JP2000325772A - 有機性被処理液の酸化処理方法及び装置 - Google Patents
有機性被処理液の酸化処理方法及び装置Info
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- JP2000325772A JP2000325772A JP11142821A JP14282199A JP2000325772A JP 2000325772 A JP2000325772 A JP 2000325772A JP 11142821 A JP11142821 A JP 11142821A JP 14282199 A JP14282199 A JP 14282199A JP 2000325772 A JP2000325772 A JP 2000325772A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易に酸化分解可能な有機物質を反応器に注
入し、その酸化熱で反応器温度を再上昇させ、未分解物
質の反応速度を高めて完全分解を促進する有機性被処理
液の酸化処理方法及び装置の提供を目的とするものであ
る。 【解決手段】 高温、高圧下で有機性被処理液に酸化反
応を起こさせる反応器２と、反応器２に有機性被処理液
を供給する供給手段３と、酸化反応後の処理液を反応器
２から排出する排出手段４とを備える有機性被処理液の
酸化処理装置１であって、反応器２に有機物質を含有す
る有機性溶液を注入する注入手段６を備えるものであ
る。
入し、その酸化熱で反応器温度を再上昇させ、未分解物
質の反応速度を高めて完全分解を促進する有機性被処理
液の酸化処理方法及び装置の提供を目的とするものであ
る。 【解決手段】 高温、高圧下で有機性被処理液に酸化反
応を起こさせる反応器２と、反応器２に有機性被処理液
を供給する供給手段３と、酸化反応後の処理液を反応器
２から排出する排出手段４とを備える有機性被処理液の
酸化処理装置１であって、反応器２に有機物質を含有す
る有機性溶液を注入する注入手段６を備えるものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の有機物を含
む有機性被処理液を高温・高圧下における酸化、特に超
臨界水酸化又は亜臨界水酸化によって分解する有機性被
処理液の酸化処理方法及び装置に関するものである。
む有機性被処理液を高温・高圧下における酸化、特に超
臨界水酸化又は亜臨界水酸化によって分解する有機性被
処理液の酸化処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばＰＣＢなどの難分解性の有害有機
物でも高温、高圧下、特に超臨界水中では迅速かつ効率
よく分解されることを利用し、種々の有機物を含む有機
性被処理液を超臨界水酸化や亜臨界水酸化（超臨界水酸
化より効率が低いものであり、湿式酸化ともいう）によ
って分解・浄化する有機性被処理液の酸化処理方法及び
その装置が開発されている。
物でも高温、高圧下、特に超臨界水中では迅速かつ効率
よく分解されることを利用し、種々の有機物を含む有機
性被処理液を超臨界水酸化や亜臨界水酸化（超臨界水酸
化より効率が低いものであり、湿式酸化ともいう）によ
って分解・浄化する有機性被処理液の酸化処理方法及び
その装置が開発されている。
【０００３】このように超臨界水酸化を用いて有機性被
処理液を酸化分解処理する場合、分解効率を高めるため
反応器を高温（４００℃から６５０℃程度）に保つ必要
がある。特にアンモニアを始めアミン、ピリジン、タン
パク質などの含窒素化合物は超臨界水酸化処理において
も分解が難しいため、反応器を６００℃程度の高温に保
ち続ける必要があることが一般に知られている。
処理液を酸化分解処理する場合、分解効率を高めるため
反応器を高温（４００℃から６５０℃程度）に保つ必要
がある。特にアンモニアを始めアミン、ピリジン、タン
パク質などの含窒素化合物は超臨界水酸化処理において
も分解が難しいため、反応器を６００℃程度の高温に保
ち続ける必要があることが一般に知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の反応器
ではヒートロスが避けられず、下流側に行くに従い反応
器温度は徐々に低下してしまう。このため、反応器の下
流側では反応効率が低下して酸化反応が十分に進行せ
ず、反応後の処理液への未分解有機物質の混入、それに
伴う廃液の水質低下などの間題が発生するおそれがあ
る。
ではヒートロスが避けられず、下流側に行くに従い反応
器温度は徐々に低下してしまう。このため、反応器の下
流側では反応効率が低下して酸化反応が十分に進行せ
ず、反応後の処理液への未分解有機物質の混入、それに
