JP2000331795A - Microwave plasma torch and decomposing device for organic halogen compound - Google Patents
Microwave plasma torch and decomposing device for organic halogen compoundInfo
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Abstract
Description
【0001】[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、及びこの分解装置に用いて
好適なマイクロ波式プラズマトーチに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for decomposing an organic halogen compound using plasma, and more particularly, to an apparatus for decomposing an organic halogen compound using microwaves to generate plasma, and this decomposition apparatus. The present invention relates to a microwave type plasma torch suitable for use in the present invention.
【0002】[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。2. Description of the Related Art Organic halogen compounds such as freon, trichloromethane, and halon containing fluorine, chlorine, and bromine in a molecule are widely used in a wide range of applications such as refrigerants, solvents, and fire extinguishers. Is very important.
However, these compounds have high volatility, and if released untreated into the environment such as air, soil, and water, they may have adverse effects on the environment, such as formation of carcinogenic substances and destruction of the ozone layer. It is necessary to perform detoxification treatment from the viewpoint of environmental protection.
【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。[0003] Conventionally, there have been reported methods for treating organic halogen compounds, which mainly utilize a decomposition reaction at a high temperature, and this treatment method is further roughly classified into an incineration method and a plasma method. In the incineration method, an organic halogen compound is incinerated in a cement kiln or rotary kiln, whereas in the plasma method, an organic halogen compound is reacted with water vapor in plasma to be decomposed into carbon dioxide, hydrogen chloride, and hydrogen fluoride. Things.
【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ある。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振器
等を具備してなる。Further, there is an apparatus for decomposing an organic halogen compound according to the latter plasma method, which generates plasma using microwaves. This disassembly device
An exhaust gas treatment tank containing an alkaline solution, a reaction tube disposed with the open lower end immersed in the alkaline solution, a cylindrical waveguide extending vertically above the reaction tube, and the cylinder A discharge tube disposed inside the waveguide and penetrating the lower end thereof and communicating with the reaction tube; a rectangular waveguide extending in the horizontal direction and connected to the cylindrical waveguide near one end thereof; It has a microwave oscillator and the like mounted on the other end of the waveguide.
【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、マイクロ波発振器から
発振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
れた後、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。[0005] In this decomposition apparatus, while the Freon gas and the water vapor are supplied to the discharge tube, the microwave oscillated from the microwave oscillator is transmitted to the cylindrical waveguide through the rectangular waveguide. Then, a discharge is caused by the microwave electric field formed inside the cylindrical waveguide, and the fluorocarbon gas is decomposed by the thermal plasma in the reaction tube. On the other hand, the generated gas generated by this decomposition reaction is neutralized by passing through an alkaline solution, and the remaining gas including carbon dioxide gas is discharged from the exhaust duct.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したプ
ラズマ法に係る有機ハロゲン化合物の分解装置において
は、運転開始時における確実で安定したガスへの着火が
求められている。また、着火が完了した後の装置運転中
は、良好なプラズマ形状を維持して安定した分解反応を
継続することが重要である。By the way, in the above-mentioned apparatus for decomposing an organic halogen compound according to the plasma method, reliable and stable ignition of gas at the start of operation is required. During the operation of the apparatus after the ignition is completed, it is important to maintain a favorable plasma shape and continue a stable decomposition reaction.
【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、運転開始時における良好
な着火性能を有し、しかも着火後は良好なプラズマ形状
を維持して安定した運転を可能にするマイクロ波式プラ
ズマトーチ及び有機ハロゲン化合物の分解装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to have good ignition performance at the start of operation, and to maintain a stable and stable plasma shape after ignition. An object of the present invention is to provide a microwave type plasma torch and an organic halogen compound decomposing device which enable operation.
【0008】[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
記載のマイクロ波式プラズマトーチは、外側導体及び内
側導体よりなる円筒導波管と、該円筒導波管内に同軸に
設置された内管及び外管よりなる二重構造の放電管とを
具備し、前記内側導体を延長してなるプローブアンテナ
が前記放電管を囲むように配置され、前記内管の先端を
前記プローブアンテナの先端より内側に位置せしめたこ
とを特徴とするものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention employs the following constitution. Claim 1
The described microwave plasma torch includes a cylindrical waveguide composed of an outer conductor and an inner conductor, and a discharge tube having a double structure composed of an inner tube and an outer tube coaxially installed in the cylindrical waveguide. A probe antenna formed by extending the inner conductor is disposed so as to surround the discharge tube, and the tip of the inner tube is positioned inside the tip of the probe antenna.
