有することを特徴とする、システムの起動装置。
【請求項１２】
所定量の可燃性混合物を注入するための前記手段が、前記可燃性混合物の流れを制御するための手段を有することを特徴とする、請求項１１に記載のシステムの起動装置。
【請求項１３】
前記第１の量の熱エネルギーＱ１を廃水に与えるための前記手段が、前記管状体が備える熱電発電器（３６）を有することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載のシステムの起動装置。
【請求項１４】
前記第３の量のエネルギーＱ３の前記一部を回収して該一部を前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与える熱交換器（３０）を有することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のシステムの起動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水中の有機体を酸化させるためのシステムを起動するための方法（プロセス）に関し、その方法を実行するための起動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予見される適用分野の１つは特に、排他的ではないが、廃水中の少量の有機体をガスに変換可能なシステムを起動する分野である。このガスは燃焼させてエネルギーを得ることができ、又は危険なく大気に放出することができる。
【０００３】
廃水中の有機体を酸化させるように構成されたシステムは公知である。これらのプロセスにおける第１の段階の１つは、一般に、酸化剤が注入されたら直ちに有機体の分解が開始されるように、有機体を含む混合液を予熱することを含む。このシステムの通常の操作においては、有機体の分解により生じる熱エネルギーは、混合液を予熱するために回収される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、分解からは有効な熱エネルギーが得られないので、廃水の予熱は一般には関連付けられた熱電式手段によってのみ実行可能であり、そのためにシステムの通常の操作は中断され再起動される。従って酸化システムは、大型かつ高価な熱電式又は他の種類の予熱手段を有する必要があり、この予熱手段の使用時間は、数日に及ぶ場合もある廃水処理時間に比べて比較的短い。この廃水処理時間の間に、酸化反応によって廃水の予熱に十分なエネルギーが生じる。
【０００５】
故に、本発明が解決しようとする課題の１つは、有機体を酸化させるためのシステムの起動に影響を与えることなくシステムのコストを低減するために、そのシステムの起動に必要な予熱手段の大きさを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
その目的のために、本発明の第１の目的は、廃水中の有機体を酸化させるように構成されたシステムを起動させる方法を提供することである。このシステムは、少なくとも廃水の臨界圧力に相当する圧力Ｐ１にて廃水を注入可能な入口を備えた管状体を有する。管状体は、その入口に延びる第１領域と、酸化剤混合物を注入可能な第２領域と、出口とを有する。この方法においては、管状体の第１領域に第１の量の熱エネルギーＱ１が与えられ、Ｑ１は、管状体を流れる流体の温度を初期温度から中間温度Ｔ１に上げることができる。さらに、有機体の酸化温度より低い温度にて反応可能な所定量の可燃性混合物が、管状体の第１領域と入口との間に圧力Ｐ１にて注入される。可燃性混合物の少なくとも第１部分は、中間温度Ｔ１にて反応して、流体の温度をＴ２に上げる第２の量の熱エネルギーＱ２を生じさせることができる。それにより、第２領域内への酸化剤混合物の注入によって可燃性混合物の少なくとも第２部分の反応が生じ、管状体の出口において第３の量のエネルギーＱ３が得られる。第３の量のエネルギーＱ３の一部は、管状体の第１領域に与えられ、管状体を流れる流体を少なくとも初期温度から中間温度Ｔ１に昇温させることができる。
【０００７】
