JP2000005594A - Pcbの水熱反応処理法およびその装置 - Google Patents

Pcbの水熱反応処理法およびその装置

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JP2000005594A
JP2000005594A JP21638298A JP21638298A JP2000005594A JP 2000005594 A JP2000005594 A JP 2000005594A JP 21638298 A JP21638298 A JP 21638298A JP 21638298 A JP21638298 A JP 21638298A JP 2000005594 A JP2000005594 A JP 2000005594A
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reaction
hydrothermal
pcb
tank
neutralizing agent
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JP21638298A
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Takeshi Hatanaka
武史 畑中
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ERUSON KK
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ERUSON KK
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 PCBを腐食性ガスを発生させることなく
超臨界水よりも低温低圧で連続的に無害化処理し、熱損
失を少なくしてランニングコストを低減できるPCBの
水熱反応処理法およびその装置を提供することを目的と
する。 【構 成】 PCB溶液と、ナトリウムエトキシド、メ
タノールおよび炭酸塩からなるPCB分解剤との混合液
を予備反応槽(22)で混合加熱して乳化状反応媒体を
生成し、水熱反応槽(42)内で中和剤と乳化状反応媒
体とを接触反応させることにより塩化ナトリウムとガス
状反応媒体とを分離し、塩化ナトリウムをスクリュード
ラム(66)で掻き取って排出手段(70)により排出
し、ガス状反応媒体は凝縮器(86)で冷却して分離槽
(90)で分解油と中和剤とに分離する。 【効 果】 PCBを効率的に水熱処理し、熱損失を少
なくしてエネルギー消費およびランニングコストを低減
し、保守・点検の負担を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はPCBの水熱反応処理
法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、トランス用絶縁油、切削油、潤滑
油、プレス油、熱処理用の加熱媒体、ペンキや印刷用イ
ンキの添加剤、あるいはノーカーボン紙用溶媒に含有さ
れるPCB(以下、PCB溶液と称する)の処理法とし
て焼却法が試みられたが、ダイオキシン等の有害ガスが
発生し、実用化に至っていない。
【0003】米国特許第5,075,017号(’01
7特許)には374℃以上、220気圧の超臨界水を利
用した有機塩素化合物の連続処理法が開示されている。
超臨界状態において、リアクタでは反応中に塩化水素ガ
スや塩素ガスが多量に発生して金属部分を著しく腐食さ
せるため、設備の寿命が極めて短かくなるため、実用化
が困難である。これを防ぐため、アルカリを中和剤とし
てリアクタ内に注入することが考えられるが、その場合
でも、分解中に発生した腐食性ガスが高温高圧下で異常
に金属部分に損傷を与えるため、設備の寿命を実用化レ
ベルまで延ばすことはできない。さらに、超臨界状態を
維持するためには処理装置が必然的に大きくなり、設備
費も高価であった。しかも、リアクタ内には、反応生成
物として塩化ナトリウム等の固形物が生成し、これがリ
アクタの内壁に付着・堆積し、ついには装置内部を閉寒
するため、保守・点検の負担が大きい。
【0004】米国特許第5,558,783号(’78
3特許)ではリアクタを外管と内管との二重管構造にし
て、セラミック多孔材により内管を形成して、この中に
超臨界水を噴出させて反応をさせているが、内管内で発
生した腐食性ガスは内管を傷めるとともに外管を腐食さ
せる。したがって、連続的に長期にわたって設備を運転
することができない。なお、反応ゾーンの下流に冷却水
を噴出させて内管への塩の付着を防止しているが、熱損
失が大きい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】’017特許および’
