JP2000296313A

JP2000296313A - 有機ハロゲン化合物の分解装置

Info

Publication number: JP2000296313A
Application number: JP11104609A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Bessho; 正博別所; Toshio Hattori; 敏夫服部; Yasuhiro Tsubaki; 泰廣椿
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-10-24
Also published as: EP1093848A4; NO20006333D0; WO2000061285A1; AU745565B2; NO20006333L; EP1093848A1; AU3836100A

Abstract

(57)【要約】【課題】装置密度を向上し、小型化を可能とした有機
ハロゲン化合物の分解装置を提供すること。【解決手段】アルカリ液を収容する排ガス処理タンク
４１と、開口した一端部をアルカリ液に浸漬した状態で
配設される吹込管４５と、吹込管４５に連接される反応
管１５と、反応管１５の上方において垂直方向に延在す
る円筒導波管７と、一端部近傍において円筒導波管７に
連接される方形導波管１とを具備してなる有機ハロゲン
化合物の分解装置において、方形導波管１は、水平方向
に延在し、その下方に収容室１０を具備していることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを利用し
た有機ハロゲン化合物の分解装置に係わり、特に、マイ
クロ波を利用してプラズマを発生させるようにした有機
ハロゲン化合物の分解装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】分子内にフッ素、塩素、臭素等を含んだ
フロン、トリクロロメタン、ハロン等の有機ハロゲン化
合物は、冷媒、溶剤、消火剤等の幅広い用途に大量に使
用されており、産業分野における重要度は極めて高い。
しかし、これら化合物は揮発性が高く、未処理のまま大
気、土壌、水等の環境に放出されると、発ガン性物質の
生成、オゾン層の破壊等、環境に悪影響を及ぼすことが
あるため、環境保全の見地から無害化処理を行う必要が
ある。

【０００３】従来から有機ハロゲン化合物の処理方法と
して報告されているものは、主として高温での分解反応
を利用したものがあり、この処理方法は更に焼却法とプ
ラズマ法とに大別される。焼却法は、有機ハロゲン化合
物をセメントキルンやロータリーキルン等で焼却するも
のであるのに対し、プラズマ法は、プラズマ中で有機ハ
ロゲン化合物を水蒸気と反応させ、二酸化炭素、塩化水
素、フッ化水素に分解するものである。

【０００４】さらに、後者のプラズマ法に係る有機ハロ
ゲン化合物の分解装置については、マイクロ波を利用し
てプラズマを発生させるものが近年開発されている。こ
の分解装置は、アルカリ液を収容する排ガス処理タンク
と、開口した下端部をアルカリ液に浸漬した状態で配設
される反応管と、該反応管の上方において垂直方向に延
在する円筒導波管と、該円筒導波管の内部に配されその
下端を貫通して反応管に連通する放電管と、水平方向に
延在しその一端部近傍において円筒導波管に連接される
方形導波管と、該方形導波管の他端に装着されるマイク
ロ波発信器等を具備してなる。

【０００５】この分解装置では、放電管にフロンガスお
よび水蒸気が供給される一方で、マイクロ波発信器から
発信されたマイクロ波が方形導波管を介して円筒導波管
に伝送される。そして、円筒導波管の内部に形成された
マイクロ波電界で放電を起こし、反応管内でフロンガス
を熱プラズマにより分解する。他方、この分解反応によ
り生成された生成ガスは、アルカリ液中を通って中和さ
れるとともに、炭酸ガス等を含む残りのガスは排気ダク
トから排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロ波
による分解装置は、もともと高周波誘導プラズマによる
分解装置よりも小型であるが故に、より省スペースを実
現する装置が望まれている。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、装置密度を向上し、小型
化を可能とした有機ハロゲン化合物の分解装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては以下の構成を採用した。請求項１
記載の有機ハロゲン化合物の分解装置は、アルカリ液を
収容する排ガス処理タンクと、開口した一端部をアルカ
リ液に浸漬した状態で配設された吹込管と、該吹込管に
連接された反応管と、該反応管の上部に接続された方形
導波管とを具備してなる有機ハロゲン化合物の分解装置
において、前記方形導波管は、水平方向に延在している
ことを特徴とする。

【０００９】この有機ハロゲン化合物の分解装置におい
ては、前記方形導波管が水平方向に延在しているため、
装置の高さが低く抑えられる。

【００１０】請求項２記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解装置
において、前記吹込管と前記反応管とは、略一直線上に
連接され、前記反応管は、排ガス処理タンク上方に位置
していることを特徴とする。

【００１１】この有機ハロゲン化合物の分解装置におい
ては、反応管が排ガス処理タンク上方に設けられている
ことにより、前記方形導波管と、排ガス処理タンク及び
反応管とが互いに直交し、略Ｌ字形をつくる。したがっ
て、方形導波管下方に、付属装置を収容するスペースが
できる。また、排ガス処理タンク上方に反応管が設けら
れているため、排ガス処理タンク上方の空間が有効に利
用される。さらには、前記反応管と吹込管との間の希ガ
ス等のガスの流路が直線的であるため、流路の曲がりに
よる流体のよどみがなく、腐食性流体の滞留等が発生し
ない。