このように、起動方法の特徴は、廃水中の有機体の分解に必要な予熱用熱エネルギーを可燃性混合物によって生成する方法にある。可燃性混合物は、有機体が酸化する温度Ｔ２より低い温度Ｔ１にて容易に反応可能であり、それにより第１の有機体を少なくとも温度Ｔ１に昇温させるために必要なエネルギーが発生する。このようにすれば、関連付けられる大型の予熱手段を用いて廃水の温度をＴ２に上げる必要はなく、廃水の温度をＴ２より低いＴ１まで上げる第１の量のエネルギーＱ１を発生させる予熱手段を使用すればよい。
【０００８】
第３の量のエネルギーＱ３の一部が少なくともＱ１に等しくなったときに、第１の量のエネルギーＱ１を管状体の第１領域に与えることを中止することは有利である。従って、可燃性混合物の少なくとも第２部分の反応が、関連する予熱手段の代替となるのに十分なエネルギーを発生するようになったら直ちに、関連する予熱手段のスイッチは切られる。
【０００９】
第３の量のエネルギーＱ３の一部が少なくともＱ１及びＱ２の合計に等しくなり、管状体を流れる流体が初期温度から反応温度Ｔ２に昇温されたら、可燃性混合物の注入を停止して廃水を管状体の入口に注入することが好ましい。以降の記載においてより詳細に説明されるように、可燃性混合物の反応により生じた熱エネルギーが、システムの熱平衡に相当するある閾値に達したときは、廃水に含まれる有機体を酸化させるために廃水のみが注入される。廃水中のそれらの有機体の分解により生じた熱エネルギーのみにより、廃水を予熱して反応温度Ｔ２まで昇温させることができる。
【００１０】
特に有利な実施形態によれば、可燃性混合物は可燃性材料と、不足当量比（substoichiometric proportion）の酸化剤とを有する。それにより、可燃性材料の第１部分は、可燃性混合物が温度Ｔ１に昇温させられたときに酸化剤と反応して第２の量のエネルギーＱ２を生じさせ、さらに可燃性材料の第２部分は酸化剤混合物と反応する。この特徴により、酸化剤混合物と反応可能な可燃性材料の第２部分を保留することができ、故に第３の量のエネルギーＱ３を生じさせ、その一部を予熱に利用することができる。
【００１１】
特に有利な方法においては、可燃性材料及び酸化剤は、可燃性材料１モル分子当たり３メガジュールより大きい量のエネルギーを発生させることができる。このようにすれば、システムの起動に必要な可燃性材料は少量でよい。さらに可燃性材料の活性化エネルギーは、可燃性材料１モル分子当たり１キロジュールより小さいことが好ましい。従って、少量のＱ１が必要とされるものの、反応の開始に必要な中間温度Ｔ１は比較的低く、故にそれに伴って、関連する必要な予熱手段をより小型にすることができる。
【００１２】
本発明の特定の実施形態によれば、酸化剤は、比較的安価であるとともに反応温度及び反応圧力の条件下にて強い酸化力を有する過酸化水素を含む。可燃性材料は、やはりコスト面で有利であって使いやすいグルコースを含むことが好ましい。
【００１３】
起動に必要な予熱手段の大きさを相当に低減するためには、可燃性材料により発生可能な第２の量のエネルギーＱ２は、Ｑ１及びＱ２の合計の４０〜８０％の間であることが有利である。
【００１４】
好適な実施形態によれば、可燃性混合物は、廃水と同じ方法で管状体の入口に注入される。
【００１５】
本発明の第２の目的は、本発明の第１の目的に係る本発明の方法を実行する起動装置を提供することである。この目的のために、起動装置は、管状体の第１領域内に第１の量の熱エネルギーＱ１を与えるための手段を有する。Ｑ１は、管状体を流れる流体の温度を初期温度から中間温度Ｔ１に上げることができる。また起動装置は、所定量の可燃性混合物を、管状体における第１領域と入口との間に圧力Ｐ１にて注入するための手段を有し、可燃性混合物の少なくとも第１部分は、中間温度Ｔ１にて反応し、流体の温度をＴ２に上げる第２の量の熱エネルギーＱ２を生じさせることができる。第２領域内への酸化剤混合物の注入によって可燃性混合物の少なくとも第２部分の反応が生じ、管状体からの出口において第３の量のエネルギーＱ３が得られる。第３の量のエネルギーＱ３の一部は、管状体の第１領域に与えられ、管状体を流れる流体を少なくとも初期温度から中間温度Ｔ１に昇温させることができる。
【００１６】
従って第２の目的によれば、本発明は、可燃性混合物を管状体内に注入するための手段と、第１の量のエネルギーＱ１を与えるための手段とを備えたシステムのための起動装置に関する。Ｑ１は、従来技術のシステムを用いて流体を予熱するために供給されねばならないエネルギー量より少ない。発熱性が高い可燃性混合物の反応が、その差を補うために必要なエネルギーを生じさせるからである。このようにすれば、熱エネルギーを提供する手段の大きさを低減することができ、その結果、それらの手段のコストも下げることができる。