伴う廃液の水質低下などの間題が発生するおそれがあ
る。
【０００５】かかる問題を解消すべく、従来、 ａ）反応器の外周にケイ酸カルシウム等の保温材を特に
分厚く巻いてヒートロスを出来る限り減らす方法、 ｂ）反応器を外部からガス・電気等のヒーターで加温し
てヒートロスを補う方法（特開平９−９４４５６号公報
参照） 等の対策が採られてきたが、これらの改良技術にも、分
厚い保温材によりコストが増大し、しかもその割にヒー
トロス低減劾果は小さいことや、複雑かつ大がかりな外
部加熱装置が必要で、効率が悪く電気やガスの消費量が
大きいことなどの不都合があった。
分厚く巻いてヒートロスを出来る限り減らす方法、 ｂ）反応器を外部からガス・電気等のヒーターで加温し
てヒートロスを補う方法（特開平９−９４４５６号公報
参照） 等の対策が採られてきたが、これらの改良技術にも、分
厚い保温材によりコストが増大し、しかもその割にヒー
トロス低減劾果は小さいことや、複雑かつ大がかりな外
部加熱装置が必要で、効率が悪く電気やガスの消費量が
大きいことなどの不都合があった。
【０００６】本発明はこれらの不都合に鑑みてなされた
ものであり、容易に酸化分解可能な有機物質を反応器に
注入し、その酸化熱で反応器温度を再上昇させ、未分解
物質の反応速度を高めて完全分解を促進する有機性被処
理液の酸化処理方法及び装置の提供を目的とするもので
ある。
ものであり、容易に酸化分解可能な有機物質を反応器に
注入し、その酸化熱で反応器温度を再上昇させ、未分解
物質の反応速度を高めて完全分解を促進する有機性被処
理液の酸化処理方法及び装置の提供を目的とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた発明は、高温、高圧下で有機性被処理液を酸
化反応により分解・処理する有機性被処理液の酸化処理
方法であって、この酸化反応の途中で有機物質を含有す
る有機性溶液を注入することを特徴とするものである。
になされた発明は、高温、高圧下で有機性被処理液を酸
化反応により分解・処理する有機性被処理液の酸化処理
方法であって、この酸化反応の途中で有機物質を含有す
る有機性溶液を注入することを特徴とするものである。
【０００８】この方法によれば、ヒートロスにより有機
性被処理液の温度が低下し、有機物質の分解率が低下し
た時点で、有機物質を含有する有機性溶液を注入するこ
とで、その有機物質の酸化熱により有機性被処理液の温
度を再上昇させ、ヒートロスによる分解効率の低下を防
止することができる。また、反応途中で有機性被処理液
の温度を再上昇させ、分解効率が回復するため、難分解
性の窒素化合物なども効率よく分解することができる。
なお、この有機物質は超臨界水酸化により数秒以内にほ
ぼ完全分解されてしまうので、処理水質を落とすような
ことはない。
性被処理液の温度が低下し、有機物質の分解率が低下し
た時点で、有機物質を含有する有機性溶液を注入するこ
とで、その有機物質の酸化熱により有機性被処理液の温
度を再上昇させ、ヒートロスによる分解効率の低下を防
止することができる。また、反応途中で有機性被処理液
の温度を再上昇させ、分解効率が回復するため、難分解
性の窒素化合物なども効率よく分解することができる。
なお、この有機物質は超臨界水酸化により数秒以内にほ
ぼ完全分解されてしまうので、処理水質を落とすような
ことはない。
【０００９】上記有機性溶液に含有する有機物質として
はアルコールが好ましい。これらの内、メタノール、エ
タノールなどは、発熱量が大きく、また毒性があまりな
く、さらに難分解性のアンモニアを発生しうる窒素を含
まず、超臨界水酸化において容易に分解されることから
特に好ましい。また、上記有機性溶液として、有機物濃
度が高くかつ安価な鉱油、燃料油、食用油及び高有機物
濃度の廃液からなる群より選択される１種又は２種以上
のものを使用するとよい。
はアルコールが好ましい。これらの内、メタノール、エ
タノールなどは、発熱量が大きく、また毒性があまりな
く、さらに難分解性のアンモニアを発生しうる窒素を含
まず、超臨界水酸化において容易に分解されることから
特に好ましい。また、上記有機性溶液として、有機物濃
度が高くかつ安価な鉱油、燃料油、食用油及び高有機物
濃度の廃液からなる群より選択される１種又は２種以上
のものを使用するとよい。
【００１０】上記有機性溶液の注入は、有機性被処理液
の温度が３５０℃以上５８０℃以下の範囲内で行うとよ
い。これは、有機性被処理液が上記温度範囲になると、
有機物質の分解効率が低下し、難分解性の窒素化合物な
どが分解されなくなることからである。
の温度が３５０℃以上５８０℃以下の範囲内で行うとよ
い。これは、有機性被処理液が上記温度範囲になると、