【００１２】請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、請求項１または２に記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置において、前記方形導波管下方であって、前
記排ガス処理タンク側方には、収容室が設けられている
ことを特徴とする。

【００１３】この有機ハロゲン化合物の分解装置におい
ては、前記方形導波管下方に収容室が設けられているこ
とから、この収容室を分解装置の各種付属装置の配置ス
ペースとすることができ、方形導波管下方の空間を有効
利用することができる。

【００１４】請求項４記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解装置
において、前記収容室には、前記排ガス処理タンク側に
流体を供給する流体供給源が収容されていることを特徴
とする。

【００１５】この有機ハロゲン化合物の分解装置におい
ては、前記流体供給源としての希ガスボンベや貯水タン
ク等を収容室に収容しておくことにより、方形導波管下
方の空間を有効利用することができる。

【００１６】請求項５記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置においては、請求項３または４に記載の有機ハロゲ
ン化合物の分解装置において、前記収容室には、前記排
ガス処理タンク内の処理液を冷却する冷却機と、前記処
理液を取り出して固液分離する固液分離器と、前記反応
管側にガスを送るガスボンベと、前記反応管側にエアー
を送るエアーコンプレッサと、前記反応管側に水を送る
貯水タンクと、分解を制御する制御装置のうち、少なく
とも一つが収容されていることを特徴とする。

【００１７】この有機ハロゲン化合物の分解装置におい
ては、前記収容室が設けられていることから、方形導波
管下方の空間を有効に活用することができる。すなわ
ち、この収容室に前記冷却機、固液分離器、ガスボン
ベ、エアーコンプレッサ、貯水タンク、制御装置等の付
属装置を収容することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図１から図５を参照しながら説明する。本実施形態
に係る有機ハロゲン化合物の分解装置は、図３に示すよ
うに、アルカリ液を収容する排ガス処理タンク４１と、
開口した下端部をアルカリ液に浸漬した状態で配設され
る反応管１５と、反応管１５の上方において垂直方向に
延在する円筒導波管７と、円筒導波管７の内部に配され
その下端を貫通して反応管に連通する放電管５とが設け
られている。また、方形導波管１が水平方向に延在しそ
の一端部近傍において円筒導波管７に連接されている。
すなわち、方形導波管１と、反応管１５及び排ガス処理
タンク４１とは直交して略Ｌ字状を形成しており、方形
導波管１下方に付属装置を収容するスペースを形成する
ことが可能である。このスペースは収容室１０とされて
おり、分解装置が具備する付属装置を収容することで、
装置密度を向上し、装置を小型化することが可能になっ
ている。

【００１９】以下、より詳細に説明する。図３において
水平方向に延びる方形導波管１は、その始端部（左端
部）に周波数２．４５ＧＨzのマイクロ波を発信するマ
イクロ波発信器２を備えており、始端側から終端（右
端）側に向けてマイクロ波を伝送する。

【００２０】方形導波管１には、図１に示すように、そ
の終端部側で反射して始端部側に戻ってきたマイクロ波
を吸収することにより反射波の発信側への影響を防止す
るアイソレータ３と、複数の波動調整部材４を各々出入
りさせることにより電波の波動的な不整合量を調整して
放電管５に電波を収束させるチューナー６が設けられて
いる。

【００２１】この動作を詳細に説明する。マイクロ波発
信機２は断面矩形の導波管の一端に置かれマグネトロン
を駆動して所定周波数の電磁波を放射する。この電磁波
の伝播現象は電磁波に関るマクスウェルの波動方程式を
解くことによって特性が把握されるわけであるが、結果
的には伝播方向に電界成分を持たない電磁波ＴＥ波とし
て伝播する。

【００２２】この１次成分ＴＥ₁₀の例を方向が交番する
矢印で図２の方形導波管の伝播方向に示す。また、方形
導波管１の他端部に２重の円筒状導体からなる２重円筒
導波管の環状空洞には、導波管１を伝播する電磁波、管
端で反射する電磁波の導体９による結合作用により、環
状空洞部には、進行方向に電界成分を持つＴＭ波が生じ
る。この１次成分であるＴＭ₁₀波を同じく図２の環状空
洞部に矢印で示す。電磁波の波動の伝播に関る２次以上
の高調波に起因する微妙な調整はチューナ４で調整され
る。アイソレータ３は発信機２に根本的なダメージを及
ぼすのを防止している。

【００２３】円筒導波管７は、図２に示すように、外側
導体８と、それよりも小径の内側導体９とから構成さ
れ、方形導波管１の終端部近傍において当該方形導波管
１に連通した状態で垂直方向に延びるように接続されて
いる。内側導体９は、方形導波管１の上部に固定された
状態で石英製の放電管５を囲みつつ外側導体８の端板８
Ａに向けて延在し、この延在部分をプローブアンテナ９
ａとしている。

【００２４】放電管５は、内管１１と外管１２とから構
成され、円筒導波管７の中心軸に対して同軸となるよう
に配置されている。また、放電管５の内管１１には、着
火装置１３により内管１１との間で火花を発生するテス
ラコイル１４が挿入されている。