【００１７】
特定量の可燃性混合物を注入するための手段は、可燃性混合物の流れを調節して、管状体を流れる流体の昇温に必要な第１の量のエネルギーＱ１を調節するための手段を有することが有利である。さらに、特定の実施形態においては、廃水及び可燃性流体は管状体内に同時に注入され、可燃性混合物の流れを調節するための手段がそれらの所要量を調節することができる。
【００１８】
第１の量の熱エネルギーＱ１を廃水に与えるための手段は、管状体が有する熱電発電器を有することが好ましい。このようにすれば、起動を制御するための方法全体の範囲内で、接点又はリレーによってその手段を容易に制御することができる。
【００１９】
特に有利な構成によれば、起動装置は、第３の量のエネルギーＱ３の一部を回収してそれを管状体の第１領域に与える熱交換器を有する。
【００２０】
本発明の他の長所及び特徴は、非限定的実施例のみを提供する添付図面を参照しつつ行われる以降の詳細な説明により明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１を参照して、本発明に係る起動装置を構成する要素と、複数の装置を協働させて作用させる方法と、その結果としての概略の熱プロファイルとを説明する。
【００２２】
図１に示されるシステムは、入口１２及び出口１４を備えた管状体１０を有し、入口１２と出口１４との間には第１領域１６及び第２領域１８が存する。管状体１０の入口１２には、タンク２２から廃水を圧力Ｐ１で注入するためのポンプ２０が設けられ、圧力Ｐ１は少なくとも管状体１０内の廃水の臨界圧力に相当する。管状体１０の第２領域１８には３つの注入手段２４、２６、２８が設けられ、これらの注入手段は、互いに離れた３つの注入箇所から酸化剤混合物を注入することができる。注入箇所の数を３つに限定する必要はないことは明らかである。
【００２３】
熱交換器３０は、管状体１０の出口１４付近から放散される熱エネルギーを吸収可能な第１端部３２と、その放散された熱量の少なくとも一部を管状体１０の第１領域１６の入口１２付近に伝達可能な第２端部３４とを有する。
【００２４】
起動装置は、管状体１０の第１領域１６に第１の量のエネルギーＱ１を供給可能な熱電式手段３６と、タンク４０内に収容された可燃性混合物を注入するための手段３８とを有する。可燃性混合物の注入箇所は、入口１２と熱交換器３０の第２端部３４又は熱電式手段３６との間に位置することが好ましい。
【００２５】
システムが通常に作用しているときは、起動段階の後に、ポンプ２０が、有機体を含む廃水を、管状体１０内の廃水の臨界圧力より高い圧力Ｐ１にて連続的に注入する。従って管状体の入口１２と出口１４との間の圧力はＰ１より高い。注入後、注入された廃水はグラフ４２の破線のプロファイルに従って温度Ｔ２まで昇温させられる。この昇温は、第１端部３２において得られた熱エネルギーの一部を伝達する熱交換器２０の第２端部３４によって行われる。この熱エネルギーは廃水中にある有機体の酸化により生じ、有機体は温度Ｔ２まで昇温させられた後に酸化剤混合物と徐々に反応する。酸化剤混合物は、廃水中の全ての有機体を酸化させるために、注入手段により注入される。従って管状体の第２領域１８内の温度は、酸化剤混合物物が注入される毎に徐々に上昇し、最初の注入後に温度Ｔ２から温度Ｔ３に上昇し、２回目の注入後に温度Ｔ３から温度Ｔ４に上昇し、（ｎ−２）回目の注入後に温度Ｔ（ｎ−１）から温度Ｔｎに上昇する。本発明の好適な実施形態においては、温度がＴ２からＴｎの間を連続的に上昇して廃水が亜臨界状態から超臨界領域に移行するように、酸化剤混合物の注入が行われる。
【００２６】
本発明は特にシステムの起動に関し、その特徴の１つは可燃性混合物の注入にある。可燃性混合物による反応は、大型の予熱手段の代替として作用する。その役割を果たすために、可燃性混合物は多くの特殊な特徴を有する必要がある。実際にそのプロセスを有利にするためには、この混合物は可能な限り低い（いずれにせよ廃水中の有機体が酸化可能な反応温度Ｔ２よりは低い）中間温度Ｔ１にて反応しなければならない。
【００２７】
