(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器内にＰＣＢ、鉱物油、水を含む液体成分と炭酸ナトリウムとを供給し、上記反応容器内を過熱蒸気とし、該過熱蒸気によって炭酸ナトリウムを粉体として析出させ、上記反応容器内に、気化した酸化剤を供給し、該酸化剤の供給によって上記反応容器内に攪拌流を形成させ、炭酸ナトリウムとＰＣＢとの固気接触反応を起こしてビフェニルと塩化ナトリウムとし、該ビフェニルと上記鉱物油と上記酸化剤とを反応させて二酸化炭素と水とするようにしたことを特徴とするＰＣＢ反応方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＣＢ（Ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｏ  ｂｉｐｈｅｎｙｌ）反応方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣＢ分解法については、従来よりいくつかの方法が提案されている。ＰＣＢを炭酸ナトリウムと酸化剤（酸素、空気等）を用いて反応させる方法では、以下の反応式に従って、反応容器内で反応が生じる。
【０００３】
【化１】
0003776581.tif 000002
まず、ＰＣＢと炭酸ナトリウムは反応してフェノールとＮａＣｌとなる。フェノールは酸素と反応して炭酸と水に分解される。この時の反応は発熱反応であり、圧力２１０から２６０ａｔａ、温度３７５から４００℃で行われる。反応中ＰＣＢが析出した炭酸ナトリウムの表面で反応（１）が進み、フェノールと二酸化炭素、塩化ナトリウムとなり、フェノールは反応式（２）で酸化され、二酸化炭素と水に分解される。また、ＰＣＢの溶媒として含まれる鉱物油は、酸素と反応して以下の（３）式のように炭酸と水に分解される。
【０００４】
【化２】
0003776581.tif 000003
従来の技術では、圧力２１０ａｔａ以下、温度３７５℃以下の飽和水に炭酸ナトリウム、ＰＣＢ、酸素を溶解して反応させている。反応容器内には液体の飽和水が存在し、これに２００〜２５０℃の水、炭酸ナトリウム、ＰＣＢ、ＰＣＢの溶媒としての鉱物油、酸素が投入される。投入された液は、反応容器内で加熱され、炭酸ナトリウムの溶解度が低下するため、炭酸ナトリウム粒子が析出する。析出した炭酸ナトリウムは、投入される液体と酸素の気泡によって攪拌され、いわゆる固体、気体、液体の三相流動相を形成して攪拌され反応が進む。
【０００５】
図３に従来の反応容器を示す。図３において、反応容器３０１には２１０ａｔａ、３７５℃以下の飽和状態の水に炭酸ナトリウム、ＰＣＢ、鉱物油が混合されている。内部を攪拌するために、循環ポンプ３０６で内部流体を循環し、これに２００〜２５０℃の反応物の水、ＰＣＢ、鉱物油、及び炭酸ナトリウムの混合液体３２１を混合し、反応容器３０１に反応物を投入する。混合液体３２１は反応容器３０１内で加熱され、炭酸ナトリウムの溶解度が下がるために反応容器３０１内で粒子が析出する。一方、反応容器３０１の下部から酸素又は空気３３１が気体供給ノズル３０３より供給される。供給された酸素又は空気３０１は、気泡となって反応塔内を上昇しつつ液体に溶解する。この際に反応容器３０１内に攪拌流を形成する。反応容器３０１内では、析出した炭酸ナトリウムとＰＣＢが循環ポンプ３０６と気泡流で形成される循環流で攪拌接触し、反応が促進される。分解したフェノールは、水に溶解した酸素と反応して炭酸ガスと水に分解される。
【０００６】
