JP2000189781A - 高圧処理装置、高圧処理装置への供給方法および高圧処理装置の保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 安全性・耐食性に優れた高圧反応容器を有す
る高圧処理装置およびその高圧反応容器の保護方法を提
供すること。 【解決手段】 第１の固体貯留槽１０１と、第２の固体
貯留槽１０３と、高圧反応容器２００内に反応媒体を供
給する反応媒体供給手段３０９と、第１の密封機構と第
２の密封機構との間に第１の流体を供給する第１の流体
供給機構と、第２の密封機構と高圧反応容器との間に第
２の流体を供給する第２の流体供給機構と、第１の密封
機構閉鎖時に第２の密封機構を開放するとともに第１の
流体と第２の流体を制御して、第１の密封機構と第２の
密封機構との間の圧力と、第２の密封機構と高圧反応容
器との間の圧力とが、高圧反応容器に向けて漸減するよ
うな圧力勾配を形成する圧力勾配形成手段とを有する高
圧処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物と媒体と
を高圧下で反応させて処理する高圧処理装置に関する。
更に詳しくは、亜臨界または超臨界条件の媒体を使用し
た高圧処理装置に関し、特に、こうした高圧処理装置に
おいて被処理物と媒体とを高圧下で反応させて処理する
高圧反応容器とその高圧反応容器の保護方法、および高
圧反応容器へ被処理物を供給する装置及び供給方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水の臨界点（温度３７４℃、圧力
２２ＭＰａ）を越える高圧下の水中で反応を起こさせる
技術、二酸化炭素の臨界点（温度３１℃、圧力７．３８
ＭＰａ）を越える高圧下の二酸化炭素中で反応を起こさ
せる技術、各種炭化水素の臨界点を越える高圧下の炭化
水素中で反応を起こさせる技術等が知られている［齋藤
正三郎監修「超臨界流体の科学と技術」三共ビジネス
（１９９６年）等］。このような超臨界流体を利用する
ことで、以下の効果が得られる［「化学工学」第５６
巻、第１２号、８８６ページ〜８８９ページ（１９９２
年）］。

【０００３】（１）わずかの圧力変化で大きな密度変化
が得られる。一般に物質の溶解度は密度と比例するの
で、圧力変化のみにより大きな溶解度差が得られること
になる。この性質は、抽出分離に応用される。

【０００４】（２）超臨界流体の密度は、液体と類似し
ているが、低粘性、高拡散性である。したがって、液体
より物質移動の面で有利になり大きな反応速度が得られ
る。

【０００５】（３）超臨界流体の熱伝導度が著しく大き
い。したがって反応温度の制御が容易になる。

【０００６】最近では、こうした超臨界流体あるいは亜
臨界流体、特に超臨界水を反応媒体として利用し、有機
性廃棄物や無機性廃棄物を分解する装置が着目されてい
る。この方法では比較的コストが高い反面、焼却する場
合に比べて分解生成物が無害な物質まで完全に分解され
る、焼却灰が飛散しない等の長所があり、有機性毒物や
放射性廃棄物の分解等への適用が考えられている。

【０００７】こうした物質を処理する場合には、装置の
安全性が最重要課題であり、高圧反応容器は腐食などに
よる損傷を受けないことが前提となる。また、被処理物
を装置に供給する際にも、外部に漏れないようにする必
要がある。

【０００８】高圧反応容器は、一般に反応媒体および反
応物に対する耐食性を考慮し、その圧力に耐える強度、
厚さを備えた圧力容器として設計される。オーステナイ
ト系ステンレス鋼およびＮｉ基合金は高温強度と高耐食
性を備え、代表的な高温高圧反応容器材料として広く用
いられている。しかしながら、Ｃｌ⁻またはＳＯ_４ ^{２ −}
イオン等を含む超臨界水酸化条件においては、耐食性が
不十分で、腐食する可能性が大きいと報告されている
（D.A.Hazlebeck, K.W.Doeney, J.P.Elliot andM.H.Spr
itzer, Proc. First Int. Workshop on Supercritical
Water Oxidation）。

【０００９】このような環境において高い耐食性を示す
金属材料としては、Ｐｔ、Ａｕ等の貴金属類、Ｔｉ、Ｔ
ｉ合金、Ｔａ、Ｔａ合金またはセラミックス等が考えら
れる。しかし、これらの材料は、一般の圧力容器鋼に比
べて高価である。また、材料によっては耐食性は高いが
強度が低く、それ自体では圧力容器とはなり難いものも
ある。こうした場合には、ライニングやコーティング等
の被覆材として用いるほかない。

【００１０】こうした問題を解決する手段として、高圧
反応容器を２重構造として外部圧力容器内に高圧反応容
器を設置し、高圧反応容器内の圧力と空隙部の圧力を等
して高圧反応容器に多大の圧力がかからないような構造
が提案されている（特開平9-85075 、高圧反応方法及び
高圧反応装置）。

【００１１】この方法では高圧反応容器には耐圧性が要
求されず、耐食性さえ高ければよく薄肉構造の容器を採
用可能である。したがって、装置のコストを低減できる
長所がある。また、外部圧力容器は高い耐食性が要求さ
れず耐圧性さえ高ければよく、材料の選択性が拡大し、
コスト低下につながる。

【００１２】しかしながら、孔食や応力腐食割れ等の局
部的な損傷を完全に予知することは困難であり、一度こ
のような損傷が起こった場合には高圧反応容器内の有害
物質が拡散して空隙内に漏れ出し、外部圧力容器までも
汚染する恐れがある。

【００１３】反応熱の発生が不十分で高圧反応容器を加
熱する必要がある場合には、通常は高圧反応容器外部に
電気ヒータ等の加熱器を配設し、容器壁を熱伝導媒体と
して利用し容器内を加熱する。しかし、上述のように外
部圧力容器までも汚染される可能性があると、加熱器を
外部圧力容器の外部に設ける必要があるが、外部圧力容
器と高圧反応容器の間には保圧媒体が存在するため、加
熱効率が非常に悪くなる。

【００１４】被処理物を効率よく反応させるためには、
被処理物の高圧反応容器への供給量や供給速度を容易に
コントロールできることが望ましい。安全性の面から
も、こうしたコントロールが必要である。しかし、被処
理物が固体材料、特に乾いた固体材料の場合には、高温
高圧の高圧反応容器内へ供給することは困難である。特
に連続的に供給することは非常に難しい。

【００１５】超臨界流体あるいは亜臨界流体内では物質
の反応度が大きいため、高圧反応容器内の超臨界流体あ
るいは亜臨界流体が被処理物供給手段に侵入すると、供
給手段内で反応が起きる恐れがある。また、超臨界流体
が、逆流した供給手段内で臨界温度以下となり液体に変
化することもある。

【００１６】こうした問題は、固体材料を超臨界流体中
に供給する場合だけではなく、圧力の高い流体中に供給
する場合の共通の問題である。

【００１７】したがって、高圧反応容器内の流体の被処
理物供給手段への逆流を防止することは、非常に重要で
ある。

【００１８】図１７，１８に、固体材料を高圧反応容器
に供給する装置の従来例を示す。

【００１９】図１７は、有機材料をスラリーにしてフィ
ード・ポンプで高圧反応容器に供給する例である［「超
臨界水中における有機物の酸化処理方法」特許第１５５
１８６２号公報（特公平１−３８５３２号公報参
照）］。

【００２０】フィード・ スラリータンク１１に供給され
た有機材料のフィードは調整水と混合されスラリー化さ
れる。このスラリーは、フィード・ポンプ１５により、
抽出器１７を経由して、酸化反応器１９内へ供給され、
原料源２０から酸化剤コンプレッサー２２を経て供給さ
れた空気または酸素と混合され、超臨界状態で反応させ
られる。反応生成物は、灰分分離器２５に送られ、灰分
２６などを除去されてからエキスパンダー・ タービン２
８に送られ出口部３０に至る。

【００２１】この技術のように、固体をスラリーにし
て、高圧反応容器へ供給するには、固体を代表径数十μ
ｍ以下の微粉にして流体と混合してやる必要がある。し
かし、微粉は飛散しやすい、静電気の影響を受けやすい
などの理由で、取り扱いが難しい。また、例えば、プラ
スチック類では、疎水性がある、水との密度差が大きい
等の理由で、スラリー化が困難な場合もある。さらに、
被処理物が放射性核種を吸着した使用済みイオン交換樹
脂の場合、前処理として粉砕することは汚染を飛散させ
ることと等しく、スラリー化は不可能である。

【００２２】図１８は、プラスチック廃棄物を融解して
供給する例である（「プラスチック廃棄物の油化方法及
び装置」特開平１０−６７９９１号公報参照）。

【００２３】プラスチック廃棄物５１は、熱交換パイプ
５４が設けられた溶融槽５２で溶融されて溶融プラスチ
ック５３となり、予熱器５５に送られる。次いで、反応
器５６に供給された溶融プラスチック５３は、ボイラー
５７から供給された高温の水蒸気５８と混合され、超臨
界状態で分解される。生じた反応生成物５９は予熱器５
５で冷却され、溶融槽５２の熱交換パイプ５４を通過し
てプラスチック廃棄物５１の溶融に利用される。更に必
要であれば熱交換器６０で冷却され、気液分離器６１に
送られる。液成分は分離機６２に送られ、ガス成分は後
処理器６６に送られる。

【００２４】この技術の対象となるのは融解可能な固体
に限られ、石炭や熱硬化性のプラスチック等には適用で
きないという問題がある。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の技術が有する課題を解決するためになされたもので、
高圧高腐食性条件で、安全に効率よく処理を行うため
に、安全性・耐食性に優れ低価格な高圧処理装置を提供
することを目的とするものである。

【００２６】さらに、安全性・ 耐食性に優れた高圧反応
容器を有する高圧処理装置およびその高圧反応容器の保
護方法を提供することを目的とする。

【００２７】固体をスラリーにすることなくあるいは融
解することなく、高圧反応容器内に断続的または連続的
に供給する高圧処理装置および被処理物供給方法を提供
することを目的とするものである。さらに、被処理物供
給時に、高圧反応容器内の流体が供給装置に逆流するこ
とを確実に防止できる高圧処理装置および被処理物供給
方法を提供することを目的とするものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の高圧処理装置は、第１の
固体貯留槽と、前記第１の固体貯留槽に第１の連結管を
介して接続された第２の固体貯留槽と、前記第２の固体
貯留槽に第２の連結管を介して接続された高圧反応容器
と、前記高圧反応容器内に反応媒体を供給する反応媒体
供給手段と、前記第１の連結管と前記第２の連結管にそ
れぞれ介挿された第１の密封機構と第２の密封機構と、
前記第１の密封機構と前記第２の密封機構との間に第１
の流体を供給する第１の流体供給機構と、前記第２の密
封機構と前記高圧反応容器との間に第２の流体を供給す
る第２の流体供給機構と、前記第１の密封機構閉鎖時に
前記第２の密封機構を開放するとともに前記第１の流体
と前記第２の流体を制御して、前記第１の密封機構と前
記第２の密封機構との間の圧力と、前記第２の密封機構
と前記高圧反応容器との間の圧力とが、前記高圧反応容
器に向けて漸減するような圧力勾配を形成する圧力勾配
形成手段とを有することを特徴とする。

【００２９】第１の密封機構と第２の密封機構として
は、例えば、往復動開閉機が用いられるが、特にこれに
限られるものではなく、高圧流体の密閉を確保できるも
のであればよい。

【００３０】被処理物としては、スラリー化や溶融化の
困難な固体を対象とすることができる。例えば、疎水性
プラスチック廃棄物、放射性核種を吸着した固体廃棄
物、石炭等が挙げられる。

【００３１】高圧反応容器内で起こる反応としては、超
臨界状態あるいは亜臨界状態による物質の分解、酸化、
合成、抽出分離等があるが、必ずしも超臨界状態あるい
は亜臨界状態での反応に限られるものではなく、高圧力
下での反応であればよい。