さらに、特に有利な形態においては、可燃性混合物は可燃性材料と、可燃性材料に関して不足当量比の酸化剤とを有する。それにより、可燃性混合物が中間温度Ｔ１のときは全ての酸化剤が可燃性材料の一部と酸化反応に従って反応して熱エネルギーを生じさせ、可燃性材料の他の部分は酸化し得る状態に維持される。
【００２８】
もちろん可燃性材料の一部は、酸化剤と反応した後は、酸化生成物（特に酸化炭素ガス）を有する。また本願明細書における可燃性混合物とは、部分的又は全体的に酸化する可燃性材料と、それに含まれる酸化生成物とを指す。
【００２９】
特定の実施形態によれば、可燃性混合物は水性混合液である。水性混合液は、可燃性材料を構成する有機化合物と水性混合液に可溶の酸化剤（例えば過酸化水素）とを含み、有機化合物の濃度は水性混合液に対する溶解度より低い。有機化合物は、大量の熱エネルギーを水性混合液内に放出するために、高い（例えば化合物１モル当たり３メガジュールの絶対値より大きい）酸化エンタルピーを有する必要がある。
【００３０】
さらに、有機化合物及び酸化剤の混合液は、温度Ｔ１にて反応を開始するために、十分に低い（例えば有機化合物１モル当たり１キロジュールより小さい）活性化エネルギーを有する必要がある。活性化エネルギーは、概ね０．８ｋＪ／モルに等しいことが好ましい。
【００３１】
特に有利な形態においては、可燃性混合物は概ね、６５％の水、３０％の過酸化水素及び５％のグルコースを含む。従って反応のエンタルピーは３．６ｋＪ／モルであり、活性化エネルギーは０．８０７ｋＪ／モルである。
【００３２】
再び図１を参照すると、上述の通常操作に先立って本発明に係るシステムを起動するための全般的な方法が説明される。
【００３３】
この起動段階の間は、先ず可燃性混合物が単独で、初期温度Ｔｉにて第１領域１６内に、予熱手段３４及び３６から上流に圧力Ｐ１で注入され、次に熱電式手段３６のスイッチが入れられて、第１の量のエネルギーＱ１が管状体１０及び熱電式手段３６を流れる可燃性混合物に与えられる。このようにして可燃性混合物は、グラフ４４に従って温度Ｔ１に達する。その結果、この温度Ｔ１にて可燃性材料の酸化反応が生じてエネルギーＱ２が発生し、混合物はグラフ４６に従って温度Ｔ２に達する。
【００３４】
可燃性混合物が第１領域１６の端部４８に到達して温度Ｔ２になったときは、可燃性材料の一部のみが反応するが、注入手段２４による酸化剤混合物の第１部分の注入によって、可燃性材料の他の部分が酸化して熱エネルギーが生じる。このようにして可燃性混合物は、グラフ５０に従って温度Ｔ３に達し、次に、可燃性材料の他の部分の第２部分を酸化させる酸化剤混合物の第２部分が注入されたときにグラフ５２に従って温度Ｔ４に達し、さらに、可燃性材料の他の部分の第ｎ部分を酸化させる酸化剤混合物の第ｎ部分が注入されたときにグラフ５４に従って温度Ｔｎに達する。
【００３５】
管状体１０が出口１４にて温度Ｔｎに達し、かつ熱交換器３０の第２端部３４が可燃性混合物に、可燃性混合物を初期温度Ｔｉから反応温度Ｔ２に昇温させるのに十分な量の熱エネルギーを与えたときに、システム内は実質的に熱平衡状態になり、熱電式手段３６のスイッチが切られ、有機体を含む廃水が管状体１０の入口１２内に注入され、可燃性混合物の注入が停止される。
【００３６】
これまで本発明に係るシステムの全般的な起動方法を説明したので、システム内が熱平衡状態になる前の起動プロセスにおける種々の段階を、図２を参照しつつ特定の実施形態に従って説明する。
【００３７】
図２が示す管状部材１０は、入口１２において、タンク２２及び４０にそれぞれ収容された廃水及び可燃性混合物の一方又は双方が注入される。逆に、熱交換器は、入口１２に近い管状体１０の第１領域１６に供給される熱エネルギーの一部を調節するように構成された制御手段６０を有する。さらに、３つのみの注入手段２４、２６、２８が酸化剤混合物のために設けられる。
【００３８】
この実施形態に係る起動プロセスにおける４つの主な段階は、管状部材１０に沿う４つの熱プロファイルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を参照して説明される。
【００３９】
システムの管状体１０が停止しており熱交換器３０が室温であるときは、廃水及び可燃性混合物の初期温度Ｔｉは、実質的に室温に等しい。
【００４０】