783特許ではいずれも超臨界処理装置の設備費が高い
上に、高温高圧時にリアクタ内で大量に発生する腐食性
ガスによるトラブルの解決が困難であるため、連続的に
使用可能な処理設備を実用化できない。第2に、’78
3特許では反応ゾーンの下部に塩溶解用の冷却水を供給
しているため、水の消費や熱損失が大きく、ランニング
コストが高くなる。
【0006】本発明では「超臨界水」よりも低温低圧で
PCBを水熱反応処理でき、しかも、このとき反応容器
内の腐食性ガスの発生を最少にすることにより、設備の
寿命を実用化レベルまで延長させ、反応容器内における
固形物の付着を防止し、PCBを連続的に長期にわたっ
て分解処理できるPCBの水熱反応処理法およびその装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【問題を解決するための手段】本願第1の発明は、予備
反応槽でPCB溶液と、ナトリウムエトキシド、メタノ
ールおよび炭酸塩からなるPCB分解剤とを100℃〜
250℃で加熱混合して乳化状反応媒体を生成する工程
と、278℃〜350℃で100〜120気圧に維持さ
れた水熱反応槽に水酸化ナトリウム溶液からなる中和剤
を圧入する工程と、水熱反応槽に乳化状反応媒体を圧入
する工程と、水熱反応槽で乳化状反応媒体と中和剤とを
接触反応させて塩化ナトリウムとガス状反応媒体に分離
する工程と、水熱反応槽から塩化ナトリウムを排出する
工程と、水熱反応槽からガス状反応媒体を取り出して冷
却することにより液化して分離槽の上相および下相にそ
れぞれ分解油と中和剤を生成する工程とからなるPCB
の水熱反応処理法である。
【0008】本願第2の発明は、PCB溶液と、ナトリ
ウムエトキシド、メタノールおよび炭酸塩からなるPC
B分解剤とを100℃〜250℃で加熱混合して乳化状
反応媒体を生成する予備反応槽と、予備反応槽に接続さ
れて278℃〜350℃で100〜150気圧に維持さ
れた水熱反応槽と、水酸化ナトリウム溶液からなる中和
剤を水熱反応槽に圧入する第1圧入手段と、乳化状反応
媒体を水熱反応槽に圧入する第2圧入手段と、水熱反応
槽で乳化状反応媒体と中和剤とを水熱反応させて塩化ナ
トリウムとガス状反応媒体を分離生成する手段と、水熱
分解槽から塩化ナトリウムを排出する排出手段と、水熱
反応槽から排出されたガス状反応媒体を液化して上相お
よび下相にそれぞれ分解油と中和剤とを分離する分離槽
とを備えたPCBの水熱反応処理装置である。
【0009】
【作用】本発明のPCBの水熱反応処理法およびその装
置において、PCB溶液と、ナトリウムエトキシド、メ
タノールおよび炭酸塩からなる反応促進剤とを100℃
〜250℃で加熱混合することにより乳化状反応媒体を
生成して、有機塩素化合物を98%以上反応させた後、
これを278℃〜350℃で100〜120気圧に維持
された水熱反応槽に供給し、さらに、乳化状反応媒体と
水酸化ナトリウム溶液からなる中和剤と水熱反応槽で接
触反応させてPCBを無害化処理するようにしたため、
設備費の低価格化を図るとともに水熱反応槽内の腐食性
ガスの発生を最少にして設備の寿命を実用化レベルまで
延長させることが可能となる。しかも、水熱反応槽内で
塩化ナトリウムとガス状反応媒体とを分離生成し、前者
をスクリュードラムにより水熱反応槽下部から連続的に
取り出し、一方、後者を水熱反応槽上部から取り出して
液化して分解油と中和剤とに分離するようにしたため、
熱損失を少なくし、処理コストを著しく低減することが
できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明について図面を用いてより詳細
に説明する。図1は、本願発明によるPCBの水熱反応
処理法を実行するための望ましい実施例による水熱反応
装置の概略図である。PCBはトランス絶縁油、切削
油、潤滑油、除草剤などの農薬を製造する段階で発生す
る廃油等に含まれているが、ここではPCB溶液として
説明する。水熱反応装置10はPCB溶液を貯蔵する貯
蔵タンク12と、ポンプ14と、PCB溶液を供給する
ためのフィード・タンク16を備える。PCB溶液はフ
ィード・タンク16からポンプ18およびコントロール
・バルブ20を介して予備反応槽22に供給される。予
備反応槽22にはPCB分解剤としてナトリウムエトキ
シド、メタノールおよび炭酸塩がそれぞれ供給タンク2
4、26、28からロータリ・バルブ24a、26a、
28aを介して供給される。分解剤は50〜65重量%
のナトリウムエトキシドと、10〜15重量%のメタノ
ールと、20〜40重量%の炭酸塩から構成されること
が望ましい。メタノールはナトリウムエトキシドと炭酸
塩とがPCBと加熱混合されるときに効率的に乳化反応
させるための反応促進剤として機能する。炭酸塩は炭酸
ナトリウムおよび炭酸水素ナトリウムから選ばれる。P