【００３２】反応媒体としては、水、二酸化炭素、炭化
水素、空気、酸素、またはこれらの２種以上の混合物が
好ましく用いられるが、特にこれに限られるものではな
く、目的とする反応、被処理物等に応じて適宜選択され
る。

【００３３】反応媒体に酸化剤を加えてもよい。例え
ば、プラスチックを分解する場合には、水に、酸化剤と
して過酸化水素水を加えることで、分解効率を向上でき
好ましい。

【００３４】第１および第２の流体は、目的とする反
応、被処理物等に応じて適宜選択される。例えば、空
気、酸素ガス、二酸化炭素ガス、炭化水素ガス、窒素ガ
ス、アルゴンガス、またはこれらの２種以上の混合物等
の気体を用いることができる。また、水、過酸化水素
水、液体炭化水素、またはこれらの２種以上の混合物等
の液体を用いてもよい。

【００３５】例えば、プラスチックを分解したり石炭を
燃焼させたりする場合には、空気や酸素を、第１および
第２の流体として使用すれば、高圧反応容器での反応効
率を向上させ好ましい。空気は、入手しやすく装置も簡
素化できるので、コストの点からも好ましい。

【００３６】水等の液体を使用すれば、被処理物を洗い
落としながら高圧反応容器に供給することができ好まし
い。

【００３７】こうした構成により、固体である被処理物
を高圧反応容器に供給する際に、高圧反応容器から第２
の固体貯留槽側への流体の逆流を防止できる。

【００３８】請求項２記載の高圧処理装置は、請求項１
記載の高圧処理装置において、前記圧力勾配形成手段
が、前記第１の流体の圧力を調整する第１の圧力調整装
置と、前記第１の流体の供給量を調整する第１の流量調
整装置と、前記第２の流体の圧力を調整する第２の圧力
調整装置と、前記第２の流体の供給量を調整する第２の
流量調整装置とを有することを特徴とする。

【００３９】こうした構成により、固体である被処理物
を高圧反応容器に供給する際に、第２の固体貯留槽側か
ら高圧反応容器側に常に流体が流れるようにして、高圧
反応容器から第２の固体貯留槽側への流体の逆流を確実
に防止できる。

【００４０】請求項３記載の高圧処理装置は、請求項１
または２記載の高圧処理装置において、前記第２の固体
貯留槽の容積が前記第１の貯留槽の容積より小さいこと
を特徴とする。

【００４１】第１の固体貯留槽と第２の固体貯留槽の容
積比率は、１０００００〜２: １、好ましくは、１００
００〜１０: １、更に好ましくは１００〜１０：１であ
る。

【００４２】高圧反応容器へ固体を供給する場合には、
装置材料、使用温度、使用圧力等によって値は異なる
が、耐圧機能を要求される装置の材料肉厚は厚くする必
要がある。第１の固体貯留槽には耐圧機能が要求されな
いため、第１の固体貯留槽からこれより容積の小さい第
２の固体貯留槽に、被処理物を小分けして移動させる構
成とすれば、耐圧機能を要求される第２の固体貯留槽を
従来より小さくして、装置のコストを低減できる。

【００４３】請求項４記載の高圧処理装置は、請求項１
乃至３いずれか１項記載の高圧処理装置において、前記
第２の固体貯留槽が圧力逃し弁を有することを特徴とす
る。

【００４４】この圧力逃し弁を開放することで、第１の
固体貯留槽から第２の固体貯留槽への被処理物の移動
を、大気圧下で行うことができる。

【００４５】請求項５記載の高圧処理装置は、請求項１
乃至４いずれか１項記載の高圧処理装置において、前記
第１の密封機構より下流の前記第１の連結管、前記第２
の固体貯留槽、前記第２の連結管、前記第２の密封機構
および前記高圧反応容器が耐圧性であることを特徴とす
る。

【００４６】上述したように、高圧反応容器へ固体を供
給する場合には、耐圧機能を要求される装置の材料肉厚
は厚くする必要があるが、このように耐圧機能を要求さ
れる範囲を従来より小さくすれば、装置のコストを低減
できる。

【００４７】請求項６記載の高圧処理装置は、請求項１
乃至５いずれか１項記載の高圧処理装置において、前記
第２の固体貯留槽から前記高圧反応容器への固体の移動
が重力によって行われることを特徴とする。

【００４８】こうした構成により、第２の固体貯留槽か
ら高圧反応容器へ被処理物を供給する構造を簡素化でき
る。

【００４９】請求項７記載の高圧処理装置は、請求項１
乃至６いずれか１項記載の高圧処理装置において、前記
第１の固体貯留槽および前記第２の固体貯留槽の少なく
とも一方に振動手段を有することを特徴とする。

【００５０】第１の固体貯留槽内あるいは第２の固体貯
留槽内の固体の供給時に振動が固体間の架橋形成を防
ぎ、第１の固体貯留槽あるいは第２の固体貯留槽あるい
は連結管を固体が閉塞することを防げる。

【００５１】請求項８記載の高圧処理装置は、請求項１
乃至７いずれか１項記載の高圧処理装置において、前記
第２の密封機構と前記高圧反応容器との間に冷却手段を
有することを特徴とする。

【００５２】こうした構成により、高圧反応容器側の温
度が高い場合でも、第２の密封機構側の温度を低く保つ
ことができる。

【００５３】請求項９記載の高圧処理装置は、請求項１
乃至８いずれか１項記載の高圧処理装置において前記第
１の密封機構および第２の密封機構の少なくとも一方に
ボール弁を用いることを特徴とする。

【００５４】ボール弁とは、球状の弁体を使用し配管部
と同等の通過面積を持ちグリスが不要な弁である［日本
機械学会編「機械工学便覧基礎編応用編」丸善、Ｂ１−
１６７ページ（１９８７年）］。

【００５５】こうした構成により、被処理物の広い通過
面積を確保しかつ高圧流体の密閉を確保することができ
る。密封機構を小型化し、また高圧反応容器の圧力に逆
らう駆動力も不要となる。

【００５６】請求項１０記載の高圧処理装置は、請求項
１乃至９いずれか１項記載の高圧処理装置において、前
記第１の固体貯留槽と前記第２の固体貯留槽との間およ
び前記第２の固体貯留槽と前記高圧反応容器との間の少
なくとも一方にロータリーフィーダを有することを特徴
とする。

【００５７】ロータリーフィーダとは、粉粒体の供給装
置の一つで、回転羽根の回転により粉粒体の供給を連続
的にし供給速度を制御するものである［化学工学協会編
「化学工学便覧改訂五版」丸善、８７１ページ（１９８
８年）］。

【００５８】ロータリーフィーダを設けることで、第２
の固体貯留槽の被処理物を高圧反応容器に連続的にかつ
定量的に供給できる。

【００５９】請求項１１記載の高圧処理装置は、請求項
１乃至１０いずれか１項記載の高圧処理装置において、
前記第１の固体貯留槽に供給する固体を粗砕する粗砕手
段を有することを特徴とする。

【００６０】粗砕手段としては、例えば、インパクトク
ラッシャーが好ましく用いられるがこれに限られるもの
ではなく、被処理物に応じて適宜選択される。弾性を有
する被処理物は、低温脆性であれば、液体窒素などで低
温にしてから破砕すればよい。

【００６１】こうした構成により、塊状の固体でも高圧
処理装置に供給できる。また、低温粉砕機を用いれば、
弾性を有する塊状の固体でも低温脆性を有する物質であ
れば供給できる。

【００６２】請求項１２記載の高圧処理装置は、請求項
１乃至１１いずれか１項記載の高圧処理装置において、
前記第１の固体貯留槽と前記高圧反応容器との間に固体
の供給速度を測定する測定手段を有することを特徴とす
る。

【００６３】測定手段としては、検出板と衝撃荷重の測
定装置とからなる供給速度測定装置や、計量貯留槽と重
量計からなる供給速度測定装置等がある。

【００６４】こうした構成により、高圧反応容器への被
処理物の供給量をコントロールし易くなり、高圧反応容
器内の温度、圧力、組成など条件の変化幅を小さくでき
る。また、供給量累積値から、第１の固体貯留槽あるい
は第２の固体貯留槽内の被処理物残量を知り、装置の運
転モードの切り換え時を正確に検知できる。

【００６５】請求項１３記載の高圧処理装置は、請求項
１乃至１２いずれか１項記載の高圧処理装置において、
前記第２の固体貯留槽と前記高圧反応容器との間にスク
リューフィーダを有することを特徴とする。

【００６６】スクリューフィーダはスクリューの回転に
より粗粉固体を連続的に輸送する装置であり、これを用
いることで、滑らかに連続的に被処理物を高圧反応容器
へ供給できる。

【００６７】請求項１４記載の高圧処理装置は、請求項
１乃至１３いずれか１項記載の高圧処理装置において、
前記第２の固体貯留槽と前記高圧反応容器との間に振動
フィーダを有することを特徴とする。

【００６８】振動フィーダは、振動機の斜め方向の振動
により粗粉固体を連続的に輸送する装置であり、これを
用いることで、滑らかに連続的に被処理物を高圧反応容
器へ供給できる。

【００６９】請求項１５記載の高圧処理装置は、高圧反
応容器と、前記高圧反応容器を内部に配設する外部容器
と、前記高圧反応容器内に被処理物を供給する被処理物
供給手段と、前記高圧反応容器内に反応媒体を供給する
反応媒体供給手段と、前記外部容器と前記高圧反応容器
との間隙内の圧力を前記高圧反応容器内の圧力よりも高
く制御する間隙圧力制御手段とを有することを特徴とす
る。

【００７０】被処理物としては、固体のみならず、液体
でもよい。固体をスラリー化したものや溶融化したもの
でもよい。液体を対象とする場合には、例えば、ポンプ
等を供給手段とできる。

【００７１】高圧反応容器内外の圧力差を小さくするこ
とにより、高圧反応容器に要求される強度は著しく低下
し、高温強度が必要なくなり薄肉化が可能となる。高圧
反応容器内外の圧力差は、約２ＭＰａ以下とすることが
好ましく、更に好ましくは、約０．５ＭＰａ以下であ
る。

【００７２】請求項１６記載の高圧処理装置は、請求項
１５記載の高圧処理装置において、前記間隙圧力制御手
段が前記間隙に保圧流体を供給する保圧流体供給装置
と、前記保圧流体の圧力を調整する保圧流体圧力調整装
置を有することを特徴とする。

【００７３】こうした構成により、間隙圧力のコントロ
ールが容易となる。高圧反応容器内と間隙内との圧力を
測定する圧力センサを設け、これらのセンサの測定値に
基づいて保圧流体の圧力調整を行ってもよい。

【００７４】請求項１７記載の高圧処理装置は、請求項
１５または１６記載の高圧処理装置において、前記外部
容器の温度を前記高圧反応容器の温度より低く制御する
手段を有することを特徴とする。

【００７５】例えば、間隙内の流体を液体として、この
流体の温度をコントロールすることで、外部容器の温度
を高圧反応容器の温度より低くすることができ、高圧反
応容器内が高温である場合には特に好ましい。高圧反応
容器内と間隙内との温度を測定する温度センサを設け、
これらのセンサの測定値に基づいて保圧流体の温度調整
を行ってもよい。

【００７６】こうした構成により、外部容器温度を低く
保つことができるため、外部容器に高温強度や耐食性の
低い材料を使用できる。また、高圧反応容器の内壁の温
度も、容器内部の反応温度よりも低く保つことができ、
高圧反応容器の腐食速度を低下させることができる。

【００７７】請求項１８記載の高圧反応容器は、請求項
１５乃至１７いずれか１項記載の高圧処理装置におい
て、前記外部容器が胴部および開閉可能な蓋部からな
り、前記高圧反応容器が前記外部容器に着脱可能に固定
されていることを特徴とする。

【００７８】こうした構成により、高圧反応容器の交換
・ 補修が容易となる。

【００７９】請求項１９記載の高圧反応容器は、請求項
１５乃至１８いずれか１項記載の高圧処理装置におい
て、前記高圧反応容器が、オーステナイトステンレス
鋼、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、これらの２
種以上の合金およびこれらの１種以上と他の金属との合
金のいずれかからなるあるいはいずれかで内面を被覆さ
れていることを特徴とする。