【００２５】さらに、内管１１の先端（下端）は、プロ
ーブアンテナ９ａの先端よりも所定の距離だけ内方に配
されている。

【００２６】他方、外管１２の先端部は、外側導体８の
端板８Ａを貫通して銅製の反応管１５に連通し、また、
外管１２の基端側（上端側）は、内側導体９との間に隙
間をあけた状態で取り付けられている。符号１７は、外
側導体８の端板８Ａと反応管１５との間に露出する外筒
１２に向けられた光センサ１７である。この光センサ１
７は、光度を検出することにより、プラズマの生成状態
を監視するものである。

【００２７】そして、前記隙間には、ガス供給管１６が
外管１２の接線方向に沿って挿入され、アルゴンガス、
フロンガス（有機ハロゲン化合物）、エアー、および水
蒸気は、ガス供給管１６を介して放電管５に供給され
る。これらアルゴンガス、フロンガス、およびエアー
は、図１に示す電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃの開閉動
作により、それぞれの供給源から選択的にヒータ１８へ
と送られる。

【００２８】アルゴンガスは、プラズマの発生に先立っ
て着火を容易にするために供給されるもので、アルゴン
ボンベ（ガスボンベ）２１に貯蔵されている。このアル
ゴンボンベ２１と電磁弁１９ａとの間には、圧力調整機
２２と圧力スイッチ２３が設けられている。

【００２９】エアーは、系内に残存する水分を除去して
着火の安定性を高めるために、また、系内に残存するガ
スを排出するために、エアーコンプレッサ２４から供給
されるもので、空気、窒素ガス、アルゴンガス等が用い
られる。水蒸気は、フロンガスの分解に必要なもので、
プランジャポンプ２５によって貯水タンク２６内の水を
ヒータ１８に送り込むことで生成される。この貯水タン
ク２６には、水位の変動を検知するレベルスイッチ２７
が設けられている。上記アルゴンボンベ２１、エアーコ
ンプレッサ２４、貯水タンク２６は、収容室１０内に収
容されていることにより、装置密度が向上し、装置を小
型化することが可能である。また、これらは、それぞれ
流体としてのアルゴンガス、エアー、水を、反応管１５
を介して排ガス処理タンク４１側に供給する流体供給源
を構成している。

【００３０】フロンガスは、回収フロンボンベ２８に液
貯蔵されていて、この回収フロンボンベ２８と電磁弁１
９ｂとの間には、絞り装置３１、ミストセパレータ３
２、および圧力スイッチ３３が設けられている。絞り装
置３１は、流れの定量化を図るために設けられたもの
で、例えばキャピラリ管とオリフィスとの組み合わせに
より構成されている。

【００３１】ミストセパレータ３２は、フロンガス中に
含まれる油分（潤滑油）および水分を除去するためのも
ので、衝突式や遠心分離式のものが採用される。ヒータ
１８は、フロンガスに反応させる水蒸気を生成するだけ
でなく、フロンガス等をあらかじめ加熱しておくことに
より、装置内で水蒸気がフロンガス等に冷やされて再凝
縮するといった不具合を回避することも意図して設けら
れており、電気式、スチーム式等の加熱方式が採用され
る。

【００３２】ヒータ１８内には、並列する二つの流路３
４ａ、３４ｂが形成されていて、一方の流路３４ａには
フロンガス、アルゴンガス、およびエアーが導入され、
他方の流路３４ｂには貯水タンク２６から水が導入され
て水蒸気が生成される。この水蒸気を生成する側の流路
３４ｂには、該流路３４ｂ内を移動する水蒸気に抵抗を
与える抵抗体３５が充填されていて、水蒸気が流路内を
円滑に流通することができないようになっている。

【００３３】この抵抗体３５としては、無機または有機
の粒状、繊維状、多孔質のもの若しくはこれらを成形し
たものが採用されるが、高温下における劣化を防止する
観点からは、ＳiＯ₂、Ａl₂Ｏ₃、ＴiＯ₂、ＭgＯ、ＺrＯ₂
等に代表される酸化物や、炭化物、窒化物等の無機材で
あることが好ましい。なお、ヒータ１８の出口近傍に
は、熱電対３６が設けられている。

【００３４】しかるに、ヒータ１８を通過したフロンガ
ス等と水蒸気は、ミキサー３７内で混合された後、ガス
供給管１６を通って放電管５へと供給される。ミキサー
３７の内部には、図４に示すように、オリフィス３８が
設けられ、その開口３８ａはφ０．１mm〜５mmに設定さ
れている。また、この開口３８ａが臨むミキサー３７の
出口側端面３７Ａは、流路断面が漸次縮小するような傾
斜面をなしている。

【００３５】排ガス処理タンク４１は、フロンガスを分
解した際に生成される酸性ガス（フッ化水素および塩化
水素）を中和して無害化するために設けられたものであ
り、水に水酸化カルシウムを加えたアルカリ性懸濁液が
収容されている。例えば、分解するフロンガスが廃冷蔵
庫から回収した冷媒用のフロンＲ１２の場合には、式１
に示す分解反応により生成された生成ガスは式２に示す
中和反応により無害化される。

