(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して水熱反応により処理し、反応器に連結された中和急冷器で処理流体を中和急冷した後流出させるようにした水熱反応装置であって、
反応器は、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応カートリッジとの２重筒体として形成され、圧力容器と反応カートリッジとの間の反応器環状部に圧力バランス用ガスを供給して反応器環状部の圧力と反応カートリッジ内の圧力とをバランスさせつつ、被処理液を反応カートリッジ内に供給して反応カートリッジ内で被処理液を水熱反応により処理し、次いで反応カートリッジに接続された処理流体流出管から処理流体を反応器外に流出させる圧力バランス型反応器として構成され、
中和急冷器は、４重管として構成され、
耐圧管として形成され、上端部で反応器の圧力容器に接続されている最外側の第１管と、
第１管の内側に延在し、上端部で閉止された管体であって、かつ上部で反応器環状部に連通し、下部で封止されている第１環状部を第１管との間に形成し、更に反応カートリッジの底部から下方に延びる処理流体流出管を管体の上端部に接合、貫通させ、下端開口部を管体内に設けさせた第２管と、
第２管の内側に延在し、上端部で間隙を有して処理流体流出管の下端開口部を挿入させた管体であって、かつ上部で上記間隙を介して管体内に連通し、下部で中和急冷器外と連通する第２環状部を第２管との間に形成する第３管と、
第３管の内側を上方に延びて、処理流体流出管の下端開口部に対向して上端開口部を有し、下端部で中和急冷器外と連通する管体であって、かつ上部で第３管内に連通し、下部で中和急冷器外と連通する第３環状部を第３管との間に形成する第４管と
を備えることを特徴とする水熱反応装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水熱反応装置において、
圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させた冷却水と、中和急冷器外から第４管、次いで第３管内に流入させた中和液とを第３管内、続いて第３環状部で混合し、処理流体を中和急冷しつつ中和急冷器外に流出させるようにしたことを特徴とする水熱反応装置。
【請求項３】
第３環状部には、スタテックミキサーが設けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の水熱反応装置。
【請求項４】
処理流体流出管がＩｒ管で、第２管がインコネル管で、第３管がＩｒ管で、第４管がＴａ管で形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の水熱反応装置。
【請求項５】
有機塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して水熱反応により処理し、反応器に連結された中和急冷器で処理流体を中和急冷した後流出させるようにした水熱反応装置であって、
反応器は、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応カートリッジとの２重筒体として形成され、圧力容器と反応カートリッジとの間の反応器環状部に圧力バランス用ガスを供給して反応器環状部の圧力と反応カートリッジ内の圧力とをバランスさせつつ、被処理液を反応カートリッジ内に供給して反応カートリッジ内で被処理液を水熱反応により処理し、次いで反応カートリッジに接続された処理流体流出管から処理流体を反応器外に流出させる圧力バランス型反応器として構成され、
中和急冷器は、３重管として構成され、
耐圧管として形成され、上端部で反応器の圧力容器に接続されている最外側の第１管と、
第１管の内側に延在し、上端部で閉止された管体であって、かつ上部で反応器環状部に連通し、下部で封止されている第１環状部を第１管との間に形成し、更に反応カートリッジの底部から下方に延びる処理流体流出管を管体の上端部に接合、貫通させ、下端開口部を管体内に設けさせた第２管と、
第２管の内側に延在し、上端部で間隙を有して処理流体流出管の下端開口部を挿入させ、下端部で中和急冷器外に連通する管体であって、かつ上部で上記間隙を介して管体内に連通し、下部で中和急冷器外と連通する第２環状部を第２管との間に形成する第３管と、