【００８０】腐食環境が酸化性であるか、塩化物を含む
かどうかにより、各種不動態材料の使用可能範囲は図１
６のように表される［M.Stern, C.Bishop, Trans. Ame
r. Soc. Metals, Vol.52, p.239(1960)］。

【００８１】例えば、高圧反応容器内部の塩化物濃度が
100ppb以下と低く、かつ酸化性の雰囲気である場合に
は、オーステナイトステンレス鋼で高圧反応容器を製造
するあるいはライニングを施すことが好ましい。

【００８２】例えば、塩化物濃度が１％以下と低い場合
には、Ｎｉ基耐食合金で高圧反応容器を製造するあるい
はライニングを施すことが好ましい。

【００８３】例えば、塩化物濃度が１％以下と低く、か
つ酸化性の雰囲気である場合には、ＺｒまたはＺｒ基合
金で高圧反応容器を製造するあるいはライニングを施す
ことが好ましい。

【００８４】例えば、塩化物濃度が１％以上とやや高
く、かつ酸化性の雰囲気である場合には、ＴｉまたはＴ
ｉ基合金で高圧反応容器を製造するあるいはライニング
を施すことが好ましい。

【００８５】例えば、塩化物濃度が１％以上とやや高
く、かつ酸化性または還元性の雰囲気である場合には、
ＴａまたはＴａ基合金で高圧反応容器を製造するあるい
はライニングを施すことが好ましい。

【００８６】例えば、塩化物濃度が数％以上と高い場合
には、Ａｕ、Ａｕ合金、ＰｔまたはＰｔ基合金で高圧反
応容器を製造するあるいはライニングを施すことが好ま
しい。

【００８７】腐食性の高い反応物質に接触する高圧反応
容器内面を、処理環境に応じて、耐食性の高い金属で構
成することで、腐食から守ることができる。

【００８８】請求項２０記載の高圧反応容器は、請求項
１５乃至１８いずれか１項記載の高圧処理装置におい
て、前記高圧反応容器の内面に、セラミックスが溶射さ
れていることを特徴とする。

【００８９】高圧反応容器内部の温度が約550 ℃以上と
極めて高い場合には、耐食性の良いセラミックスの溶射
を施すことが好ましいからである。腐食性の高い反応物
質に接触する高圧反応容器内面を、処理環境に応じて、
耐食性の高いセラミックスで被覆し、腐食から守ること
ができる。

【００９０】請求項２１記載の高圧反応容器は、請求項
１５乃至２０いずれか１項記載の高圧処理装置におい
て、前記高圧反応容器内に加熱手段を設置することを特
徴とする。

【００９１】加熱手段を容器内部に挿入して内部加熱と
することで加熱効率が向上する。

【００９２】請求項２２記載の高圧反応容器は、請求項
２１記載の高圧処理装置において、前記加熱手段表面
が、オーステナイトステンレス鋼、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、
Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、これらの２種以上の合金およびこれ
らの１種以上と他の金属との合金のいずれかで被覆され
ていることを特徴とする。

【００９３】加熱手段の表面は、伝熱面であり温度も高
く最も厳しい腐食環境となるため、高耐食性金属で被覆
する必要がある。上述したように、腐食環境が酸化性で
あるか、塩化物を含むかどうかにより、各種不動態材料
の使用可能範囲は図１６のように表される［M.Stern,
C.Bishop, Trans. Amer. Soc. Metals, Vol.52, p.239
(1960)］。

【００９４】例えば、高圧反応容器内部の塩化物濃度が
100ppb以下と低く、かつ酸化性の雰囲気である場合に
は、加熱手段をオーステナイトステンレス鋼で被覆する
ことが好ましい。

【００９５】例えば、塩化物濃度が１％以下と低い場合
には、Ｎｉ基耐食合金で被覆することが好ましい。

【００９６】例えば、塩化物濃度が１％以下と低く、か
つ酸化性の雰囲気である場合には、ＺｒまたはＺｒ基合
金で被覆することが好ましい。

【００９７】例えば、塩化物濃度が１％以上とやや高
く、かつ酸化性の雰囲気である場合には、ＴｉまたはＴ
ｉ基合金で被覆することが好ましい。

【００９８】例えば、塩化物濃度が１％以上とやや高
く、かつ酸化性または還元性の雰囲気である場合には、
ＴａまたはＴａ基合金で被覆することが好ましい。

【００９９】例えば、塩化物濃度が数％以上と高い場合
には、Ａｕ、Ａｕ合金、ＰｔまたはＰｔ基合金で被覆す
ることが好ましい。

【０１００】こうして、腐食性の高い反応物質に接触す
る加熱手段の表面を、処理環境に応じて、耐食性の高い
金属で被覆することで、腐食から守ることができる。

【０１０１】高圧反応容器内で起こる反応によっては、
加熱器を初期加熱のみに利用し、装置運転中の熱源を反
応物に頼ることもできるが、こうした場合には、加熱器
内部に冷却用ガスを流せる構造とすることが好ましい。
加熱器運転停止時に冷却すれば、加熱器表面の腐食を抑
制できるからである。

【０１０２】請求項２３記載の高圧処理装置は、請求項
１乃至１４いずれか１項記載の高圧処理装置において、
前記高圧反応容器が外部容器の内部に配設されており、
前記高圧反応容器と前記外部容器との間隙内の圧力を前
記高圧反応容器内の圧力よりも高く制御する間隙圧力制
御手段を有することを特徴とする。

【０１０３】被処理物が固体であっても、高圧反応容器
に安全に供給できる。

【０１０４】請求項２４記載の高圧処理装置は、請求項
１乃至２３いずれか１項記載の高圧処理装置において、
前記高圧反応容器内の反応媒体が、超臨界状態あるいは
亜臨界状態であることを特徴とする。

【０１０５】請求項２５記載の高圧処理装置への供給方
法は、第１の固体貯留槽から第２の固体貯留槽に固体を
大気圧下で供給し、前記第２の固体貯留槽から高圧反応
容器に前記固体を供給するにあたり、前記第１の固体貯
留槽と前記第２の固体貯留槽との間に第１の密封機構を
介在させ、前記第２の固体貯留槽と前記高圧反応容器と
の間に第２の密封機構を介在させ、前記第１の密封機構
を閉鎖し前記第２の密封機構を開放するとともに、前記
第１の密封機構と前記第２の密封機構との間の圧力と、
前記第２の密封機構と前記高圧反応容器との間の圧力と
が、前記高圧反応容器に向けて漸減する圧力勾配を形成
することを特徴とする。

【０１０６】こうした方法により、被処理物を高圧反応
容器に供給する際に、高圧反応容器から第２の固体貯留
槽側への流体の逆流を防止できる。

【０１０７】請求項２６記載の高圧処理装置の保護方法
は、高圧反応容器と、前記高圧反応容器を内部に配設す
る外部容器との間隙に保圧流体を満たし、前記保圧流体
を加圧して前記間隙内の圧力を前記高圧反応容器内の圧
力よりも高く維持し、前記保圧流体の温度と動きを制御
して前記外部容器の温度を前記高圧反応容器の温度より
低く維持することを特徴とする。

【０１０８】こうした方法により、高圧反応容器を確実
に保護することができる。

【０１０９】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図を参照して
説明する。なお、以下の図において、同一の要素には同
一の符号を付け重複する説明を省略する。

【０１１０】( 実施例１）図１に本実施例に係る高圧処
理装置の概略を示す。

【０１１１】実施例１の高圧処理装置は、固体廃棄物を
超臨界状態で分解処理する装置であり、大まかに言う
と、被処理物を超臨界状態で反応させ処理する高圧反応
容器２００、高圧反応容器２００に被処理物を供給する
被処理物供給装置１００、高圧反応容器に反応媒体を供
給する媒体供給装置３００、および高圧反応容器２００
で生成された反応生成物を回収する生成物回収装置４０
０からなる。

【０１１２】図１に示すように、供給装置１００におい
ては、ステンレス鋼製の第１の固体貯留槽１０１とステ
ンレス鋼製の第２の固体貯留槽１０３を連結するステン
レス鋼製の第１の供給管１０５に、第１の密封機構とし
ての第１の往復動開閉機１０２が設けられており、第２
の固体貯留槽１０３と高圧反応容器２００を連結するス
テンレス鋼製の第２の供給管１０６には、第２の密封機
構としての第２の往復動開閉機１０４が設けられてい
る。

【０１１３】第１の固体貯留槽１０１には密封機能をも
たない蓋９９が設けられている。放射性廃棄物などを処
理する場合には、第１の固体貯留槽１０１へ被処理物を
供給する際に周囲の環境への漏洩を防ぐため、供給装置
１００をグローブボックスやドラフトなどの中に設置す
ることが望ましい。

【０１１４】第１の固体貯留槽１０１と第２の固体貯留
槽１０３には、振動機１１７，１１８がそれぞれ設けら
れている。第２の固体貯留槽１０３の容積は第１の固体
貯留槽１０１の容積より小さく設定されている。例え
ば、第１の固体貯留槽１０１の容積が０．１ｍ^３以上で
ある場合には、第２の固体貯留槽１０３の容積は０．０
０１ｍ^３〜０．０１ｍ^３程度であることが好ましい。こ
れらの容積は上記の値に限られるものではなく、被処理
物の種類、処理量、処理速度、目的とする反応の種類等
によって、適宜設定される。

【０１１５】第２の固体貯留槽１０３と第２の往復動開
閉機１０４および高圧反応容器２００の間の第２の供給
管１０６とへ高圧流体を供給する高圧流体供給装置１０
７が設けられている。

【０１１６】高圧流体供給装置１０７から第２の固体貯
留槽１０３へ供給される流体１６１の流路には、流体１
６１の供給圧力を制御する第１の圧力制御機構１０８、
供給流量を制御する第１の流量制御機構１０９及び供給
を開始したり停止したりする第１の開閉バルブ１１０が
設置されている。

【０１１７】第２の固体貯留槽１０３には、第２の固体
貯留槽１０３内の圧力を逃す圧力逃し弁１１１が設けら
れている。

【０１１８】高圧流体供給装置１０７から第２の往復動
開閉機１０４と高圧反応容器２００との間の第２の供給
管１０６へ供給される流体１６３の流路には、流体１６
３の供給圧力を制御する第２の圧力制御機構１１２、供
給流量を制御する第２の流量制御機構１１３及び供給を
開始したり停止したりする第２の開閉バルブ１１４が設
置されている。

【０１１９】被処理物供給装置１００の、第１の往復動
開閉機１０２から高圧反応容器２００までの構造につい
ては、各構造物の壁を厚くして耐圧機能を持たせてあ
る。例えば、本実施例ではステンレス鋼製の供給管の内
径が約５０ｍｍである場合には肉厚は約５０ｍｍとして
いる。

【０１２０】高圧反応容器２００は耐圧性の外部容器２
０３の内部に配設されている。外部容器２０３はステン
レス鋼製で、肉厚を厚くして耐圧構造となっている。高
圧反応容器２００はチタン合金製であり、外部容器２０
３と違って、耐圧構造とはなっていない。

【０１２１】高圧反応容器２００の容積の好適値は、被
処理物の種類、処理量、処理速度、分解反応の種類等で
変動するため、適宜設定される。本実施例では約０．０
３ｍ^３とした。

【０１２２】高圧反応容器２００には、反応媒体供給装
置３００が連結されている。反応媒体供給装置３００
は、水タンク３０７、過酸化水素水タンク３０８、それ
ぞれのタンクごとに設けられたポンプ３０３、３０４お
よび反応媒体供給管３０９からなり、供給管３０９には
予熱器３０５が設けられている。水と過酸化水素を所定
の割合で高圧反応容器２００へ供給するための供給コン
トローラを設けてもよい。