【００３６】（式１）ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂ （式２）２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ２ＨＦ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＦ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ

【００３７】式２の中和反応により生成された中和生成
物（塩化カルシウムおよびフッ化カルシウム）は溶解度
が小さいため、一部はアルカリ液に溶解するが、ほとん
どはスラリーとして存在する。また、式１の分解反応に
より生成された二酸化炭素と、式２の中和反応により排
出基準値以下の微少量に低減された酸性ガスは、排ガス
処理タンク４１の上方に接続された排気ダクト４２から
ブロア４３により系外に排出される。

【００３８】排ガス処理タンク４１の内部には、交換継
手４４を介して反応管１５に接続される吹込管４５が、
その下端部をアルカリ液に浸漬した状態で垂直方向に延
びるように配置されている。すなわち、反応管１５と吹
込管４５内を流動する流体は直線的に流動するので、流
路の曲がりによる流体のよどみがなく、流体の滞留等が
発生しない。この吹込管４５の先端部４５ａは、垂直方
向に対して所定の角度傾斜するように形成されている。

【００３９】反応管１５の軸線方向中間部には、その周
面を取り囲むようにして冷水配管を（図示略）備えた冷
却器４６が付設されている。冷却器４６は、式１の分解
反応による生成ガスを冷却するものであるが、反応管１
５内の残留水蒸気の再凝縮を防止すべく、その露点以下
には冷却しないように制御される。本実施形態において
は、４００℃程度に冷却する。

【００４０】反応管１５を冷却することで温められた冷
却器４６の冷却水（温水）は、回収フロンボンベ２８の
加熱源として用いられる。すなわち、回収フロンボンベ
２８の周りには、温水配管（図示略）を備えた加熱器４
７が付設されていて、この温水配管に反応管１５の冷却
に使用された冷却水が流通することにより、回収フロン
ボンベ２８は加熱される。

【００４１】交換継手４４は、図２に示すように、反応
管１５と吹込管４５との間に着脱可能に接続されてい
て、その内部に向けて水噴射ノズル５１が連通してい
る。この水噴射ノズル５１からは冷却水が吐出され、樹
脂製、例えばテフロン製の吹込管４５はその耐熱温度範
囲にまで急冷される。ちなみに、吹込管４５がテフロン
管の場合には、１００℃以下に冷却される。

【００４２】吹込管４５を樹脂製にする理由は、吹込管
４５は酸性ガスが冷却水に溶解してできた酸性液と、排
ガス処理タンク４１内のアルカリ液との双方に対して良
好な耐食性を備える必要があり、金属ではその実現が困
難だからである。これに対し、反応管１５の場合には、
その内部が常に乾燥状態とされているから腐食のおそれ
があまりない一方で耐熱性が要求されるため、銅製とす
ることで長寿命化を図っている。

【００４３】吹込管４５の先端（下端）からは、式１の
分解反応による生成ガスがアルカリ液中に気泡となって
放出される。アルカリ液中での中和反応は、気泡とアル
カリ液との接触面積が大きく、気泡が液面に到達するま
での時間が長いほど促進されるため、排ガス処理タンク
４１内には、気泡を細かく分断させることで式２の中和
反応を促進させる気泡分断手段５２が設けられている。

【００４４】気泡分断手段５２は、モータ５２ａにより
回転駆動される軸部５２ｂと、この軸部５２ｂの先端に
固定される円盤状のブレード保持部５２ｃと、このブレ
ード保持部５２ｃの外縁部に固定される６つのブレード
５２ｄとを具備して構成される。

【００４５】これら軸部５２ａ、ブレード保持部５２
ｃ、およびブレード５２ｄは、いずれもＳＵＳ材で製作
され、ブレード５２ｄは、ブレード保持部５２ｃに対し
て交差し、かつその周方向に等しい間隔をおいて銀ロウ
付けにより固定されている。このように銀ロウ付け固定
としたのは、一般の溶接ではアルカリ液に対する腐食が
激しいからである。

【００４６】気泡分断手段５２は、ブレード保持部５２
ｃの中心が反応管１５の先端の上方に位置するように配
置されていて、反応管１５の先端から浮上する気泡は、
３００rpmで回転するブレード５２ｄに当たって直径約
３mm〜５mmの気泡に細かく分断される。また、この気泡
分断手段５２は、排ガス処理タンク４１に投入した水酸
化カルシウムの粉末を攪拌することにより、水に不溶性
の水酸化カルシウムと水の懸濁液を作る役目も果たして
いる。

【００４７】また、排ガス処理タンク４１には、式２の
中和反応が発熱反応であることから、タンク内温度を吹
込管４５の耐熱温度以下に冷却する冷却機５３が収容室
１０内に設けられている。この冷却機５３は、ファン５
３ａにより冷却される放熱部５３ｂに接続された配管の
一部が、排ガス処理タンク４１内を挿通してなり、この
配管に水等の冷却媒体を流通させることで熱を奪い、こ
れを放熱部５３ｂにおいて放熱するものである。ここ
で、冷却機５３は、流体としての冷却媒体を排ガス処理
タンク４１側に供給する流体供給源を構成している。ま
た、冷却機５３は収容室１０に収容されていることか
ら、装置密度が向上し、装置を小型化することが可能で
ある。ちなみに、タンク内温度は熱電対５４により検出
される。

