JP2001170664A - Supercritical water treating device - Google Patents

Supercritical water treating device

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JP2001170664A JP35701999A JP35701999A JP2001170664A JP 2001170664 A JP2001170664 A JP 2001170664A JP 35701999 A JP35701999 A JP 35701999A JP 35701999 A JP35701999 A JP 35701999A JP 2001170664 A JP2001170664 A JP 2001170664A
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勝男 依田
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明 鈴木
Tomoyuki Iwamori
智之 岩森
Shinichirou Kawasaki
慎一朗 川崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a supercritical water treating device which stably executes the treatment of a liquid to be treated which contains high-concentration organic compounds, such as PCB, for a long period and can make treatment so as to satisfy an effluent standard below 3 ppm. SOLUTION: A reactor 12 of this supercritical water treating device successively has an internal cooler 14 for cooling reaction products and a neutralizing mixer 16 for neutralizing the reaction products by injecting and mixing an aqueous alkaline solution into the reaction products, within an outer cylindrical body 12b downstream of a reaction cartridge 12b. The internal cooler is provided with a cooling water supply system and the neutralizing mixer with an aqueous alkaline solution supply system. The internal cooler comprises a titanium coiled pipe 14a and a stainless steel hermetic vessel 14b for housing the coiled pipe 14a. The cooling water is controlled in the inlet temperature to the internal cooler at 380 deg.C and flows into the lower part of the vessel, thereby cooling the reaction products of 400 deg.C. The neutralizing mixer is a vessel which is formed as a tantalum vessel internally having a static mixer 24 and injects the aqueous alkaline solution into the reaction products cooled in the internal cooler and mixes and neutralizes the reaction product. An aqueous NaOH solution controlled to 250 deg.C is injected into the reaction products.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、PCB等の有機塩
素化合物を処理する超臨界水処理装置に関し、更に詳細
には、超臨界水処理に際して高濃度塩酸を生成するPC
B等の有機塩素化合物であっても、装置の腐食を引き起
こすことなく長期間にわたり安定して、有機塩素化合物
を超臨界水処理できる超臨界水処理装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercritical water treatment apparatus for treating an organic chlorine compound such as PCB, and more particularly, to a PC for producing high-concentration hydrochloric acid during supercritical water treatment.
The present invention relates to a supercritical water treatment apparatus capable of stably treating an organic chlorine compound with supercritical water without causing corrosion of the apparatus even if the organic chlorine compound such as B is used.

【0002】[0002]

【従来の技術】環境問題に対する認識の高まりと共に、
超臨界水処理装置の適用分野の一つとして、環境汚染物
質の分解、無害化が、注目されている。超臨界水処理装
置とは、超臨界水の反応媒体的性質を利用した超臨界水
反応により、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分解し
て、二酸化炭素、水、無機酸などの無害な生成物に転化
する装置であって、その実用化が試みられている。
2. Description of the Related Art With increasing awareness of environmental issues,
As one of application fields of a supercritical water treatment apparatus, attention has been paid to decomposition and detoxification of environmental pollutants. A supercritical water treatment device is a harmful hard-to-decompose organic substance, such as PCB (polychlorinated biphenyl), which is difficult to decompose in the prior art by a supercritical water reaction utilizing the properties of a reaction medium of supercritical water. ), A device that decomposes dioxins, organic chlorinated solvents, and the like and converts them into harmless products such as carbon dioxide, water, and inorganic acids.

【0003】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、臨界温度、即ち374.1℃以上の温度で、かつ水
の臨界圧力、即ち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。
[0003] Supercritical water refers to water that is in a supercritical state, that is, water that is beyond the critical point of water, and more specifically, has a critical temperature, that is, a temperature of 374.1 ° C or higher, and Of water under a critical pressure of 22.04 MPa or more. Supercritical water has a high ability to dissolve organic substances and can completely dissolve non-polar substances, which are abundant in organic compounds, but has a very low ability to dissolve inorganic substances such as metals and salts. The supercritical water can be mixed with a gas such as oxygen or nitrogen at an arbitrary ratio to form a single phase.

【0004】ここで、図8を参照して、有機塩素系の化
合物を含む被処理液を超臨界水反応により処理する、従
来の超臨界水処理装置の基本的な構成を説明する。図8
は従来の超臨界水処理装置の構成を示すフローシートで
ある。超臨界水処理装置86は、従来、超臨界水処理中
に塩が析出するような、有機塩素化合物系の難分解性有
機物の酸化分解に最適な装置と言われていて、耐圧密閉
型の縦型反応器87を備え、超臨界水中に固形物として
析出する塩を反応容器下部に沈降、分離させる、いわゆ
るモダープロセス方式の装置である。
Referring to FIG. 8, a basic configuration of a conventional supercritical water treatment apparatus for treating a liquid to be treated containing an organic chlorine compound by a supercritical water reaction will be described. FIG.
Is a flow sheet showing the configuration of a conventional supercritical water treatment apparatus. Conventionally, the supercritical water treatment apparatus 86 is said to be the most suitable apparatus for oxidative decomposition of organic chlorine compound-based hardly decomposable organic substances in which salts are precipitated during supercritical water treatment. This is a so-called moder process type apparatus that includes a type reactor 87 and sediments and separates salts that precipitate as solids in supercritical water at the lower part of the reaction vessel.

【0005】図8に示すように、反応器87の上部で
は、水の臨界点以上の条件、即ち超臨界条件が維持さ
れ、超臨界水を滞留させる超臨界水域88が形成され、
超臨界水域88との仮想的界面89を介して反応器87
の下部には、水の臨界温度より低い温度に維持され、亜
臨界水を滞留させる亜臨界水域90が形成されている。
反応器87の上部には、超臨界水処理する被処理液及び
酸化剤を超臨界水域88に流入させる流入管91が接続
されている。流入管91には、超臨界水反応により処理
すべき有機塩素系化合物を有する被処理液を送入する被
処理液ライン92、有機物を酸化させる酸化剤として空
気を送入する空気ライン93、及び、超臨界水又は超臨
界水生成用の補給水を送入する超臨界水ライン94が合
流している。
[0005] As shown in FIG. 8, in the upper part of the reactor 87, conditions above the critical point of water, that is, supercritical conditions are maintained, and a supercritical water area 88 for retaining supercritical water is formed.
Reactor 87 via virtual interface 89 with supercritical water area 88
A subcritical water area 90 that is maintained at a temperature lower than the critical temperature of water and retains the subcritical water is formed in a lower part of the water.
An inflow pipe 91 that allows the liquid to be treated and the oxidant to flow into the supercritical water area 88 is connected to an upper portion of the reactor 87. The inflow pipe 91 has a treated liquid line 92 for supplying a treated liquid having an organochlorine compound to be treated by the supercritical water reaction, an air line 93 for supplying air as an oxidizing agent for oxidizing organic substances, and , A supercritical water line 94 for feeding supercritical water or makeup water for generating supercritical water.

【0006】また、被処理液中の有機塩素化合物によっ
て生成する塩酸を中和するためにアルカリ中和剤を供給
する中和剤ライン95が、被処理液ライン92に接続さ
れている。被処理液及び中和剤は、流入管91を通って
反応器87に供給され、酸化剤である空気により下方に
向けてアトマイジングされて、反応器87内の超臨界水
域88内に噴霧される。噴霧された被処理液中の有機塩
素化合物及びその他の有機物は、超臨界水域88内で瞬
時に酸化分解される。超臨界水反応の過程で、被処理液
に含有された有機塩素化合物の塩素は、アルカリ中和剤
と中和して塩となり、超臨界水域から亜臨界水域に移行
する。反応器87の上部には、更に、処理液ライン96
が接続され、被処理液中の有機物は、超臨界水反応によ
り、主として水と二酸化炭素になって処理液と共に超臨
界水域88から処理液ライン96を通って流出する。処
理液ライン96には、図示しないが、処理液を冷却する
冷却器、及び反応器87内の圧力を制御する圧力制御
弁、気液分離器等が設けてある。尚、必要に応じて、超
臨界水域に補助燃料を供給する補助燃料ラインを流入管
91に接続することもある。
A neutralizer line 95 for supplying an alkali neutralizer for neutralizing hydrochloric acid generated by an organic chlorine compound in the liquid to be treated is connected to a liquid line 92 to be treated. The liquid to be treated and the neutralizing agent are supplied to the reactor 87 through an inflow pipe 91, atomized downward by air as an oxidizing agent, and sprayed into a supercritical water area 88 in the reactor 87. You. Organochlorine compounds and other organic substances in the sprayed liquid to be treated are instantaneously oxidized and decomposed in the supercritical water area 88. In the process of the supercritical water reaction, the chlorine of the organic chlorine compound contained in the liquid to be treated is neutralized with the alkali neutralizer to form a salt, and shifts from the supercritical water region to the subcritical water region. Above the reactor 87, a processing liquid line 96 is further provided.
Is connected, and the organic matter in the liquid to be treated is mainly converted into water and carbon dioxide by a supercritical water reaction and flows out of the supercritical water area 88 through the treatment liquid line 96 together with the treatment liquid. Although not shown, the processing liquid line 96 is provided with a cooler for cooling the processing liquid, a pressure control valve for controlling the pressure in the reactor 87, a gas-liquid separator, and the like. If necessary, an auxiliary fuel line for supplying auxiliary fuel to the supercritical water area may be connected to the inflow pipe 91.

【0007】一方、反応器87の下部には、亜臨界水ラ
イン97及び亜臨界排水ライン98が接続され、亜臨界
水ライン97は亜臨界水域90に亜臨界水を供給し、ま
た亜臨界排水ライン98は超臨界水反応及び中和反応に
より生成した塩を溶解している亜臨界水を排水として亜
臨界水域90から排出する。図示しないが、亜臨界排水
ライン98には、亜臨界排水を所定温度に降温する冷却
器、所定圧力に減圧する減圧装置、更には気液分離/固
液分離装置が設けてある。
On the other hand, a subcritical water line 97 and a subcritical drainage line 98 are connected to the lower part of the reactor 87, and the subcritical water line 97 supplies subcritical water to the subcritical water area 90, The line 98 discharges subcritical water in which salts generated by the supercritical water reaction and the neutralization reaction are dissolved from the subcritical water area 90 as wastewater. Although not shown, the subcritical drainage line 98 is provided with a cooler for lowering the temperature of the subcritical wastewater to a predetermined temperature, a decompression device for reducing the pressure to a predetermined pressure, and a gas-liquid separation / solid-liquid separation device.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の超臨界水処理装置によって、高濃度のPCBを含む被
処理液を超臨界水処理しようとすると、次のような問題
が生じていた。第1には、従来のように、水の臨界温度
(374.1℃)に近い反応温度、即ち450℃から5
00℃の範囲の温度では、処理液のPCB含量を排出基
準で許容されている3ppb以下にすることが極めて難
しかった。逆に言えば、更に高い反応温度を必要とする
ことが予想されることである。
However, the following problems have been encountered when attempting to treat a liquid to be treated containing high-concentration PCB with supercritical water using the above-described conventional supercritical water treatment apparatus. First, as before, a reaction temperature close to the critical temperature of water (374.1 ° C.), ie, 450 ° C. to 5 ° C.
At a temperature in the range of 00 ° C., it was extremely difficult to reduce the PCB content of the processing solution to 3 ppb or less, which is allowed by the discharge standard. Conversely, it is expected that higher reaction temperatures will be required.

【0009】第2には、超臨界水域と亜臨界水域とを反
応器内に形成する2ゾーン方式に起因する二つの問題で
ある。その一は、反応器壁の腐食、特に両域の境界近傍
での腐食が著しいという問題であった。通常は、超臨界
水反応と同時並行的に中和反応が進行するので、腐食問
題は起きないのであるが、場合によって中和が不完全で
あると、腐食が問題となる。従来の方法では、反応器内
に高温の超臨界水域と低温の亜臨界水域とが存在するた
めに、腐食の厳しい領域が必ず存在し、PCBの超臨界
水処理の実用化を図る上で障害となっていた。その二
は、従来法では被処理液の噴霧状態が良くないと、PC
B等が完全に分解せずに、亜臨界水域90に入ってしま
うことがある。この場合、亜臨界水域の温度が低いため
に、亜臨界水域に混入した未分解物が、分解されること
なくそのまま残留し、亜臨界水域から排水として排出さ
れるので、亜臨界排水中のPCB含量が排出基準を超え
るという問題があった。
Second, there are two problems caused by the two-zone system in which a supercritical water area and a subcritical water area are formed in a reactor. One problem is that corrosion of the reactor wall, particularly near the boundary between the two regions, is remarkable. Normally, the neutralization reaction proceeds concurrently with the supercritical water reaction, so that no corrosion problem occurs. However, if the neutralization is incomplete, corrosion becomes a problem. In the conventional method, since a high-temperature supercritical water area and a low-temperature subcritical water area exist in the reactor, a severely corrosive area always exists, which is an obstacle to the practical use of PCB supercritical water treatment. Had become. Second, if the spraying of the liquid to be treated is not good in the conventional method, the PC
B and the like may enter the subcritical water area 90 without being completely decomposed. In this case, since the temperature of the subcritical water area is low, undecomposed substances mixed in the subcritical water area remain without being decomposed and are discharged as wastewater from the subcritical water area. There was a problem that the content exceeded the emission standard.

【0010】第3には、PCBを処理する際のように被
処理液中の有機塩素濃度が高い場合には、中和反応及び
塩生成分離のメカニズムに不明な点が多く、PCBの超
臨界水処理ではPCBの有機塩素に由来して生成した塩
酸を従来のように反応器内で完全に中和させる処理は、
実際には難しく、確実性に乏しいという問題があった。
Third, when the concentration of organic chlorine in the liquid to be treated is high, as in the case of treating PCB, there are many unclear points in the mechanism of the neutralization reaction and salt formation / separation. In the water treatment, the hydrochloric acid generated from the organic chlorine in the PCB is completely neutralized in the reactor as in the conventional method.
In practice, it was difficult and lacked certainty.