有機物質の分解効率が低下し、難分解性の窒素化合物な
どが分解されなくなることからである。
【００１１】上記課題を解決するためになされた別の発
明は、高温、高圧下で有機性被処理液に酸化反応を起こ
させる反応器と、この反応器に有機性被処理液を供給す
る供給手段と、酸化反応後の処理液を反応器から排出す
る排出手段とを備える有機性被処理液の酸化処理装置で
あって、この反応器に有機物質を含有する有機性溶液を
注入する注入手段を備えることを特徴とするものであ
る。
明は、高温、高圧下で有機性被処理液に酸化反応を起こ
させる反応器と、この反応器に有機性被処理液を供給す
る供給手段と、酸化反応後の処理液を反応器から排出す
る排出手段とを備える有機性被処理液の酸化処理装置で
あって、この反応器に有機物質を含有する有機性溶液を
注入する注入手段を備えることを特徴とするものであ
る。
【００１２】この手段によれば、上記有機性被処理液の
酸化処理方法と同様に、注入手段により反応器に有機性
溶液を注入し、有機性溶液中の有機物質の酸化熱で内側
から反応器の温度を再上昇させ、分解効率を回復させる
作用が発揮できる。また当該有機性被処理液の酸化処理
装置は、ヒートロスと有機物質の酸化発熱量の熱収支計
算から注入すべき位置と量は合理的に計算可能であり、
しかも反応器内部から加温することになるため極めて効
率が良い。そのため、反応器の保温材厚さを日本工業規
格ＪＩＳＡ−９５０１等に準じ、経済的な厚さで施工す
ることが可能になる。従って、従来のように大型な設備
や低効率の外部加熱機器は不要であり、小型の往入用高
圧ポンプと僅かな量の有機物質で難分解性物質の完全分
解を行うことが出来る。
酸化処理方法と同様に、注入手段により反応器に有機性
溶液を注入し、有機性溶液中の有機物質の酸化熱で内側
から反応器の温度を再上昇させ、分解効率を回復させる
作用が発揮できる。また当該有機性被処理液の酸化処理
装置は、ヒートロスと有機物質の酸化発熱量の熱収支計
算から注入すべき位置と量は合理的に計算可能であり、
しかも反応器内部から加温することになるため極めて効
率が良い。そのため、反応器の保温材厚さを日本工業規
格ＪＩＳＡ−９５０１等に準じ、経済的な厚さで施工す
ることが可能になる。従って、従来のように大型な設備
や低効率の外部加熱機器は不要であり、小型の往入用高
圧ポンプと僅かな量の有機物質で難分解性物質の完全分
解を行うことが出来る。
【００１３】また、上記有機性被処理液の酸化処理方法
の場合と同様に、上記有機性溶液に含有する有機物質と
してはアルコールが好ましく、上記有機性溶液として鉱
油、燃料油、食用油及び高有機物濃度の廃液からなる群
より選択される１種又は２種以上のものを使用すること
ができる。さらに上記注入手段における有機性溶液の注
入は反応器内の有機性被処理液が３５０℃以上５８０℃
以下の温度範囲で行うとよい。
の場合と同様に、上記有機性溶液に含有する有機物質と
してはアルコールが好ましく、上記有機性溶液として鉱
油、燃料油、食用油及び高有機物濃度の廃液からなる群
より選択される１種又は２種以上のものを使用すること
ができる。さらに上記注入手段における有機性溶液の注
入は反応器内の有機性被処理液が３５０℃以上５８０℃
以下の温度範囲で行うとよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ本発
明の有機性被処理液の酸化処理装置に係る実施形態を詳
説する。図１、図３、図４及び図５はそれぞれ本発明の
第１、第２、第３及び第４実施形態に係る有機性被処理
液の酸化処理装置を示す概略構成図である。また図２
は、反応器における入口からの距離（Ｌ）と温度（Ｔ）
との関係を示すグラフである。
明の有機性被処理液の酸化処理装置に係る実施形態を詳
説する。図１、図３、図４及び図５はそれぞれ本発明の
第１、第２、第３及び第４実施形態に係る有機性被処理
液の酸化処理装置を示す概略構成図である。また図２
は、反応器における入口からの距離（Ｌ）と温度（Ｔ）
との関係を示すグラフである。
【００１５】図１の有機性被処理液の酸化処理装置１
は、反応器２、反応器２に有機性被処理液を供給する供
給手段３、酸化反応後の処理液を反応器２から排出する
排出手段４及び有機性被処理液に酸化剤を供給する酸化
剤供給手段５を主構成要素とする。この反応器２は、高
温、高圧下（例えば、超臨界状態又は亜臨界状態）で有
機性被処理液中の有機物質に酸化反応を生じさせ、分解
するものである。この反応器２の種類は、特に限定され
るものでなく、耐高温及び耐高圧用の一般的な反応器を
使用することができるが、有機性被処理液を連続的に分
解処理することを考慮すると、管型反応器が好適であ
る。
は、反応器２、反応器２に有機性被処理液を供給する供