本発明に係る起動方法の第１の仮段階の間は、可燃性混合物のみが少なくともＰ１に等しい圧力にて管状体１０の入口１２内に注入され、熱電式手段のスイッチが入れられて、第１領域を流れる流体にエネルギー量Ｑ１が与えられる。酸化剤混合物を注入するための手段は起動されていない。従って、プロファイルＰ１を参照すると、熱電式手段３６により与えられたエネルギーＱ１は可燃性混合物を昇温させることができ、その温度は初期温度Ｔｉからグラフ部分６２に従って温度Ｔ１に至る。次に、熱エネルギーＱ１により生じる可燃性材料の第１部分の酸化により、第２の量のエネルギーＱ２が生じ、Ｑ２は可燃性混合物の温度をグラフ部分６３に従って温度Ｔ２に上昇させる。熱プロファイルは、この第１段階の間は、管状体の第２領域内において実質的に一定である。全ての酸化剤が消費されるとともに酸化剤混合物が注入されないからである。
【００４１】
第１の段階に続く第２の段階の間は、システムのプロファイルはＰ２に対応し、酸化剤混合物のための始めの２つの注入手段２４、２６のみが使用される。このようにして、酸化剤不足のため第１領域１６では酸化されなかった可燃性材料の第２部分が、注入手段２４及び２６の使用に対応する酸化剤混合物の２つの部分により部分的に酸化される。従って、酸化により生じた熱エネルギーは、可燃性混合物を、先ずグラフ部分６４に従って温度Ｔ３まで昇温させ、次にグラフ部分６５に従って温度Ｔ４まで昇温させる。この温度は、反応器の第２領域１８の端部まで一定である。
【００４２】
第１段階から第２段階に以降する間は、管状体１０の第１領域１６の熱プロファイルは実質的に一定であり、一方第３段階における第１領域１６の熱プロファイルＰ１は変化する。
【００４３】
第２段階において酸化剤混合物が可燃性混合物と反応することにより生じた熱エネルギーの結果として、熱交換器３０の第２端部３４は、Ｑ１に等しい量のエネルギーを可燃性混合物に与え、グラフ部分６６に従って初期温度Ｔｉから中間温度Ｔ１まで昇温させることができる。このエネルギーは明らかに、可燃性材料の第１部分の酸化を可能にし、次に可燃性混合物をグラフ部分６７に従って温度Ｔ２に昇温させる。従って熱電式手段３６のスイッチは切ることができる。管状体１０の第２領域１８の熱プロファイルは、第２段階に比べて実質的に変化しない。
【００４４】
熱プロファイルＰ４に従う最後の段階は、可燃性混合物の注入と酸化すべき有機体を含む廃水の注入との間の移行段階を構成する。この段階の間は、酸化剤混合物のための最後の注入手段２８が作動し、可燃性混合物に含まれる可燃性材料の最後の部分を酸化させる。これにより生じたエネルギーは、可燃性混合物をグラフ部分６８に従って、温度Ｔ５に昇温させる。従って熱交換器３０の第２端部３４は、グラフ部分６９に従って可燃性混合物を初期温度Ｔｉから反応温度Ｔ２まで直接的に昇温させることができる。温度Ｔ２において、可燃性材料は酸化剤混合物によって酸化可能である。
【００４５】
このようにして、システムは熱平衡に達し、可燃性混合物の注入から廃水の注入への変更が可能になる。
【００４６】
管状体１０の熱プロファイルは、各段階の間において不連続な形では変化しないことが理解されよう。逆に、注入手段又は熱電式手段の制御は、全てか無か（all-or-nothing）の形で行うことができる。
【００４７】
特に有利な形態においては、システムのための起動装置は、管状体１０の温度を測定するための手段と、本発明に係る起動方法を自動的に制御するための制御手段とを有する。
【００４８】
このために、この管状体１０は、入口１２と熱交換器３０の第２端部との間に第１温度センサを有し、その第２端部３４と熱電式手段３６との間に第２温度センサを有し、熱電式手段３４と酸化剤混合物が注入手段２４により注入される第１の点との間に第３温度センサを有し、さらに、酸化剤混合物のための各注入点の後に第４、第５及び第６温度センサを有する。
【００４９】
さらに、制御手段は、複数のセンサにより測定された複数の温度を比較する比較手段と、いくつかの注入手段及び熱電式手段を制御する制御手段を有する。
【００５０】