【0011】そこで、処理液にアルカリ水溶液を注入し
て急冷中和する中和急冷部を反応器出口又は下流に設
け、反応器外でアルカリ水溶液を注入して処理液を中和
急冷することが試みられている。しかし、この方法で
は、処理液が反応器から流出して中和急冷部に入って始
めて中和されるので、超臨界水反応により生成した多量
の塩酸が反応器内に存在することになる。そのために、
従来から耐食材として反応器の内壁に使用されてきたイ
ンコネル625等のニッケル合金は、塩酸による腐食が
著しく、使用に耐えないという問題があった。また、急
冷中和部でも、アルカリ水溶液と処理液との中和反応が
終了する地点までの配管の腐食が著しく、同じくニッケ
ル合金を配管に使用しても、長期の使用が難しいという
問題がある。
Therefore, a neutralization and quenching section for injecting an alkali aqueous solution into the treatment liquid and quenching and neutralizing the treatment liquid is provided at the outlet or downstream of the reactor. Attempted. However, in this method, since the processing liquid flows out of the reactor and enters the neutralization quenching section, it is neutralized only after the process, and a large amount of hydrochloric acid generated by the supercritical water reaction is present in the reactor. for that reason,
Nickel alloys such as Inconel 625, which have been conventionally used as a corrosion-resistant material on the inner wall of a reactor, have a problem in that they are significantly corroded by hydrochloric acid and cannot be used. Further, even in the quenching neutralization section, there is a problem that the corrosion of the pipe is remarkable up to the point where the neutralization reaction between the alkaline aqueous solution and the processing solution is completed, and it is difficult to use the nickel alloy for the pipe for a long time. .

【0012】更には、中和急冷部と併用して、圧力バラ
ンス型反応器を採用する試みも行われている。圧力バラ
ンス型反応器100は、図9に示すように、圧力容器と
して形成された外円筒体101と、外円筒体101内に
相互に連通する内円筒体として設けられた反応カートリ
ッジ102との2重円筒体でとして形成されている。流
入管91(図8参照)に接続された入口ノズル103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102内の反応域104に流入
させ、かつ、圧力バランス用空気送入口105から外円
筒体101と反応カートリッジ102との間の環状部1
06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、圧力容器101と反応カ
ートリッジ102との上部間隙107を介して環状部1
06から反応域104に流入し、酸化剤の一部として消
費される。
Further, attempts have been made to employ a pressure balanced reactor in combination with a neutralization and quenching section. As shown in FIG. 9, the pressure-balanced reactor 100 has an outer cylinder 101 formed as a pressure vessel and a reaction cartridge 102 provided as an inner cylinder communicating with each other inside the outer cylinder 101. It is formed as a heavy cylinder. From the inlet nozzle 103 connected to the inflow pipe 91 (see FIG. 8), the liquid to be treated and an oxygen-containing gas, such as air, as an oxidant are caused to flow into the reaction zone 104 in the reaction cartridge 102, and are used for pressure balancing. Annular part 1 between outer cylinder 101 and reaction cartridge 102 from air inlet 105
At 06, for example, air is supplied as a pressure balancing gas. The pressure balancing air is supplied to the annular portion 1 through the upper gap 107 between the pressure vessel 101 and the reaction cartridge 102.
06 flows into the reaction zone 104 and is consumed as a part of the oxidizing agent.

【0013】反応カートリッジ102内の反応域104
に流入した被処理液は、超臨界水中で空気中の酸素によ
り酸化分解され、反応器流出管108から流出する。中
和急冷部は、反応カートリッジ102の下流で、圧力容
器102の内側又は外側に設けられる。従来の圧力バラ
ンス型反応器では、内外の圧力差は殆ど無いので、反応
カートリッジ102を非圧力容器として形成できる利点
があるので、反応カートリッジ102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
ている。また、環状部106は腐食性が強い雰囲気では
ないので、外円筒体101は必ずしも反応カートリッジ
102と同じ材質で形成する必要はなく、通常、耐熱性
炭素鋼、或いはステンレス鋼で形成される。しかし、高
価なニッケル合金で形成した反応カートリッジであって
も、塩酸による腐食が著しく、短期間で交換せざるを得
ないと言う問題があった。
The reaction zone 104 in the reaction cartridge 102
Is oxidized and decomposed by oxygen in the air in the supercritical water and flows out of the reactor outlet pipe 108. The neutralization quenching unit is provided on the inside or outside of the pressure vessel 102 downstream of the reaction cartridge 102. In a conventional pressure-balanced reactor, there is almost no pressure difference between the inside and the outside, and there is an advantage that the reaction cartridge 102 can be formed as a non-pressure vessel. Therefore, the reaction cartridge 102 is made of an expensive corrosion-resistant metal, for example, a nickel alloy such as Inconel 625. Has formed. Further, since the annular portion 106 is not in a highly corrosive atmosphere, the outer cylinder 101 does not necessarily need to be formed of the same material as the reaction cartridge 102, and is usually formed of heat-resistant carbon steel or stainless steel. However, there is a problem that even a reaction cartridge formed of an expensive nickel alloy is significantly corroded by hydrochloric acid and must be replaced in a short time.

【0014】そこで、本発明の目的は、PCB等を高濃
度で含有する被処理液を排出基準で許容される3ppb
以下のPCB濃度に超臨界水処理する装置であって、長
期間にわたり安定して運転できる超臨界水処理装置を提
供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid to be treated containing a high concentration of PCB or the like at a discharge standard of 3 ppb.
An object of the present invention is to provide a supercritical water treatment apparatus having the following PCB concentration, which can be operated stably for a long period of time.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、(1)PCB等の高有機塩素濃度の被
処理液を排出基準で許容される3ppbのPCB濃度に
超臨界水処理できる反応温度を確立すること、(2)そ
の温度で使用できる反応器の材料を確立することが必要
であると考えた。
In order to achieve the above object, the present inventor has set forth the following object. (1) The present inventors have determined that a liquid to be treated having a high organic chlorine concentration such as PCB is supercritical to a PCB concentration of 3 ppb, which is allowed on a discharge standard. It was considered necessary to establish a reaction temperature at which water treatment was possible, and (2) to establish a reactor material that could be used at that temperature.

【0016】そこで、先ず、PCBの超臨界水処理によ
り生成する処理液のPCB含量を3ppb以下にするた
めに、PCBの分解率と超臨界水反応の反応温度との関
係を調べた。その結果、23MPaの反応圧力、及び2
分間以上4分間以下の反応時間の条件では、反応温度が
500℃のときには、PCB濃度は3ppb以上であっ
て、排出基準である3ppbを満足させることはできな
いこと、そして反応温度を550℃及び650℃にする
ことにより、PCB濃度を3ppb以下にすることがで
きることが判った。尚、反応温度が500℃のときに
は、反応時間を4分間以上にしても、PCB濃度を3p
pb以下にすることができないことも判った。
[0016] First, the relationship between the decomposition rate of PCB and the reaction temperature of the supercritical water reaction was investigated in order to reduce the PCB content of the treatment liquid produced by the treatment of PCB with supercritical water to 3 ppb or less. As a result, a reaction pressure of 23 MPa, and 2
Under the conditions of a reaction time of not less than 1 minute and not more than 4 minutes, when the reaction temperature is 500 ° C., the PCB concentration is not less than 3 ppb and cannot satisfy the discharge standard of 3 ppb, and the reaction temperature is 550 ° C. and 650 ° C. It was found that by setting the temperature to ° C, the PCB concentration could be reduced to 3 ppb or less. When the reaction temperature is 500 ° C., even if the reaction time is 4 minutes or longer, the PCB concentration is 3 p.
It was also found that it could not be less than pb.

【0017】すなわち、反応温度を550℃以上650
℃以下の範囲の温度に設定することにより、処理液中の
PCB濃度が3ppb以下になるように、PCB又はP
CB類似化合物からなる有機塩素化合物を含む被処理液
を超臨界水反応により酸化分解することができる。PC
B類似化合物とは、PCBとほぼ同じような化学構造を
有する化合物であって、例えばダイオキシン類、クロロ
ベンゼン系化合物、クロロフェノール類等である。
That is, the reaction temperature is 550 ° C. or higher and 650 ° C.
By setting the temperature within the range of not more than 3 ° C., the PCB or P is adjusted so that the PCB concentration in the processing solution becomes 3 ppb or less.
A liquid to be treated containing an organic chlorine compound comprising a CB-like compound can be oxidatively decomposed by a supercritical water reaction. PC
The B-like compound is a compound having a chemical structure substantially similar to that of PCB, such as dioxins, chlorobenzene compounds, chlorophenols, and the like.

【0018】次いで、550℃以上の温度で高濃度塩酸
に対して耐食性を有する材料を選定するために、種々の
材料で反応器を作製し、実際にPCBを超臨界水処理す
ることにより材料の耐食性評価を行うという腐食試験を
行った。ところで、例えば純度100%の三塩素化物か
ら五塩素化物までのPCBを超臨界水反応処理すると、
生成する塩酸の濃度は、約10質量%〜15質量%程度
となる。そこで、第1の腐食試験では、PCBの超臨界
水処理条件として、圧力を22MPa、及び反応温度を
600℃に設定し、塩酸濃度20質量%の塩酸水溶液に
よる各種材料の腐食速度を以下のようにして測定した。
Next, in order to select a material having corrosion resistance to high-concentration hydrochloric acid at a temperature of 550 ° C. or more, reactors are made of various materials, and the PCB is actually treated with supercritical water to obtain a material. A corrosion test was performed to evaluate the corrosion resistance. By the way, for example, when a PCB of 100% purity from trichloride to pentachloride is subjected to a supercritical water reaction treatment,
The concentration of the generated hydrochloric acid is about 10 to 15% by mass. Therefore, in the first corrosion test, as conditions for treating the PCB with supercritical water, the pressure was set to 22 MPa, the reaction temperature was set to 600 ° C., and the corrosion rates of various materials by the hydrochloric acid aqueous solution having a hydrochloric acid concentration of 20% by mass were as follows. Was measured.

【0019】先ず、表1に示す材料でオートクレーブ状
の反応器をそれぞれ作製し、塩酸濃度20質量%の塩酸
水溶液を各反応器内に収容し、反応器内の塩酸水溶液を
圧力22MPaで温度600℃に昇温し、500時間か
ら600時間その温度に維持して、各反応器の容器壁の
腐食速度を測定した。容器壁の腐食速度が1mm/年未
満のときには、最適材料とし、腐食速度が1mm/年以
上5mm/年のときには、適用可材料とし、腐食速度が
5mm/年を越えるときには適用不可材料とする、腐食
試験の判定基準に従い、容器壁の腐食速度に基づいて、
次の表1に示す結果を得た。
First, autoclave-shaped reactors were prepared from the materials shown in Table 1, respectively. A hydrochloric acid aqueous solution having a hydrochloric acid concentration of 20% by mass was accommodated in each reactor, and the hydrochloric acid aqueous solution in the reactor was heated at a pressure of 22 MPa and a temperature of 600 MPa. C. and maintained at that temperature for 500 to 600 hours, and the corrosion rate of the vessel wall of each reactor was measured. When the corrosion rate of the vessel wall is less than 1 mm / year, the material is optimum, when the corrosion rate is 1 mm / year or more and 5 mm / year, the material is applicable, and when the corrosion rate exceeds 5 mm / year, the material is not applicable. According to the corrosion test criteria, based on the corrosion rate of the container wall,
The results shown in Table 1 below were obtained.

【0020】 表1 材質 判定 インコネル625 適用不可 ハステロイ276 適用不可 白金 適用不可 チタン 最適 タンタル 適用不可 アルミナ 適用不可(腐食速度が小さいが、割れ発生) Table 1 Material Judgment Inconel 625 Not applicable Hastelloy 276 Not applicable Platinum Not applicable Titanium Optimum Tantalum Not applicable Alumina Not applicable (slow corrosion rate, but cracking)

【0021】次いで、第2の腐食試験では、圧力が同じ
22MPaで、温度が第1の腐食試験の条件より低い4
00℃に設定し、塩酸濃度20質量%の塩酸水溶液によ
る腐食速度を測定した。第1の腐食試験と同じ材料でオ
ートクレーブ状の反応器をそれぞれ作製し、塩酸濃度2
0質量%の塩酸水溶液を各反応器内に収容し、反応器内
の塩酸水溶液を圧力22MPaで温度400℃に昇温
し、500時間から600時間その温度に維持して、各
反応器の容器壁の腐食速度を測定した。第1の腐食試験
と同じ腐食試験の判定基準に従い、容器壁の腐食速度に
基づいて、次の表2に示す結果を得た。
Next, in the second corrosion test, the pressure was 22 MPa, and the temperature was lower than the condition of the first corrosion test.
The temperature was set to 00 ° C., and the corrosion rate by a hydrochloric acid aqueous solution having a hydrochloric acid concentration of 20% by mass was measured. Autoclave-shaped reactors were made from the same materials as in the first corrosion test, and the hydrochloric acid concentration was 2
A 0% by mass aqueous hydrochloric acid solution is accommodated in each reactor, and the aqueous hydrochloric acid solution in the reactor is heated to a temperature of 400 ° C. at a pressure of 22 MPa and maintained at that temperature for 500 to 600 hours. The corrosion rate of the wall was measured. According to the same corrosion test criteria as the first corrosion test, the results shown in the following Table 2 were obtained based on the corrosion rate of the container wall.