【0009】このようなマイクロ波式プラズマトーチに
よれば、内管と外管との間を螺旋状に流れて流出するガ
ス流が、内管の真下によどみを形成する。このため、ガ
ス流のよどみに対して、容易に着火できるようになる。
また、内管の先端をプローブアンテナの先端より内側に
位置せしめたので、内管先端部がプラズマのエネルギ集
中部から離れて熱影響を受けにくくなる。According to such a microwave-type plasma torch, the gas flow flowing spirally between the inner tube and the outer tube and flowing out forms stagnation just below the inner tube. Therefore, it is possible to easily ignite the stagnation of the gas flow.
In addition, since the tip of the inner tube is located inside the tip of the probe antenna, the tip of the inner tube is separated from the energy concentration portion of the plasma and is less affected by heat.
【0010】請求項2記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、有機ハロゲン化合物の分解物を中和処理するた
めの処理液が収容された排ガス処理タンクと、開口した
下端部が前記排ガス処理タンク内の処理液に浸漬した状
態で配設された反応管と、該反応管の上方において垂直
方向に延在する外側導体及び内側導体よりなる円筒導波
管と、該円筒導波管内に同軸に設置された内管及び外管
よりなる二重構造の放電管とを具備し、前記内側導体を
延長してなるプローブアンテナが前記放電管を囲むよう
に配置され、前記内管の先端を前記プローブアンテナの
先端より内側に位置せしめたマイクロ波式プラズマトー
チと、を具備して構成したことを特徴とするものであ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for decomposing an organic halogen compound, wherein an exhaust gas processing tank containing a processing solution for neutralizing the decomposed product of the organic halogen compound is provided, and an open lower end is provided in the exhaust gas processing tank. A reaction tube disposed in a state of being immersed in the processing solution, a cylindrical waveguide formed of an outer conductor and an inner conductor extending vertically above the reaction tube, and installed coaxially in the cylindrical waveguide. A discharge tube having a double structure comprising an inner tube and an outer tube, wherein a probe antenna formed by extending the inner conductor is arranged so as to surround the discharge tube, and a tip of the inner tube is formed by the probe antenna. And a microwave-type plasma torch positioned inside the tip of the microwave plasma torch.
【0011】このような有機ハロゲン化合物の分解装置
によれば、運転開始時における確実で安定した着火性能
と、運転中における良好なプラズマ形状の維持により安
定した分解反応の継続が可能となる。According to such an apparatus for decomposing an organic halogen compound, a reliable and stable ignition performance at the start of operation and a stable decomposition reaction can be maintained by maintaining a good plasma shape during operation.
【0012】[0012]
【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。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のマイクロ波を発振するマ
イクロ波発振器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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 3, the rectangular waveguide 1 extending in the horizontal direction is provided with a microwave oscillator 2 that oscillates a microwave having a frequency of 2.45 GHz at the start end (left end), and from the start end to the end (right end). To transmit microwaves.
【0013】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振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。As shown in FIG. 1, the rectangular waveguide 1 prevents the reflected wave from affecting the oscillation side by absorbing the microwave reflected at the terminal end and returning to the start end. An isolator 3 and a tuner 6 that adjusts the wave mismatch amount of the radio wave by moving a plurality of wave adjustment members 4 in and out respectively to converge the radio wave to the discharge tube 5 are provided.
【0014】円筒導波管7は、図2(a)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8Aに向けて延在し、この延在部分をプローブアン
テナ9aとしている。As shown in FIG. 2A, the cylindrical waveguide 7 is composed of an outer conductor 8 and an inner conductor 9 having a smaller diameter than the outer conductor 8. They are connected so as to extend in the vertical direction while communicating with the waveguide 1. The inner conductor 9 extends toward the end plate 8A of the outer conductor 8 while surrounding the discharge tube 5 made of quartz while being fixed on the upper portion of the rectangular waveguide 1, and this extended portion is used as a probe antenna 9a. I have.