を備えることを特徴とする水熱反応装置。
【請求項６】
請求項５において、圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させたアルカリ水溶液とを第３管内で混合し、処理流体を中和急冷しつつ中和急冷器外に流出させるようにしたことを特徴とする水熱反応装置。
【請求項７】
請求項５に記載の水熱反応装置において、
圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させた冷却水とを第３管内で混合し、処理流体を急冷しつつ中和急冷器外に流出させるようにしたことを特徴とする水熱反応装置。
【請求項８】
第２管の下端部が、中和急冷器外に連通する小室に垂下する自由端であって、かつ第２管が摺動自在であるように第１環状部の下部が封止されていることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の水熱反応装置。
【請求項９】
処理流体流出管が、処理流体流出管本体として設けられた内管と、内管の外側に設けられた外管とから構成され、内管と外管との間の環状部に断熱材として圧力バランス用ガスが導入されていることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の水熱反応装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を多量に、特に有機ハロゲン化合物を多量に含有する被処理液を水熱酸化反応により処理する水熱酸化反応装置に関し、更に詳細には、処理流体を中和ないし急冷し易く、又は中和急冷し易くした構造の水熱酸化反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境に対する認識の高まりと共に、有害な廃棄物を含む被処理液、特に有害な難分解性有機物等を含む被処理液は、有害物を完全に分解して排出することが求められている。
そこで、高温高圧水、例えば温度１８０°以上、圧力１ＭＰａ以上の熱水を用いる水熱酸化反応を被処理液の処理に適用することが試みられている。
【０００３】
水熱酸化反応のなかでも、特に、超臨界水の高い反応性を利用した、有機物の酸化分解能力の高い超臨界水酸化反応が注目されている。
超臨界水酸化反応では、従来技術では分解することが難しかった有害な難分解性の有機物、例えば、ＰＣＢ（ポリ塩素化ビフェニル）、ダイオキシン、有機塩素系溶剤等を酸化分解して、二酸化炭素、窒素、水、無機塩などの無害な生成物に転化することができる。
【０００４】
超臨界水とは、超臨界状態にある水、即ち、水の臨界点を越えた状態にある水を言い、詳しくは、３７４．１℃以上の温度で、かつ２２．０４ＭＰａ以上の圧力下にある状態の水を言う。超臨界水は、有機物を溶解する溶解能が高く、有機化合物に多い非極性物質をも完全に溶解することができる一方、逆に、金属、塩等の無機物に対する溶解能は著しく低い。また、超臨界水は、酸素や窒素などの気体と任意の割合で混合して単一相を構成することができる。
【０００５】
ここで、水熱酸化反応装置の一つとして、図７を参照して、ＰＣＢ、ダイオキシン等の有機塩素化合物を含む被処理液を超臨界水反応処理して酸化分解する超臨界水酸化装置の基本的な構成を説明する。図７は従来の超臨界水酸化装置の構成を示すフローシート、図８は反応器の構成を示す断面図である。
超臨界水酸化装置１０は、有機塩素化合物を含む被処理液を超臨界水の存在下で超臨界水反応により処理する装置であって、図７に示すように、超臨界水反応を行う反応器として、縦型の耐圧密閉型反応器１２を備えている。
【０００６】
超臨界水酸化装置１０は、超臨界水反応に供する反応物を反応器１２に供給する供給系統として、被処理液ポンプ１４と、空気圧縮機１６とを備え、被処理液管１８を介して有機塩素化合物を含む被処理液を反応器１２に送入し、かつ、被処理液管１８に接続された空気送入管２０を介して酸化剤として空気を被処理液と共に反応器１２に送入する。
また反応器１２内の超臨界水反応を維持するために、被処理液管１８に補給水等を加える補給水管２２を被処理液管１８に接続している。
【０００７】