しかし、上記従来の反応容器で、分解効率を上げるために反応温度を上げようとすると、反応容器内は気相状態となるので、この中で反応を進めるにあたって問題があった。すなわち、上記反応（１）を良好に進行させるためには、反応面積を増やすため、炭酸ナトリウムを反応容器内で粒子状態で析出させ、さらに析出粒子とＰＣＢの接触を良好にするため、反応容器内の粒子、気体（この場合には、水蒸気とＰＣＢ蒸気）の攪拌接触を良好にする必要があった。これらの点に関し、図３のような従来の反応容器は十分満足できる特性を持たなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、炭酸ナトリウムとＰＣＢとの攪拌が十分にでき、ＰＣＢの分解を効率良くできるＰＣＢ反応方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係るＰＣＢ反応方法は、反応容器内にＰＣＢ、鉱物油、水を含む液体成分と炭酸ナトリウムとを供給し、上記反応容器内を過熱蒸気とし、該過熱蒸気によって炭酸ナトリウムを粉体として析出させ、上記反応容器内に、気化した酸化剤を供給し、該酸化剤の供給によって上記反応容器内に攪拌流を形成させ、炭酸ナトリウムとＰＣＢとの固気接触反応を起こしてビフェニルと塩化ナトリウムとし、該ビフェニルと上記鉱物油と上記酸化剤とを反応させて二酸化炭素と水とするようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明で採用する固気反応装置の一実施の形態を示す。この実施の形態は、対向反応方式のＰＣＢ反応装置に関するものである。本ＰＣＢ反応装置は、反応容器１０１、液体供給ノズル１０２、気体供給ノズル１０３、サイクロンセパレータ１０５及び粉体気流搬送装置１０４を基本構成として含む。
液体供給ノズル１０２は、反応容器１０１の上部に設けられ、ＰＣＢ、ＰＣＢ溶媒鉱物油、水、及び炭酸ナトリウムの混合物（水）１２１を反応容器１０１に供給するための液体供給手段として用いられる。気体供給ノズル１０３は、反応容器１０１に酸化剤１３１を供給するために気体供給手段として用いられる。酸化剤１３１としては酸素又は空気が好適である。サイクロンセパレータ１０５は、析出した炭酸ナトリウム粉体を分離するための分離装置として用いられる。粉体気流搬送装置１０４は、分離した炭酸ナトリウムを反応容器１０１に戻す。
【００１０】
上記基本構成の本実施の形態にかかるＰＣＢ反応装置を用いて、本発明に係るＰＣＢ反応方法を実施する形態について説明する。
混合物１２１は、所定の圧力まで加圧、予熱されて、本能容器１０１の上部から反応容器１０１内に供給される。この際、反応容器１０１内で粒子が形成され、かつ蒸発が促進されるように液体供給ノズル１０２により反応容器１０１内に混合物が噴霧される。酸化剤１３１は、反応容器１０１の下部に設けた気体供給ノズル１０３より供給される。
反応容器１０１内は２１０ａｔａ、３８０℃になるように、ＰＣＢ、鉱物油、水、酸化剤を調整する。これによって、反応容器１０１内は過熱蒸気となり、この過熱蒸気内で噴霧された液体成分が蒸発し、炭酸ナトリウムが粉体として析出する。ＰＣＢは、炭酸ナトリウムと反応容器１０１内で固気接触反応を起こしてビフェニルと塩化ナトリウムとなる。このビフェニルと鉱物油は、反応容器１０１の下部から供給される酸化剤１３１と酸化反応を起こして二酸化炭素と水になる。反応容器１０１内の二酸化炭素、水蒸気、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウムは、サイクロン供給配管１５２を経て、サイクロンセパレータ１０５に送られる。サイクロンセパレータ１０５では、炭酸ナトリウム固体が分離される。二酸化炭素、水蒸気、塩化ナトリウムは、サイクロンセパレータ排出配管１５１から反応容器１０１の外へ排出される。分離された炭酸ナトリウムは、スタンドパイプ１０７を通って、粉体搬送装置１０４で粉体搬送気体１４１（酸素又は空気）により反応容器１０１内に戻される。
【００１１】
反応容器１０１内の状態は過熱蒸気であり、粉体とＰＣＢを十分接触させるためには、炭酸ナトリウムの粉体が固まらないように析出させ、反応容器１０１内に均一に懸濁、攪拌させる必要がある。本実施の形態では、上記したように、反応容器１０１の上部から炭酸ナトリウムを含む液体を噴霧し、反応容器１０１内の過熱蒸気の熱で加熱乾燥することによって、炭酸ナトリウムの粒子が析出する。