【０１２３】高圧反応容器２００と外部容器２０３との
間隙２０２には配管２１２が接続され水が満たされてい
る。さらに、高圧反応容器２００と間隙２０２の圧力を
測定する圧力センサ２３１、２３２が、それぞれ高圧反
応容器２００内と間隙２０２内に設けられており、これ
らの測定値に基づいて水の圧力をコントロールする圧力
コントローラ２１５が外部に設けられている。

【０１２４】高圧反応容器２００の反応生成物を回収す
る生成物回収装置４００は、生成物を収容する反応生成
物タンク４０１、この反応生成物タンク４０１と高圧反
応容器２００とを連結する生成物排出管４０２、および
この生成物排出管４０２に設けられた冷却器４０３と保
圧弁４０４からなる。

【０１２５】本実施例では、ポリ塩化ビニルを含むプラ
スチック廃棄物を約５ｍｍ以下に粗砕した粗砕粉を被処
理物である固体廃棄物として用いる。プラスチック廃棄
物の最大寸法は、供給管１０５、１０６中を閉塞せずに
通過できるように、供給管１０５、１０６の内径の約１
／１０以下にしておくことが望ましい。ただし、スラリ
ーにするわけではないので、数十μｍ以下の微粉にする
必要はない。

【０１２６】高圧流体供給装置１０７から供給される高
圧流体１６１及び１６３としては空気を用いる。空気は
容易に入手でき、かつ被処理物であるプラスチック廃棄
物の酸化に有効な酸素を含むからである。空気に限られ
るものではなく、被処理物の種類等に応じて、空気、酸
素ガス、二酸化炭素ガス、炭化水素ガス、窒素ガス、ア
ルゴンガスまたはこれらの混合物等を適宜使用すること
ができる。

【０１２７】また、高圧流体１６１及び１６３として
は、気体に限られるものではなく、例えば、水、過酸化
水素、液体炭化水素またはこれらの２種以上の混合物を
用いてもよい。こうした液体を高圧流体１６１及び１６
３として使用すると、固体廃棄物を洗い落としながら、
高圧反応容器２００に供給することができ好ましい。

【０１２８】高圧反応容器２００へ供給する反応媒体と
しては水を用いる。酸化剤としては過酸化水素水を用い
る。酸化剤を使用するのは、プラスチック廃棄物を酸化
するためである。もちろんこれに限られるものではな
く、目的とする反応や被処理物に応じて、適当な媒体を
使用することができる。

【０１２９】本実施例においては、高圧反応容器２００
と外部容器２０３の間隙２０２に充填する保圧流体とし
て水を用いたが、特にこれに限られるものではなく、間
隙２０２の圧力と温度を適当に維持できるものであれば
よい。また、高圧反応容器２００内の反応温度が高くな
い場合には、外部容器２０３を高圧反応容器２００の内
部より低温に保つ必要がなく、空気、不活性ガス等の気
体を用いることもできる。

【０１３０】本実施例においては、チタン合金製高圧反
応容器２００を用いるが、例えば、ステンレス鋼製の高
圧反応容器の内面を、チタン合金でライニングしてもよ
い。材料費の低減が可能であり好ましい。また、特にチ
タン合金に限られるものではなく、圧力、温度、塩化物
濃度などの処理条件や被処理物に応じて、高圧反応容器
の材質あるいはライニングの材質は適宜選択される。

【０１３１】本実施例においては、塩化物濃度が約１％
で、酸化性の雰囲気であるため、チタン合金で製造され
たあるいはライニングを施された高圧反応容器を用いる
（図１６参照）。

【０１３２】次に、上記高圧処理装置を使用して、固体
廃棄物を処理する方法を述べる。まず、高圧反応容器２
００に固体廃棄物を供給する工程を、図１〜４を参照し
て説明する。

【０１３３】（ａ）図１に示すように、第１の往復動開
閉機１０２を閉にして、蓋９９を開けて、大気圧条件下
で第１の固体貯留槽１０１に固体廃棄物を貯留する。

【０１３４】（ｂ）図２に示すように、第２の往復動開
閉機１０４を閉、第１の開閉バルブ１１０を閉かつ圧力
逃し弁１１１を開にし、振動機１１７を稼動させた状態
で、第１の往復動開閉機１０２を開にする。

【０１３５】このとき、第２の往復動開閉機１０４と高
圧反応容器２００の間の第２の供給管１０６に高圧流体
１６３を供給する第２の開閉バルブ１１４は開にし、高
圧流体供給装置１０７から高圧流体１６３を供給する。
高圧流体１６３の圧力と流量を第２の圧力制御機構１１
２と第２の流量制御機構１１３で制御して、高圧反応容
器２００内より圧力の高い流体を第２の固体貯留槽１０
３側から高圧反応容器２００側へ少量流すようにする。

【０１３６】こうして、第１の固体貯留槽１０１内の固
体廃棄物の一部を、第１の供給管１０５を通って第２の
固体貯留槽１０３に移動させる。振動機１１７の振動で
固体廃棄物の架橋形成による第１の供給管１０５および
第１の固体貯留槽１０１の出口の閉塞を防ぐことができ
る。圧力逃し弁１１１を開に保つことで、第１の固体貯
留槽１０１から第２の固体貯留槽１０３へ固体廃棄物を
移動させても、第２の固体貯留槽１０３の上部空間圧力
を第１の固体貯留槽１０１の上方空間圧力と等しく大気
圧に保つことができる。

【０１３７】さらに、第２の開閉バルブ１１４を開に
し、流体１６３の供給圧力と流量を制御することで高圧
反応容器２００内の流体が被処理物供給装置１００側に
入り込むことを防止する。

【０１３８】（ｃ）図３に示すように、第２の往復動開
閉機１０４は閉のまま第１の往復動開閉機１０２を閉か
つ圧力逃し弁１１１を閉にして、第１の開閉バルブ１１
０を開にする。

【０１３９】高圧流体供給装置１０７から第２の固体貯
留槽１０３内に流体１６１を供給する。流体１６１の供
給圧力を第１の圧力制御機構１０８で制御して、第２の
固体貯留槽１０３内の圧力が、第２の往復動開閉機１０
４側から高圧反応容器２００側へ第２の供給管１０６内
を流れる流体の圧力および高圧反応容器２００内の圧力
より高くなるようにする。第２の固体貯留槽１０３内の
昇圧速度は第１の流量制御機構１０９により高圧流体の
流量を制御して調整する。

【０１４０】こうすることで、次の工程（ｄ）で第２の
往復動開閉機１０４を開いたときに、高圧反応容器２０
０内の流体や、第２の往復動開閉機１０４と高圧反応容
器２００との間の第２の供給管１０６内の流体が、第２
の固体貯留槽１０３に入ってくることを防止できる。

【０１４１】また、工程（ｂ）に引き続き、第２の開閉
バルブ１１４を開にし、高圧流体供給装置１０７から高
圧流体１６３を供給し続けることで、高圧反応容器２０
０内の流体が被処理物供給装置１００側に入ってくるこ
とを防止できる。

【０１４２】（ｄ）図４に示すように、第２の往復動開
閉機１０４を開にし、振動機１１８を稼動させる。第１
の開閉バルブ１１０は開を保ち、高圧反応容器２００内
の流体や、第２の往復動開閉機１０４と高圧反応容器２
００との間の第２の供給管１０６内の流体が、第２の固
体貯留槽１０３入って来ないように、高圧流体１６３よ
り圧力の高い高圧流体１６１を第２の固体貯留槽１０３
に供給し続ける。高圧流体１６１の供給圧力と流量は、
第１の圧力制御機構１０８と第１の流量制御機構１０９
で制御する。

【０１４３】また、工程（ｃ）に引き続き、第２の開閉
バルブ１１４を開にし、高圧流体供給装置１０７から高
圧流体１６３を供給し続ける。

【０１４４】こうして、第２の固体貯留槽１０３内の固
体廃棄物を高圧反応容器２００に移動させる。このと
き、振動機１１８の振動により、固体廃棄物が架橋形成
して第２の供給管１０６および第２の固体貯留槽１０３
の出口を閉塞することを防ぐ。

【０１４５】第２の固体貯留槽１０３内の固体廃棄物を
高圧反応容器２００に供給するときには、第２の固体貯
留槽１０３から固体廃棄物が減少したことで生じる空隙
を何かで補わないと、高圧反応容器２００内の流体が被
処理物供給装置１００側に逆流する恐れがあるが、高圧
流体１６１、１６３の圧力と流量をコントロールして、
第２の固体貯留槽１０３側から高圧反応容器２００側へ
向かって低下する圧力勾配を設けることで、高圧反応容
器２００内の流体が被処理物供給装置１００側へ入り込
むことを防止できる。

【０１４６】すなわち、第１の往復動開閉機１０２から
第２の往復動開閉機１０４までの区間内（第２の固体貯
留槽１０３を含む）の圧力、第２の往復動開閉機１０４
から高圧反応容器２００に至る第２の供給管１０６内の
圧力、高圧反応容器２００の圧力の順でわずかに低くな
るような圧力勾配を設けることで逆流を防止できる。

【０１４７】なお、本実施例においては、高圧反応容器
２００内の圧力を３０．００ＭＰａとすると、高圧流体
供給装置１０７における流体の圧力は３２．００ＭＰ
ａ、第１の圧力制御機構１０８と第１の流量制御機構１
０９との間の配管内の流体１６１の圧力は約３０．０２
ＭＰａ、第２の圧力制御機構１１２と第２の流量制御機
構１１３との間の配管内の流体１６３の圧力は約３０．
０１ＭＰａに設定する。これらの圧力は上記の値に限定
されるものではなく、高圧反応容器２００から供給装置
１００側への流体の逆流を防ぎつつ、固体廃棄物を効率
よく高圧反応容器２００へ供給できるように設定すれば
よい。

【０１４８】（ｅ）第２の固体貯留槽１０３内の固体廃
棄物を高圧反応容器２００へ供給し終わったら、工程
（ｂ）に戻り、工程（ｂ）から（ｄ）の手順をくり返
す。

【０１４９】（ｆ）第１の固体貯留槽１０１内の固体廃
棄物の供給が終了したら、工程（ａ）に戻る。

【０１５０】第１の固体貯留槽１０１内の固体廃棄物が
すべて供給された時点でなく、第１の固体貯留槽１０１
内の固体廃棄物の残量が所定量を下回った時点で、工程
( ａ) に戻るようにしてもよい。

【０１５１】このようにして、高圧反応容器２００に供
給された固体廃棄物は、超臨界状態の水を反応媒体とし
て酸化分解される。

【０１５２】高圧反応容器２００には、水タンク３０７
と過酸化水素水タンク３０８から、反応媒体である水と
酸化剤である過酸化水素水とが、それぞれポンプ３０
３，３０４で加圧され予熱器３０５で加熱されてから、
高圧反応容器２００に供給される。

【０１５３】本実施例においては、高圧反応容器２００
内の条件は、水の臨界点以上の温度４００℃、圧力３０
ＭＰａとする。高圧反応容器２００内には、加熱器を設
置していないが、反応媒体を予熱ヒータ３０５で昇温し
ながら供給することで、高圧反応容器内での反応を開始
させ、分解反応熱により高圧反応容器内部の温度を高く
保つことができる。

【０１５４】もちろん、被処理物、反応媒体、目的とす
る反応の種類等によっては、加熱器を容器内部に設置し
てもよい。また、加熱器を初期加熱のみに利用し、装置
運転中の熱源を反応物に頼ることもできる。こうした場
合には、加熱器内部に冷却用ガスを流せる構造として、
加熱器の表面の腐食を抑制することが好ましい。

【０１５５】高圧反応容器２００内と間隙２０２内には
配管２１２を通って水が供給されている。この水の圧力
を圧力センサ２３１，２３２で測定する。測定値に基づ
いて圧力コントローラ２１５で、間隙２０２内の水の圧
力を高圧反応容器２００内の圧力より０．５ＭＰａ〜５
ＭＰａ程度高く保つ。