また、超臨界水酸化装置１０は、反応器１２から処理流体を流出させる処理流体系統として、反応器１２の処理流体出口に接続された処理流体管２４に、処理流体にアルカリ水溶液を注入して中和急冷する中和急冷器２６、処理流体を更に冷却する冷却器２８、反応器１２内の圧力を制御する圧力制御弁３０、及び、処理流体をガス成分と液成分とに気液分離する気液分離器３２を、順次、備えている。
中和急冷器２６は、アルカリ水溶液を処理流体に注入して、反応器１２内で超臨界水反応により被処理液中の有機塩素化合物から発生した塩酸等を中和すると共に処理流体を冷却する。
【０００８】
気液分離器３２の上部には、分離したガス成分を流出させるガス流出管３４が接続され、下部には分離した液成分を流出させる液流出管３６が接続されている。
更に、ガス流出管３４には、気液分離器３２の圧力を制御する背圧弁３８が、液流出管３６には流出流量を調整して気液分離器３２の液面を制御する液面制御弁４０が設けてある。
【０００９】
反応器１２の型式は、種々あるものの、代表的な型式として圧力バランス型反応器がある。
圧力バランス型反応器１２は、図８に示すように、圧力容器として形成された外円筒体４２と、上端部で外円筒体４２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域を形成する反応カートリッジ４４との２重円筒体として形成されている。
【００１０】
被処理液管１８（図７参照）に接続された入口ノズル４６から、被処理液と、酸化剤として酸素含有ガス、例えば空気とを反応カートリッジ４４内の反応域に流入させ、かつ、圧力バランス用ガス送入口４６から外円筒体４２と反応カートリッジ４４との間の反応器環状部４８に、圧力バランス用ガスとして、例えば空気を供給する。圧力バランス用ガス送入口４６は、空気送入管２０から分岐した空気送入分岐管５０（図１参照）に接続されている。
圧力バランス用ガスは、外円筒体４２と反応カートリッジ４４との上部間隙５２を介して反応器環状部４８から反応カートリッジ４４内に流入し、酸化剤の一部として消費される。
反応カートリッジ４４の底部に設けられ、外円筒体４２を貫通する処理流体流出管５４が、処理流体管２４（図７参照）に接続され、処理流体流出管５４により処理流体管２４に流入する。
【００１１】
超臨界水酸化装置１０は、被処理液中の有機塩素化合物をほぼ完全に酸化分解して、処理液中の有機塩素化合物の濃度を基準値以下にすることができる。
例えば、超臨界水酸化装置１０は、ＰＣＢやダイオキシンを処理する場合、処理液のＰＣＢ濃度を基準の３μｇ／リットル以下に、また処理液のダイオキシン濃度を基準の１０ｐｇＴＥＱ／リットル以下にすることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の中和急冷器２６は、容器本体を圧力容器として形成するため、使用する材質が限定されるという問題がある。また、従来の中和急冷器２６は、処理流体をアルカリ水溶液で中和急冷する形式であって、図９に示すように、Ｙ字形構造の部品であり、したがってアルカリ水溶液で中和急冷するため、中和急冷を十分に行うことが難しく、中和剤と冷却水とを別々に処理流体に注入できる形式の中和急冷器が求められていた。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、反応器に直結することにより中和急冷器を圧力バランス型とするとともに、中和剤と冷却水とを別々に処理流体に注入できる中和急冷器を備えた水熱反応装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る水熱反応装置（以下、第１の発明と言う）は、有機塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して水熱反応により処理し、反応器に連結された中和急冷器で処理流体を中和急冷した後流出させるようにした水熱反応装置であって、
反応器は、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応カートリッジとの２重筒体として形成され、圧力容器と反応カートリッジとの間の反応器環状部に圧力バランス用ガスを供給して反応器環状部の圧力と反応カートリッジ内の圧力とをバランスさせつつ、被処理液を反応カートリッジ内に供給して反応カートリッジ内で被処理液を水熱反応により処理し、次いで反応カートリッジに接続された処理流体流出管から処理流体を反応器外に流出させる圧力バランス型反応器として構成され、