【0022】 表2 材質 判定 インコネル625 適用不可 ハステロイ276 適用不可 白金 適用不可 チタン 適用可 タンタル 最適 アルミナ 適用不可(腐食速度が小さいが、割れ発生) Table 2 Materials Judgment Inconel 625 Not applicable Hastelloy 276 Not applicable Platinum Not applicable Titanium Applicable Tantalum Optimum Alumina Not applicable (slow corrosion rate, but cracking)

【0023】更に、第3の腐食試験では、第2の腐食試
験の条件より圧力及び温度がそれぞれ低い圧力18MP
a、及び温度350℃での塩酸濃度20質量%の塩酸水
溶液による腐食速度を測定した。第1の腐食試験と同じ
材料でオートクレーブ状の反応器をそれぞれ作製し、塩
酸濃度20質量%の塩酸水溶液を各反応器内に収容し、
反応器内の塩酸水溶液を圧力18MPaで温度350℃
に昇温し、500時間から600時間その温度に維持し
て、各反応器の容器壁の腐食速度を測定した。第1の腐
食試験と同じ腐食試験の判定基準に従い、容器壁の腐食
速度に基づいて、次の表3に示す結果を得た。
Further, in the third corrosion test, the pressure and the temperature are lower than those of the second corrosion test by a pressure of 18MP.
a, and the corrosion rate with a hydrochloric acid aqueous solution having a hydrochloric acid concentration of 20% by mass at a temperature of 350 ° C. was measured. Autoclave-shaped reactors were each made of the same material as in the first corrosion test, and a hydrochloric acid aqueous solution having a hydrochloric acid concentration of 20% by mass was accommodated in each reactor.
The hydrochloric acid aqueous solution in the reactor is heated to 350 ° C. at a pressure of 18 MPa.
And the temperature was maintained for 500 to 600 hours, and the corrosion rate of the vessel wall of each reactor was measured. According to the same corrosion test criteria as the first corrosion test, the results shown in the following Table 3 were obtained based on the corrosion rate of the container wall.

【0024】 表3 材質 判定 インコネル625 適用不可 ハステロイ276 適用不可 白金 適用不可 チタン 適用不可 タンタル 最適 アルミナ 適用不可(腐食速度が小さいが、割れ発生) Table 3 Material Judgment Inconel 625 Not applicable Hastelloy 276 Not applicable Platinum Not applicable Titanium Not applicable Tantalum Optimum Alumina Not applicable (Slow corrosion rate, but cracking)

【0025】更に、詳細に検討するため、第4の腐食試
験として、380℃、450℃、500℃の温度で、第
1ないし第3の腐食試験と同じ要領で腐食試験を行なっ
たところ、表4の結果を得た。表4 380℃、22MPa、20%塩酸水溶液の腐食試験 チタン 適用可 タンタル 最適 450℃、22MPa、20%塩酸水溶液の腐食試験 チタン 最適 タンタル 適用可 500℃、22MPa、20%塩酸水溶液の腐食試験 チタン 最適 タンタル 適用可 尚、チタンに代えてチタン合金で、タンタルに代えてタ
ンタル合金で作製した反応器を作製し、同じ第1から第
4の腐食試験を行ったところ、それぞれ、チタン及びタ
ンタルと同じ結果を得ることができた。
For further detailed examination, a fourth corrosion test was conducted at 380 ° C., 450 ° C., and 500 ° C. in the same manner as the first to third corrosion tests. 4 was obtained. Table 4 Corrosion test of 380 ° C, 22MPa, 20% hydrochloric acid aqueous solution Titanium Applicable Tantalum optimum 450 ° C, 22MPa, 20% hydrochloric acid aqueous solution Titanium optimal Tantalum Applicable 500 ° C, 22MPa, 20% hydrochloric acid aqueous solution Titanium optimal Applicable tantalum In addition, a reactor made of a titanium alloy instead of titanium and a tantalum alloy instead of tantalum was manufactured, and the same first to fourth corrosion tests were performed. The same results were obtained for titanium and tantalum, respectively. Could be obtained.

【0026】以上の第1から第4の腐食試験の結果か
ら、次のような結論を得ることができる。 (1)チタンは、温度380℃以上の濃塩酸水溶液に接
触する容器壁に適用でき、特に500℃以上ではチタン
しか適用できる材料はない。しかし、350℃以下で
は、チタンの腐食速度が大きく、適用できない。チタン
は、酸化皮膜を形成し、それが保護膜となるので、耐食
性が高い。特に380℃以上の温度では酸化皮膜の形成
が良好であって、耐食性が一層高くなる。よって、温度
が380℃以上になる反応器壁、例えば反応温度が55
0℃になるPCB処理用の反応器の反応器壁にチタンを
好適に適用できる。
The following conclusions can be obtained from the results of the first to fourth corrosion tests. (1) Titanium can be applied to a container wall that comes into contact with a concentrated hydrochloric acid aqueous solution having a temperature of 380 ° C. or higher, and there is no material which can be applied only to titanium at 500 ° C. or higher. However, at a temperature of 350 ° C. or less, the corrosion rate of titanium is so high that it cannot be applied. Titanium forms an oxide film, which serves as a protective film, and therefore has high corrosion resistance. In particular, at a temperature of 380 ° C. or more, the formation of an oxide film is good, and the corrosion resistance is further enhanced. Therefore, a reactor wall having a temperature of 380 ° C. or higher, for example, a reaction temperature of 55 ° C.
Titanium can be suitably applied to the reactor wall of the PCB treatment reactor at 0 ° C.

【0027】(2)タンタルは、温度450℃以下の濃
塩酸水溶液に接触する容器壁に適用でき、特に350℃
以下ではタンタルしか適用できない。しかし、500℃
以上では腐食速度が大きく適用できない。そこで、45
0℃未満の反応生成物にアルカリ水溶液を注入して中和
させる中和混合器の材料として、タンタルは最適であ
る。タンタルは、500℃以上の高温では五酸化タンタ
ルとなって不安定になるので、腐食速度が大きくなると
思われる。 (3)材料の温度域毎に異なる腐食問題を解決するに
は、先ず、下限380℃のチタン適用域ではチタンを使
用し、450℃未満のタンタル適用域ではタンタルを使
用する。例えば、先ず、チタン製冷却器を使って反応生
成物を400℃まで冷却し、次いでタンタル製の中和混
合器を使って、中和混合する。
(2) Tantalum can be applied to a container wall which comes into contact with a concentrated hydrochloric acid solution having a temperature of 450 ° C. or less,
In the following, only tantalum is applicable. However, 500 ° C
Above, the corrosion rate is too large to be applied. So 45
Tantalum is most suitable as a material for a neutralization mixer for injecting and neutralizing an alkali aqueous solution into a reaction product at a temperature lower than 0 ° C. At high temperatures of 500 ° C. or higher, tantalum becomes tantalum pentoxide and becomes unstable, so that the corrosion rate is thought to increase. (3) In order to solve the corrosion problem that differs depending on the temperature range of the material, first, titanium is used in a titanium application region having a lower limit of 380 ° C., and tantalum is used in a tantalum application region lower than 450 ° C. For example, the reaction product is first cooled to 400 ° C. using a titanium cooler, and then neutralized and mixed using a neutral mixer made of tantalum.

【0028】以上のようして得たPCB分解実験で得た
知見に基づいて、反応器が圧力バランス型反応器である
場合には、本発明に係る超臨界水処理装置(以下、第1
の発明と言う)は、圧力容器として形成された外筒体
と、外筒体内に配置され、相互に連通する内筒体からな
る反応カートリッジとの2重筒体として形成された圧力
バランス型反応器を備え、有機塩素化合物を含有する被
処理液を反応カートリッジ内の超臨界水中に導入し、5
50℃以上650℃以下の温度で酸化剤により酸化分解
する超臨界水処理装置において、第1の所定温度以上第
2の所定温度以下の温度の冷流体によって、反応カート
リッジから流出する反応生成物を第2の所定温度以上第
3の所定温度以下に直接的に、又は間接的に冷却する冷
却する冷却手段と、冷却手段で冷却された反応生成物
に、中和剤水溶液を注入して、中和、冷却する手段とを
反応カートリッジの下流で外筒体内に内蔵して備え、第
1の所定温度以上の温度領域は、チタン、又はチタン合
金材料の腐食速度が低い温度領域に含まれ、第3の所定
温度以下の温度領域は、タンタル又はタンタル合金材料
の腐食速度が低い温度領域であって、冷却手段を構成す
る部材のうち反応生成物に接触する部材壁の少なくとも
表層がチタン、又はチタン合金材で形成され、中和、冷
却手段を構成する部材のうち反応生成物と中和剤水溶液
との混合流体に接触する部材壁の少なくとも表層がタン
タル、又はタンタル合金材で形成されていることを特徴
としている。
Based on the knowledge obtained in the PCB decomposition experiment obtained as described above, if the reactor is a pressure balanced type reactor, the supercritical water treatment apparatus according to the present invention (hereinafter referred to as the first
A pressure-balanced reaction formed as a double cylinder comprising an outer cylinder formed as a pressure vessel and a reaction cartridge disposed in the outer cylinder and comprising an inner cylinder communicating with each other. A liquid to be treated containing an organochlorine compound is introduced into supercritical water in a reaction cartridge,
In a supercritical water treatment apparatus that oxidizes and decomposes with an oxidizing agent at a temperature of 50 ° C. or more and 650 ° C. or less, a reaction fluid flowing out of a reaction cartridge is cooled by a cold fluid having a temperature of a first predetermined temperature or more and a second predetermined temperature or less. A cooling means for cooling directly or indirectly to a temperature equal to or higher than the second predetermined temperature and equal to or lower than the third predetermined temperature; and a neutralizing agent aqueous solution is injected into the reaction product cooled by the cooling means. A means for cooling is provided inside the outer cylinder downstream of the reaction cartridge, and a temperature region equal to or higher than the first predetermined temperature is included in a temperature region where the corrosion rate of titanium or a titanium alloy material is low, The temperature range of 3 or less is a temperature range where the corrosion rate of the tantalum or tantalum alloy material is low, and at least the surface layer of the member wall that contacts the reaction product among the members constituting the cooling means is titanium, or At least the surface layer of a member wall which is formed of a tantalum alloy material and which comes into contact with a mixed fluid of a reaction product and a neutralizing agent aqueous solution among members constituting the neutralization and cooling means is formed of tantalum or a tantalum alloy material It is characterized by:

【0029】第1の発明では、反応カートリッジは、チ
タン又はチタン合金で形成されるか、又はチタン層又は
チタン合金層からなる内層と、タンタル層又はタンタル
合金層からなる外層との2層構造で形成されている。第
1及び次の第2の発明で、間接的冷却とは、熱交換器を
使って冷流体と熱交換して反応生成物を冷却する方式を
言い、直接的冷却とは、冷流体を反応生成物に注入し、
混合して、反応生成物を冷却する方式を言う。
In the first invention, the reaction cartridge is formed of titanium or a titanium alloy, or has a two-layer structure of an inner layer made of a titanium layer or a titanium alloy layer and an outer layer made of a tantalum layer or a tantalum alloy layer. Is formed. In the first and second inventions, indirect cooling refers to a method of cooling a reaction product by exchanging heat with a cold fluid using a heat exchanger. Inject into the product,
A method of mixing and cooling the reaction product.

【0030】第1の発明では、冷却手段及び中和、冷却
手段の構成には制約はないが、例えば、冷却手段として
冷却器を設け、その冷却器が、反応生成物が流れる管路
と、管路を収容し、冷却水が流れる容器とを備え、管路
の少なくとも内表層がチタン、又はチタン合金材で形成
された熱交換器であり、中和、冷却手段として中和混合
器を設け、その中和混合器が、少なくとも内表層がタン
タル又はタンタル合金材で形成された容器である。ま
た、別法として、冷却器が、少なくとも内表層がチタ
ン、又はチタン合金材で形成された容器を有する冷却水
混合式冷却器とすることもできる。
In the first invention, there are no restrictions on the structure of the cooling means and the neutralizing and cooling means. For example, a cooler is provided as the cooling means, and the cooler is provided with a pipe through which the reaction product flows, A container for housing the pipe line, and a container through which cooling water flows, wherein at least the inner surface layer of the pipe line is a heat exchanger formed of titanium or a titanium alloy material, and a neutralization mixer is provided as a neutralization and cooling means. The neutralization mixer is a container in which at least the inner surface layer is formed of tantalum or a tantalum alloy material. Alternatively, the cooling device may be a cooling water mixing type cooling device having a container in which at least the inner surface layer is formed of titanium or a titanium alloy material.