【０１５６】なお、本実施例の高圧処理装置において
は、高圧反応容器２００と間隙２０２に圧力センサ２３
１、２３２を設けたが、容器内が高温高圧で圧力センサ
や温度センサの設置が難しいこともある。こうした場合
には、反応器内の圧力や温度を直接測定する代わりに、
反応器に供給する前の媒体と廃棄物の混合物の圧力や温
度を測定して、その値から反応器内の圧力や温度を計算
あるいは予測してもよい。

【０１５７】こうして、高圧反応容器２００内では超臨
界で分解反応と酸化反応が起こり、プラスチック廃棄物
は最終的に水と二酸化炭素になる。生じた反応生成物は
生成物排出管４０２に入り、冷却器４０３で冷却された
後に、保圧弁４０４を通って分解生成物貯蔵タンク４０
１へ排出される。

【０１５８】以上述べたように、本実施例に係る高圧処
理装置によれば、第１の固体貯留槽１０１内の固体廃棄
物をスラリーにすることなくまた融解することなく、高
圧反応容器２００内に供給することができる。したがっ
て、特に従来困難であった、乾いた固体処理物の供給が
可能となる。

【０１５９】本実施例においては、第１および第２の圧
力制御機構１０８、１１２と第１および第２の流量制御
機構１０９、１１３で高圧流体供給装置１０７から供給
される流体の圧力と流量をコントロールして、第２の固
体貯留槽１０３から高圧反応容器２００に固体廃棄物を
供給するに際して、第１の往復動開閉機１０２から第２
の往復動開閉機１０４までの区間内（第２の固体貯留槽
１０３を含む）の圧力、第２の往復動開閉機１０４から
高圧反応容器２００に至る第２の供給管１０６内の圧
力、高圧反応容器２００の圧力の順でわずかに低くなる
ような圧力勾配を設けている。

【０１６０】こうした構成により、供給装置１００から
高圧反応容器２００側に常に流体が流れるようにして、
高圧反応容器２００から供給装置１００側への流体の逆
流を確実に防止でき、装置の安全性を向上できる。

【０１６１】本実施例の高圧処理装置においては、容積
の大きい第１の固体貯留槽１０１から容積の小さい第２
の固体貯留槽１０３に固体廃棄物を小分けして大気圧下
で供給し、第２の固体貯留槽１０３から高圧反応容器２
００に高圧下で供給することをくり返す。

【０１６２】したがって、第１の固体貯留槽１０１には
耐圧機能を持たせる必要はなく、耐圧機能を要求される
部分を従来より小さくして、装置のコストを低減でき
る。また、第２の固体貯留槽１０３の容量を第１の固体
貯留槽１０１より小さくすることで、耐圧機能を持たせ
る部分を更に小さくできる。

【０１６３】第２の固体貯留槽１０３から高圧反応容器
２００へ固体廃棄物を供給するのに、重力による落下を
利用することで、第２の固体貯留槽１０３から高圧反応
容器２００へ固体廃棄物を供給する構造を簡素化でき
る。

【０１６４】第１の固体貯留槽１０１と第２の固体貯留
槽１０３に振動機１１７と振動機１１８をそれぞれ設置
したことで、第１の固体貯留槽１０１内の固体廃棄物及
び第２の固体貯留槽１０３内の固体廃棄物の供給時の架
橋形成による閉塞を防ぐことができる。

【０１６５】第１および第２の密封機構として往復動開
閉機１０２，１０４を用いたことで、固体廃棄物の広い
通過面積を確保し高圧流体の密封を確保することができ
る。

【０１６６】高圧反応容器２００内の圧力よりも空隙２
０２内の圧力の方が高く設定されているため、高圧反応
容器２００には圧縮応力が作用し、割れ等の破損が起こ
りにくい。したがって、高温強度が大きくない材料でも
高耐食性であれば高圧反応容器材料として使用でき、高
圧反応容器材料の選択範囲が広がる。また、高圧反応容
器２００の薄肉化も図れ、コスト軽減につながる。

【０１６７】高圧反応容器２００を外部容器２０３の内
部に配設することにより、外部容器２０３と高圧反応容
器２００間に圧力センサ２３２を設け高圧反応容器２０
０の漏洩を検出することができる。

【０１６８】さらに、高圧反応容器２００が割れた場合
にも、漏洩した反応物が直接外気に触れないので、装置
の安全性を高めることができる。特に、放射性廃棄物の
分解を行う場合には、汚染が外部容器２０３の外に拡大
することがないので、補修や交換工事が行いやすい上、
放射性廃棄物の発生を抑制するメリットがある。

【０１６９】高圧反応容器２００あるいはその表面を廃
棄物の種類に応じて、適当な高耐食性材料で構成するこ
とにより、高圧反応容器を腐食から守り、安価で耐久性
に優れた高圧処理装置を提供することができる。

【０１７０】（実施例２）本実施例に係る高圧処理装置
の被処理物供給装置１００の概要を図５に示す。

【０１７１】実施例２の処理装置は、高圧反応容器２０
０を一重構造とし、被処理物供給装置１００の第２の固
体貯留槽１０３から高圧反応容器２００へ固体廃棄物を
供給するのにピストン１２０を利用すること以外は実施
例１の高圧処理装置と同じ構造である。

【０１７２】高圧反応容器２００は、ステンレス鋼製で
肉厚を厚くして耐圧構造となっており、内面はチタン合
金で被覆されている。

【０１７３】図５に示すように、第２の往復動開閉機１
０４と高圧反応容器２００の間には、第２の供給管１０
６内の一部を往復運動するピストン１２０が設けられて
いる。ピストン１２０の外径は、第２の供給管１０６の
内壁とピストン１２０の間に固体廃棄物が入り込まない
ような値に設定されている。

【０１７４】実際の処理に際しては、実施例１で述べた
工程（ａ）〜（ｄ）と同様に装置を操作する。工程
（ｄ）において、第２の固体貯留槽１０３から落下して
第２の供給管１０６に溜まった固体廃棄物を、ピストン
１２０を移動させて押し出し、高圧反応容器２００に落
下させる。ピストン１２０が最後退位置（図５の向かっ
て左側が後退方向）にあるときには、第２の供給管１０
６は完全に開放され固体廃棄物の広い通過面積が確保さ
れるが、ピストン１２０が前進するにつれて（図５の向
かって右側が前進方向）、第２の供給管１０６の固体廃
棄物通過面積開口は狭まり、最大前進位置にあるときに
は、第２の供給管１０６はピストン１２０で完全に閉塞
される。最大前進位置に達したピストン１２０は、今度
は最後退位置に向かって移動する。

【０１７５】この往復動作をくり返すことで、第２の固
体貯留槽１０３内の固体廃棄物の高圧反応容器２００へ
の断続的供給を小刻みに行える。

【０１７６】このように、本実施例の高圧処理装置にお
いては、実施例１で得られた効果に加えて、固体廃棄物
の断続的供給を小刻みにすることでき、高圧反応容器２
００内の温度、圧力、組成など条件の変化幅をさらに小
さくでき、処理効率と安全性が向上する。

【０１７７】（実施例３）本実施例に係る処理装置の被
処理物供給装置１００の概要を図６に示す。

【０１７８】実施例３の処理装置は、高圧反応容器２０
０を一重構造とし、被処理物供給装置１００の第２の固
体貯留槽１０３から高圧反応容器２００へ固体廃棄物を
供給するのにロータリーフィーダ１２２を利用し、第２
の密封機構としてボール弁１３１を使用し、かつ第２の
供給管１０６の高圧反応容器２００に近い部位に冷却器
１２１を設けること以外は、実施例１の処理装置と同じ
構造である。

【０１７９】実施例２と同様に、高圧反応容器２００
は、ステンレス鋼製で肉厚を厚くして耐圧構造となって
おり、内面はチタン合金で被覆されている。

【０１８０】図６に示すように、第２の固体貯留槽１０
３と高圧反応容器２００の間に、回転羽根１３５を有す
るロータリーフィーダ１２２を設ける。

【０１８１】ロータリーフィーダ１２２の下方には、第
２の密封機構としてのボール弁１３１を設置する。

【０１８２】ボール弁１３１の下方の第２の供給管１０
６に冷却器１２１を設ける。冷却器１２１は水冷式で、
冷却水１３６により第２の供給管１０６を冷却する。

【０１８３】実際の処理に際しては、実施例１で述べた
工程（ａ）〜（ｄ）と同様に装置を操作する。

【０１８４】ボール弁１３１を開にしてロータリーフィ
ーダ１２２を運転すると、第２の固体貯留槽１０３内の
固体廃棄物はロータリーフィーダ１２２の回転羽根１３
５の回転により、ボール弁１３１を介して、高圧反応容
器２００内に供給される。回転羽根１３５の回転速度を
制御することで、供給速度を制御できる。

【０１８５】このように、本実施例の処理装置において
は、ロータリーフィーダ１２２を用いることにより、実
施例１で得られた効果に加えて、第２の固体貯留槽１０
３内の固体廃棄物を高圧反応容器２００に連続的にかつ
定量的に供給でき、高圧反応容器２００内の温度、圧
力、組成など条件の変化幅を更に小さくでき、処理効率
と安全性を向上できる。

【０１８６】第２の密封機構としてボール弁１３１を用
いたため、実施例１で往復動開閉機１０４を用いた場合
と同様に固体廃棄物の広い通過面積を確保しかつ高圧流
体の密閉を確保することができる。さらに往復動開閉機
１０４の往復動に必要な空間と高圧反応容器２００の圧
力に逆らう駆動力が不要となり、実施例１の装置に比べ
て第２の密封機構を小型化できる。

【０１８７】ボール弁１３１を操作する時にロータリー
フィーダ１２２を止めることで、固体廃棄物が存在しな
い状態でボール弁１３１を開閉できる。したがって、固
体廃棄物のボール弁１３１への噛み込みの可能性を低減
できる。

【０１８８】さらに、冷却器１２１を設けることで、高
圧反応容器２００側の温度が高い場合でも、冷却器１２
１から第１の往復動開閉機１０２までの装置の温度を低
く保つことができる。本実施例のように水冷式とすれ
ば、１００℃以下に保つことができる。

【０１８９】冷却器１２１から第１の往復動開閉機１０
２までは、高圧がかかるので材料肉厚を厚くするが、高
温下では材料強度が低下するため、使用温度が高い部分
の材料肉厚はさらに厚くする必要がある。冷却器１２１
を設ければ、冷却器１２１から第１の往復動開閉機１０
２までの部分の温度を低く保つことができ、該当部分の
材料肉厚を厚くする必要がなくなり、装置が小型化しコ
ストも低下する。また、装置構造材材料、耐圧シール材
料など使用材料の選定範囲を広げることもできる。

【０１９０】（実施例４）本実施例に係る処理装置の被
処理物供給装置１００の概要を図７に示す。

【０１９１】実施例４の処理装置は、被処理物供給装置
１００の第１の固体貯留槽１０１から第２の固体貯留槽
１０３へ固体廃棄物を供給するのにもロータリーフィー
ダを利用し、第１の密封機構としてもボール弁を使用す
ること以外は、実施例３の処理装置と同じ構造である。

【０１９２】図７に示すように、第１の固体貯留槽１０
１と第２の固体貯留槽１０３との間、および第２の固体
貯留槽１０３と高圧反応容器２００との間に、それぞれ
ロータリーフィーダ１２３および１２２を設ける。ま
た、ロータリーフィーダ１２３および１２２の下方に
は、それぞれボール弁１３２および１３１を設ける。

【０１９３】本実施例においては、第１および第２の密
封機構としてボール弁を用いたので、往復動開閉機を用
いた場合と同様に固体廃棄物の広い通過面積を確保し、
かつ高圧流体の密閉を確保することができる。こうした
効果に加えて、往復動に必要な空間および第２の固体貯
留槽１０３加圧時の圧力あるいは高圧反応容器２００の
圧力に逆らう駆動力が不要となり、第１および第２の密
封機構の小型化が可能となる。