中和急冷器は、４重管として構成され、
耐圧管として形成され、上端部で反応器の圧力容器に接続されている最外側の第１管と、
第１管の内側に延在し、上端部で閉止された管体であって、かつ上部で反応器環状部に連通し、下部で封止されている第１環状部を第１管との間に形成し、更に反応カートリッジの底部から下方に延びる処理流体流出管を管体の上端部に接合、貫通させ、下端開口部を管体内に設けさせた第２管と、
第２管の内側に延在し、上端部で間隙を有して処理流体流出管の下端開口部を挿入させた管体であって、かつ上部で上記間隙を介して管体内に連通し、下部で中和急冷器外と連通する第２環状部を第２管との間に形成する第３管と、
第３管の内側を上方に延びて、処理流体流出管の下端開口部に対向して上端開口部を有し、下端部で中和急冷器外と連通する管体であって、かつ上部で第３管内に連通し、下部で中和急冷器外と連通する第３環状部を第３管との間に形成する第４管と
を備えることを特徴としている。
【００１５】
第１発明では、圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させた冷却水と、中和急冷器外から第４管、次いで第３管内に流入させた中和液とを第３管内、続いて第３環状部で混合し、処理流体を中和急冷しつつ中和急冷器外に流出させる。
第１発明では、中和急冷器が圧力バランス型となっているので、使用する材質の選定幅が広がる。また、上述の中和急冷器を設けることにより、処理流体と中和剤と冷却水との混合が一様になり、迅速な中和急冷が進行する。また、中和剤の注入量と冷却水の注入量を自在に設定することができる。
【００１６】
好適には、第３環状部には、スタテックミキサーが設けてある。これにより、処理流体と中和剤と冷却水との混合が一層助長され、中和急冷が促進する。
【００１７】
本発明者らの研究によれば、チタン（Ｔｉ）は、高温領域では、塩酸による腐食速度が低いものの、４００℃以下の温度、特に３００℃では、腐食速度が極めて高い。逆に、タンタル（Ｔａ）は、４００℃以下の温度領域では、塩酸による腐食速度が低いものの、４００℃以上の高温領域では、腐食速度が極めて高い。イリジウム（Ｉｒ）は、常温から６５０℃までの温度範囲にわたって塩酸に対して良好な耐食性を有する。また、インコネルは、高温強度、加工性、溶接性が優れ、構造材として適切である。
そこで、温度が４００℃以上の処理流体が流れる処理流体流出管がＩｒ管で、冷却水が流れるので温度が低い第２管がインコネル管で、処理流体を中和剤及び冷却水で混合するために温度が４００℃以上になる可能性がある第３管がＩｒ管で、管内を中和剤が、第３環状部を中和急冷された処理流体が流れるために、温度が４００℃以下になるものの常温よりは高い第４管がＴａ管で形成されている。
【００１８】
本発明に係る別の水熱反応装置（以下、第２の発明と言う）は、有機塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して水熱反応により処理し、反応器に連結された中和急冷器で処理流体を中和急冷した後流出させるようにした水熱反応装置であって、
反応器は、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応カートリッジとの２重筒体として形成され、圧力容器と反応カートリッジとの間の反応器環状部に圧力バランス用ガスを供給して反応器環状部の圧力と反応カートリッジ内の圧力とをバランスさせつつ、被処理液を反応カートリッジ内に供給して反応カートリッジ内で被処理液を水熱反応により処理し、次いで反応カートリッジに接続された処理流体流出管から処理流体を反応器外に流出させる圧力バランス型反応器として構成され、
中和急冷器は、３重管として構成され、
耐圧管として形成され、上端部で反応器の圧力容器に接続されている最外側の第１管と、
第１管の内側に延在し、上端部で閉止された管体であって、かつ上部で反応器環状部に連通し、下部で封止されている第１環状部を第１管との間に形成し、更に反応カートリッジの底部から下方に延びる処理流体流出管を管体の上端部に接合、貫通させ、下端開口部を管体内に設けさせた第２管と、