【0015】放電管5は、内管11と外管12とから構
成された二重構造のものを採用しており、内管11と外
管12との間がガス流路となっている。このような二重
管式の放電管5は、円筒導波管7の中心軸に対して同軸
となるよう内側に配置されている。以後本発明では、円
筒導波管7と放電管5とを組み合わせたものをマイクロ
波式プラズマトーチ(又は単にプラズマトーチ)と称す
る。また、放電管5の内管11には、着火装置13によ
り発熱するテスラコイル14が挿入されている。The discharge tube 5 has a double structure composed of an inner tube 11 and an outer tube 12, and a gas flow path is provided between the inner tube 11 and the outer tube 12. Such a double-tube discharge tube 5 is disposed inside so as to be coaxial with the central axis of the cylindrical waveguide 7. Hereinafter, in the present invention, a combination of the cylindrical waveguide 7 and the discharge tube 5 is referred to as a microwave plasma torch (or simply, a plasma torch). A Tesla coil 14 that generates heat by an ignition device 13 is inserted into the inner tube 11 of the discharge tube 5.
【0016】さらに、内管11の先端(下端)は、内側
導体7を下方へ延長し放電管5を囲むように配置したプ
ローブアンテナ9aの先端よりも所定の距離Lだけ内方
(上方)に引っ込んだ位置に配置されている(図2
(b)参照)。この距離Lは、着火性を優先した場合、
プローブアンテナ9aの先端と内管11の先端とが一致
するように、すなわちL=0に設定するのがベストであ
る。しかし、L=0に設定すると、着火と同時に内管1
1の先端部がプラズマのエネルギ集中部にさらされるた
め、運転を継続することによって、その熱影響による溶
融変形が生じることになる。内管11の先端部に溶融変
形が生じると、内管11と外管12との間から流出する
ガスの流れが不安定となり、プラズマ形状にも著しい変
形が生じることになる。従って、分解反応が不安定にな
ったり、あるいは変形したプラズマの熱影響を受けて外
管12が破損するということもある。Further, the tip (lower end) of the inner tube 11 extends a predetermined distance L inward (upward) from the tip of the probe antenna 9a that extends the inner conductor 7 downward and surrounds the discharge tube 5. It is located at the retracted position (Fig. 2
(B)). This distance L is given by:
It is best to set the tip of the probe antenna 9a and the tip of the inner tube 11 to coincide, that is, set L = 0. However, when L = 0 is set, the inner tube 1
Since the front end of the first member is exposed to the energy concentration portion of the plasma, continuation of the operation causes melting deformation due to the heat effect. If the tip of the inner tube 11 is melted and deformed, the flow of gas flowing out between the inner tube 11 and the outer tube 12 becomes unstable, and the plasma shape is significantly deformed. Therefore, the decomposition reaction may become unstable, or the outer tube 12 may be damaged by the thermal influence of the deformed plasma.
【0017】しかし、本発明では、上述したように内管
11の先端部を上げてプローブアンテナ9aの先端部と
の間に距離Lを設けてあるので、内管11の先端部はプ
ラズマのエネルギ集中部から離れて熱影響を受けなくな
る。また、距離Lを大きくすればするほど熱影響の面で
はより一層有利にはなるが、その分だけガスの旋回流を
形成する距離が短くなるので、限られたスペース内では
熱影響と旋回流形成との適度なバランスを考慮する必要
がある。なお、内管11の先端をプローブアンテナ9a
の先端より下方へ延ばして突出させた場合は、やはりプ
ラズマの熱影響を大きく受けることになるので好ましく
ない。However, in the present invention, since the tip of the inner tube 11 is raised and the distance L is provided between the tip of the probe antenna 9a as described above, the tip of the inner tube 11 is It is not affected by heat away from the central part. In addition, as the distance L is increased, the effect on the heat effect is further improved. However, the distance for forming the swirling flow of the gas is shortened accordingly, so that the heat effect and the swirling flow are limited in the limited space. It is necessary to consider a proper balance with the formation. The tip of the inner tube 11 is connected to the probe antenna 9a.
If it extends downward from the tip of the electrode, it is unfavorable because the thermal effect of the plasma is greatly affected.