【0031】反応器が圧力バランス型又は単一筒型の非
圧力バランス型に限らず適用できる超臨界水処理装置と
して、本発明に係る超臨界水処理装置(以下、第2の発
明という)は、超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内の超臨界水中
に導入し、550℃以上650℃以下の温度で酸化剤に
より酸化分解する超臨界水処理装置において、反応器か
ら流出する反応生成物を、第1の所定温度以上第2の所
定温度以下の温度の冷流体によって、第2の所定温度以
上第3の所定温度以下の温度に直接的に、又は間接的に
冷却する冷却する冷却手段と、冷却手段で冷却された反
応生成物に、中和剤水溶液を注入して、中和冷却する手
段とを反応器の下流に備え、第1の所定温度以上の温度
領域は、チタン、又はチタン合金材料の腐食速度が低い
温度領域に含まれ、第3の所定温度以下の温度領域は、
タンタル又はタンタル合金材料の腐食速度が低い温度領
域であって、冷却手段を構成する部材のうち反応生成物
に接触する部材壁の少なくとも表層がチタン、又はチタ
ン合金材で形成され、中和、冷却手段を構成する部材の
うち反応生成物と中和剤水溶液との混合流体に接触する
部材壁の少なくとも表層がタンタル、又はタンタル合金
材で形成されていることを特徴としている。
The supercritical water treatment apparatus (hereinafter referred to as "second invention") according to the present invention is a supercritical water treatment apparatus which can be applied regardless of whether the reactor is a pressure balanced type or a single cylinder type non-pressure balanced type. , A reactor containing supercritical water, a liquid to be treated containing an organic chlorine compound is introduced into supercritical water in the reactor, and oxidized and decomposed by an oxidizing agent at a temperature of 550 ° C to 650 ° C. In the water treatment apparatus, the reaction product flowing out of the reactor is directly cooled to a temperature equal to or higher than a second predetermined temperature and equal to or lower than a third predetermined temperature by a cold fluid having a temperature equal to or higher than a first predetermined temperature and equal to or lower than a second predetermined temperature. Cooling means for cooling, or indirectly, and a reaction product cooled by the cooling means, a neutralizing agent aqueous solution is injected, and a means for neutralizing and cooling is provided downstream of the reactor, The temperature region equal to or higher than the predetermined temperature of 1 is titanium, Titanium corrosion rate of the alloy material is included in the low temperature region, the temperature region below the third predetermined temperature is,
In a temperature region where the corrosion rate of the tantalum or tantalum alloy material is low, at least the surface layer of the member wall that contacts the reaction product among the members constituting the cooling means is formed of titanium or a titanium alloy material, and neutralized and cooled. It is characterized in that at least the surface layer of the member wall which comes into contact with the mixed fluid of the reaction product and the aqueous solution of the neutralizing agent is formed of tantalum or a tantalum alloy material.

【0032】第2の発明で、反応器の反応器壁の少なく
とも表層には、チタン層又はチタン合金層からなる耐食
層が設けられてる。或いは、反応器壁の少なくとも表層
には、チタン層又はチタン合金層からなるチタン壁と、
チタン壁の内側に設けられ、タンタル層又はタンタル合
金層からなるタンタル壁との2層耐食層を設けるように
しても良い。更には、反応器内の温度分布に基づいて算
出した温度が400℃未満である領域の反応器壁の少な
くとも表層には、タンタル層又はタンタル合金層からな
る耐食層を設けるようにしても良い。
In the second aspect of the present invention, at least a surface layer of a reactor wall of the reactor is provided with a corrosion-resistant layer made of a titanium layer or a titanium alloy layer. Alternatively, at least a surface layer of the reactor wall has a titanium wall made of a titanium layer or a titanium alloy layer,
It is also possible to provide a two-layer corrosion-resistant layer provided on the inside of the titanium wall and the tantalum wall made of a tantalum layer or a tantalum alloy layer. Further, a corrosion-resistant layer made of a tantalum layer or a tantalum alloy layer may be provided on at least the surface layer of the reactor wall in a region where the temperature calculated based on the temperature distribution in the reactor is less than 400 ° C.

【0033】第2の発明では、冷却手段及び中和、冷却
手段の構成には制約はないが、例えば、冷却手段として
冷却器を設け、その冷却器が、反応生成物が流れる管路
と、管路を収容し、冷却水が流れる圧力容器とを備え、
管路の少なくとも内表層がチタン、又はチタン合金材で
形成された熱交換器であり、中和冷却手段として中和混
合器を設け、その中和混合器が、少なくとも内表層がタ
ンタル又はタンタル合金材で形成された圧力容器であ
る。別法として、冷却器が、少なくとも内表層がチタ
ン、又はチタン合金材で形成された圧力容器を有する冷
却水混合式冷却器としても良い。
In the second aspect of the present invention, there are no restrictions on the structure of the cooling means and the neutralization and cooling means. For example, a cooler is provided as the cooling means, and the cooler includes a pipe through which the reaction product flows, A pressure vessel that houses the pipeline and through which cooling water flows,
At least the inner surface layer of the pipe is a heat exchanger formed of titanium or a titanium alloy material, and a neutralization mixer is provided as neutralization cooling means, and the neutralization mixer has at least an inner surface layer of tantalum or a tantalum alloy. It is a pressure vessel formed of a material. Alternatively, the cooler may be a cooling water mixing type cooler having a pressure vessel at least whose inner surface layer is formed of titanium or a titanium alloy material.

【0034】第1及び第2の発明では、被処理液の送入
流量、超臨界水の送入流量、超臨界水生成のために反応
器に送入する補給水の送入流量、及び補給水の温度の少
なくともいずれかを調整することにより、反応器内の温
度を550℃以上650℃以下の範囲に制御する温度制
御装置を反応器に設ける。
In the first and second inventions, the flow rate of the liquid to be treated, the flow rate of the supercritical water, the flow rate of the make-up water to be fed into the reactor for generating the supercritical water, and the make-up A temperature control device for controlling the temperature in the reactor to a range of 550 ° C. or more and 650 ° C. or less by adjusting at least one of the temperatures of water is provided in the reactor.

【0035】第1及び第2の発明で使用するチタン及び
チタン合金は、JIS規格又はASTM規格で規定され
るものであって、例えばJIS規格では、純チタンはJ
IS1種から3種で規定されるチタン金属、チタン合金
はチタンパラジウム合金として規定されるJIS11種
から13種のチタン合金、及び他のチタン合金としてT
i−6Al−4V合金及びTi−6Al−4VELI合
金がある。また、ASTM規格では、純チタンはAST
M Grade1からGrade4で規定されるチタン
金属、チタン合金はチタンパラジウム合金として規定さ
れるASTM Grade7とGrade11のチタン
合金である。また、ASTM規格でGrade12など
も適用できる。
The titanium and titanium alloy used in the first and second inventions are specified by JIS or ASTM standards. For example, according to JIS, pure titanium is J
Titanium metals and titanium alloys specified by IS 1 to 3 are JIS 11 to 13 titanium alloys specified as titanium palladium alloys, and T is used as other titanium alloys.
There are i-6Al-4V alloy and Ti-6Al-4VELI alloy. According to the ASTM standard, pure titanium is AST
The titanium metals and titanium alloys defined by M Grade 1 to Grade 4 are titanium alloys of ASTM Grade 7 and Grade 11 specified as titanium palladium alloys. Also, Grade 12 and the like can be applied according to the ASTM standard.

【0036】本発明で使用するタンタル及びタンタル合
金は、JIS規格又はASTM規格で規定されるもので
あって、純タンタルの他にも、タンタル−タングステン
合金なども適用できる。
The tantalum and the tantalum alloy used in the present invention are specified by the JIS standard or the ASTM standard. In addition to pure tantalum, a tantalum-tungsten alloy or the like can be applied.

【0037】第1及び第2の発明では、第1、第2及び
第3の所定温度は、前述の腐食試験に基づいて設定され
る温度であって、第1、第2及び第3の所定温度は、そ
れぞれ、374℃から420℃の温度範囲、380℃か
ら430℃の温度範囲、及び390℃から500℃の温
度範囲から選択される。例えば、第1の所定温度が38
0℃、第2の所定温度が400℃、及び第3の所定温度
が450℃である。そして、熱交換式冷却器に供給する
冷却水の入口温度を380℃に制御する第1の温度制御
装置と、冷却水の流入流量を調節して、反応生成物の冷
却器出口温度を400℃に制御する第2の温度制御装置
とを備える。これにより、冷却器を所定温度に維持する
ことができる。
In the first and second inventions, the first, second, and third predetermined temperatures are temperatures set based on the corrosion test described above, and are the first, second, and third predetermined temperatures. The temperature is selected from a temperature range of 374 ° C to 420 ° C, a temperature range of 380 ° C to 430 ° C, and a temperature range of 390 ° C to 500 ° C, respectively. For example, if the first predetermined temperature is 38
0 ° C., the second predetermined temperature is 400 ° C., and the third predetermined temperature is 450 ° C. Then, a first temperature controller for controlling the inlet temperature of the cooling water supplied to the heat exchange type cooler to 380 ° C., and adjusting the inflow rate of the cooling water to reduce the cooler outlet temperature of the reaction product to 400 ° C. And a second temperature control device for controlling the temperature. Thereby, the cooler can be maintained at the predetermined temperature.

【0038】また、冷却水混合式冷却器の場合には、冷
却水混合式冷却器に供給する冷却水の入口温度を380
℃に制御する第1の温度制御装置と、冷却水の流入流量
を調節して、反応生成物の冷却器出口温度を400℃に
制御する第2の温度制御装置とを備える。
In the case of the cooling water mixing type cooler, the inlet temperature of the cooling water supplied to the cooling water mixing type cooler is set to 380.
A first temperature controller for controlling the temperature of the cooling water to 400 ° C. and a second temperature controller for controlling the cooling water inflow rate of the reaction product to 400 ° C.

【0039】第1及び第2の発明によれば、タンタルの
適用温度域である第2の所定温度未満の温度域に冷却手
段により反応生成物を冷却した後に、中和冷却手段によ
り中和し、かつ、冷却手段を反応温度以下第2の所定温
度以上の温度に維持して、チタン又はチタン合金を使用
することにより、また中和冷却手段を第2の所定温度未
満に維持して、タンタル又はタンタル合金を使用するこ
とにより、PCB等の高濃度有機塩素化合物を含む被処
理液を処理する超臨界水処理装置の腐食の問題を解決す
ることができる。また、第1及び第2の発明は、PCB
等の高濃度有機塩素化合物を含む被処理液の処理を長期
にわたり安定して行い、しかも3ppb以下の排出基準
を満足するように処理できる超臨界水処理装置を実現し
ている。
According to the first and second aspects of the invention, the reaction product is cooled by the cooling means to a temperature range lower than the second predetermined temperature which is the application temperature range of tantalum, and then neutralized by the neutralization cooling means. And maintaining the cooling means at a temperature equal to or lower than the reaction temperature and equal to or higher than the second predetermined temperature, and using titanium or a titanium alloy, and maintaining the neutralizing cooling means at a temperature lower than the second predetermined temperature to obtain tantalum. Alternatively, by using a tantalum alloy, the problem of corrosion of a supercritical water treatment apparatus for treating a liquid to be treated containing a high concentration of an organic chlorine compound such as PCB can be solved. Also, the first and second inventions are based on PCB
Thus, a supercritical water treatment apparatus capable of stably treating a liquid to be treated containing a high-concentration organic chlorine compound such as that described above for a long time and satisfying a discharge standard of 3 ppb or less has been realized.

【0040】[0040]

【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の発明に係る超臨界水処理装置の
実施形態の一例であって、図1は本実施形態例の超臨界
水処理装置の構成を示すフローシート、図2は本実施形
態例の要部、即ち、反応器下部及び冷却・中和部の構成
を示すフローシートである。本実施形態例の超臨界水処
理装置1は、超臨界水の存在下で超臨界水反応により主
としてPCBを含む被処理液を処理する装置であって、
図1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、更に、反応器12
から処理液を流出させる処理液管2に、順次、処理液を
所定温度に冷却する2次冷却器3、反応器12内の圧力
を制御する圧力制御弁4、及び、処理液をガスと液体と
に気液分離する気液分離器5を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 This embodiment is an example of an embodiment of the supercritical water treatment apparatus according to the first invention, and FIG. 1 is a flow sheet showing the configuration of the supercritical water treatment apparatus of this embodiment. FIG. 2 is a flow sheet showing the main parts of the embodiment, that is, the configuration of the lower part of the reactor and the cooling / neutralizing part. The supercritical water treatment apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus for treating a liquid to be treated mainly containing PCB by a supercritical water reaction in the presence of supercritical water,
As shown in FIG. 1, as a reactor for performing a supercritical water reaction,
A vertical pressure-resistant closed type reactor 12 is provided.
A secondary cooler 3 for sequentially cooling the processing liquid to a predetermined temperature, a pressure control valve 4 for controlling the pressure in the reactor 12, and a processing liquid for supplying the processing liquid to the processing liquid pipe 2. And a gas-liquid separator 5 for gas-liquid separation.

【0041】超臨界水処理装置1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、イ
ンバータ制御あるいはストローク制御によって吐出量の
調節が可能な被処理液ポンプ6と、空気圧縮機7とを備
え、被処理液管8を介してPCBを含む被処理液を反応
器12に送入し、かつ、空気送入管9及び被処理液管8
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、空気圧縮機7は、空気送入管9から
分岐した圧力バランス用空気送入管10を通して圧力バ
ランス用空気を反応器12に送入する。更に、超臨界水
処理装置1は、後述する冷却器14及び中和混合器16
にそれぞれ冷却水及びNaOH水溶液を供給する冷却水
供給系統及びアルカリ水溶液供給系統を有する。なお、
図示しないが、必要に応じて超臨界水又は超臨界水生成
用の補給水を反応器12に補充するようにしてもよく、
また、補給水を所望の温度に加熱する加熱器を設けるこ
ともできる。
The supercritical water treatment apparatus 1 includes, as a supply system for supplying a reactant to be subjected to a supercritical water reaction to a reactor 12, a liquid to be treated pump 6 whose discharge amount can be adjusted by inverter control or stroke control; An air compressor 7 for feeding a liquid to be treated containing PCB to the reactor 12 via a liquid to be treated 8, and an air inlet pipe 9 and a liquid to be treated 8
Through the reactor 12 with air as an oxidant together with the liquid to be treated.
Send to Further, the air compressor 7 feeds pressure-balancing air to the reactor 12 through a pressure-balancing air-feeding pipe 10 branched from the air-feeding pipe 9. Further, the supercritical water treatment apparatus 1 includes a cooler 14 and a neutralization mixer 16 described below.
Each has a cooling water supply system and an aqueous alkali solution supply system for supplying a cooling water and an aqueous NaOH solution, respectively. In addition,
Although not shown, supercritical water or make-up water for generating supercritical water may be supplied to the reactor 12 as necessary,
Further, a heater for heating the makeup water to a desired temperature can be provided.