【００４８】さらに、排ガス処理タンク４１には、ｐＨ
センサ５５が設けられている。また、収容室１０には分
解装置を制御する制御装置６１が設けられている。アル
カリ液のｐＨ値は、このｐＨセンサ５５を介して常に制
御装置６１により監視されており、例えばｐＨ値が９
（運転開始時は１１〜１２）になると、制御装置６１か
らの指令によって警報手段が作動するとともに、分解運
転が停止するようになっている。警報手段としては、周
囲に注意を喚起できるものであれば何でもよく、例えば
ランプを点滅させたり、警笛をならす等の手段が採用さ
れる。

【００４９】排ガス処理タンク４１内のスラリーは、運
転時間の経過に伴って次第に増加するため、運転停止後
にアルカリ液とともに、収容室１０内に収容された流体
供給源としての固液分離器６２に受け入れられ、固液分
離された後、廃棄物として処分されるか、他の用途に利
用される。他方、分離されたアルカリ液（流体）は、再
び排ガス処理タンク４１内に戻され、再利用される。ち
なみに、排ガス処理タンク内の液位の変動は、レベルス
イッチ５６により検知される。このように、固液分離器
６２が収容室１０に収容されていることから、装置密度
が向上し、装置を小型化することが可能である。

【００５０】以上の構成からなる有機ハロゲン化合物の
分解装置において、電磁弁の開閉動作およびテスラコイ
ル１４の点火動作は、制御装置６１によって図５に示す
ように制御される。この図から明らかなように、この分
解装置では、８時間を１サイクルとしたバッチ処理によ
りフロンガスの分解が行われる。

【００５１】すなわち、フロンガスや水蒸気を供給する
前に、まず、残留水分の除去を目的としてエアーを所定
の時間（３分間）供給し、その供給停止後、着火の安定
性向上を目的としてアルゴンガスの供給を開始する。そ
して、アルゴンガス供給中に、マイクロ波を発信してテ
スラコイルによる着火を行うとともに水蒸気およびフロ
ンガスを供給し、その後、アルゴンガスの供給を停止す
る。

【００５２】分解運転の停止後は、安全性を確保するこ
とを目的としてエアーを所定時間（５分）供給し、残留
酸性ガスをパージする。

【００５３】以上の工程では、アルゴンガスの供給とフ
ロンガスの供給とがオーバーラップしているときがある
が、フロンガスの供給を始めてからアルゴンガスの供給
を止めるまでの間は、ごくわずかでよい。その理由は、
着火の状態が安定しさえすれば、アルゴンガスを供給し
続ける必要はなくなり、また、低コスト化を図る観点か
らもアルゴン消費量を低く抑える必要があるからであ
る。

【００５４】また、制御装置６１は、圧力スイッチ２
３、３３、熱電対３６、５４、レベルスイッチ２７、５
６、光センサ１７等の各種センサから信号を受信するこ
とにより、アルゴンガスおよびフロンガスのヒータ１８
への供給圧、貯水タンク２６内の液位、プラズマの生成
状態、排ガス処理タンク４１内の温度および液位を常に
監視しており、これらが規定値を外れた場合には、運転
が正常または効率的に行われていないおそれがあるた
め、運転を停止する。そして、運転停止後は、安全性を
確保すべく上記の通りエアーを供給し、装置内の残留ガ
スを掃気する。

【００５５】以下、本実施形態に係る分解装置の作用に
ついて説明する。この分解装置では、まず、電磁弁１９
ａ、１９ｂを閉にするとともに電磁弁１９ｃを開にし
て、エアコンプレッサー２４からのエアーをガス供給管
１６を介して放電管５に３分間供給する。このエアー
は、ヒータ１８を通過することにより、１００〜１８０
℃に加熱されているため、装置内の残留水分は確実に除
去されることになる。

【００５６】次に、電磁弁１９ｃを閉にするとともに電
磁弁１９ａを開にして、アルゴンガスを放電管５に供給
する。このとき、アルゴンガスは、外管１２の接線方向
から供給されて螺旋状に流下するため、内管１１の先端
近傍によどみが形成され、プラズマが保持されやすくな
る。

【００５７】また、このときのガス供給量は、４〜４０
l/min、望ましくは１５l/min以上に設定する。この設定
範囲では、よどみが効果的に形成されてプラズマが一層
保持され易くなるとともに、プラズマの熱的影響を放電
管５が受け難くなり、その溶融変形や破損が効果的に防
止されることになる。

【００５８】そして、アルゴンガスの供給開始から一定
の間隔をおいて、マイクロ波発信器２からマイクロ波を
発信する。マイクロ波は、方形導波管１によりその後端
部側に伝送され、さらに円筒導波管７へと伝送される。