【0018】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。On the other hand, the tip of the outer tube 12 penetrates through the end plate 8A of the outer conductor 8 and communicates with the copper reaction tube 15;
The proximal end (upper end) of the outer tube 12 is attached with a gap between the outer tube 12 and the inner conductor 9. Reference numeral 17 denotes an optical sensor 17 directed to the outer cylinder 12 exposed between the end plate 8A of the outer conductor 8 and the reaction tube 15. This optical sensor 1
Numeral 7 monitors the state of plasma generation by detecting the luminous intensity.
【0019】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。A gas supply pipe 16 is inserted into the gap along the tangential direction of the outer pipe 12, and argon gas,
Freon gas (organic halogen compound), air, and water vapor are supplied to the discharge tube 5 via the gas supply tube 16. These argon gas, chlorofluorocarbon gas, and air are selectively sent to the heater 18 from respective supply sources by opening and closing operations of the solenoid valves 19a, 19b, and 19c shown in FIG.
【0020】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。The argon gas is supplied to facilitate ignition prior to generation of plasma, and is stored in an argon cylinder 21. This argon cylinder 21
A pressure regulator 22 and a pressure switch 23 are provided between the solenoid valve 19a and the solenoid valve 19a.
【0021】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。Air is supplied from the air compressor 24 to remove water remaining in the system to enhance ignition stability and to exhaust gas remaining in the system. , Nitrogen gas, argon gas and the like are used. Water vapor is necessary to decompose Freon gas.
It is generated by sending water in the water storage tank 26 to the heater 18 by the plunger pump 25. The water storage tank 26 has a level switch 27 for detecting a change in water level.
Is provided.
【0022】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。The Freon gas is stored in a liquid in a collected Freon cylinder 28, and the collected Freon cylinder 28 and the electromagnetic valve 1 are stored.
9b, the squeezing device 31, the mist separator 3
2, and a pressure switch 33 are provided.
【0023】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。The mist separator 32 is for removing oil (lubricating oil) and water contained in the CFC gas, and is of a collision type or a centrifugal type. The heater 18 is intended not only to generate water vapor to be reacted with the chlorofluorocarbon gas, but also to prevent the problem that the vapor is cooled down to the chlorofluorocarbon gas and re-condensed in the apparatus by heating the fluorocarbon gas or the like in advance. A heating method such as an electric type or a steam type is adopted.
【0024】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。In the heater 18, two parallel flow paths 3 are provided.
4a and 34b are formed, and Freon gas, argon gas, and air are introduced into one flow path 34a,
Water is introduced into the other flow path 34b from the water storage tank 26 to generate steam.
【0025】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。However, the fluorocarbon gas and the like having passed through the heater 18 and the water vapor are mixed in the mixer 37 and then supplied to the discharge tube 5 through the gas supply tube 16. As shown in FIG. 4, an orifice 38 is provided inside the mixer 37, and an opening 38a of the orifice 38 is set to a diameter of 0.1 mm to 5 mm. The outlet-side end surface 37A of the mixer 37 facing the opening 38a has an inclined surface such that the cross section of the flow path gradually decreases.
【0026】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って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。The exhaust gas treatment tank 41 is provided to neutralize and detoxify acidic gases (hydrogen fluoride and hydrogen chloride) generated when the fluorocarbon gas is decomposed. Is contained therein. For example, if the decomposed Freon gas is Freon R12 for a refrigerant recovered from a waste refrigerator, the following formula 1 is used.
The generated gas generated by the decomposition reaction shown in the above is detoxified by the neutralization reaction shown in the equation (2).
【0027】[0027]
【式1】 CCl2F2+2H2O→2HCl+2HF+CO2 [Formula 1] CCl 2 F 2 + 2H 2 O → 2HCl + 2HF + CO 2
【式2】 2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O 2HF +Ca(OH)2→CaF2 +2H2O[Formula 2] 2HCl + Ca (OH) 2 → CaCl 2 + 2H 2 O 2HF + Ca (OH) 2 → CaF 2 + 2H 2 O
【0028】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。Since the neutralized products (calcium chloride and calcium fluoride) produced by the neutralization reaction of the formula (2) have low solubility, some of them are dissolved in an alkaline solution, but most of them are present as a slurry. Further, the carbon dioxide generated by the decomposition reaction of the formula 1 and the acid gas reduced to a very small amount equal to or less than the emission reference value by the neutralization reaction of the formula 2 are connected to the exhaust duct 42 connected above the exhaust gas treatment tank 41. Is discharged out of the system by the blower 43.