第２管の内側に延在し、上端部で間隙を有して処理流体流出管の下端開口部を挿入させ、下端部で中和急冷器外に連通する管体であって、かつ上部で上記間隙を介して管体内に連通し、下部で中和急冷器外と連通する第２環状部を第２管との間に形成する第３管と、
を備えることを特徴としている。
【００１９】
第２発明では、圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させたアルカリ水溶液とを第３管内で混合し、処理流体を中和急冷しつつ中和急冷器外に流出させる。
また、圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させた冷却水とを第３管内で混合し、処理流体を急冷しつつ中和急冷器外に流出させるようにすることもできる。
【００２０】
第１及び第２発明の好適な実施態様では、第２管の下端部が、中和急冷器外に連通する小室に垂下する自由端であって、かつ第２管が摺動自在であるように第１環状部の下部が封止されている。
これにより、温度の高い処理流体流出管に上端部で接合された第２管の下端部を自由にし、処理流体流出管の昇温時の熱膨張、降温時の熱収縮を自在にしている。
【００２１】
第１及び第２発明の更に好適な実施態様では、処理流体流出管が、処理流体流出管本体として設けられた内管と、内管の外側に設けられた外管とから構成され、内管と外管との間の環状部に断熱材として圧力バランス用ガスが導入されている。
これにより、処理流体流出管を圧力バランス用ガス層で保温して、冷却を抑制し、処理流体流出管で腐食が進行するのを防止している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は、第１発明に係る水熱反応装置を超臨界水酸化装置に適用した実施形態の一例であって、図１は反応器と反応器に直結された中和急冷器とを示す模式図であり、図２は中和急冷器の上半部の断面図、図３は中和急冷器の下半部の断面図である。
本実施形態例の超臨界水酸化装置は、反応器に中和急冷器が直結されていることを除いて、従来の超臨界水酸化装置１０と同じ構成を備えている。
【００２３】
本実施形態例の反応器６２は、図１に示すように、中和急冷器６４を反応器６２の底部に直結させるために、反応器６２の底部に開口部６６を有し、かつ開口部６６を介してＩｒ製の処理流体流出管５４を下方に垂下させていることを除いて、従来の反応器１２と同じ構成を備えている。
【００２４】
中和急冷器６４は、同心円状の４重管として構成され、炭素鋼製の耐圧管として形成され、上端部で反応器６２の圧力容器４２に接続されている最外側の第１管６８と、第１管６８の内側に延在する第２管７０と、第２管７０の内側に延在する第３管７２と、第３管７２の内側に延在する第４管７４とを備えている。
【００２５】
第１管６８は、図３に示すように、下端部に下端フランジ６８ａを有し、リングガスケット７６を介して盲フランジ７８とリング結合されている。
第１管６８の下端フランジ６８ａと盲フランジ７８との間には、リングガスケット７６によって隙間７６ａが生じている。
【００２６】
第２管７０は、図２及び図３に示すように、上端部７０ａで閉止されたインコネル６２５製の管体である。
そして、第２管７０は、上部で反応器６２の反応器環状部４８に連通し、下部で摺動自在なグランドパッキン８０により封止されている第１環状部８２を第１管６８との間に形成している。
第１環状部８２は、第１管６８のフランジ６８ａを貫通し、中和急冷器６４外に連通する貫通孔８２ａを下部に有する。貫通孔８２ａには、通常、プラグ８２ｂが嵌入され、閉止されている。貫通孔８２ａは、例えばクリーニング等の際に洗浄水を送水するために使用される。
【００２７】
また、第２管７０は、図２に示すように、反応カートリッジ４４の底部から下方に延びる処理流体流出管５４を上端部７０ａに接合、貫通させ、下端開口部５４ａを管体内に設けさせている。
本実施形態例では、第２管７０は、上端部７０ａを貫通する処理流体流出管５４と貫通孔縁７０ｂで溶接接合され、処理流体流出管５４に支持されて垂下し、図３に示すように、下端部７０ｃが隙間７６ａに垂下する自由端になっている。下端部７０ｃが自由端になっていることにより、処理流体流出管５４及び第２管７０は、下端部７０ｃと盲フランジ７８との間の隙間分だけ伸縮自在になるので、下端部７０ｃと盲フランジ７８との間に熱膨張分より長い長さの隙間を設けることにより、処理流体流出管５４の昇温時の熱膨張、及び降温時の熱収縮を吸収している。