給手段３、酸化反応後の処理液を反応器２から排出する
排出手段４及び有機性被処理液に酸化剤を供給する酸化
剤供給手段５を主構成要素とする。この反応器２は、高
温、高圧下（例えば、超臨界状態又は亜臨界状態）で有
機性被処理液中の有機物質に酸化反応を生じさせ、分解
するものである。この反応器２の種類は、特に限定され
るものでなく、耐高温及び耐高圧用の一般的な反応器を
使用することができるが、有機性被処理液を連続的に分
解処理することを考慮すると、管型反応器が好適であ
る。
【００１６】供給手段３は、反応器２に有機性汚泥を供
給するものであり、ａ）有機性被処理液を貯留するため
のタンク７、ｂ）タンク７内の有機性被処理液を反応器
２に圧送するための高圧ポンプ８、ｃ）有機性被処理液
を所定の温度に加熱するための加熱器９を構成要素とす
る。
給するものであり、ａ）有機性被処理液を貯留するため
のタンク７、ｂ）タンク７内の有機性被処理液を反応器
２に圧送するための高圧ポンプ８、ｃ）有機性被処理液
を所定の温度に加熱するための加熱器９を構成要素とす
る。
【００１７】排出手段４は、反応器２により酸化処理後
の処理液を外部に排出するためのものであり、高温、高
圧の処理液を冷却するための冷却器１０、減圧するため
の減圧装置１１などからなる。
の処理液を外部に排出するためのものであり、高温、高
圧の処理液を冷却するための冷却器１０、減圧するため
の減圧装置１１などからなる。
【００１８】酸化剤供給手段５は、有機性被処理液に酸
化剤を注入するためのものであり、反応器２直前で有機
性被処理液中の有機物質の分解に必要な全量を注入して
も良いし、反応器２直前と反応器２の適当な位置に分け
て供給してもよい。この酸化剤は純酸素、空気、過酸化
水素水など有機物質の酸化力を持つものである。
化剤を注入するためのものであり、反応器２直前で有機
性被処理液中の有機物質の分解に必要な全量を注入して
も良いし、反応器２直前と反応器２の適当な位置に分け
て供給してもよい。この酸化剤は純酸素、空気、過酸化
水素水など有機物質の酸化力を持つものである。
【００１９】かかる構造の有機性被処理液の酸化処理装
置１の機能を以下に説明する。まず供給手段３により高
温、高圧の有機性被処理液を反応器２に供給し、酸化剤
供給手段５により酸化剤を供給すると、反応器２内では
酸化剤との酸化反応により有機性被処理液中の有機物質
が酸化分解される。その後、反応器２から排出された処
理液は排出手段４で冷却、減圧されて外部に排出され
る。このような工程を経て、有機物質を含む有機性被処
理液を分解・浄化するものである。
置１の機能を以下に説明する。まず供給手段３により高
温、高圧の有機性被処理液を反応器２に供給し、酸化剤
供給手段５により酸化剤を供給すると、反応器２内では
酸化剤との酸化反応により有機性被処理液中の有機物質
が酸化分解される。その後、反応器２から排出された処
理液は排出手段４で冷却、減圧されて外部に排出され
る。このような工程を経て、有機物質を含む有機性被処
理液を分解・浄化するものである。
【００２０】当該有機性被処理液の酸化処理装置１は、
反応器２の適当な位置に有機物質を含有する有機性溶液
を注入する注入手段６を装備する点に特徴がある。反応
器２内の温度は、図２に示すように、ヒートロスにより
温度がピークに達した後は徐々に低下していき、分解効
率が良好な温度範囲（図中、灰色で面塗りした帯域）よ
り低くなる（図中、点線で示す）。当該有機性被処理液
の酸化処理装置１は、注入手段６によって反応器２にお
ける分解効率が低下するタイミングで有機性溶液を反応
器２内に注入し、有機性溶液内の有機物質の酸化熱で反
応器２内の温度を上昇させ（図中、実線で示す）、ヒー
トロスによる温度低下を相殺することができる。そのた
め、当該有機性被処理液の酸化処理装置１は、反応器２
外周に装着する保温材１２を薄くでき、経済性を向上さ
せることができる。なお、注入手段６による有機性溶液
の注入は、反応器２のうち酸化剤の注入後に行うとよ
い。
反応器２の適当な位置に有機物質を含有する有機性溶液
を注入する注入手段６を装備する点に特徴がある。反応
器２内の温度は、図２に示すように、ヒートロスにより
温度がピークに達した後は徐々に低下していき、分解効
率が良好な温度範囲（図中、灰色で面塗りした帯域）よ
り低くなる（図中、点線で示す）。当該有機性被処理液
の酸化処理装置１は、注入手段６によって反応器２にお
ける分解効率が低下するタイミングで有機性溶液を反応
器２内に注入し、有機性溶液内の有機物質の酸化熱で反
応器２内の温度を上昇させ（図中、実線で示す）、ヒー
トロスによる温度低下を相殺することができる。そのた
め、当該有機性被処理液の酸化処理装置１は、反応器２