【０１９４】ロータリーフィーダ１２３および１２２を
用いることにより、第１の固体貯留槽１０１から第２の
固体貯留槽１０３に供給する固体廃棄物および第２の固
体貯留槽１０３から高圧反応容器２００に供給する固体
廃棄物を連続的にかつ定量的に供給できる。また、ボー
ル弁を操作する時に対応するロータリーフィーダを止め
ることで、固体廃棄物がない状態で対応するボール弁の
開閉ができ、固体廃棄物がボール弁へ噛み込む可能性を
低減できる。

【０１９５】（実施例５）本実施例に係る処理装置の被
処理物供給装置１００の概要を図８に示す。

【０１９６】実施例５の処理装置は、被処理物供給装置
１００が粗砕機を具備すること以外は、実施例４の処理
装置と同じ構造である。

【０１９７】粗砕機１２４としては、インパクトクラッ
シャーを用いた。インパクトクラッシャーとは、回転す
る衝撃刃と反発板の間のくり返し衝撃により固体を粗砕
するものである［化学工学協会編「化学工学便覧改訂五
版」丸善、８２７ページ（１９８８年）］。

【０１９８】例えば、最大寸法約６０ｍｍの塊を含む石
炭を被処理物とするときは、第１および第２の供給管１
０５、１０６（内径５０ｍｍ）を通過させるため、石炭
をインパクトクラッシャーで最大寸法約５ｍｍ以下に粗
砕してから、第１の固体貯留槽１０１に貯留する。

【０１９９】使用済みのポリエチレンビンやゴム手袋等
の、弾性を有する物質を被処理物とするときは、インパ
クトクラッシャーのみで粗砕するのは難しい。こうした
弾性物質が低温脆性を有する場合には、断熱材で断熱さ
れた容器１５１に液体窒素１５２を入れ、そこに使用済
みのポリエチレンビンやゴム手袋を浸漬してから粗砕機
１２４に移し粗砕する。

【０２００】本実施例においては、粗砕機１２４を具備
することで、実施例４で得られた効果に加えて、塊状の
固体を高圧反応容器に供給できる。また、低温脆性物質
を粗砕する場合には、断熱材で断熱された断熱容器１５
１、液体窒素１５２および粗砕機１２４で構成された低
温粗砕機を使用することで効果的に被処理物を粗砕でき
る。

【０２０１】（実施例６）本実施例に係る処理装置の被
処理物供給装置１００の概要を図９に示す。

【０２０２】実施例６の処理装置は、被処理物供給装置
１００が固体の供給速度測定装置１２６を具備すること
以外は、実施例４の処理装置と同じ構造である。

【０２０３】図９に示すように、ボール弁１３１と高圧
反応容器２００の間の第２の供給管１０６には、検出板
１６５と衝撃荷重の測定装置１６６とからなる固体の供
給速度測定装置１２６が設けられている。

【０２０４】工程（ｄ）で、ボール弁１３１が開となり
第２の固体貯留槽１０３内の固体廃棄物がロータリーフ
ィーダ１２２で高圧反応容器２００に連続的に供給され
ると、供給管内を落下してきた固体廃棄物は、第２の供
給管１０６の途中に設けられた供給速度測定装置１２６
の検出板１６５に当たる。このときの衝撃荷重は、固体
廃棄物の流量に比例することが知られている［「粉体流
量の計測と制御」化学工学、第６２巻、第７号、３７９
ページ（１９９８年）］。この衝撃荷重を衝撃荷重測定
装置１６６で電気信号に変換して、固体廃棄物の流量を
計測する。

【０２０５】本実施例においては、供給速度測定装置１
２６を設けることで、供給速度を確認しながら固体廃棄
物を供給できる。また、高圧反応容器２００に供給され
た固体廃棄物の量が求められるため、これから、第２の
固体貯留槽１０３内の固体廃棄物を供給し終わる時点を
検知できる。したがって、工程（ｅ）で、第１の固体貯
留槽１０１から第２の固体貯留槽１０３への固体廃棄物
供給工程［工程（ｂ）］あるいは第１の固体貯留槽への
固体廃棄物供給工程 ［工程（ａ）］へ戻るタイミング
を知ることができる。

【０２０６】耐圧機能を要求される高圧処理装置では装
置内を監視するのが困難であるが、本実施例によれば、
固体廃棄物の供給速度を確認しながら運転でき、さらに
運転モードの切り換え時を正確に検知できる。

【０２０７】（実施例７）本実施例に係る処理装置の被
処理物供給装置１００の概要を図１０に示す。

【０２０８】実施例７の処理装置は、被処理物供給装置
１００が第１の固体貯留槽１０１とボール弁１３２との
間にも固体の供給速度測定装置１２７を有し、ロータリ
ーフィーダ１２３を具備しないこと以外は、実施例６の
処理装置と同じ構造である。

【０２０９】図１０に示すように、固体の供給速度測定
装置１２７は、計量貯留槽１７１と重量計１７２からな
る。計量貯留槽１７１は重量計１７２だけに支持されて
いる。第１の固体貯留槽１０１の出口には上部粗粉用開
閉機構１７３が設けられ、計量貯留槽１７１の出口には
下部粗粉用開閉機構１７４が設けられている。

【０２１０】実際の測定に際しては、まず下部粗粉用開
閉機構１７４を含めた計量貯留槽１７１の風袋を重量計
１７２で測定しておく。下部粗粉用開閉機構１７４を閉
にし上部粗粉用開閉機構１７３を開にして、固体廃棄物
を計量貯留槽１７１に供給する。上部粗粉用開閉機構１
７３を閉にして重量計１７２で重量を測定し、得られた
測定値から風袋重量を差し引いて固体廃棄物の正味重量
を求める。こうして、第２の固体貯留槽１０３に供給さ
れる固体廃棄物の重量を知ることができる。

【０２１１】このとき、重量計１７２の指示値を目安と
して上部粗粉用開閉機構１７３を閉とする時点を選べ
ば、第２の固体貯留槽１０３に供給する固体廃棄物の重
量をおおよそ所望の範囲に設定できる。

【０２１２】以上の操作をくり返すことで、供給速度測
定装置１２７で固体廃棄物の供給量累積値を測定して、
単位時間当たりの平均固体供給速度を求めることができ
る。こうした構成により、高圧反応容器２００への固体
廃棄物の供給量をコントロールして、高圧反応容器２０
０内の温度、圧力、組成など条件の変化幅を更に小さく
でき、安全性と処理効率がさらに向上する。

【０２１３】また、計量貯留槽１７１を、第１の固体貯
留槽１０１とボール弁１３２との間の耐圧機能を要求さ
れない部位に設けることで、計量貯留槽１７１の肉厚を
薄く軽量とし、固体廃棄物の重量測定精度を高く維持で
きる。

【０２１４】ロータリーフィーダを設けなくても、ボー
ル弁１３２を操作する時には、下部粗粉用開閉機構１７
４を閉にすることで、固体廃棄物がない状態でボール弁
１３２の開閉ができ、固体廃棄物がボール弁１３２へ噛
み込む可能性を低減できる。

【０２１５】（実施例８）本実施例に係る処理装置の被
処理物供給装置１００の概要を図１１に示す。

【０２１６】実施例８の処理装置は、被処理物供給装置
１００が高圧反応容器２００へ固体を供給するスクリュ
ーフィーダ１２８を有すること以外は、実施例７の処理
装置と同じ構造である。

【０２１７】図１１に示すように、ボール弁１３１と固
体の供給速度測定装置１２６との間の第２の供給管１０
６にスクリュー１８１を有するスクリューフィーダ１２
８が設けられている。

【０２１８】ロータリーフィーダ１２２の場合、回転羽
根１３５に囲まれた空間に保持された固体廃棄物は、ほ
とんど同時に高圧反応容器２００に供給される。一方、
スクリューフィーダ１２８の場合は、供給口１８２に到
達した固体から順に、スクリュー１８１の回転により高
圧反応容器２００に供給されていく。

【０２１９】したがって、スクリューフィーダ１２８を
用いることで、実施例７のようにロータリーフィーダ１
２２だけで供給する場合に比べて、より滑らかに連続的
に固体廃棄物を供給できる。

【０２２０】もちろん、ロータリーフィーダ１２２を設
けずにスクリューフィーダ１２８のみで、第２の固体貯
留槽１０３から高圧反応容器２００への固体廃棄物の供
給を行ってもよいが、本実施例のようにロータリーフィ
ーダ１２２も設けることで、ボール弁１３１への固体廃
棄物のかみ込みを効果的に防止できる。

【０２２１】（実施例９）本実施例に係る高圧処理装置
の被処理物供給装置１００の概要を図１２に示す。

【０２２２】実施例９の高圧処理装置は、被処理物供給
装置１００が高圧反応容器２００へ固体を供給する振動
フィーダ１２９を有すること以外は、実施例７の処理装
置と同じ構造である。

【０２２３】図に示すように、ボール弁１３１と固体の
供給速度測定装置１２６との間の第２の供給管１０６
に、振動機１９１を有する振動フィーダ１２９が設けら
れている。振動機１９１は斜め方向の振動を起こす。

【０２２４】振動フィーダ１２９も、スクリューフィー
ダ１２８と同様、供給口１９２に到達した固体廃棄物か
ら順に高圧反応容器２００に供給する。したがって、振
動フィーダ１２９を用いることで、実施例７のようにロ
ータリーフィーダ１２２だけで供給する場合に比べて、
より滑らかに連続的に固体廃棄物の供給ができる。

【０２２５】また、振動フィーダ１２９は、実施例８記
載のスクリューフィーダ１２８と異なり、高圧がかかる
構造部分の壁面に軸等を貫通させる必要がないという利
点がある。

【０２２６】もちろん、ロータリーフィーダ１２２を設
けずにスクリューフィーダ１２８のみで、第２の固体貯
留槽１０３から高圧反応容器２００への被処理物の供給
を行ってもよいが、本実施例のようにロータリーフィー
ダ１２２も設けることで、ボール弁１３１への固体廃棄
物のかみ込みを効果的に防止できる。

【０２２７】（実施例１０）本実施例に係る高圧処理装
置の概要を図１３に示す。

【０２２８】本高圧処理装置は、液体廃棄物を被処理物
とするもので、図１３に示すように、耐圧性の外部容器
２０３の内部に配設された高圧反応容器２００、この高
圧反応容器２００に液体廃棄物を供給する被処理物供給
装置１００、高圧反応容器２００に反応媒体を供給する
媒体供給装置３００および高圧反応容器２００で生成さ
れた反応生成物を回収する生成物回収装置４００からな
る。

【０２２９】本実施例の高圧反応容器２００は、間隙２
０２に充填する保圧流体として気体である空気を使用す
ること以外は、実施例１の高圧反応容器２００と基本的
に同様の構成を有する。

【０２３０】すなわち、高圧反応容器２００内と間隙２
０２内には圧力センサ２３１、２３２が設置され、この
測定値に基づいて間隙２０２内の空気の圧力を所望の範
囲に制御する圧力コントローラ２１５が高圧反応容器２
００の外部に設けられている。

【０２３１】高圧反応容器２００はステンレス鋼製で内
面はＮｉ合金で被覆されている。ただし、これに限られ
るものではなく、実施例１で挙げたように、処理雰囲気
に適した材料で製造されたあるいはライニングを施され
た高圧反応容器を用いることができる。外部容器２０３
はステンレス鋼製で、肉厚を厚くして耐圧構造となって
いる。

【０２３２】高圧反応容器と外部容器の大きさの比率
は、約１：１．５である。高圧反応容器の容積の好適値
は、被処理物の種類、処理量、処理速度、分解反応の種
類等によって変動するが、本実施例では約０．０１ｍ^３
とする。

【０２３３】被処理物供給装置１００は、被処理物を貯
留する被処理物供給タンク１４２、被処理物供給タンク
１４２から高圧反応容器２００に接続された被処理物供
給管１４５、およびポンプ１４１からなる。本実施例で
は、従来から用いられているポンプ１４１を利用する
が、特にこれに限られるものではなく、安全に効率よく
高圧反応容器に被処理物を供給できればどんな供給装置
でもよい。