【００５９】このとき、円筒導波管７内の電界として
は、電界強度の大きなＴＭ₀₁モードが形成され、しか
も、内側導体９により、方形導波管１内の電界モード
と、円筒導波管７内の電界モードとがカップリングされ
ているため、円筒導波管７内の電界は安定している。当
然のことながら磁界は直交叉する方向に生じている。こ
の振動する電磁界により放電管５に導入されたガスはプ
ラズマ状態に加熱される。

【００６０】次に、点火装置１３により高電圧を発生さ
せて、テスラコイル１４と内管１１との間に火花放電を
発生させ着火させる。このとき、放電管５の内部は、エ
アーにより水分が除去され、かつ着火し易いアルゴンガ
スがあらかじめ供給されているため、容易に着火する。
次いで、プランジャポンプ２５により貯水タンク２６か
ら水を吸引し、これをヒータ１８に通して生成した水蒸
気を放電管５に供給する。

【００６１】この水蒸気は、ヒータ１８内に充填された
抵抗体３５によって、流路内を円滑に流通することがで
きず、ヒータ１８内には常に一定量の水蒸気が滞留した
状態になる。このため、脈動や突沸による飛散を防いで
水蒸気の流出量が安定し、ミキサー３７上流側の流量変
動を効果的に抑制することができる。よって、プラズマ
の消失を招くことなくプラズマを安定化させて、処理能
力の向上を図ることができる。

【００６２】次いで、電磁弁１９ｂを開にして、フロン
ガスを放電管５に供給する。このとき、回収フロンボン
ベ２８から流出したフロンガスは、ミストセパレータ３
２を通過することで油分および水分が除去されている。
このため、フロンガス中の潤滑油による配管等の汚れお
よび副生成物の生成が抑制されて、フロンガス等の効率
的かつ安定的な供給が可能になり、しかも余分な水分供
給を防止し得てプラズマの消失を招くこともない。よっ
て、プラズマを安定化させて、処理能力の向上を図るこ
とができる。

【００６３】また、ヒータ１８を通過してミキサー３７
内に流入した水蒸気、アルゴンガス、およびフロンガス
は、オリフィス３８の開口３８ａを通過する際の圧力損
失によって混合が促進されるだけでなく、出口側端面３
７Ａに衝突することによっても混合が促進されるため、
より均一に混合された状態でミキサー３７から流出し
て、放電管５に供給されることになる。このため、式１
の分解反応が十分に行われることになって、塩素ガスや
一酸化炭素等の副生成物の生成を抑制することができ
る。

【００６４】このようにして放電管５に供給されたフロ
ンガスにマイクロ波が照射されると、放電管５内には、
電子エネルギーが高く、しかも温度が２，０００Ｋ〜
６，０００Ｋに高められた熱プラズマが発生する。この
とき、放電管５には、フロンガスと水蒸気のみならず、
アルゴンガスも同時に供給されているため、プラズマの
消失を招くこともない。

【００６５】また、内管１１の先端が、プローブアンテ
ナ９ａの先端よりも所定の距離だけ内方に配置されてい
るため、生成されたプラズマの熱的影響を回避し得て、
内管１１の溶融破損が防止される。これにより、プラズ
マ形状の著しい変形をなくして、安定した分解運転が可
能になる。

【００６６】しかして、熱プラズマの発生により、フロ
ンガスは塩素原子、フッ素原子、および水素原子に解離
し易い状態になるため、式１に示すように、水蒸気と反
応して容易に分解される。そして、プラズマが安定した
ら、電磁弁１９ａを閉にしてアルゴンガスの供給を止め
る。

【００６７】分解反応による生成ガスは、交換継手４４
および吹込管４５を通って排ガス処理タンク４１内のア
ルカリ液中に放出される。ただし、これらの生成ガスは
極めて高温であるため、吹込管４５に流入するまでの間
に、まず、反応管１５の下部に付設された冷却器４６に
よって約４００℃に冷却される。

【００６８】この温度では、反応管１５の内部で残留水
蒸気が再凝縮することはないため、反応管１５は乾燥状
態に保持され、プラズマの消失を招くことはない。他
方、反応管１５を冷却することで約５０℃に温められた
冷却器４６の冷却水は、回収フロンボンベ２８に付設さ
れた加熱器４７に導かれ、回収フロンボンベ２８内の液
体フロンが気化する際に生じる該ボンベ２８およびその
下流側配管での霜の生成を防止するとともに、温度低下
による圧力変動も抑制する。また、これにより熱を奪わ
れた冷却水は、冷却器４６の冷却水に再度用いることが
でき、水の消費量を低く抑えることができる。

【００６９】冷却器４６により冷却された生成ガスは、
交換継手４４を通過する間に、さらに水噴射ノズル５１
から吐出される冷却水によって約１００℃以下となるよ
うに急冷される。これにより、樹脂製の吹込管４５をそ
の耐熱温度範囲内で使用することができ、高温による熱
的損傷から保護することができる。

【００７０】このとき、式１の分解反応による生成ガス
が冷却水に溶解することによって酸性液が生成されるた
め、交換継手４４は次第に腐食することになるが、かか
る場合には腐食の程度に応じて交換すればよい。すなわ
ち、反応管１５の下流側については、腐食による交換部
分が交換継手４４のみで済むため、低コスト化および交
換作業の容易化が図られる。