CB溶液に対するPCB分解剤の混合比率は重量比で5
〜25%が望ましい。PCB分解剤が5%より少ないと
PCB溶液の乳化・ゲル化が不充分となり、25%より
多いと処理効果が変わらないばかりでなく、処理費が高
くなる。予備反応槽22はPCB溶液とPCB分解剤と
を攪拌するためのモータ駆動攪拌器30と加熱手段32
を備える。加熱手段32は予備反応槽22の混合液を1
00℃〜250℃の温度に加熱する。加熱混合は5〜1
0分間行なわれる。このとき、PCB溶液はPCB分解
剤と反応して乳化・ゲル化され、約98%の有機塩素化
合物が分解され、乳化状反応媒体が生成する。この乳化
状反応媒体はチェック弁34、36、プランジャポンプ
38からなる圧入手段39およびコントロール・バルブ
40を介して水熱反応槽42に圧入される。チェック弁
36とコントロール・バルブ40との間には電気的加熱
手段を設けて乳化状反応媒体を278℃〜350℃に加
熱して水熱反応槽42に供給しても良い。水熱反応槽4
2内には水熱溶媒タンク44から水熱溶媒が加圧されて
供給される。水熱溶媒タンク44には水酸化ナトリウム
溶液とキレート剤との混合溶媒からなる中和剤が貯蔵さ
れている。水酸化ナトリウム溶液には1〜10重量%の
割合でキレート剤が混合されている。キレート剤は強力
なキレート剤的作用を持つタンニンおよび木酢液から選
ばれた少なくとも1つの溶液からなる。このようにキレ
ート剤と水酸化ナトリウム溶液との混合溶液からなる中
和剤はチェック弁46、48および高圧ポンプ52から
なる圧入手段54を介して加熱手段56に供給され、2
78℃〜350℃に加熱された後、コントロール・バル
ブ58を介して水熱反応槽42に圧入される。水熱反応
槽42はバンドヒータ等の加熱手段60により278℃
〜350℃で100〜120気圧に維持されている反応
容器62と、攪拌ブレード64およびスクリュードラム
66とを備える。撹拌ブレード64は反応容器62内で
気化した乳化状反応媒体および中和剤を攪拌混合し、ス
クリュードラム66は容器内壁に付着する塩化ナトリウ
ムを掻き取る作用をする。スクリュードラム66は反応
容器62との間に環状反応室68を形成し、反応容器6
2の内壁に付着する塩化ナトリウムを掻き取りながら、
下部に排出する機能を有する。このように、水熱反応槽
42は乳化状反応媒体をガス状反応媒体と固形物である
塩化ナトリウムとに分離する機能を有する。水熱反応槽
42の下部は塩排出口42aを備え、その中に掻き取ら
れた塩化ナトリウムを強制的に下部に排出するためのモ
ータ駆動押し出しスクリュー70が配置されている。押
し出しスクリュー70の排出側はロータリバルブ72を
介して排出タンク74に接続されており、排出タンク7
4の出口はロータリバルブ76を備え、ここから塩化ナ
トリウムは外部へ排出される。
【0011】水熱反応槽42内の反応生成物のうち固形
物は塩排出口42aから排出され、ガス状反応媒体はア
ウトレット42bを介して凝縮器86に給送され、そこ
で冷却水により冷却され、減圧弁88により減圧されて
分離槽90に排出される。分離槽90上部にあるガスは
フィルター91を介して外部に排出される。分離槽90
において分解油92と、水酸化ナトリウム溶液からなる
中和剤94とはそれぞれ上相と下相に分離する。分解油
92はバルブ96を介して取り出した後、油中のPCB
濃度を測定して、PCB濃度が基準値以上であれば分離
油を再度貯蔵タンク12に循環してPCB溶液と混合し
て再処理する。一方、分離槽90の下側部にはレベルス
イッチ98が取り付けられていて、このレベルスイッチ
98に中和剤の液面が接触すると、レベルスイッチ98
が作動して制御弁100を開く。このとき、中和剤はポ
ンプ101および配管102を介して攪拌器付濃度調整
タンク104に供給される。タンク104の中和剤はバ
ルブ106を介して一部排出され、中和剤中のキレート
剤とアルカリの濃度が所定値以下の場合はアルカリ溶液
タンク108からポンプ110およびコントロールバル
ブ112を介してキレート剤と水酸化ナトリウム溶液と
の高濃度溶液が濃度調整タンク104に供給されてキレ
ート剤とアルカリの濃度が所定値に調整される。濃度調
整された水酸化ナトリウム溶液とキレート剤からなる中
和剤はポンプ114およびコントロール・バルブ116
を介して水熱溶媒タンク44に循環されて再利用され
る。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によりPC
Bは予備反応槽にて98%以上分解処理された後に水熱
反応槽で超臨界水よりも低温低圧で無害化処理されるた
め、設備費を低コスト化するとともに、塩化水素ガスや
塩素ガスの発生を押さえて、長寿命の設備によりPCB
を効率良く連続的に無害化処理することができる。しか
も、反応の副産物である固形物の塩化ナトリウムを水熱