外周に装着する保温材１２を薄くでき、経済性を向上さ
せることができる。なお、注入手段６による有機性溶液
の注入は、反応器２のうち酸化剤の注入後に行うとよ
い。
【００２１】注入手段６の有機性溶液に含有する有機物
質としては、 ａ）窒素から発生しうるアンモニアが難分解性のため窒
素を含まない有機物質、 ｂ）取り扱いが容易で安価な有機物質（メタノール、エ
タノール、２−プロパノール等のアルコール類）が好ま
しく、さらに有機性溶液としては、 ｃ）鉱油、燃料油、食用油や、廃油、廃切削油、油分混
入廃水等の高有機物質濃度の廃液などを使用することが
できる。
質としては、 ａ）窒素から発生しうるアンモニアが難分解性のため窒
素を含まない有機物質、 ｂ）取り扱いが容易で安価な有機物質（メタノール、エ
タノール、２−プロパノール等のアルコール類）が好ま
しく、さらに有機性溶液としては、 ｃ）鉱油、燃料油、食用油や、廃油、廃切削油、油分混
入廃水等の高有機物質濃度の廃液などを使用することが
できる。
【００２２】また、注入手段６の有機性溶液の有機物質
濃度は有機性溶液に含まれる有機物質の発熱量を考慮し
て適宜決定するとよく、有機性溶液の注入のタイミング
は超臨界水酸化の場合は分解効率が低下する有機性被処
理液が３５０℃以上５８０℃以下の温度範囲で行うとよ
い。
濃度は有機性溶液に含まれる有機物質の発熱量を考慮し
て適宜決定するとよく、有機性溶液の注入のタイミング
は超臨界水酸化の場合は分解効率が低下する有機性被処
理液が３５０℃以上５８０℃以下の温度範囲で行うとよ
い。
【００２３】図３の有機性被処理液の酸化処理装置２１
は、反応器２２、供給手段２３、排出手段２４及び酸化
剤供給手段２５を装備する点で、図１の有機性被処理液
の酸化処理装置１と同様である。但し、当該有機性被処
理液の酸化処理装置２１は、酸化剤供給手段２５による
反応器２２への酸化剤の注入と同じタイミングで冷却の
ための水を反応器２２に注入する水供給手段２７を装備
し、酸化剤の注入による温度の過上昇を防止している。
当該有機性被処理液の酸化処理装置２１の場合も反応器
２２内でヒートロスによる温度低下が生じるので、反応
器２２の適当な位置で有機性溶液を注入する注入手段２
６を装備することは有効であり、上記図１の有機性被処
理液の酸化処理装置１と同様の効果が発揮できる。特
に、反応器２２の後半部でヒートロスによる温度低下が
生じることが多く、この場合、反応器２２の後半部に注
入手段２６を設けることが好ましい。
は、反応器２２、供給手段２３、排出手段２４及び酸化
剤供給手段２５を装備する点で、図１の有機性被処理液
の酸化処理装置１と同様である。但し、当該有機性被処
理液の酸化処理装置２１は、酸化剤供給手段２５による
反応器２２への酸化剤の注入と同じタイミングで冷却の
ための水を反応器２２に注入する水供給手段２７を装備
し、酸化剤の注入による温度の過上昇を防止している。
当該有機性被処理液の酸化処理装置２１の場合も反応器
２２内でヒートロスによる温度低下が生じるので、反応
器２２の適当な位置で有機性溶液を注入する注入手段２
６を装備することは有効であり、上記図１の有機性被処
理液の酸化処理装置１と同様の効果が発揮できる。特
に、反応器２２の後半部でヒートロスによる温度低下が
生じることが多く、この場合、反応器２２の後半部に注
入手段２６を設けることが好ましい。
【００２４】図４の有機性被処理液の酸化処理装置３１
は、反応器３２と、分解対象有機物に超臨界水と酸化剤
とを混合して反応器３２に供給する供給手段３３と、反
応器３２の適当な位置に分解対象有機物を再導入する分
解対象有機物導入手段３４と、排出手段（図示していな
い）を装備するものである。この有機性被処理液の酸化
処理装置３１も反応器３２内でヒートロスによる温度低
下が生じるので、有機性溶液を注入する注入手段３５を
装備することは有効であり、上記図１の有機性被処理液
の酸化処理装置１と同様の効果が発揮できる。また上述
と同様に、特に反応器３２の後半部でヒートロスによる
温度低下が生じることが多く、この場合には反応器３２
の後半部に注入手段３５を設けることが好ましい。
は、反応器３２と、分解対象有機物に超臨界水と酸化剤
とを混合して反応器３２に供給する供給手段３３と、反
応器３２の適当な位置に分解対象有機物を再導入する分
解対象有機物導入手段３４と、排出手段（図示していな
い）を装備するものである。この有機性被処理液の酸化
処理装置３１も反応器３２内でヒートロスによる温度低
下が生じるので、有機性溶液を注入する注入手段３５を
装備することは有効であり、上記図１の有機性被処理液
の酸化処理装置１と同様の効果が発揮できる。また上述
と同様に、特に反応器３２の後半部でヒートロスによる