【００７１】しかして、吹込管４５を通ってアルカリ液
中に放出された生成ガスは、式２の中和反応によって無
害化され、排気ダクト４２から排出される。この中和反
応は発熱反応であるため、吹込管４５の熱的損傷を防止
すべく、アルカリ液の温度は冷却機５３によって７０℃
以下に保持される。

【００７２】また、吹込管４５の先端から気泡として放
出された生成ガスは、気泡分断手段５２のブレード５２
ｄに当たって細かく分断させられるため、アルカリ液と
の接触面積が増大するとともに液面までに達する時間も
長くなり、中和反応が促進されることになる。これによ
り、中和処理不足によって基準値を超える量の酸性ガス
が系外に排出されるといったことがない。

【００７３】中和反応により生成された中和生成物は、
アルカリ液中にスラリーとして存在しているが、このス
ラリーは分解運転停止後にアルカリ液とともに固液分離
器６２に受け入れられ、連続的に固液分離される。この
分離液は、排ガス処理タンク４１内に戻されて再利用さ
れるため、本分解装置では、上記冷却水の再利用と相ま
って水消費量の大幅な低減が図られる。また、分解運転
停止後は、エアコンプレッサ２４を駆動することによ
り、装置内に残留する酸性ガスを掃気するようにしてい
るため、安全性も高められる。

【００７４】なお、本発明に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置は、上述の実施形態に限定されるものではな
く、以下の形態をも含むものである。（１）ミキサー３７内での混合を促進するための手段と
して、オリフィス３８の代わりに、ミキサー３７内にビ
ーズ等を充填するようにしてもよい。この構成では、フ
ロンガス等と水蒸気がミキサー３７内に形成された隙間
をランダムに流通するため、混合が促進される。

【００７５】また、ミキサー３７の内周面に複数のじゃ
ま板を、例えば上下または左右に交互に間隔をおいて設
置するようにしてもよい（スタティックミキサー）。こ
の構成では、フロンガス等と水蒸気が蛇行しながら流通
するため、混合が促進される。

【００７６】さらに、ミキサー３７の入口側に接続され
る配管を流方向に対して傾斜させるとともに、ミキサー
３７の内周面に螺旋状に延びる案内板を設置するように
してもよい（スワールミキサー）。この構成では、フロ
ンガス等と水蒸気が螺旋を描きながら流れるため、混合
が促進される。

【００７７】（２）中和処理不足による酸性ガスの系外
排出を未然に回避する手段として、アルカリ液のｐＨ管
理に代えて、モータ電流値を管理するようにしてもよ
い。すなわち、モータ回転数が低下したり停止すると、
吹込管４５から放出された気泡が十分に分断されず、中
和反応が十分に行われないことがある。そこで、モータ
回転の異常をモータ電流値に基づき検出し、制御装置６
１からの指令によって分解装置の運転を停止させるよう
にすれば、酸性ガスの系外排出を未然に防止することが
できる。

【００７８】（３）反応管１５の内部は乾燥状態に保た
れているため、式１の分解反応で生成された酸性ガスに
よる腐食の影響はほとんどない。しかしながら、安全性
をより一層高めるために、反応管１５を内包するような
簡易型ブースを設置するとともに、該ブースと反応管１
５との間にＣＯ₂ガスやＣＯガス等を検出する排ガスセ
ンサを設けるようにしてもよい。

【００７９】この構成では、反応管１５の腐食状態を排
ガスセンサを介して制御装置６１により常に監視するこ
とができ、たとえ反応管１５が腐食して式１の分解反応
による生成ガスが反応管１５から流出しても、制御装置
６１からの指令によって分解装置の運転を停止させると
ともに、流出した生成ガスを吸引することにより、酸性
ガスの系外排出を防止することができる。この場合のガ
ス吸引は、排気ダクト４２に設けられたブロア４３で兼
用する。

【００８０】（４）排ガス処理タンク４１内のスラリー
は、運転停止後、一晩放置しておけば沈降するため、沈
降した高濃度スラリーをポンプで汲み上げ、これを固液
分離して処分するようにしてもよい。この場合には、高
濃度スラリーのみを遊離アルカリ液と混合することなく
汲み上げることができるため、効率の良いスラリー処理
が可能になる。また、アルカリ液に造粒剤、凝集剤等を
添加してスラリー粒子を増大させておけば、沈降時間を
短縮し得て、より効率良くスラリー処理を行える。

【００８１】（５）テスラコイル１４の先端を放電管５
の内部に配置する代わりに、放電管５の外部に配置し
て、火花放電で着火するようにしてもよい。（６）回収フロンボンベ２８を加熱することによりガス
状態にしてフロンガスを流出させる代わりに、回収フロ
ンボンベ２８を倒立させて液状態のまま回収フロンを流
出させ、さらに差圧制御弁等の絞り装置に通して流れを
定量化したうえで、加熱気化させてヒータ１８側へと送
るようにしてもよい。この場合には、絞り装置および配
管を加熱することにより、温度低下による流量変動を抑
制する。