【0042】また、超臨界水処理装置1は、被処理液の
送入流量を調整することにより、反応器12内の反応温
度を例えば550℃に制御する主温度制御装置11を備
えている。主温度制御装置11は、反応器12内の温度
を計測する温度計13を有し、温度計13の温度に基づ
いて被処理液ポンプ6の吐出量を調節して被処理液の流
量を調整することにより、反応温度を550℃以上65
0℃以下の範囲の設定温度、例えば550℃に制御す
る。主温度制御装置11の構成は、これに限らず、例え
ば超臨界水の送入流量を調整することにより、或いは超
臨界水生成用の補給水の送入流量を調整することによ
り、更には補給水の送入温度を調整することにより、反
応器12内の反応温度を550℃以上650℃以下の範
囲に制御することができる。
The supercritical water treatment apparatus 1 includes a main temperature controller 11 for controlling the reaction temperature in the reactor 12 to, for example, 550 ° C. by adjusting the flow rate of the liquid to be treated. The main temperature controller 11 has a thermometer 13 for measuring the temperature in the reactor 12, and adjusts the discharge amount of the liquid to be treated 6 based on the temperature of the thermometer 13 to adjust the flow rate of the liquid to be treated. To make the reaction temperature 550 ° C. or higher and 65
Control is performed at a set temperature within a range of 0 ° C. or less, for example, 550 ° C. The configuration of the main temperature control device 11 is not limited to this. For example, the supply of supercritical water is adjusted, or the supply flow of make-up water for generating supercritical water is adjusted. The reaction temperature in the reactor 12 can be controlled within the range of 550 ° C. or more and 650 ° C. or less by adjusting the temperature at which water is fed.

【0043】反応器12は、内部冷却器14及び中和混
合器16を内蔵していることを除いて、図9に示す従来
の圧力バランス型反応器100と同じ構成を備えてい
る。即ち、反応器12は、図2に示すように、超臨界水
処理時の圧力、例えば23MPaに抗する機械的強度を
有する、耐熱性炭素鋼又はステンレス鋼製の縦型筒状圧
力容器からなる外円筒体12aと、外円筒体12a内に
相互に連通する内円筒体として設けられた、チタン製又
はチタン合金製の反応カートリッジ12bとを備え、外
円筒体12aと反応カートリッジ12bとの間の環状部
12cに圧力バランス用空気送入管10から圧力バラン
ス用空気を導入する。
The reactor 12 has the same configuration as the conventional pressure-balanced reactor 100 shown in FIG. 9 except that the internal cooler 14 and the neutralization mixer 16 are incorporated. That is, as shown in FIG. 2, the reactor 12 is formed of a heat-resistant carbon steel or stainless steel vertical cylindrical pressure vessel having a pressure at the time of supercritical water treatment, for example, having a mechanical strength against 23 MPa. An outer cylindrical body 12a, and a reaction cartridge 12b made of titanium or a titanium alloy provided as an inner cylindrical body communicating with each other inside the outer cylindrical body 12a, and provided between the outer cylindrical body 12a and the reaction cartridge 12b. Air for pressure balancing is introduced into the annular portion 12c from the air inlet pipe 10 for pressure balancing.

【0044】更に、本実施形態例の反応器12は、反応
カートリッジ12bの下流であって、外円筒体12a内
に、順次、所定温度まで反応生成物を冷却する内部冷却
器14と、アルカリ水溶液を注入、混合し、反応生成物
を中和する中和混合器16とを有する。また、内部冷却
器14には冷却水を供給する冷却水供給系統が、中和混
合器16にはアルカリ水溶液を供給するアルカリ水溶液
供給系統が設けられている。PCBを含む被処理液及び
空気は、被処理液管8を通って反応カートリッジ12b
内に導入され、圧力バランス用空気は、環状部12cを
介して反応カートリッジ12b内に導入される。被処理
液は、反応カートリッジ12b内で超臨界水処理され、
内部冷却器14で冷却され、中和混合器16で中和混合
され、被処理液管2から流出する。
Further, the reactor 12 of this embodiment is provided with an internal cooler 14 for sequentially cooling the reaction product to a predetermined temperature in the outer cylindrical body 12a downstream of the reaction cartridge 12b, and an alkaline aqueous solution. And a neutralization mixer 16 for injecting, mixing and neutralizing the reaction product. The internal cooler 14 is provided with a cooling water supply system for supplying cooling water, and the neutralization mixer 16 is provided with an alkaline aqueous solution supply system for supplying an alkaline aqueous solution. The liquid to be treated including the PCB and the air pass through the liquid to be treated tube 8 and flow through the reaction cartridge 12b.
The pressure balancing air is introduced into the reaction cartridge 12b via the annular portion 12c. The liquid to be treated is treated with supercritical water in the reaction cartridge 12b,
It is cooled by the internal cooler 14, neutralized and mixed by the neutralization mixer 16, and flows out of the liquid pipe 2 to be treated.

【0045】内部冷却器14は、反応カートリッジ12
bの底部から反応器流出管15を通って流出した反応生
成物を、冷却管を通る冷却水との熱交換によって、反応
温度、例えば600℃から400℃に冷却する間接的冷
却器である。内部冷却器14は、チタン製蛇管14a
と、蛇管14aを収容する、例えばステンレス鋼製密閉
容器14bとから構成され、蛇管14aは、上端で反応
器流出管15と接続し、また下端で中和混合器流入管2
5を介して中和混合器16に接続している。反応生成物
は蛇管14a内を上から下に向かって流れて降温し、冷
却水は容器14b内を下から上に向かって向流状に流れ
て反応生成物を冷却する。
The internal cooler 14 is provided for the reaction cartridge 12
b is an indirect cooler that cools the reaction product flowing out from the bottom of the reactor through the reactor outlet pipe 15 to a reaction temperature, for example, from 600 ° C. to 400 ° C. by heat exchange with cooling water passing through a cooling pipe. The internal cooler 14 includes a titanium coil 14a.
And a closed container 14b made of, for example, stainless steel for accommodating the flexible tube 14a. The flexible tube 14a is connected to the reactor outlet pipe 15 at the upper end, and is connected to the neutralization mixer inlet pipe 2 at the lower end.
5 is connected to a neutralization mixer 16. The reaction product flows downward from the top in the flexible tube 14a and cools down, and the cooling water flows countercurrently from the bottom upward in the container 14b to cool the reaction product.

【0046】冷却水は、内部冷却器14への入口温度が
380℃に制御されて、容器14bの下部に流入する。
冷却水の供給系統は、吐出流量可変型の冷却水供給ポン
プ17と、冷却水を加熱する電気炉式加熱炉18と、加
熱炉18の冷却水出口温度を測定する温度計19と、加
熱炉18による加熱を調整して加熱炉18の冷却水出口
温度を380℃に制御する第1温度制御装置20とを備
えている。更に、供給系統は、内部冷却器14の反応生
成物出口温度を測定する温度計21と、冷却水供給ポン
プ17による冷却水の吐出流量を調整して、反応生成物
の内部冷却器出口温度を400℃に維持する第2温度制
御装置22とを有する。
The cooling water flows into the lower part of the container 14b with the temperature of the inlet to the internal cooler 14 controlled to 380 ° C.
The cooling water supply system includes a cooling water supply pump 17 having a variable discharge flow rate, an electric furnace 18 for heating the cooling water, a thermometer 19 for measuring a cooling water outlet temperature of the heating furnace 18, and a heating furnace. And a first temperature controller 20 for controlling the cooling water outlet temperature of the heating furnace 18 to 380 ° C. by adjusting the heating by the heating furnace 18. Further, the supply system adjusts the temperature of the reaction product outlet of the internal cooler 14 and the discharge flow rate of the cooling water by the cooling water supply pump 17 to adjust the temperature of the internal cooler outlet of the reaction product. And a second temperature control device 22 for maintaining the temperature at 400 ° C.

【0047】以上の内部冷却器14及び冷却水の供給系
統の構成によって、浄化された清水は、冷却水供給ポン
プ17で昇圧され、次いで加熱炉18で380℃に昇温
された後、冷却水供給管23を通って内部冷却器14の
容器14bの下部に冷却水として流入し、容器14aの
上部から冷却水流出管37を通って流出する。一方、反
応生成物は、約600℃の反応温度で反応カートリッジ
12bの底部から内部冷却器14の蛇管14aに流入
し、冷却水によって400℃に冷却されて、蛇管14a
の下端から流出する。
With the above-described configuration of the internal cooler 14 and the cooling water supply system, the purified fresh water is pressurized by the cooling water supply pump 17, then heated to 380 ° C. in the heating furnace 18, and then cooled. The cooling water flows into the lower part of the container 14b of the internal cooler 14 through the supply pipe 23 as cooling water, and flows out from the upper part of the container 14a through the cooling water outflow pipe 37. On the other hand, the reaction product flows from the bottom of the reaction cartridge 12b into the flexible tube 14a of the internal cooler 14 at a reaction temperature of about 600 ° C., is cooled to 400 ° C. by cooling water, and
Out of the bottom of

【0048】中和混合器16は、内部にスタティック・
ミキサ24を有する、パイプ状のタンタル製容器として
形成され、内部冷却器14で冷却された反応生成物にア
ルカリ水溶液を注入して、混合、中和する容器である。
尚、スタティック・ミキサ24は、必ずしも必要ではな
く、無くても一様に混合できる限り、省略することがで
きる。中和混合器16は、上端で中和混合器流入管25
と接続し、下端で中和混合器流出管26と接続してい
る。中和混合器流出管26は、反応生成物を下流の二次
冷却器3(図1参照)等に導く処理液管2に接続してい
る。中和混合器流入管25は、タンタル製パイプであ
り、中和混合器流出管26はステンレス鋼管又は、ニッ
ケル合金管である。
The neutralizer 16 has a static mixer inside.
This is a container formed as a pipe-shaped tantalum container having a mixer 24 and injecting, mixing and neutralizing an alkaline aqueous solution into the reaction product cooled by the internal cooler 14.
Note that the static mixer 24 is not always necessary, and may be omitted as long as mixing can be performed uniformly. The neutralization mixer 16 has a neutralization mixer inflow pipe 25 at the upper end.
And the lower end is connected to the neutralization mixer outlet pipe 26. The neutralization mixer outlet pipe 26 is connected to the processing liquid pipe 2 that guides the reaction product to the downstream secondary cooler 3 (see FIG. 1) and the like. The neutralization mixer inflow pipe 25 is a tantalum pipe, and the neutralization mixer outflow pipe 26 is a stainless steel pipe or a nickel alloy pipe.

【0049】アルカリ水溶液には、例えば所定濃度のN
aOH水溶液が使用される。アルカリ水溶液の供給系統
は、所定流量の所定濃度NaOH水溶液を昇圧し、Na
OH水溶液管28を通って中和混合器流入管25に送液
するNaOH水溶液ポンプ30と、NaOH水溶液供給
管28に清水を圧入する吐出流量可変型の清水供給ポン
プ32とを備えている。また、供給系統は、NaOH水
溶液の中和混合器16への入口温度を測定する温度計3
4と、清水供給ポンプ32による清水の吐出流量を調整
して、NaOH水溶液の中和混合器16の入口温度を2
50℃に維持する第3温度制御装置36とを備え、更
に、温度計34の上流のNaOH水溶液管28に、内部
冷却器14から流出した冷却水の冷却水流出管37を合
流させている。
The alkaline aqueous solution includes, for example, a predetermined concentration of N
An aOH aqueous solution is used. The supply system of the alkaline aqueous solution pressurizes a predetermined flow rate of a predetermined concentration of NaOH aqueous solution,
A NaOH aqueous solution pump 30 for feeding the neutralizing mixer inflow pipe 25 through the OH aqueous solution pipe 28 and a variable discharge flow rate type fresh water supply pump 32 for injecting fresh water into the NaOH aqueous solution supply pipe 28 are provided. The supply system is a thermometer 3 for measuring the inlet temperature of the NaOH aqueous solution to the neutralization mixer 16.
4 and the discharge flow rate of fresh water by the fresh water supply pump 32 is adjusted so that the inlet temperature of the neutralization mixer 16 for the NaOH aqueous solution becomes 2
A third temperature control device 36 for maintaining the temperature at 50 ° C. is provided, and a cooling water outflow pipe 37 of the cooling water flowing out of the internal cooler 14 is joined to the NaOH aqueous solution pipe 28 upstream of the thermometer 34.

【0050】以上の中和混合器16及びアルカリ水溶液
の供給系統の構成によって、所定濃度のNaOH水溶液
は、所定流量でNaOH水溶液供給ポンプ30によって
昇圧され、次いで清水供給ポンプ32によって供給され
た清水と合流し、更に、冷却水流出管37を通って内部
冷却器14から流出した冷却水と合流し、NaOH水溶
液管28を通って中和混合器流入管25に流入する。N
aOH水溶液の中和混合器流入管25への注入温度(温
度計34の温度)は、清水供給ポンプ32による清水の
吐出流量を調整することによって、250℃に制御され
ている。内部冷却器14から流出した反応生成物は、中
和混合器流入管25を通って中和混合器16の上部に流
入し、アルカリ水溶液供給系統から中和混合器流入管2
5に供給されたNaOH水溶液とスタティック・ミキサ
24によって混合され、中和されて、中和混合器流出管
26から300℃の温度で流出する。
With the above-described configuration of the neutralization mixer 16 and the supply system of the alkaline aqueous solution, the NaOH aqueous solution having a predetermined concentration is pressurized at a predetermined flow rate by the NaOH aqueous solution supply pump 30, and then mixed with the fresh water supplied by the fresh water supply pump 32. It then merges with the cooling water flowing out of the internal cooler 14 through the cooling water outflow pipe 37 and flows into the neutralization mixer inflow pipe 25 through the NaOH aqueous solution pipe 28. N
The temperature at which the aOH aqueous solution is injected into the neutralization mixer inflow pipe 25 (the temperature of the thermometer 34) is controlled at 250 ° C. by adjusting the discharge flow rate of fresh water by the fresh water supply pump 32. The reaction product flowing out of the internal cooler 14 flows into the upper part of the neutralization mixer 16 through the neutralization mixer inflow pipe 25, and flows from the alkaline aqueous solution supply system to the neutralization mixer inflow pipe 2
The mixture is mixed with the aqueous solution of NaOH supplied to 5 by the static mixer 24, neutralized, and flows out from the neutralization mixer outlet pipe 26 at a temperature of 300 ° C.