温度低下が生じることが多く、この場合には反応器３２
の後半部に注入手段３５を設けることが好ましい。
【００２５】図５の有機性被処理液の酸化処理装置４１
は、反応器４２と、水溶液と酸化剤の混合物を高温、高
圧にし、反応器４２の手前で有害有機物を混合して反応
器４２に供給する供給手段４３と、排出手段４４とを装
備するものである。この有機性被処理液の酸化処理装置
４１も、反応器４２内でヒートロスによる温度低下が生
じるので、有機性溶液を注入する注入手段４５を装備す
ることは有効であり、上記図１の有機性被処理液の酸化
処理装置１と同様の効果が発揮できる。また上述と同様
に、特に反応器４２の後半部でヒートロスによる温度低
下が生じることが多く、この場合には反応器４２の後半
部に注入手段４５を設けることが好ましい。なお、供給
手段４３の加熱部４６と排出手段４４の冷却部４７とは
熱交換させている。
は、反応器４２と、水溶液と酸化剤の混合物を高温、高
圧にし、反応器４２の手前で有害有機物を混合して反応
器４２に供給する供給手段４３と、排出手段４４とを装
備するものである。この有機性被処理液の酸化処理装置
４１も、反応器４２内でヒートロスによる温度低下が生
じるので、有機性溶液を注入する注入手段４５を装備す
ることは有効であり、上記図１の有機性被処理液の酸化
処理装置１と同様の効果が発揮できる。また上述と同様
に、特に反応器４２の後半部でヒートロスによる温度低
下が生じることが多く、この場合には反応器４２の後半
部に注入手段４５を設けることが好ましい。なお、供給
手段４３の加熱部４６と排出手段４４の冷却部４７とは
熱交換させている。
【００２６】次に、反応器のヒートロスと本願発明の有
機性溶液の注入による効果を理論的に計算する。
機性溶液の注入による効果を理論的に計算する。
【００２７】（１）ヒートロスの計算 ＪＩＳ−Ａ９５０１に基づく保温材からの放散熱量は、 Ｑ＝｛２π（θ0−θr）｝／｛１／λ＊ln（ｄ1／ｄ0）
＋２／αｄ1｝ の式で表せる。ここで、 Ｑ：放散熱量（Ｗ／ｍ） θ0：内部温度（℃） θr：外気温度（℃） λ：保温材の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ） ｄ1：保温材の外径（ｍ） ｄ0：保温材の内径（ｍ） α：表面の熱伝達率（Ｗ／ｍ2・Ｋ） である。
＋２／αｄ1｝ の式で表せる。ここで、 Ｑ：放散熱量（Ｗ／ｍ） θ0：内部温度（℃） θr：外気温度（℃） λ：保温材の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ） ｄ1：保温材の外径（ｍ） ｄ0：保温材の内径（ｍ） α：表面の熱伝達率（Ｗ／ｍ2・Ｋ） である。
【００２８】一般的条件としてＪＩＳ−Ａ９５０１の参
考２表７に従い、ケイ酸力ルシウム保温筒１号−１３を
４０Ａ管（外径４８．６ｍｍ）に施工する場合、反応器
温度が６００℃であれば、年間使用時問４０００時間の
とき、保温材厚さ８５ｍｍ、放散熱量１９９Ｗ／ｍ、年
間使用時間８０００時間のとき、保温材厚さ１１０ｍ
ｍ、放散熱量１７６Ｗ／ｍとなる。
考２表７に従い、ケイ酸力ルシウム保温筒１号−１３を
４０Ａ管（外径４８．６ｍｍ）に施工する場合、反応器
温度が６００℃であれば、年間使用時問４０００時間の
とき、保温材厚さ８５ｍｍ、放散熱量１９９Ｗ／ｍ、年
間使用時間８０００時間のとき、保温材厚さ１１０ｍ
ｍ、放散熱量１７６Ｗ／ｍとなる。
【００２９】これより、厚さを約１．３倍（１１０／８
５＝１．２９）にしても、放散熱量は１２％未満（１７
６／１９９＝０．８８４）しか低下させることが出来な
いことが明らかである。すなわち、ヒートロスを押さえ
るために保温材の厚さを増すだけでは非経済的であり、
効果も低い。
５＝１．２９）にしても、放散熱量は１２％未満（１７
６／１９９＝０．８８４）しか低下させることが出来な
いことが明らかである。すなわち、ヒートロスを押さえ
るために保温材の厚さを増すだけでは非経済的であり、
効果も低い。
【００３０】（２）効果の計算 反応器の条件を、 ・有機性被処理液流量：１００ｇ／ｓ（３６０ｋｇ／ｈ
ｒ） ・反応器サイズ：外径４８．６ｍｍ（４０Ａ管）、長さ
１５０ｍ ・保温材厚さ：１１０ｍｍ（ＪＩＳ−Ａ９５０１、ケイ
酸カルシウム保温筒１号−１３）とする。
ｒ） ・反応器サイズ：外径４８．６ｍｍ（４０Ａ管）、長さ
１５０ｍ ・保温材厚さ：１１０ｍｍ（ＪＩＳ−Ａ９５０１、ケイ
酸カルシウム保温筒１号−１３）とする。
【００３１】このとき反応器入口から１００ｍの地点ま
での放散熱量は、 １７６＊１００／１０００＝１７．６ｋＷ となり、有機性被処理液が反応器入ロ直後に６００℃に
達する場合、入口から１００ｍの地点の温度は、 ６００−［１７．６／４．１８７／（１００＊０．