【０２３４】反応媒体供給装置２００および生成物回収
装置４００の基本的構成は実施例１と同様である。

【０２３５】本実施例においては、実施例１とは異な
り、ＰＣＢを含む液体廃棄物を被処理物とする。本実施
例では、ＰＣＢを含む廃液を対象とするが、例えば、ト
リクロロエタン、ダイオキシン等を含む廃液でもよい。
固体を微細に粉砕してから水と混合しスラリー状とした
もの、プラスチックを融解したもの等を被処理物として
もよい。

【０２３６】高圧反応容器２００へ供給する反応媒体と
しては、実施例１と同様に水を用いる。酸化剤としては
過酸化水素水を用いる。被処理物であるＰＣＢを含む廃
液を酸化するためである。

【０２３７】本実施例においては、高圧反応容器２００
と外部容器２０３の間隙２０２に充填する流体として空
気を用いたが、特にこれに限られるものではなく、間隙
２０２の圧力を適当に維持できるものであればよい。例
えば、各種の不活性ガスが用いられる。

【０２３８】実際の処理に際しては、圧力コントローラ
２１５で、圧力センサ２３１、２３２の測定値に基づい
て、間隙２０２内の圧力を高圧反応容器２００内の圧力
より０．５ＭＰａ〜５ＭＰａ程度高く保つ。高圧反応容
器内の温度は約５００℃、圧力は約３０ＭＰａとする。

【０２３９】タンク１４２内の液体廃棄物は、ポンプ１
４１で加圧され、廃棄物供給管１４５を経て高圧反応容
器２００内に供給される。

【０２４０】反応媒体である水および酸化剤である過酸
化水素水は予熱器３０５で加温されつつ、ポンプ３０３
と３０４で高圧反応容器２００内に供給される。

【０２４１】高圧反応容器２００内では、液体廃棄物と
反応媒体が超臨界状態で反応する。本実施例において
は、被処理物としてＰＣＢ他の有機成分を含む廃液を用
い、反応媒体として水を用いるため、高圧反応容器２０
０内の温度は分解反応熱により超臨界状態に保たれる。

【０２４２】また、高圧反応容器内の塩化物濃度は約１
０００ｐｐｍであり、雰囲気は酸化性であるため、高圧
反応容器２００の内面をＮｉ合金で被覆することで、腐
食から効果的に守ることができる。

【０２４３】分解生成物は廃棄物排出管４０２に入り、
冷却器４０３で冷却されてから保圧弁４０４を通過して
分解生成物タンク４０１に排出される。

【０２４４】こうした構成により、高圧反応容器２００
と外部容器２０３の圧力差を小さくすれば、高温強度が
大きくない材料でも高耐食性であれば高圧反応容器材料
として使用できる。また、高圧反応容器２００表面を廃
棄物の種類に応じた高耐食性材料で構成することによ
り、安価で耐久性に優れた高圧処理装置を提供すること
ができる。

【０２４５】保圧流体として空気を使用しているため、
流体の入手が容易で装置の構造も簡素化でき、コストも
かからない。

【０２４６】本実施例の高圧処理装置は、廃棄物処理の
みではなく、化学物質の合成、抽出分離等にも好ましく
使用できる。例えば、二酸化炭素を超臨界媒体として化
学物質の抽出分離を行う場合には、反応温度は３１℃付
近であり、高圧反応容器２００内に加熱器を設置しなく
ても、反応媒体などを予熱することで反応を起こさせ続
行させることができる。生成物を冷却する必要がないと
きは、生成物回収装置に冷却器を設けなくてもよい。

【０２４７】もちろん、被処理物、反応媒体、目的とす
る反応の種類によっては、加熱器を高圧反応容器内部に
設置してもよい。

【０２４８】本実施例の高圧反応容器と実施例１〜９の
被処理物供給装置のいずれかとを組み合わせて使用する
こともできる。

【０２４９】（実施例１１）本実施例に係る高圧処理装
置の概要を図１４に示す。

【０２５０】実施例１１の高圧処理装置は、高圧反応容
器２００の内面をＮｉ基合金で被覆し、高圧反応容器２
００内部に加熱器２０４を設け、高圧反応容器２００と
外部容器２０３との間隙２０２を満たす保圧流体として
液体である水を使用し、冷却器２０６を有する水循環ラ
イン２０５を具備すること以外は、実施例１０の高圧処
理装置と基本的に同様の構成を有する。

【０２５１】本実施例においても、実施例１０と同様
に、被処理物を液体廃棄物とする。本実施例では、ＰＣ
Ｂを含む廃液を対象としたが、トリクロロエタン、ダイ
オキシン等を含む廃液でもよい。固体を微細に粉砕して
から水と混合しスラリー状としたもの、プラスチックを
融解したもの等を被処理物としてもよい。

【０２５２】図に示すように、高圧反応容器２００内に
は、温度センサ付き加熱器２０４が設置されている。加
熱器２０４の表面はチタン合金でライニングされてい
る。

【０２５３】間隙２０２には、水循環ライン２０５が接
続されている。水循環ライン２０５は、水タンク２０
７、循環ポンプ２１１、保圧弁２１３、冷却器２０６、
これらをつなぐ配管２１２、および高圧反応容器２００
と間隙２０２の圧力を測定する圧力センサ２３１、２３
２を有する圧力コントローラ２１５からなる。

【０２５４】高圧反応容器２００と間隙２０２の温度を
測定する温度センサおよびこれらの温度センサの測定値
に基づいて水（保圧流体）の温度をコントロールする温
度コントローラを設けてもよい。

【０２５５】水循環ライン２０５においては、タンク２
０７内の水が、ポンプ２１１で加圧され、間隙２０２内
に供給される。高圧反応容器２００内と間隙２０２内と
の圧力を圧力センサ２３１，２３２で測定し、この測定
値に基づいて圧力コントローラ２１５でポンプ２１１の
運転状態をコントロールすることで、間隙２０２内の水
の圧力を高圧反応容器２００内の圧力より０．５ＭＰａ
〜５ＭＰａ程度高く保つ。

【０２５６】間隙２０２内に供給された水を、水循環ラ
イン２０５で冷却器２０６により冷却しつつ循環させる
ことで、外部容器２０３の温度を高圧反応容器２００よ
り低く保つことができる。例えば、本実施例の場合に
は、外部容器の温度が、約１００℃〜２００℃になるよ
うに冷却することが好ましい。

【０２５７】固体廃棄物等をスラリー化してから、ポン
プ１４１で加圧して高圧反応容器２００に供給する場合
には、このタンク２０７からの水をスラリー化に供給し
てもよい。

【０２５８】高圧反応容器内の温度は約５００℃、圧力
は約３０ＭＰａとする。温度は温度センサ付き加熱器２
０４で維持する。

【０２５９】高圧反応容器２００内では、液体廃棄物と
反応媒体が超臨界状態で反応する。本実施例において
は、反応媒体を超臨界状態に維持するために加熱器２０
４を設けたが、加熱が必要のない反応を行う場合は、加
熱器を設置しなくてもよい。また、反応によっては、加
熱器を初期加熱のみに利用し、装置運転中の熱源を反応
物に頼ることもできる。こうした場合には、加熱器内部
に冷却用ガスを流せる構造とすることが好ましい。加熱
器運転停止時に冷却すれば、加熱器表面の腐食を抑制で
きるからである。

【０２６０】本装置においては、保圧流体として水を使
用し、冷却器を有する水循環ライン２０５を設けて循環
させることにより、外部容器２０３の温度を高圧反応容
器２００の温度より低く保てる。したがって、液体廃棄
物の処理温度が高くても、間隙２０２内の温度を低下さ
せ、外部容器２０３の腐食を抑制させることができる。
高温強度の低い材料でも外部容器２０３の材料として使
用できるようになり、外部容器２０３の材料の選択範囲
が広がりコストも低下できる。

【０２６１】また、高圧反応容器２００の内壁温度も容
器内部の温度より低く保たれるため、高圧反応容器２０
０表面の析出防止を図り腐食条件を緩和できる。すなわ
ち、超臨界状態では金属酸化物の溶解度が非常に低いた
め、プラスチック廃棄物等を超臨界状態で処理すると、
廃棄物中の金属が塩を形成して高圧反応容器２００の内
壁に析出し容器腐食の原因となりやすい。高圧反応容器
２００の内壁温度が下がれば、その部分だけが超臨界状
態でなくなり金属酸化物の溶解度が上昇し、結果として
酸化物の析出を防ぐことができる。

【０２６２】加熱器２０４を高圧反応容器２００の内部
に設置すれば、外部に設置する場合に比べて、加熱器２
０４の表面積を小さくして、加熱器のコストを低くでき
る。

【０２６３】さらに、加熱器２０４の表面を被処理物の
種類に応じて、適当な高耐食性材料で構成することによ
り、加熱器２０４を腐食から守り、安価で耐久性に優れ
た高圧処理装置を提供することができる。

【０２６４】本実施例の高圧反応容器と実施例１〜９の
被処理物供給装置のいずれかとを組み合わせて使用する
こともできる。特に、被処理物である固体廃棄物の処理
温度が高い場合に好ましい。

【０２６５】（実施例１２）本実施例に係る高圧処理装
置の高圧反応容器の概要を図１５に示す。

【０２６６】実施例１２の高圧処理装置は、高圧反応容
器２００の外部容器２０３が蓋２２１と胴部２２２から
なり、高圧反応容器２００がこの蓋２２１に着脱可能に
固定されていること以外は、実施例１０の高圧処理装置
と基本的に同様の構成を有する。

【０２６７】図１５に示すように、高圧反応容器２００
の外部容器は開放可能な蓋２２１とスライド式胴部２２
２からなる。

【０２６８】蓋２２１には、高圧反応容器２００を着脱
可能に固定するための連結式サポート２１９が溶接され
ている。さらに、被処理物供給管１４５、反応媒体供給
管３０９、廃棄物排出管４０２、配管２１２および圧力
センサ２３１，２３２も溶接されている。

【０２６９】高圧反応容器２００には、連結式サポート
２１９、廃棄物供給管１４５、反応媒体供給管３０９、
生成物排出管４０２および圧力センサ２３２が着脱可能
に固定されている。

【０２７０】本実施例においては、高圧反応容器２００
が腐食等の損傷を受けた場合には、外部容器胴部２２２
を蓋２２１から取り外し、スライドさせて高圧反応容器
２００を露出させ、蓋２２１に溶接された連結式サポー
ト２１９、被処理物供給管１４５、反応媒体供給管３０
９、生成物排出管４０２および圧力センサ２３２を、高
圧反応容器２００から取り外すことができる。したがっ
て、損傷した高圧反応容器２００の補修または交換が容
易となり、実施例１０の効果に加えて、装置の保守に要
するコストを大幅に低減することができる。

【０２７１】高圧反応容器２００を胴部２２２に着脱可
能に固定してもよい。要は、高圧反応容器２００を外部
容器２０３その他の構造物から取り外せる構成とすれば
よいのである。連結式サポート２１９、被処理物供給管
１４５、反応媒体供給管３０９、生成物排出管４０２、
配管２１２および圧力センサ２３１，２３２等も、外部
容器２０３から取り外し可能としてもよい。

【０２７２】実施例１１のように、保圧流体として水等
の液体を使用し、冷却器を有する水循環ラインを設け
て、外部容器の温度を高圧反応容器の温度より低く保つ
ようにしてもよい。

【０２７３】また、本実施例の高圧反応容器を、実施例
１〜９記載の被処理物供給装置のいずれかと組み合わせ
てもよい。

【０２７４】

【発明の効果】本発明の高圧処理装置によれば、固体を
スラリーにすることなく、また融解することなく、高圧
反応容器内に断続的または連続的に供給でき、高圧反応
容器内の温度、圧力、組成など条件の変化幅を小さくす
ることができる。さらに、高圧反応容器内の流体が、被
処理物供給装置に逆流することを防止できる。また、安
全性・ 耐食性に優れた高圧反応容器を有する高圧処理装
置とこの高圧反応容器の保護方法を提供できる。