【0051】本実施形態例では、主温度制御装置11に
よって反応器12内の温度を550℃に制御することに
より、PCBを含む被処理液を超臨界水処理により完全
に分解して処理液のPCBの残留量を3ppb以下に抑
えることができる。反応カートリッジ12b内の温度が
主温度制御装置11によって550℃に制御されている
ので、チタンは反応カートリッジ12bの耐食材料とし
て確実に機能する。内部冷却器14の温度は、第1温度
制御装置20及び第2温度制御装置22によって制御さ
れ、400℃以下には低下しないので、チタンは内部冷
却器14の耐食材料として確実に機能する。また、中和
混合器16の温度は、第3温度制御装置36によって制
御され、400℃以上には上昇しないので、タンタルは
中和混合器16の耐食材料として確実に機能する。
In the present embodiment, by controlling the temperature in the reactor 12 to 550 ° C. by the main temperature controller 11, the liquid to be treated including PCB is completely decomposed by supercritical water treatment, and PCB residual amount can be suppressed to 3 ppb or less. Since the temperature inside the reaction cartridge 12b is controlled to 550 ° C. by the main temperature controller 11, the titanium reliably functions as a corrosion-resistant material for the reaction cartridge 12b. Since the temperature of the internal cooler 14 is controlled by the first temperature control device 20 and the second temperature control device 22 and does not drop below 400 ° C., titanium reliably functions as a corrosion-resistant material of the internal cooler 14. Further, the temperature of the neutralization mixer 16 is controlled by the third temperature control device 36 and does not rise to 400 ° C. or higher, so that tantalum reliably functions as a corrosion-resistant material of the neutralization mixer 16.

【0052】本実施形態例では、中和混合器16内の反
応生成物の圧力は、反応器12の反応カートリッジ12
b内の圧力とほぼ同じであり、また、内部冷却器14の
容器14b内の冷却水の圧力は、冷却水流出管37を介
して中和混合器16内の反応生成物の圧力、つまり反応
器12の外円筒体12a内の圧力とほぼ同じである。従
って、内部冷却器14及び中和混合器16の容器壁に要
する機械的強度は小さいから、内部冷却器14及び中和
混合器16の容器壁は薄くて済み、経済的である。
In this embodiment, the pressure of the reaction product in the neutralization mixer 16 is
b, and the pressure of the cooling water in the container 14b of the internal cooler 14 is reduced via the cooling water outflow pipe 37 to the pressure of the reaction product in the neutralization mixer 16, ie, the reaction pressure. It is almost the same as the pressure in the outer cylindrical body 12a of the vessel 12. Therefore, since the mechanical strength required for the container walls of the internal cooler 14 and the neutralizing mixer 16 is small, the container walls of the internal cooler 14 and the neutralizing mixer 16 can be made thin and economical.

【0053】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処理装置の
実施形態の一例であって、図3は本実施形態例の超臨界
水処理装置の要部、即ち、反応器下部及び冷却・中和部
の構成を示すフローシートである。本実施形態例の超臨
界水処理装置及びその要部40は、冷却器42と中和混
合器44とが反応器12の下流に、順次、設けられ、そ
れらの構成が異なることを除いて、実施形態例1の超臨
界水処理装置1及びその要部10と同じ構成を備え、同
じ機能を発揮する。
Embodiment 2 This embodiment is an example of an embodiment of the supercritical water treatment apparatus according to the second invention, and FIG. 3 is a main part of the supercritical water treatment apparatus of this embodiment. That is, it is a flow sheet showing the configuration of the lower part of the reactor and the cooling / neutralizing part. The supercritical water treatment apparatus and the main part 40 of the present embodiment are provided with a cooler 42 and a neutralization mixer 44, which are sequentially provided downstream of the reactor 12, except that their configurations are different. It has the same configuration as the supercritical water treatment apparatus 1 of Embodiment 1 and the main part 10 thereof, and exhibits the same functions.

【0054】本実施形態例の冷却器42は、蛇管14a
を収容する密閉容器42bが、高温の腐食性流体と接触
しないので、例えば耐熱炭素鋼製、又は例えばステンレ
ス鋼製容器でよいものの、圧力容器として構成される必
要があることを除いて、実施形態例1の冷却器14と同
じ構成を備えている。また、本実施形態例の中和混合器
44は、実施形態例1とは異なり、圧力容器として構成
される必要があることを除いて、実施形態例1の中和混
合器16と同じ構成を備えている。
The cooler 42 of this embodiment is provided with a coiled tube 14a.
The container 42b, which contains the container, does not come into contact with the high-temperature corrosive fluid, and thus may be made of, for example, a heat-resistant carbon steel or a container made of, for example, stainless steel. It has the same configuration as the cooler 14 of Example 1. Further, the neutralization mixer 44 of the present embodiment has the same configuration as the neutralization mixer 16 of the first embodiment except that the neutralization mixer 44 is different from that of the first embodiment and needs to be configured as a pressure vessel. Have.

【0055】実施形態例3 本実施形態例は、第1の発明に係る超臨界水処理装置の
実施形態の別の例であって、図4は本実施形態例の超臨
界水処理装置の要部、即ち、反応器下部及び冷却・中和
部の構成を示すフローシートである。本実施形態例の超
臨界水処理装置及びその要部50は、熱交換型の内部冷
却器14に代えて、反応生成物に冷却水を注入して、混
合、冷却する直接混合型の冷却器52を備えているこ
と、及び、中和混合器16の反応生成物出口温度の温度
制御方式が異なることを除いて、実施形態例1の超臨界
水処理装置1及びその要部10と同じ構成を備えてい
る。
Embodiment 3 This embodiment is another example of the embodiment of the supercritical water treatment apparatus according to the first invention, and FIG. 4 is an essential view of the supercritical water treatment apparatus of this embodiment. 2 is a flow sheet showing the structure of the lower part of the reactor and the cooling / neutralizing part. The supercritical water treatment apparatus of the present embodiment and the main part 50 thereof are different from the heat exchange type internal cooler 14 in that a cooling water of a direct mixing type is used in which cooling water is injected into a reaction product to mix and cool. 52, and the same configuration as the supercritical water treatment apparatus 1 of Embodiment 1 and the main part 10 thereof, except that the temperature control method of the reaction product outlet temperature of the neutralization mixer 16 is different. It has.

【0056】冷却器52は、スタティク・ミキサ54を
備えたチタン製容器からなる混合器として形成され、冷
却水供給管23を反応器流出管15に接続させ、反応カ
ートリッジ12bから流出する反応生成物に、380℃
に制御された冷却水を注入して、400℃に冷却する。
本実施形態例では、実施形態例1の温度計34に代えて
中和混合器16から反応生成物を流出させる中和混合器
流出管26に設けられた温度計56を備え、反応生成物
の中和混合器16の出口温度を300℃に制御してい
る。これにより、NaOH水溶液の注入温度を250℃
に維持することができる。なお、冷却器52及び中和混
合器16内のスタティック・ミキサは、必ずしも必要で
はなく、無くても一様に混合できる限り、省略すること
ができる。
The cooler 52 is formed as a mixer composed of a titanium container provided with a static mixer 54, connects the cooling water supply pipe 23 to the reactor outlet pipe 15, and reacts the reaction product flowing out of the reaction cartridge 12b. 380 ° C
And cooled to 400 ° C.
In the present embodiment, a thermometer 56 provided in the neutralization mixer outlet pipe 26 for allowing the reaction product to flow out of the neutralization mixer 16 in place of the thermometer 34 of the first embodiment is provided. The outlet temperature of the neutralization mixer 16 is controlled at 300 ° C. Thereby, the injection temperature of the NaOH aqueous solution was set to 250 ° C.
Can be maintained. In addition, the static mixer in the cooler 52 and the neutralization mixer 16 is not necessarily required, and may be omitted as long as mixing can be performed uniformly.

【0057】本実施形態例の冷却器52及び中和混合器
16は、実施形態例1と同様に、耐食性上及び機械的強
度上の利点を有し、かつ、冷却器52の構成が実施形態
例1の内部冷却器14の構成より簡単であるから経済的
である。
As in the first embodiment, the cooler 52 and the neutralization mixer 16 of this embodiment have advantages in terms of corrosion resistance and mechanical strength, and the structure of the cooler 52 is the same as that of the first embodiment. It is economical because it is simpler than the structure of the internal cooler 14 of Example 1.

【0058】実施形態例4 本実施形態例は、第2の発明に係る超臨界水処理装置の
実施形態の別の例であって、図5は本実施形態例の超臨
界水処理装置の要部、即ち、反応器下部及び冷却・中和
部の構成を示すフローシートである。本実施形態例の超
臨界水処理装置及びその要部60は、冷却器62と中和
混合器64とが反応器12の下流に、順次、設けられて
いることを除いて、実施形態例3の超臨界水処理装置及
びその要部50と同じ構成を備え、同じ機能を発揮す
る。
Embodiment 4 This embodiment is another example of the embodiment of the supercritical water treatment apparatus according to the second invention, and FIG. 2 is a flow sheet showing the structure of the lower part of the reactor and the cooling / neutralizing part. The supercritical water treatment apparatus of the present embodiment and the main part 60 thereof are the same as those of the third embodiment except that a cooler 62 and a neutralization mixer 64 are sequentially provided downstream of the reactor 12. It has the same configuration as that of the supercritical water treatment apparatus and its main part 50, and exhibits the same functions.

【0059】本実施形態例の冷却器62は、容器を圧力
容器として構成する必要があることを除いて、実施形態
例3の冷却器52と同じ構成を備えている。また、本実
施形態例の中和混合器64は、圧力容器として構成され
る必要があることを除いて、実施形態例3の中和混合器
16と同じ構成を備えている。
The cooler 62 of the present embodiment has the same configuration as the cooler 52 of the third embodiment except that the container needs to be configured as a pressure vessel. Further, the neutralization mixer 64 according to the present embodiment has the same configuration as the neutralization mixer 16 according to the third embodiment except that the neutralization mixer 64 needs to be configured as a pressure vessel.

【0060】実施形態例5 本実施形態例は、第1の発明に係る超臨界水処理装置の
実施形態の更に別の例であって、図6は本実施形態例の
超臨界水処理装置の要部、即ち、反応器下部及び冷却・
中和部の構成を示すフローシートである。本実施形態例
の超臨界水処理装置の要部70は、冷却水の供給系統の
構成が異なること、即ち内部冷却器から流出する冷却水
を系外に排出していること、及び中和混合器16及びア
ルカリ水溶液の供給系統の構成が実施形態例1と異な
り、実施形態例3と同じであることを除いて、実施形態
例1の超臨界水処理装置1及びその要部10と同じ構成
を備えている。
Embodiment 5 This embodiment is still another example of the embodiment of the supercritical water treatment apparatus according to the first invention, and FIG. 6 shows the supercritical water treatment apparatus of this embodiment. The main parts, namely the lower part of the reactor and the cooling
6 is a flow sheet illustrating a configuration of a neutralizing unit. The main part 70 of the supercritical water treatment apparatus of the present embodiment is different in that the configuration of the cooling water supply system is different, that is, that the cooling water flowing out from the internal cooler is discharged out of the system, Except that the configurations of the vessel 16 and the supply system of the alkaline aqueous solution are different from those of the first embodiment, and are the same as those of the third embodiment, the same configuration as the supercritical water treatment apparatus 1 of the first embodiment and the main part 10 thereof It has.

【0061】冷却水の供給系統は、冷却水供給ポンプ1
7と加熱炉18との間に、内部冷却器14から流出する
冷却水と清水とを熱交換する熱交換器72を備え、内部
冷却器14から出た温度の高い冷却水と熱交換器72で
熱交換して、清水を加熱することを除いて、実施形態例
1の冷却水の供給系統と同じ構成である。また、本実施
形態例の冷却水流出系統は、NaOH水溶液供給管28
に合流した実施形態例1の冷却水流出系統とは異なり、
熱交換器72に加えて、冷却水流出管74に、順次、熱
交換器72を出た冷却水を別の低温の冷却水で冷却する
冷却水冷却器76と、冷却水流出管74内の冷却水の圧
力、従って内部冷却器14の容器14b内の冷却水の圧
力を反応器12の外円筒体12a内の圧力と同じ圧力に
制御する自立式圧力制御弁78とを備えている。自立式
圧力制御弁78は、外円筒体12a内の圧力に基づいて
弁開度を自立的に調節して、外円筒体12a内の圧力と
同じ圧力になるように、自立式圧力制御弁78の上流の
冷却水の圧力を制御する。
The cooling water supply system includes a cooling water supply pump 1
A heat exchanger 72 for exchanging heat between the cooling water flowing out of the internal cooler 14 and the fresh water between the heating furnace 7 and the heating furnace 18, and the high-temperature cooling water flowing out of the internal cooler 14 and the heat exchanger 72. It has the same configuration as the cooling water supply system of the first embodiment, except that the heat exchange is performed to heat the fresh water. Further, the cooling water outflow system of the present embodiment is provided with a NaOH aqueous solution supply pipe 28.
Unlike the cooling water outflow system according to the first embodiment,
In addition to the heat exchanger 72, a cooling water cooler 76 for sequentially cooling the cooling water exiting the heat exchanger 72 with another low-temperature cooling water, and a cooling water outflow pipe 74 A self-contained pressure control valve 78 is provided for controlling the pressure of the cooling water, and thus the pressure of the cooling water in the vessel 14b of the internal cooler 14, to the same pressure as the pressure in the outer cylinder 12a of the reactor 12. The self-standing pressure control valve 78 self-adjusts the valve opening based on the pressure in the outer cylinder 12a so that the pressure becomes the same as the pressure in the outer cylinder 12a. To control the pressure of the cooling water upstream.