８）］＝５４７℃ となる。ただし、超臨界流体の比熱は温度圧力条件によ
り異なるが、ここでは水と同様の０．８（ｃａｌ／ｇ
℃）と仮定した。この５０℃程度の温度低下は特にアン
モニアの分解率に大きく影響する。
での放散熱量は、 １７６＊１００／１０００＝１７．６ｋＷ となり、有機性被処理液が反応器入ロ直後に６００℃に
達する場合、入口から１００ｍの地点の温度は、 ６００−［１７．６／４．１８７／（１００＊０．
８）］＝５４７℃ となる。ただし、超臨界流体の比熱は温度圧力条件によ
り異なるが、ここでは水と同様の０．８（ｃａｌ／ｇ
℃）と仮定した。この５０℃程度の温度低下は特にアン
モニアの分解率に大きく影響する。
【００３２】そこで有機性溶液としてメタノールを用い
る場合、メタノールの酸化反応は次式の通りで、 ＣＨ3ＯＨ＋３／２Ｏ2→２Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 ΔＨ＝−６．７＊１０8（Ｊ／ｋｍｏｌ） となる。いま、１７．６ｋＷの発熱を得るには、 １７６００／６．７＊１０8＝２．６３＊１０-5（ｋｍ
ｏｌ／ｓ） １時間当たりでは、 ２．６３＊１０-5＊３６００＊３２＝３．０（ｋｇ／ｈ
ｒ） のメタノールが必要である。つまり、３ｋｇ／ｈｒのメ
タノールを注入すれば、反応器のヒートロスと等量の発
熱が得られ、反応器の温度を６００℃まで再上昇させる
ことができる。しかも、この程度のメタノール量ならば
ごく小型の高圧ポンプ１台でまかなうことが出来る。
る場合、メタノールの酸化反応は次式の通りで、 ＣＨ3ＯＨ＋３／２Ｏ2→２Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 ΔＨ＝−６．７＊１０8（Ｊ／ｋｍｏｌ） となる。いま、１７．６ｋＷの発熱を得るには、 １７６００／６．７＊１０8＝２．６３＊１０-5（ｋｍ
ｏｌ／ｓ） １時間当たりでは、 ２．６３＊１０-5＊３６００＊３２＝３．０（ｋｇ／ｈ
ｒ） のメタノールが必要である。つまり、３ｋｇ／ｈｒのメ
タノールを注入すれば、反応器のヒートロスと等量の発
熱が得られ、反応器の温度を６００℃まで再上昇させる
ことができる。しかも、この程度のメタノール量ならば
ごく小型の高圧ポンプ１台でまかなうことが出来る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機性被
処理液の酸化処理方法及び装置によれば、メタノールや
エタノールなど、容易に酸化分解される有機物質を反応
器に注入し、その酸化熱で反応器温度を再上昇させ、未
分解物質の反応速度を高めて完全分解を促進することが
できる。
処理液の酸化処理方法及び装置によれば、メタノールや
エタノールなど、容易に酸化分解される有機物質を反応
器に注入し、その酸化熱で反応器温度を再上昇させ、未
分解物質の反応速度を高めて完全分解を促進することが
できる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機性被処理液の
酸化処理装置を示す概略構成図である。
酸化処理装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の有機性被処理液の酸化処理装置の反応器
における、入口からの距離（Ｌ）と温度（Ｔ）との関係
を示すグラフである。
における、入口からの距離（Ｌ）と温度（Ｔ）との関係
を示すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る有機性被処理液の
酸化処理装置を示す概略構成図である。
酸化処理装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る有機性被処理液の
酸化処理装置を示す概略構成図である。
酸化処理装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る有機性被処理液の
酸化処理装置を示す概略構成図である。
酸化処理装置を示す概略構成図である。
１、２１、３１、４１ 有機性被処理液の酸化処理装置 ２、２２、３２、４２ 反応器 ３、２３、３３、４３ 供給手段 ４、２４、４４ 排出手段 ５、２５、 酸化剤供給手段 ６、２６、３５、４５、 注入手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D050 AA12 AB11 AB17 AB19 AB24 BB01 BC01 BC02 BC10 BD02 BD03 BD06 BD08
Claims (8)
- 【請求項１】 高温、高圧下で有機性被処理液を酸化反
応により分解・処理する有機性被処理液の酸化処理方法