【０２７５】したがって、優れた処理効率と高い安全性
を有する高圧処理装置を低コストで提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の高圧処理装置の概略を示す
模式図。

【図２】図１の高圧処理装置における固体供給方法を示
す模式図。

【図３】図１の高圧処理装置における固体供給方法を示
す模式図。

【図４】図１の高圧処理装置における固体供給方法を示
す模式図。

【図５】本発明の実施例２の高圧処理装置の概略を示す
模式図。

【図６】本発明の実施例３の高圧処理装置の概略を示す
模式図。

【図７】本発明の実施例４の高圧処理装置の概略を示す
模式図。

【図８】本発明の実施例５の高圧処理装置の概略を示す
模式図。

【図９】本発明の実施例６の高圧処理装置の概略を示す
模式図。

【図１０】本発明の実施例７の高圧処理装置の概略を示
す模式図。

【図１１】本発明の実施例８の高圧処理装置の概略を示
す模式図。

【図１２】本発明の実施例９の高圧処理装置の概略を示
す模式図。

【図１３】本発明の実施例１０の高圧処理装置の概略を
示す模式図。

【図１４】本発明の実施例１１の高圧処理装置の概略を
示す模式図。

【図１５】本発明の実施例１２の高圧処理装置の概略を
示す模式図。

【図１６】各種不動態材料の使用可能範囲を示す図。

【図１７】高圧反応容器に固体材料を供給する装置の従
来例を示す図。

【図１８】高圧反応容器に固体材料を供給する装置の他
の従来例を示す図。

【符号の説明】

１１…フィード・スラリータンク、１５…フィード・ポ
ンプ、１７…抽出器、１９酸化反応器、２０…原料源、
２５…灰分分離器、２６…灰分、２８…エキスパンダー
・タービン、３０…出口部、５１…プラスチック廃棄
物、５２…溶融槽、５３…溶融プラスチック、５４…熱
交換パイプ、５５…予熱器、５６…反応器、５７…ボイ
ラー、５８…水蒸気、５９…反応生成物、６０…熱交換
器、６１気液分離器、６２…分離器、６６…後処理器、
９９…蓋、１００…被処理物供給装置、１０１…第１固
体貯留槽、１０２…第１の往復動開閉機、１０３…第２
固体貯留槽、１０４…第２の往復動開閉機、１０５…第
１の供給管、１０６…第２の供給管、１０７…高圧流体
供給装置、１０８…第１の圧力制御機構、１０９…第１
の流量制御機構、１１０…第１の開閉バルブ、１１１…
圧力逃し弁、１１２…第２の圧力制御機構、１１３…第
２の流量制御機構、１１４…第１の開閉バルブ、１１
７、１１８…振動機、１２０…ピストン、１２１…冷却
器、１２２、１２３…ロータリーフィーダ、１２４…粗
砕機、１２６、１２７…供給速度測定装置、１２８…ス
クリューフィーダ、１２９…振動フィーダ、１３１、１
３２…ボール弁、１３５…回転羽根、１３６…冷却水、
１４１…ポンプ、１４２…被処理物供給タンク、１４５
…被処理物供給管、１５１…断熱容器、１５２…液体窒
素、１６１，１６３…流体、１６５…検出板、１６６…
衝撃荷重の測定装置、１７１…計量貯留槽、１７２…重
量計、１７３…上部粗粉用開閉機構、１７４…下部粗粉
用開閉機構、１８１…スクリュー、１８２…供給口、１
９１…振動機、１９２…供給口、２００…高圧反応容
器、２０２…間隙、２０３…外部容器、２０４…温度セ
ンサ付き加熱器、２０５…水循環ライン、２０６…冷却
器、２０７…タンク、２１１…循環ポンプ、２１２…配
管、２１３…保圧弁、２１５…圧力コントローラ、２１
９…連結式サポート、２２１…蓋、２２２…胴部、２３
１、２３２…圧力センサ、３００…媒体供給装置、３０
３，３０４…ポンプ、３０５…予熱器、３０７…水タン
ク、３０８…過酸化水素水タンク、３０９…反応媒体供
給管、４００…生成物回収装置、４０１…生成物タン
ク、４０２…生成物排出管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤井 芳恵 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 斉藤 宣久 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 松林 義和 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 山口 恭志 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 大村 恒雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 阿部 由美子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 小原 敦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 4G068 AA02 AB01 AB17 AB22 AC01 AC20 AE01 AF07 AF12

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の固体貯留槽と、 前記第１の固体貯留槽に第１の連結管を介して接続され
   た第２の固体貯留槽と、 前記第２の固体貯留槽に第２の連結管を介して接続され
   た高圧反応容器と、 前記高圧反応容器内に反応媒体を供給する反応媒体供給
   手段と、 前記第１の連結管と前記第２の連結管にそれぞれ介挿さ
   れた第１の密封機構と第２の密封機構と、 前記第１の密封機構と前記第２の密封機構との間に第１
   の流体を供給する第１の流体供給機構と、 前記第２の密封機構と前記高圧反応容器との間に第２の
   流体を供給する第２の流体供給機構と、 前記第１の密封機構閉鎖時に前記第２の密封機構を開放
   するとともに前記第１の流体と前記第２の流体を制御し
   て、前記第１の密封機構と前記第２の密封機構との間の
   圧力と、前記第２の密封機構と前記高圧反応容器との間
   の圧力とが、前記高圧反応容器に向けて漸減するような
   圧力勾配を形成する圧力勾配形成手段とを有することを
   特徴とする高圧処理装置。
2. 【請求項２】 前記圧力勾配形成手段が、 前記第１の流体の圧力を調整する第１の圧力調整装置
   と、 前記第１の流体の供給量を調整する第１の流量調整装置
   と、 前記第２の流体の圧力を調整する第２の圧力調整装置
   と、 前記第２の流体の供給量を調整する第２の流量調整装置
   とを有することを特徴とする請求項１記載の高圧処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記第２の固体貯留槽の容積が前記第１
   の貯留槽の容積より小さいことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の高圧処理装置。
4. 【請求項４】 前記第２の固体貯留槽が圧力逃し弁を有
   することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載
   の高圧処理装置
5. 【請求項５】 前記第１の密封機構より下流の前記第１
   の連結管、前記第２の固体貯留槽、前記第２の連結管、
   前記第２の密封機構および前記高圧反応容器が耐圧性で
   あることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載
   の高圧処理装置。
6. 【請求項６】 前記第２の固体貯留槽から前記高圧反応
   容器への固体の移動が重力によって行われることを特徴
   とする請求項１乃至５いずれか１項記載の高圧処理装
   置。
7. 【請求項７】 前記第１の固体貯留槽および前記第２の
   固体貯留槽の少なくとも一方に振動手段を有することを
   特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の高圧処理
   装置。
8. 【請求項８】 前記第２の密封機構と前記高圧反応容器
   との間に冷却手段を有することを特徴とする請求項１乃
   至７いずれか１項記載の高圧処理装置。
9. 【請求項９】 前記第１の密封機構および第２の密封機
   構の少なくとも一方にボール弁を用いることを特徴とす
   る請求項１乃至８いずれか１項記載の高圧処理装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の固体貯留槽と前記第２の固
    体貯留槽との間および前記第２の固体貯留槽と前記高圧
    反応容器との間の少なくとも一方にロータリーフィーダ
    を有することを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項
    記載の高圧処理装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の固体貯留槽に供給する固体
    を粗砕する粗砕手段を有することを特徴とする請求項１
    乃至１０いずれか１項記載の高圧処理装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の固体貯留槽と前記高圧反応
    容器との間に固体の供給速度を測定する測定手段を有す
    ることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載
    の高圧処理装置。
13. 【請求項１３】 前記第２の固体貯留槽と前記高圧反応
    容器との間にスクリューフィーダを有することを特徴と
    する請求項１乃至１２いずれか１項記載の高圧処理装
    置。
14. 【請求項１４】 前記第２の固体貯留槽と前記高圧反応
    容器との間に振動フィーダを有することを特徴とする請
    求項１乃至１３いずれか１項記載の高圧処理装置。
15. 【請求項１５】 高圧反応容器と、 前記高圧反応容器を内部に配設する外部容器と、 前記高圧反応容器内に被処理物を供給する被処理物供給
    手段と、 前記高圧反応容器内に反応媒体を供給する反応媒体供給
    手段と、 前記外部容器と前記高圧反応容器との間隙内の圧力を前
    記高圧反応容器内の圧力よりも高く制御する間隙圧力制
    御手段とを有することを特徴とする高圧処理装置。
16. 【請求項１６】 前記間隙圧力制御手段が前記間隙に保
    圧流体を供給する保圧流体供給装置と、前記保圧流体の
    圧力を調整する保圧流体圧力調整装置を有することを特
    徴とする請求項１５記載の高圧処理装置。
17. 【請求項１７】 前記外部容器の温度を前記高圧反応容
    器の温度より低く制御する手段を有することを特徴とす
    る請求項１５または１６記載の高圧処理装置。
18. 【請求項１８】 前記外部容器が胴部および開閉可能な
    蓋部からなり、前記高圧反応容器が前記外部容器に着脱
    可能に固定されていることを特徴とする請求項１５乃至
    １７いずれか１項記載の高圧処理装置。
19. 【請求項１９】 前記高圧反応容器が、オーステナイト
    ステンレス鋼、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、
    これらの２種以上の合金およびこれらの１種以上と他の
    金属との合金のいずれかからなるあるいはいずれかで内
    面を被覆されていることを特徴とする請求項１５乃至１
    ８いずれか１項記載の高圧処理装置。
20. 【請求項２０】 前記高圧反応容器の内面に、セラミッ
    クスが溶射されていることを特徴とする請求項１５乃至
    １８いずれか１項記載の高圧処理装置。
21. 【請求項２１】 前記高圧反応容器内に加熱手段を設置
    することを特徴とする請求項１５乃至２０いずれか１項
    記載の高圧処理装置。
22. 【請求項２２】 前記加熱手段表面が、オーステナイト
    ステンレス鋼、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、
    これらの２種以上の合金およびこれらの１種以上と他の
    金属との合金のいずれかで被覆されていることを特徴と
    する請求項２１記載の高圧処理装置。
23. 【請求項２３】 前記高圧反応容器が外部容器の内部に
    配設されており、前記高圧反応容器と前記外部容器との
    間隙内の圧力を前記高圧反応容器内の圧力よりも高く制
    御する間隙圧力制御手段を有することを特徴とする請求
    項１乃至１４いずれか１項記載の高圧処理装置。
24. 【請求項２４】 前記高圧反応容器内の反応媒体が、超
    臨界状態あるいは亜臨界状態であることを特徴とする請
    求項１乃至２３いずれか１項記載の高圧処理装置。
25. 【請求項２５】 第１の固体貯留槽から第２の固体貯留
    槽に固体を大気圧下で供給し、前記第２の固体貯留槽か
    ら高圧反応容器に前記固体を供給するにあたり、前記第
    １の固体貯留槽と前記第２の固体貯留槽との間に第１の
    密封機構を介在させ、前記第２の固体貯留槽と前記高圧
    反応容器との間に第２の密封機構を介在させ、前記第１
    の密封機構を閉鎖し前記第２の密封機構を開放するとと
    もに、前記第１の密封機構と前記第２の密封機構との間
    の圧力と、前記第２の密封機構と前記高圧反応容器との
    間の圧力とが、前記高圧反応容器に向けて漸減する圧力
    勾配を形成することを特徴とする高圧処理装置への供給
    方法。
26. 【請求項２６】 高圧反応容器と、前記高圧反応容器を
    内部に配設する外部容器との間隙に保圧流体を満たし、 前記保圧流体を加圧して前記間隙内の圧力を前記高圧反
    応容器内の圧力よりも高く維持し、 前記保圧流体の温度と動きを制御して前記外部容器の温
    度を前記高圧反応容器の温度より低く維持することを特
    徴とする高圧処理装置の保護方法。