【0062】以上の構成によって、本実施形態例では、
実施形態例1と同様に、中和混合器16内の反応生成物
の圧力は、反応器12の反応カートリッジ12aを介し
て外円筒体12b内の圧力とほぼ同じであり、内部冷却
器14の容器14b内の冷却水の圧力は、反応器12の
外円筒体12a内の圧力とほぼ同じである。従って、内
部冷却器14及び中和混合器16の容器壁に要する機械
的強度は小さいので、内部冷却器14及び中和混合器1
6の容器壁は薄くて済み、経済的である。
With the above configuration, in this embodiment,
As in the first embodiment, the pressure of the reaction product in the neutralization mixer 16 is almost the same as the pressure in the outer cylindrical body 12 b via the reaction cartridge 12 a of the reactor 12, The pressure of the cooling water in the container 14b is substantially the same as the pressure in the outer cylindrical body 12a of the reactor 12. Accordingly, since the mechanical strength required for the container walls of the internal cooler 14 and the neutralization mixer 16 is small, the internal cooler 14 and the neutralization mixer 1
6 is thin and economical.

【0063】実施形態例6 本実施形態例は、第1の発明の超臨界水処理装置の実施
形態の更に別の例であって、図7は本実施形態例の超臨
界水処理装置の要部の構成を示すフローシートである。
本実施形態例の超臨界水処理装置及びその要部80は、
冷却水を循環し、使用するように構成されていることを
除いて、実施形態例5と同じ構成を備えている。本改変
例は、実施形態例5とは異なり、冷却水流出管74に冷
却水冷却器82を備え、内部冷却器84を出た冷却水を
別の低温の冷却水で冷却し、圧力制御弁78で圧力を外
円筒体12a内の圧力と同一とし、次いで冷却水供給ポ
ンプ17の吸い込み側に高圧のまま戻して、循環してい
る。尚、冷却水の一部をブローし、その代わりに清水を
補充している。
Embodiment 6 This embodiment is still another example of the embodiment of the supercritical water treatment apparatus of the first invention, and FIG. 7 is an essential view of the supercritical water treatment apparatus of this embodiment. 6 is a flow sheet showing a configuration of a unit.
The supercritical water treatment apparatus of the present embodiment and its main part 80 are:
Except for being configured to circulate and use the cooling water, it has the same configuration as the fifth embodiment. This modification is different from the fifth embodiment in that the cooling water outlet pipe 74 is provided with a cooling water cooler 82, and the cooling water that has exited the internal cooler 84 is cooled by another low-temperature cooling water. At 78, the pressure is made the same as the pressure inside the outer cylindrical body 12a, and then returned to the suction side of the cooling water supply pump 17 at a high pressure and circulated. In addition, a part of the cooling water is blown, and fresh water is replenished instead.

【0064】従って、本実施形態例では、内部に蛇管8
4aを有する内部冷却器84の容器84b内の冷却水の
圧力は、反応器12の外円筒体12a内の圧力と同じ圧
力なので、容器84bを圧力容器として形成する必要は
ない。尚、実施形態例5及びその改変例の技術的思想
は、実施形態例1と同様に、実施形態例2にも容易に適
用することができる。
Therefore, in this embodiment, the coil 8
Since the pressure of the cooling water in the container 84b of the internal cooler 84 having 4a is the same as the pressure in the outer cylindrical body 12a of the reactor 12, it is not necessary to form the container 84b as a pressure container. Note that the technical idea of the fifth embodiment and the modified example thereof can be easily applied to the second embodiment as well as the first embodiment.

【0065】実施形態例1から6で、内部冷却器及び中
和混合器の材質として、チタン及びタンタルを使用する
ときには、それぞれ、チタン合金及びタンタル合金を使
用しても良い。また、実施形態例1から6に示すよう
に、内部冷却器の蛇管全体、容器全体及び中和混合器の
容器全体にチタン及びチタン合金、並びにタンタル及び
タンタル合金を使用する必要は必ずしも無く、例えば内
部冷却器であれば、反応生成物が接触する管路の内表層
のみにチタン及びチタン合金を使用し、中和混合器であ
れば、反応生成物とNaOH水溶液との混合流体が接触
する容器壁の内表層のみにタンタル及びタンタル合金を
使用するようにしても良い。
In the first to sixth embodiments, when titanium and tantalum are used as the material of the internal cooler and the neutralization mixer, a titanium alloy and a tantalum alloy may be used, respectively. Further, as shown in Embodiment Examples 1 to 6, it is not always necessary to use titanium and a titanium alloy, and tantalum and a tantalum alloy for the entire flexible tube of the internal cooler, the entire container, and the entire container of the neutralization mixer. In the case of an internal cooler, titanium and a titanium alloy are used only for the inner surface layer of the pipeline in which the reaction product contacts, and in the case of a neutralization mixer, a vessel in which a mixed fluid of the reaction product and an aqueous NaOH solution contacts. Tantalum and a tantalum alloy may be used only for the inner surface layer of the wall.

【0066】実施形態例2及び4は、反応生成物が、そ
れぞれ、図3及び図5に図示するように、反応生成物が
反応カートリッジの底部から流出する態様のものへの適
用に加えて、図示しないが、反応カートリッジの上部又
は側部から流出する態様のものにも適用できる。また、
実施形態例2及び4は、反応カートリッジを備えない形
式の反応器にも適用でき、その際には、反応器の底部か
ら流出する態様のものである必要はなく、反応生成物が
反応器の上部、又は側部から流出する態様のものにも適
用できる。また実施形態5及び6は、実施形態2及び4
と同様に反応器12の外円筒体12a外で行うことも可
能である。
Embodiments 2 and 4 are applicable to the embodiments in which the reaction product flows out from the bottom of the reaction cartridge as shown in FIGS. 3 and 5, respectively. Although not shown, the present invention can also be applied to a configuration in which the reaction cartridge flows out from an upper portion or a side portion of the reaction cartridge. Also,
Embodiments 2 and 4 can also be applied to a reactor having no reaction cartridge, in which case it is not necessary that the reactor flows out from the bottom of the reactor, and the reaction product is not supplied to the reactor. The present invention can be applied to a configuration that flows out from an upper portion or a side portion. Further, the fifth and sixth embodiments correspond to the second and fourth embodiments.
Similarly to the above, the reaction can be performed outside the outer cylindrical body 12a of the reactor 12.

【0067】[0067]

【発明の効果】第1及び第2の発明によれば、タンタル
の適用温度域である第2の所定温度未満の温度域に冷却
手段により反応生成物を冷却した後に、中和冷却手段に
より中和し、かつ、冷却手段を反応温度以下第2の所定
温度以上の温度に維持して、チタン又はチタン合金を使
用することにより、また中和冷却手段を第2の所定温度
未満に維持して、タンタル又はタンタル合金を使用する
ことにより、PCB等の高濃度有機塩素化合物を含む被
処理液を処理する超臨界水処理装置の腐食の問題を解決
することができる。従って、第1及び第2の発明は、P
CB等の高濃度有機塩素化合物を含む被処理液の処理を
長期にわたり安定して行い、しかも3ppb以下の排出
基準を満足するように処理できる超臨界水処理装置を実
現している。
According to the first and second aspects of the present invention, the reaction product is cooled by the cooling means to a temperature range lower than the second predetermined temperature, which is the application temperature range of tantalum, and then neutralized by the neutralization cooling means. And maintaining the cooling means at a temperature equal to or lower than the reaction temperature and equal to or higher than the second predetermined temperature, by using titanium or a titanium alloy, and maintaining the neutralizing cooling means at a temperature lower than the second predetermined temperature. By using tantalum or a tantalum alloy, the problem of corrosion of a supercritical water treatment apparatus for treating a liquid to be treated containing a high-concentration organic chlorine compound such as PCB can be solved. Therefore, the first and second aspects of the invention
A supercritical water treatment apparatus capable of stably treating a liquid to be treated containing a high-concentration organic chlorine compound such as CB over a long period of time and satisfying a discharge standard of 3 ppb or less is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例1の超臨界水処理装置の構成を示す
フローシートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing a configuration of a supercritical water treatment apparatus of a first embodiment.

【図2】実施形態例1の超臨界水処理装置の要部、即
ち、反応器下部及び冷却・中和部の構成を示すフローシ
ートである。
FIG. 2 is a flow sheet showing a configuration of a main part of a supercritical water treatment apparatus of Embodiment 1, that is, a configuration of a lower part of a reactor and a cooling / neutralizing part.

【図3】実施形態例2の超臨界水処理装置の要部、即
ち、反応器下部及び冷却・中和部の構成を示すフローシ
ートである。
FIG. 3 is a flow sheet showing a configuration of a main part of a supercritical water treatment apparatus according to a second embodiment, that is, a configuration of a lower part of a reactor and a cooling / neutralizing part.

【図4】実施形態例3の超臨界水処理装置の要部、即
ち、反応器下部及び冷却・中和部の構成を示すフローシ
ートである。
FIG. 4 is a flow sheet showing a configuration of a main part of a supercritical water treatment apparatus according to a third embodiment, that is, a configuration of a reactor lower part and a cooling / neutralizing part.

【図5】実施形態例4の超臨界水処理装置の要部、即
ち、反応器下部及び冷却・中和部の構成を示すフローシ
ートである。
FIG. 5 is a flow sheet showing a main part of a supercritical water treatment apparatus according to a fourth embodiment, that is, a configuration of a lower part of a reactor and a cooling / neutralizing part.

【図6】実施形態例5の超臨界水処理装置の要部、即
ち、反応器下部及び冷却・中和部の構成を示すフローシ
ートである。
FIG. 6 is a flow sheet showing a main part of a supercritical water treatment apparatus of a fifth embodiment, that is, a configuration of a lower part of a reactor and a cooling / neutralizing part.

【図7】実施形態例6の超臨界水処理装置の要部、即
ち、反応器下部及び冷却・中和部の構成を示すフローシ
ートである。
FIG. 7 is a flow sheet showing a main part of a supercritical water treatment apparatus of a sixth embodiment, that is, a configuration of a lower part of a reactor and a cooling / neutralizing part.

【図8】従来の超臨界水処理装置の要部の構成を示すフ
ローシートである。
FIG. 8 is a flow sheet showing a configuration of a main part of a conventional supercritical water treatment apparatus.

【図9】圧力バランス型反応器の構成を示す縦断面図で
ある。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a pressure balanced reactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 実施形態例1の超臨界水処理装置 2 処理液管 3 2次冷却器 4 圧力制御弁 5 気液分離器 6 被処理液ポンプ 7 空気圧縮機 8 被処理液管 9 空気送入管 10 圧力バランス用空気送入管 11 主温度制御装置 12 反応器 12a 外円筒体 12b 反応カートリッジ 12c 環状部 13 温度計 14 内部冷却器 14a 蛇管 14b 容器 15 反応器流出管 16 中和混合器 17 冷却水供給ポンプ 18 電気炉式加熱炉 19 温度計 20 第1温度制御装置 21 温度計 22 第2温度制御装置 23 冷却水供給管 24 スタティック・ミキサ 25 中和混合器流入管 26 中和混合器流出管 28 NaOH水溶液供給管 30 NaOH水溶液供給ポンプ 32 清水供給ポンプ 34 温度計 36 第3温度制御装置 37 冷却水流出管 40 実施形態例2の超臨界水処理装置の要部 42 冷却器 44 中和混合器 50 実施形態例3の超臨界水処理装置の要部 52 冷却器 54 スタティク・ミキサ 56 温度計 60 実施形態例4の超臨界水処理装置の要部 62 冷却器 64 中和混合器 70 実施形態例5の超臨界水処理装置の要部 72 熱交換器 74 冷却水流出管 76 冷却水冷却器 78 自立式圧力制御弁 80 実施形態例5の改変例の超臨界水処理装置の要部 82 冷却水冷却器 84 内部冷却器 86 超臨界水処理装置 87 反応器 88 超臨界水域 89 仮想的界面 90 亜臨界水域 91 流入管 92 被処理液ライン 93 空気ライン 94 超臨界水ライン 95 中和剤ライン 96 処理液ライン 97 亜臨界水ライン 98 亜臨界排水ライン 100 圧力バランス型反応器 101 圧力容器 102 反応カートリッジ 103 入口ノズル 104 反応域 105 圧力バランス用空気送入口 106 環状部 107 間隙 108 反応器流出管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supercritical water treatment apparatus of Embodiment 1 2 Treatment liquid pipe 3 Secondary cooler 4 Pressure control valve 5 Gas-liquid separator 6 Liquid to be treated pump 7 Air compressor 8 Liquid to be treated 9 Air inlet pipe 10 Pressure Air inlet pipe for balance 11 Main temperature control device 12 Reactor 12a Outer cylinder 12b Reaction cartridge 12c Annular part 13 Thermometer 14 Internal cooler 14a Serpentine pipe 14b Container 15 Reactor outlet pipe 16 Neutralization mixer 17 Cooling water supply pump Reference Signs List 18 electric furnace type heating furnace 19 thermometer 20 first temperature control device 21 thermometer 22 second temperature control device 23 cooling water supply pipe 24 static mixer 25 neutralization mixer inflow pipe 26 neutralization mixer outflow pipe 28 NaOH aqueous solution Supply pipe 30 NaOH aqueous solution supply pump 32 Fresh water supply pump 34 Thermometer 36 Third temperature control device 37 Cooling water outlet pipe 40 Embodiment example Main part of supercritical water treatment apparatus 42 Cooler 44 Neutralization mixer 50 Main part of supercritical water treatment apparatus of Embodiment 3 52 Cooler 54 Static mixer 56 Thermometer 60 Supercritical water of Embodiment 4 Main part of treatment apparatus 62 Cooler 64 Neutralization mixer 70 Main part of supercritical water treatment apparatus of Embodiment 5 72 Heat exchanger 74 Cooling water outlet pipe 76 Cooling water cooler 78 Self-standing pressure control valve 80 Embodiment Principal part of supercritical water treatment apparatus of modified example of Example 5 82 Cooling water cooler 84 Internal cooler 86 Supercritical water treatment apparatus 87 Reactor 88 Supercritical water area 89 Virtual interface 90 Subcritical water area 91 Inflow pipe 92 Treated Liquid line 93 Air line 94 Supercritical water line 95 Neutralizer line 96 Treatment liquid line 97 Subcritical water line 98 Subcritical drainage line 100 Pressure balanced reactor 101 Pressure vessel 10 2 Reaction cartridge 103 Inlet nozzle 104 Reaction zone 105 Air inlet for pressure balance 106 Annular part 107 Gap 108 Reactor outflow pipe