であって、 この酸化反応の途中で有機物質を含有する有機性溶液を
注入することを特徴とする有機性被処理液の酸化処理方
法。 - 【請求項２】 上記有機性溶液に含有する有機物質がア
ルコールである請求項１に記載の有機性被処理液の酸化
処理方法。 - 【請求項３】 上記有機性溶液が、鉱油、燃料油、食用
油及び高有機物濃度の廃液からなる群より選択される１
種又は２種以上のものである請求項１に記載の有機性被
処理液の酸化処理方法。 - 【請求項４】 上記有機性溶液の注入を有機性被処理液
の温度が３５０℃以上５８０℃以下の範囲内で行う請求
項１、請求項２又は請求項３に記載の有機性被処理液の
酸化処理方法。 - 【請求項５】 高温、高圧下で有機性被処理液に酸化反
応を起こさせる反応器と、この反応器に有機性被処理液
を供給する供給手段と、酸化反応後の処理液を反応器か
ら排出する排出手段とを備える有機性被処理液の酸化処
理装置であって、 この反応器に有機物質を含有する有機性溶液を注入する
注入手段を備えることを特徴とする有機性被処理液の酸
化処理装置。 - 【請求項６】 上記有機性溶液に含有する有機物質がア
ルコールである請求項５に記載の有機性被処理液の酸化
処理装置。 - 【請求項７】 上記有機性溶液が、鉱油、燃料油、食用
油及び高有機物濃度の廃液からなる群より選択される１
種又は２種以上のものである請求項５に記載の有機性被
処理液の酸化処理装置。 - 【請求項８】 上記注入手段における有機性溶液の注入
を、反応器内の有機性被処理液の温度が３５０℃以上５
８０℃以下の範囲内で行う請求項５、請求項６又は請求
項７に記載の有機性被処理液の酸化処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142821A JP2000325772A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 有機性被処理液の酸化処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142821A JP2000325772A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 有機性被処理液の酸化処理方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000325772A true JP2000325772A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=15324420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11142821A Pending JP2000325772A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 有機性被処理液の酸化処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000325772A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008207135A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 水熱酸化分解処理装置 |
| JP2015016401A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 株式会社リコー | 廃液処理装置 |
| WO2021068296A1 (zh) * | 2019-10-12 | 2021-04-15 | 西安交通大学 | 一种基于超临界水氧化技术的启动系统及方法 |
-
1999
- 1999-05-24 JP JP11142821A patent/JP2000325772A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008207135A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 水熱酸化分解処理装置 |
| JP2015016401A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 株式会社リコー | 廃液処理装置 |
| WO2021068296A1 (zh) * | 2019-10-12 | 2021-04-15 | 西安交通大学 | 一种基于超临界水氧化技术的启动系统及方法 |
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