反応の時点で他の反応媒体から完全分離して、スクリュ
ードラムにより塩化ナトリウムを反応槽の下部より排出
するようにしたため、冷却水による塩の溶解作業ならび
にその後の分離作業を不要にして、水熱反応槽の熱効率
を著しく改善し、ランニングコストを大幅に低減でき
る。しかも、反応容器内に塩を溶解するための冷却水の
供給を不要にしたため、大量の水の消費を防止し、熱損
失を最少にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPCB水熱反応処理法を実施するため
の望ましい実施例によるPCBの水熱反応装置と反応系
統を示す図である。
【符号の説明】
16 フィード・タンク 22
予備反応槽 24 ナトリウムエトキシド供給タンク 26
メタノール供給タンク 28 炭酸塩供給タンク 32
加熱手段 42 水熱反応槽 44
水熱溶媒供給タンク 54 圧入手段 62
反応容器 64 攪拌ブレード 66
スクリュードラム 68 環状反応室 70
押し出しスクリュー 74 塩排出タンク 86
凝縮器 90 分離槽 104
濃度調整タンク 108 アルカリ溶液タンク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予備反応槽でPCB溶液と、ナトリウムエ
    トキシド、メタノールおよび炭酸塩からなるPCB分解
    剤とを100℃〜250℃で加熱混合して乳化状反応媒
    体を生成する工程と、278℃〜350℃で100〜1
    20気圧に維持された水熱反応槽に水酸化ナトリウム溶
    液からなる中和剤を圧入する工程と、水熱反応槽に乳化
    状反応媒体を圧入する工程と、水熱反応槽で乳化状反応
    媒体と中和剤とを接触反応させて塩化ナトリウムとガス
    状反応媒体に分離する工程と、水熱反応槽から塩化ナト
    リウムを排出する工程と、水熱反応槽からガス状反応媒
    体を取り出して冷却することにより液化して分離槽の上
    相および下相にそれぞれ分解油と中和剤を生成する工程
    とからなるPCBの水熱反応処理法。
  2. 【請求項2】請求項1において、さらに、中和剤の濃度
    を調整して中和剤の供給工程に循環させる工程を含むP
    CBの水熱反応処理法。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、水熱反応槽の
    内壁に付着する塩化ナトリウムをスクリュードラムによ
    り掻き取る工程を含むPCBの水熱反応処理法。
  4. 【請求項4】PCB溶液と、ナトリウムエトキシド、メ
    タノールおよび炭酸塩からなるPCB分解剤とを100
    ℃〜250℃で加熱混合して乳化状反応媒体を生成する
    予備反応槽と、予備反応槽に接続されて278℃〜35
    0℃で100〜150気圧に維持された水熱反応槽と、
    水酸化ナトリウム溶液からなる中和剤を水熱反応槽に圧
    入する第1圧入手段と、乳化状反応媒体を水熱反応槽に
    圧入する第2圧入手段と、水熱反応槽で乳化状反応媒体
    と中和剤とを水熱反応させて塩化ナトリウムとガス状反
    応媒体を分離生成する手段と、水熱分解槽から塩化ナト
    リウムを排出する排出手段と、水熱反応槽から排出され
    たガス状反応媒体を液化して上相および下相にそれぞれ
    分解油と中和剤とを分離する分離槽とを備えたPCBの
    水熱反応処理装置。
  5. 【請求項5】請求項4において、分離生成手段が反応容
    器と、その中に回転可能に配置されていて内壁に付着す
    る塩化ナトリウムを掻き取るスクリュードラムと、反応
    容器とスクリュードラムとの間に形成された環状反応室
    とを備え、スクリュードラムが環状反応室の内壁に付着
    した塩化ナトリウムを掻き取りながら反応容器の下部に
    排出するPCBの水熱反応処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002138058A (ja) * 2000-10-27 2002-05-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 農薬等の有機薬品の処理方法および処理装置
JP2002138057A (ja) * 2000-10-27 2002-05-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ハロゲン系有機廃棄物の処理方法および処理装置
CN112170451A (zh) * 2020-09-18 2021-01-05 浙江京城再生资源有限公司 一种线路板金属回收及残渣减量化处理方法

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