特定の実施形態においては、熱電式手段３６による可燃性混合物の予熱後に測定される温度Ｔ１の値は８０〜１２０℃（例えば１００℃）であり、可燃性材料の第１部分の反応後に測定される中間温度Ｔ２の値は２３０〜２７０℃（例えば２５０℃）である。この実施形態によれば、酸化剤混合物の第１の注入後に測定される温度の値は２８０〜３２０℃（例えば３００℃）であり、第２の注入後に測定される温度の値は３８０〜４２０℃（例えば４００℃）であり、第３の注入後に測定される温度の値は５３０〜５７０℃（例えば５５０℃）である。
【００５１】
従って、廃水が水と同等と考えてよいことを考慮すると、廃水は第２の注入の後に超臨界状態に達することがわかる。
【００５２】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。特に、例えば廃水中の有機体濃度が処理中に変化して、システムの熱平衡を維持する必要がある場合は、廃水及び可燃性混合物をある条件下で同時注入してもよいと考えられる。
【００５３】
さらに、反応する混合物の滞留時間を長くするために、管状体が拡大領域を有するようなシステムが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るシステム及び起動装置の模式図であって、特定の段階におけるそれらの設置に対応する概略の熱プロファイルを併せて示す図である。
【図２】本発明の特定の実施形態に係るシステム及び起動装置の模式図であって、起動プロセスの４つの段階に対応する４つの熱プロファイルを併せて示す図である。
【国際公開パンフレット】
2004533930.tif 000003
2004533930.tif 000004
2004533930.tif 000005
2004533930.tif 000006
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月2日(2003.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水中の有機体を酸化させるためのシステムの起動方法であって、前記システムは、少なくとも廃水の臨界圧力に相当する圧力Ｐ１にて前記廃水を注入可能な入口（１２）を備えた管状体（１０）を有し、該管状体（１０）は、前記入口（１２）に延びる第１領域（１６）と、酸化剤混合物を注入可能な第２領域（１８）と、出口（１４）とを有する、方法において、
−  前記管状体（１０）を流れる流体を初期温度から中間温度Ｔ１に昇温させることができる第１の量の熱エネルギーＱ１を、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与える段階と、
−  有機体の酸化温度より低い温度にて反応可能な所定量の可燃性混合物を、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）と前記入口（１２）との間に圧力Ｐ１にて注入する段階であって、前記可燃性混合物の少なくとも第１部分は、前記中間温度Ｔ１にて反応して、流体の温度を反応温度Ｔ１に上げる第２の量の熱エネルギーＱ２を生じさせることができ、それにより、前記第２領域（１８）内への前記酸化剤混合物の注入によって、前記可燃性混合物の少なくとも第２部分の反応が生じ、前記管状体（１０）の前記出口（１４）において第３の量のエネルギーＱ３が生じ、該第３の量のエネルギーＱ３の一部は、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えられ、前記管状体（１０）を流れる流体を少なくとも前記初期温度から前記中間温度Ｔ１に昇温させることができる、段階と、
を有することを特徴とする、システムの起動方法。
【請求項２】
前記第３の量のエネルギーＱ３の前記一部が、少なくとも前記第１の量のエネルギーＱ１に等しくなったときに、該第１の量のエネルギーＱ１を前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えることが中止されることを特徴とする、請求項１に記載のシステムの起動方法。
【請求項３】
前記第３の量のエネルギーＱ３の前記一部が少なくともＱ１及びＱ２の合計に等しくなり、前記管状体（１０）を流れる流体が前記初期温度から前記反応温度Ｔ２に昇温されたときに、前記可燃性混合物の注入が停止されて、前記廃水が前記管状体（１０）の前記入口（１２）に注入される、請求項２に記載のシステムの起動方法。
【請求項４】