【００２８】
第３管７２は、図２及び図３に示すように、第２管７０の内側に延在し、上端部で間隙７２ａを有して処理流体流出管５４の下端開口部５４ａを挿入させたＩｒ製の管体である。
また、第３管７２は、上部で上記間隙７２ａを介して管体内に連通し、下部で中和急冷器６４外と連通する第２環状部８４を第２管７０との間に形成している。第２環状部８４は、第１管６８の下端フランジ６８ａと盲フランジ７８とをリング結合するリングガスケット７６によって生じる隙間７６ａを経て、盲フランジ７８を貫通する貫通孔７８ａにより中和急冷器６４外と連通している。
Ｉｒは、機械加工性が乏しいため、第３管７２の下端部は、図３に示すように、インコネル６２５製のスリーブ８６にネジ結合され、スリーブ８６は盲フランジ７８にネジ結合で結合されている。
【００２９】
第４管７４は、下端部で中和急冷器６４外と連通し、盲フランジ７８を通って、第３管７２の内側を上方に延びて、処理流体流出管５４の下端開口部５４ａに対向して上端開口部７４ａを有するＴａ製の管体である。
また、第３管７２と第４管７４との間には、上部で第３管７２内に連通し、下部で中和急冷器６４外と連通する第３環状部８８が形成されている。第３環状部８８には、混合効率を高めるために多段のスタテックミキサー９０が設けてある。そして、第３環状部８８は、盲フランジ７８を通って中和急冷器６４外に出るノズル９２に連通している。
ノズル９２は、盲フランジ７８との密着性を保持するために、盲フランジ７８の貫通孔に焼嵌めにより嵌入されている。また、第４管７４は、適所で、ノズル９２を貫入して上方に延びている。
【００３０】
本実施形態例では、圧力バランス用空気を第１環状部８２内に存在させつつ、処理流体流出管５４の下端開口部５４ａから第３管７２内に流入させた処理流体と、中和急冷器６４外から第２環状部８４、次いで処理流体流出管５４と第３管７２との間隙７２ａを介して第３管７２内に流入させた冷却水と、中和急冷器６４外から第４管７４、次いで第３管７２内に流入させた中和液とが、第３管７２内で混合する。
続いて、第３環状部８８でスタテックミキサー９０の作用により、処理流体は、中和急冷されつつノズル９２から中和急冷器６４外に流出する。
【００３１】
本実施形態例では、中和急冷器６４が反応器６２に直結されているので、従来のような処理流体管の腐食が生じない。また、上述の中和急冷器６４を設けることにより、処理流体と中和剤と冷却水との混合が一様になり、迅速な中和急冷が進行する。また、中和剤の注入量と冷却水の注入量を自在に設定することができる。
【００３２】
実施形態例２
本実施形態例は、第２発明に係る水熱反応装置を超臨界水酸化装置に適用した実施形態の一例であって、図４は反応器と反応器に直結された中和急冷器とを示す模式図である。
本実施形態例の超臨界水酸化装置は、反応器に中和急冷器が直結されていることを除いて、従来の超臨界水酸化装置１０と同じ構成を備え、かつ、中和急冷器１００の構成を除いて、実施形態例１と同じ構成の超臨界水酸化装置である。
本実施形態例の中和急冷器１００は、図４に示すように、実施形態例１の中和急冷器６４の構成要素のうち、第４管７４が設けてないことを除いて、中和急冷器６４と同じ構成を備えている。
よって、図２及び図３は、第４管７４が設けてないことを除いて、実施形態例２の中和急冷器１００にも適用できる。
【００３３】
本実施形態例では、図４に示すように、圧力バランス用空気を第１環状部８２内に存在させつつ、処理流体流出管５４の下端開口部５４ａから第３管７２内に流入させた処理流体と、中和急冷器１００外から第２環状部８４、次いで処理流体流出管５４と第３管７２との間隙７２ａを介して第３管７２内に流入させたアルカリ水溶液とを第３管７２内で混合する。
処理流体は、中和急冷されつつノズル９２から中和急冷器１００外に流出する。
【００３４】
本実施形態例では、中和急冷器１００が反応器６２に直結されているので、従来のような処理流体管の腐食が生じない。また、上述の中和急冷器１００を設けることにより、処理流体とアルカリ水溶液との混合が一様になり、迅速な中和急冷が進行する。
【００３５】
本実施形態例では、また、図５に示すように、圧力バランス用空気を第１環状部８２内に存在させつつ、処理流体流出管５４の下端開口部５４ａから第３管７２内に流入させた処理流体と、中和急冷器１００外から第２環状部８４、次いで処理流体流出管５４と第３管７２との間隙７２ａを介して第３管７２内に流入させた冷却水とを第３管７２内で混合する。