【００８２】（７）回収フロンボンベ２８の加熱には、
反応管１５の冷却に用いた冷却水に代えて、排ガス処理
タンク４１内のスラリー冷却に使用された冷却機５３の
冷却水を用いてもよい。（８）内管１１の先端がプローブアンテナ９ａの先端か
ら内方に離間する距離は、内管１１が溶融しなければプ
ローブアンテナ９ａの先端とマイクロ波によるエネルギ
ー集中部との距離に等しく設定するのが最適であるが、
内管１１の溶融を考慮して適宜変更してもよい。

【００８３】（９）気泡分断手段５２は、軸部の先端に
プロペラを固定してなるスクリュー式のものであっても
よい。また、気泡分断手段５２は、各構成要素５２ｂ、
５２ｃ、５２ｄをテフロン等の樹脂製とし、かつこれら
をネジ結合することにより構成してもよい。この構成で
は、溶接部分がないうえに各構成要素５２ｂ、５２ｃ、
５２ｄが樹脂製とされるため、耐食性に極めて優れるこ
とになる。

【００８４】（１０）吹込管４５の先端部を垂直方向に
対して所定角度傾斜させる代わりに、略Ｕ字状に形成し
てもよい。（１１）排ガス処理タンク４１に貯留される中和液は、
上記のアルカリ性懸濁液に限らず、水酸化ナトリウム水
溶液等のアルカリ性水溶液を用いても構わない。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果を奏することができる。（ａ）請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解装置に
よれば、方形導波管が水平方向に延在しているので、装
置の高さが低く抑えられ、装置の実装密度が向上し、小
型化が可能である。

【００８６】（ｂ）請求項２記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置によれば、反応管に送られる流体の流路が直
線的であるので、流路の曲がりによる流体のよどみがな
く、流体が滞留することがない。また、排ガス処理タン
ク上方の空間を有効に利用することができるとともに、
方形導波管下方に付属装置を収納するスペースができ
る。したがって、装置の実装密度が向上し、小型化が可
能である。

【００８７】（ｃ）請求項３記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置によれば、方形導波管下方であって、排ガス
処理タンク側方には、収容室が設けられている。したが
って、方形導波管下方の空間を有効活用することがで
き、装置の実装密度が向上し、小型化が可能である。

【００８８】（ｄ）請求項４記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置によれば、収容室には、排ガス処理タンク側
に流体を供給する流体供給源が設けられている。したが
って、流体供給源としての希ガスボンベや貯水タンク等
を収容室に収容しておくことにより、方形導波管下方の
空間を有効利用することができ、装置の実装密度が向上
し、小型化が可能である。

【００８９】（ｅ）請求項５記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置によれば、分解装置の付属装置を収容室に収
容しておくことにより、方形導波管下方の空間を有効利
用することができ、装置の実装密度が向上し、小型化が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分解装置の一実施形態を示すシ
ステム系統図である。

【図２】同分解装置の全体構成を示す斜視図である。

【図３】同分解装置の要部拡大図である。

【図４】同分解装置に設けられたミキサーの要部断面
図である。

【図５】同分解装置においてマイクロ波、アルゴンガ
ス等が供給される時期と点火の時期を経時的に示す比較
図である。

【符号の説明】

１方形導波管７円筒導波管１０収容室１５反応管２１アルゴンボンベ（ガスボンベ）（流体供給源）２４エアーコンプレッサ（流体供給源）２６貯水タンク（流体供給源）４１排ガス処理タンク４５吹込管６１制御装置６２固液分離器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者椿泰廣愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内Ｆターム(参考） 4D002 AA21 AC10 BA02 BA07 BA09 BA12 BA13 BA16 BA20 CA06 DA05 DA12 EA02 GA01 GA02 GB02 GB03 GB04 GB20 HA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ液を収容する排ガス処理タンク
と、開口した一端部をアルカリ液に浸漬した状態で配設
された吹込管と、該吹込管に連接された反応管と、該反
応管の上部に接続された方形導波管とを具備してなる有
機ハロゲン化合物の分解装置において、前記方形導波管は、水平方向に延在していることを特徴
とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項２】請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分
解装置において、前記吹込管と前記反応管とは、略一直線上に連接され、
前記反応管は、排ガス処理タンク上方に位置しているこ
とを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の有機ハロゲン
化合物の分解装置において、前記方形導波管下方であって、前記排ガス処理タンク側
方には、収容室が設けられていることを特徴とする有機
ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項４】請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分
解装置において、前記収容室には、前記排ガス処理タンク側に流体を供給
する流体供給源が収容されていることを特徴とする有機
ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項５】請求項３または４に記載の有機ハロゲン
化合物の分解装置において、前記収容室には、前記排ガス処理タンク内の処理液を冷
却する冷却機と、前記処理液を取り出して固液分離する
固液分離器と、前記反応管側にガスを送るガスボンベ
と、前記反応管側にエアーを送るエアーコンプレッサ
と、前記反応管側に水を送る貯水タンクと、分解を制御
する制御装置のうち、少なくとも一つが収容されている
ことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。