前記可燃性混合物は、可燃性材料及び不足当量比の酸化剤を有し、前記可燃性材料の第１部分は、前記可燃性混合物が前記温度Ｔ１に昇温させられたときに前記酸化剤と反応して前記第２の量のエネルギーＱ２を生じさせ、前記可燃性材料の第２部分は、前記酸化剤混合物と反応することを特徴とする、請求項１に記載のシステムの起動方法。
【請求項５】
前記可燃性材料及び前記酸化剤は、可燃性材料１モル分子当たり３メガジュールより大きい量のエネルギーを発生させることができることを特徴とする、請求項４に記載のシステムの起動方法。
【請求項６】
前記可燃性材料の活性化エネルギーは、可燃性材料１モル分子当たり１キロジュールより小さいことを特徴とする、請求項４又は５に記載のシステムの起動方法。
【請求項７】
前記酸化剤が過酸化水素であることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項８】
前記可燃性材料がグルコースを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項９】
前記可燃性材料により発生可能な前記第２の量のエネルギーＱ２は、Ｑ１及びＱ２の合計の４０〜８０％の間であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項１０】
前記可燃性混合物が、前記管状体（１０）の前記入口（１２）に注入されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステムの起動方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法を実行することにより廃水中の有機体を酸化させるためのシステムの起動装置であって、前記システムは、少なくとも廃水の臨界圧力に相当する圧力Ｐ１にて前記廃水を注入可能な入口（１２）を備えた管状体（１０）を有し、該管状体（１０）は、前記入口（１２）に延びる第１領域（１６）と、酸化剤を注入可能な第２領域（１８）と、出口（１４）とを有する、起動装置において、
−  前記管状体（１０）を流れる流体を初期温度から中間温度Ｔ１に昇温させることができる第１の量の熱エネルギーＱ１を、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えるための手段（３６、３４）と、
−  請求項１における所定量の可燃性混合物を収容し、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）と前記入口（１２）との間に圧力Ｐ１にて注入するための手段（３８）に関連付けられるタンク（４０）であって、前記可燃性混合物の少なくとも第１部分は、前記中間温度Ｔ１にて反応して、流体の温度を反応温度Ｔ２に上げる第２の量の熱エネルギーＱ２を生じさせることができ、それにより、前記第２領域（１８）への前記酸化剤混合物の注入によって、前記可燃性混合物の第２部分の反応が少なくとも生じ、前記管状体（１０）の前記出口（１４）において第３の量のエネルギーＱ３が生じ、該第３の量のエネルギーＱ３の一部は、前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与えられ、前記管状体（１０）を流れる流体を少なくとも前記初期温度から前記中間温度Ｔ１に昇温させることができる、タンク（４０）と、
を有することを特徴とする、システムの起動装置。
【請求項１２】
所定量の可燃性混合物を注入するための前記手段が、前記可燃性混合物の流れを制御するための手段を有することを特徴とする、請求項１１に記載のシステムの起動装置。
【請求項１３】
前記第１の量の熱エネルギーＱ１を廃水に与えるための前記手段が、前記管状体が備える熱電発電器（３６）を有することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載のシステムの起動装置。
【請求項１４】
前記第３の量のエネルギーＱ３の前記一部を回収して該一部を前記管状体（１０）の前記第１領域（１６）に与える熱交換器（３０）を有することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のシステムの起動装置。
【国際調査報告】
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