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/58 C02F 1/58 A 1/66 510 1/66 510L 521 521B 530 530D 540 540H // A62D 3/00 A62D 3/00 (72)発明者 岩森 智之 東京都江東区新砂1丁目2番8号 オルガ ノ株式会社内 (72)発明者 川崎 慎一朗 東京都江東区新砂1丁目2番8号 オルガ ノ株式会社内 Fターム(参考) 2E191 BA12 BD11 4D038 AA08 AA10 AB14 BA02 BA06 BB01 BB13 BB16 BB20 4D050 AA12 AA20 AB19 BB01 BC01 BC02 BD02 BD08 CA13 CA20 4G075 AA13 AA37 AA53 AA62 AA63 BA05 BA06 BA10 CA02 CA03 CA05 CA57 DA01 DA11 EB12 FC09 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) C02F 1/58 C02F 1/58 A 1/66 510 1/66 510L 521 521B 530 530D 540 540H // A62D 3/00 A62D 3/00 (72) Inventor Tomoyuki Iwamori 1-8-2 Shinsuna, Koto-ku, Tokyo, Japan Organo Corporation (72) Inventor Shinichiro Kawasaki 1-2-8, Shinsuna, Koto-ku, Tokyo Organo Corporation F Terms (reference) 2E191 BA12 BD11 4D038 AA08 AA10 AB14 BA02 BA06 BB01 BB13 BB16 BB20 4D050 AA12 AA20 AB19 BB01 BC01 BC02 BD02 BD08 CA13 CA20 4G075 AA13 AA37 AA53 AA62 AA63 BA05 BA06 BA10 CA02 CA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧力容器として形成された外筒体と、外
筒体内に配置され、相互に連通する内筒体からなる反応
カートリッジとの2重筒体として形成された圧力バラン
ス型反応器を備え、有機塩素化合物を含有する被処理液
を反応カートリッジ内の超臨界水中に導入し、550℃
以上650℃以下の温度で酸化剤により酸化分解する超
臨界水処理装置において、 第1の所定温度以上第2の所定温度以下の温度の冷流体
によって、反応カートリッジから流出する反応生成物を
第2の所定温度以上第3の所定温度以下に直接的に、又
は間接的に冷却する冷却する冷却手段と、 冷却手段で冷却された反応生成物に、中和剤水溶液を注
入して、中和、冷却する手段とを反応カートリッジの下
流で外筒体内に内蔵して備え、 第1の所定温度以上の温度領域は、チタン、又はチタン
合金材料の腐食速度が低い温度領域に含まれ、第3の所
定温度以下の温度領域は、タンタル又はタンタル合金材
料の腐食速度が低い温度領域であって、 冷却手段を構成する部材のうち反応生成物に接触する部
材壁の少なくとも表層がチタン、又はチタン合金材で形
成され、 中和、冷却手段を構成する部材のうち反応生成物と中和
剤水溶液との混合流体に接触する部材壁の少なくとも表
層がタンタル、又はタンタル合金材で形成されているこ
とを特徴とする超臨界水処理装置。
1. A pressure-balanced reactor formed as a double cylinder comprising an outer cylinder formed as a pressure vessel and a reaction cartridge disposed in the outer cylinder and comprising an inner cylinder communicating with each other. A liquid to be treated containing an organic chlorine compound is introduced into supercritical water in a reaction cartridge,
A supercritical water treatment apparatus which oxidatively decomposes with an oxidizing agent at a temperature of not less than 650 ° C. and a second reaction product flowing out of the reaction cartridge by a cold fluid having a temperature of not less than a first predetermined temperature and not more than a second predetermined temperature. A cooling means for cooling directly or indirectly to a predetermined temperature or higher and a third predetermined temperature or lower, and a neutralizing agent aqueous solution is injected into the reaction product cooled by the cooling means to neutralize the reaction product. Means for cooling is provided in the outer cylinder downstream of the reaction cartridge, and the temperature region equal to or higher than the first predetermined temperature is included in a temperature region where the corrosion rate of the titanium or titanium alloy material is low, and The temperature region below the predetermined temperature is a temperature region where the corrosion rate of the tantalum or tantalum alloy material is low, and at least the surface layer of the member wall which contacts the reaction product among the members constituting the cooling means is made of titanium or titanium. At least the surface layer of a member wall that is in contact with a mixed fluid of a reaction product and a neutralizing agent aqueous solution is formed of tantalum or a tantalum alloy material among members constituting neutralization and cooling means. A supercritical water treatment apparatus, characterized in that:
【請求項2】 冷却手段として設けられた冷却器が、反
応生成物が流れる管路と、管路を収容し、冷却水が流れ
る容器とを備え、管路の少なくとも内表層がチタン、又
はチタン合金材で形成された熱交換器であり、 中和、冷却手段として設けられた中和混合器が、少なく
とも内表層がタンタル又はタンタル合金材で形成された
容器であることを特徴とする請求項1に記載の超臨界水
処理装置。
2. A cooler provided as a cooling means includes a pipe through which a reaction product flows, and a container accommodating the pipe and flowing cooling water, wherein at least an inner surface layer of the pipe is made of titanium or titanium. A heat exchanger formed of an alloy material, wherein the neutralization mixer provided as a neutralization and cooling means is a container having at least an inner surface layer formed of tantalum or a tantalum alloy material. 2. The supercritical water treatment apparatus according to 1.
【請求項3】 冷却手段として設けられた冷却器が、少
なくとも内表層がチタン、又はチタン合金材で形成され
た容器を有する冷却水混合式冷却器であり、 中和、冷却手段として設けられた中和混合器が、少なく
とも内表層がタンタル又はタンタル合金材で形成された
容器であることを特徴とする請求項1に記載の超臨界水
処理装置。
3. A cooler provided as a cooling means is a cooling water mixing type cooler having a container having at least an inner surface layer made of titanium or a titanium alloy material, and provided as a neutralization and cooling means. The supercritical water treatment apparatus according to claim 1, wherein the neutralization mixer is a container in which at least an inner surface layer is formed of tantalum or a tantalum alloy material.
【請求項4】 超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内の超臨界水中
に導入し、550℃以上650℃以下の温度で酸化剤に
より酸化分解する超臨界水処理装置において、 反応器から流出する反応生成物を、第1の所定温度以上
第2の所定温度以下の温度の冷流体によって、第2の所
定温度以上第3の所定温度以下の温度に直接的に、又は
間接的に冷却する冷却する冷却手段と、 冷却手段で冷却された反応生成物に、中和剤水溶液を注
入して、中和冷却する手段とを反応器の下流に備え、 第1の所定温度以上の温度領域は、チタン、又はチタン
合金材料の腐食速度が低い温度領域に含まれ、第3の所
定温度以下の温度領域は、タンタル又はタンタル合金材
料の腐食速度が低い温度領域であって、 冷却手段を構成する部材のうち反応生成物に接触する部
材壁の少なくとも表層がチタン、又はチタン合金材で形
成され、 中和、冷却手段を構成する部材のうち反応生成物と中和
剤水溶液との混合流体に接触する部材壁の少なくとも表
層がタンタル、又はタンタル合金材で形成されているこ
とを特徴とする超臨界水処理装置。
4. A reactor containing supercritical water is provided, a liquid to be treated containing an organic chlorine compound is introduced into supercritical water in the reactor, and oxidized with an oxidizing agent at a temperature of 550 ° C. or more and 650 ° C. or less. In a decomposing supercritical water treatment apparatus, a reaction product flowing out of a reactor is cooled by a cold fluid having a temperature equal to or higher than a first predetermined temperature and equal to or lower than a second predetermined temperature. Cooling means for cooling directly or indirectly to the temperature of the reaction solution, and means for injecting a neutralizing agent aqueous solution into the reaction product cooled by the cooling means and performing neutralization cooling downstream of the reactor. The temperature range above the first predetermined temperature is included in the temperature range where the corrosion rate of titanium or titanium alloy material is low, and the temperature range below the third predetermined temperature is the corrosion rate of tantalum or tantalum alloy material. Is in the low temperature range, At least the surface layer of the member wall which comes into contact with the reaction product among the members constituting the means is formed of titanium or a titanium alloy material, and the reaction product and the neutralizer aqueous solution among the members constituting the neutralization and cooling means A supercritical water treatment apparatus, wherein at least a surface layer of a member wall in contact with a mixed fluid is formed of tantalum or a tantalum alloy material.
【請求項5】 冷却手段として設けられた冷却器が、反
応生成物が流れる管路と、管路を収容し、冷却水が流れ
る圧力容器とを備え、管路の少なくとも内表層がチタ
ン、又はチタン合金材で形成された熱交換器であり、 中和冷却手段として設けられた中和混合器が、少なくと
も内表層がタンタル又はタンタル合金材で形成された圧
力容器であることを特徴とする請求項4に記載の超臨界
水処理装置。
5. A cooler provided as a cooling means includes a pipe through which a reaction product flows, and a pressure vessel accommodating the pipe and through which cooling water flows, and at least an inner surface layer of the pipe is made of titanium or A heat exchanger formed of a titanium alloy material, wherein the neutralization mixer provided as the neutralization cooling means is a pressure vessel having at least an inner surface layer formed of tantalum or a tantalum alloy material. Item 5. A supercritical water treatment apparatus according to item 4.
【請求項6】 冷却手段として設けられた冷却器が、少
なくとも内表層がチタン、又はチタン合金材で形成され
た圧力容器を有する冷却水混合式冷却器であり、 中和冷却手段として設けられた中和混合器が、少なくと
も内表層がタンタル又はタンタル合金材で形成された圧
力容器であることを特徴とする請求項4に記載の超臨界
水処理装置。
6. A cooler provided as a cooling means is a cooling water mixing type cooler having a pressure vessel at least whose inner surface layer is formed of titanium or a titanium alloy material, and is provided as a neutralization cooling means. The supercritical water treatment apparatus according to claim 4, wherein the neutralization mixer is a pressure vessel in which at least an inner surface layer is made of tantalum or a tantalum alloy material.
【請求項7】 第1の所定温度が380℃、第2の所定
温度が400℃、及び第3の所定温度が450℃であっ
て、 熱交換式冷却器に供給する冷却水の入口温度を380℃
に制御する第1の温度制御装置と、 冷却水の流入流量を調節して、反応生成物の冷却器出口
温度を400℃に制御する第2の温度制御装置とを備え
ていることを特徴とする請求項2又は5に記載の超臨界
水処理装置。
7. The first predetermined temperature is 380 ° C., the second predetermined temperature is 400 ° C., and the third predetermined temperature is 450 ° C., and the inlet temperature of the cooling water supplied to the heat exchange type cooler is 380 ° C
A first temperature control device for controlling the temperature of the cooling water, and a second temperature control device for controlling the flow rate of the cooling water at the outlet of the cooler to 400 ° C. by adjusting the flow rate of the cooling water. The supercritical water treatment apparatus according to claim 2 or 5, wherein
【請求項8】 第1の所定温度が380℃、第2の所定
温度が400℃、及び第3の所定温度が450℃であっ
て、 冷却水混合式冷却器に供給する冷却水の入口温度を38
0℃に制御する第1の温度制御装置と、 冷却水の流入流量を調節して、反応生成物の冷却器出口
温度を400℃に制御する第2の温度制御装置とを備え
ていることを特徴とする請求項3又は6に記載の超臨界
水処理装置。
8. The cooling water inlet temperature, wherein the first predetermined temperature is 380 ° C., the second predetermined temperature is 400 ° C., and the third predetermined temperature is 450 ° C. 38
A first temperature controller for controlling the temperature to 0 ° C .; and a second temperature controller for controlling the flow rate of the cooling water at the outlet of the cooler to 400 ° C. by adjusting the flow rate of the cooling water. The supercritical water treatment apparatus according to claim 3 or 6, wherein:
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