処理流体は、急冷されつつノズル９２から中和急冷器１００外に流出する。
本実施形態例では、上述の中和急冷器１００を設けることにより、処理流体と冷却水との混合が一様になり、処理流体は、迅速に冷却される。
【００３６】
変形例
実施形態例１及び２の変形例として、図６に示すように、処理流体流出管５４が、部分的に、処理流体流出管本体として設けられた内管５４ａと、内管５４ａの外側に設けられた外管５４ｂとから構成され、内管５４ａと外管５４ｂとの間の環状部５４ｃに断熱材として圧力バランス用空気が導入されている。
これにより、処理流体流出管本体５４ａを圧力バランス用空気層で保温して、処理流体の急速な冷却を抑制し、処理流体流出管５４の腐食を防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
第１発明によれば、圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させた冷却水と、中和急冷器外から第４管、次いで第３管内に流入させた中和液とを第３管内、続いて第３環状部で混合し、処理流体を中和急冷しつつ中和急冷器外に流出させる。
これにより、中和急冷器が反応器に直結されているので、従来のような処理流体管の腐食が生じない。また、処理流体と中和剤と冷却水との混合が一様になり、迅速な中和急冷が進行する。更には、中和剤の注入量と冷却水の注入量を自在に設定することができる。
【００３８】
第２発明によれば、圧力バランス用ガスを第１環状部内に存在させつつ、処理流体流出管の下端開口部から第３管内に流入させた処理流体と、中和急冷器外から第２環状部、次いで処理流体流出管と第３管との間隙を介して第３管内に流入させたアルカリ水溶液とを第３管内で混合し、処理流体を中和急冷しつつ中和急冷器外に流出させる。中和急冷器が反応器に直結されているので、従来のような処理流体管の腐食が生じない。
更には、第２発明において、アルカリ水溶液に代えて冷却水を流入させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の超臨界水酸化装置の反応器と反応器に直結された中和急冷器とを示す模式図である。
【図２】中和急冷器の上半部の断面図である。
【図３】中和急冷器の下半部の断面図である。
【図４】実施形態例２の超臨界水酸化装置の反応器と反応器に直結された中和急冷器とを示す模式図である。
【図５】実施形態例２の超臨界水酸化装置に設けた中和急冷器の別の使い方を示す模式図である。
【図６】変形例の反応器と反応器に直結された中和急冷器とを示す模式図である。
【図７】従来の超臨界水酸化装置の構成を示すフローシートである。
【図８】従来の超臨界水酸化装置の反応器の構成を示す断面図である。
【図９】従来の中和急冷器の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  従来の超臨界水酸化装置
１２  縦型の耐圧密閉型反応器
１４  被処理液ポンプ
１６  空気圧縮機
１８  被処理液管
２０  空気送入管
２２  補給水管
２４  処理流体管
２６  中和急冷器
２８  冷却器
３０  圧力制御弁
３２  気液分離器
３４  ガス流出管
３６  液流出管
３８  背圧弁
４０  液面制御弁
４２  外円筒体（圧力容器）
４４  反応カートリッジ
４６  入口ノズル
４８  反応器環状部
５０  空気送入分岐管
５２  上部間隙
５４  処理流体流出管
６２  実施形態例１の超臨界水酸化装置の反応器
６４  中和急冷器
６６  開口部
６８  第１管
７０  第２管
７２  第３管
７４  第４管
７６  リングガスケット
７８  盲フランジ
８０  グランドパッキン
８２  第１環状部
８４  第２環状部
８６  スリーブ
８８  第３環状部
９０  スタテックミキサー
９２  ノズル
１００  実施形態例２の超臨界水酸化装置に設けた中和急冷器
【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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