一方、上記したように反応容器１０１の下部から酸化剤（酸素又は空気）１３１を噴出させることで、反応容器１０１内に攪拌流を発生させ、炭酸ナトリウムと気化したＰＣＢ、水蒸気、酸素が良好に混合し反応が促進される。反応容器１０１から気流に乗って排出される炭酸ナトリウムは、上記したようにサイクロンセパレータ１０５で分離され、粉体気流搬送装置１０４により反応容器１０１に戻され、再度反応に寄与することができる。
【００１２】
次に、図２について本発明で採用できる固気反応装置の他の実施の形態を説明する。この実施の形態もＰＣＢ反応装置に関するものであるが、流動床方式のものである。
この実施の形態では、図１の液体供給ノズル１０２に代えて、反応容器１０１の下部に設けた二流体噴射ノズル１０８を用いている。この二流体ノズル１０８は、図１の液体供給ノズル１０２及び気体供給ノズル１０３の双方の働きを兼ねている。すなわち、この二流体噴射ノズル１０８は、ＰＣＢ、ＰＣＢ溶媒鉱物油、水、及び炭酸ナトリウムの混合物（水）１２１を反応容器１０１に供給するための液体供給手段として用いられると共に、反応容器１０１に酸化剤１３１を供給するための気体供給手段としても用いられる。
【００１３】
図２において、図１と同一番号を付した要素は同一の機能を果たす。ただし、サイクロン供給配管１５２は、図１の実施の形態におけるよりも上部に設定されている。図１ではＰＣＢ，ＰＣＢ溶媒鉱物油，水，炭酸ナトリウム混合物が上部より、酸素が下部より供給反応するため、反応容器からの抜き出し位置が両者が混合反応する反応装置中央になるのに対し、図２ではＰＣＢ，ＰＣＢ溶媒鉱物油，水，炭酸ナトリウム混合物と酸素が下部より供給され、混合、反応して反応装置上部へ流れるため、上部より抜き出すことができるためである。
本実施の形態は、流動床方式であるが、上記図１の実施の形態と同様に固気反応を促進してＰＣＢを分解する。すなわち、反応容器１０１の下部から炭酸ナトリウムを含む液体を噴霧し、反応容器１０１内の過熱蒸気の熱で加熱乾燥することによって、炭酸ナトリウムの粒子を析出させる。一方、同じく反応容器１０１の下部から酸化剤（酸素又は空気）１３１を噴出させることで、反応容器１０１内に攪拌流を発生させ、炭酸ナトリウムと気化したＰＣＢ、水蒸気、酸素が良好に混合し反応を促進させる。
【００１４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【００１５】
【発明の効果】
上記したところから明かのように、本発明によれば、炭酸ナトリウムとＰＣＢとの攪拌が十分にでき、ＰＣＢの分解を効率良くできるＰＣＢ反応方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施に採用することのできるＰＣＢ反応装置の一実施の形態を説明する概念図である。  
【図２】  本発明の実施に採用することのできるＰＣＢ反応装置の他の実施の形態を説明する概念図である。  
【図３】  従来のＰＣＢ反応装置を説明する概念図である。
【符号の説明】
１０１、３０１      反応容器
１０２      液体供給ノズル
１０３、３０３      気体供給ノズル
１０４      粉体気流搬送装置
１０５      サイクロンセパレータ
１０７      スタンドパイプ
１０８      二流体噴射ノズル
１２１      混合水
１３１、３３１      酸化剤
１５１      サイクロンセパレータ排出配管
１５２      サイクロン供給配管
３０６      循環ポンプ
【図１】
0003776581.tif 000004
【図２】
0003776581.tif 000005
【図３】
0003776581.tif 000006