【0029】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。この吹込管45の先端部4
5a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。Inside the exhaust gas treatment tank 41, a blowing pipe 45 connected to the reaction pipe 15 via an exchange joint 44 is provided.
It is arranged to extend vertically with its lower end immersed in an alkaline solution. The tip 4 of this blowing pipe 45
5a is formed so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the vertical direction.
【0030】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。A cooler 46 provided with a cold water pipe (not shown) is provided at an intermediate portion in the axial direction of the reaction tube 15 so as to surround the peripheral surface thereof. The cooler 46 cools a gas produced by the decomposition reaction of the formula 1, and the reaction tube 1
In order to prevent the re-condensation of the residual water vapor in 5, it is controlled not to cool below the dew point. In the present embodiment, the cooling is performed to about 400 ° C.
【0031】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。The cooling water (warm water) of the cooler 46, which is heated by cooling the reaction tube 15, is used as a heating source of the recovered CFC cylinder 28. That is, a heater 4 provided with a hot water pipe (not shown) is provided around the recovered CFC cylinder 28.
7 is provided, and when the cooling water used for cooling the reaction tube 15 flows through the hot water pipe, the recovered CFC cylinder 28 is heated.
【0032】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。As shown in FIG. 2, the exchange joint 44 is detachably connected between the reaction tube 15 and the blowing tube 45, and the water injection nozzle 51 communicates with the inside thereof. Cooling water is discharged from the water injection nozzle 51, and the resin-made, for example, Teflon-made blowing pipe 45 is rapidly cooled to its heat-resistant temperature range. Incidentally, when the blowing pipe 45 is a Teflon pipe, it is cooled to 100 ° C. or lower.
【0033】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、式1の分解
反応で生成された酸性ガスが水に解けてできる酸性液に
よる腐食のおそれはあまりない。その一方高温のプラズ
マ及び分解ガスに対する耐熱性が要求されるため、金属
製とすることで長寿命化を図っている。The reason why the blowing pipe 45 is made of resin is that the blowing pipe 45 has good corrosion resistance to both an acid solution formed by dissolving an acidic gas in cooling water and an alkali solution in the exhaust gas treatment tank 41. This is because it is difficult to achieve this with a metal. On the other hand, in the case of the reaction tube 15,
Since the inside is always in a dry state, there is little possibility that the acidic gas generated by the decomposition reaction of the formula 1 is dissolved in water and is corroded by an acidic liquid. On the other hand, heat resistance to high-temperature plasma and decomposed gas is required.
【0034】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。From the tip (lower end) of the blowing pipe 45, the gas produced by the decomposition reaction of the formula 1 is released as bubbles into the alkaline liquid. The neutralization reaction in the alkaline solution is accelerated as the contact area between the bubbles and the alkaline solution increases and the time until the bubbles reach the liquid surface is increased. A bubble dividing means 52 for promoting the neutralization reaction of Formula 2 by dividing is provided.
【0035】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。The bubble separating means 52 includes a shaft 52b rotated by a motor 52a, a disk-shaped blade holder 52c fixed to the end of the shaft 52b, and an outer edge of the blade holder 52c. And six blades 52d.
【0036】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。The shaft portion 52a and the blade holding portion 52
Each of c and the blade 52d is made of a SUS material, and the blade 52d intersects the blade holding portion 52c and is fixed by silver brazing at equal intervals in the circumferential direction. The reason why the silver brazing is employed is that the general welding is highly corrosive to an alkaline solution.
【0037】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。The bubble separating means 52 includes a blade holder 52
The center of c is arranged so as to be located above the tip of the reaction tube 15, and the air bubbles that float from the tip of the reaction tube 15 are:
When the blade 52d rotates at 300 rpm, it is finely divided into bubbles having a diameter of about 3 to 5 mm. The bubble separating means 52 also plays a role of forming a suspension of water and water-insoluble calcium hydroxide by stirring the calcium hydroxide powder charged into the exhaust gas treatment tank 41.
【0038】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が設けら
れている。この冷却機53は、ファン53a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53
bにおいて放熱するものである。ちなみに、タンク内温
度は熱電対54により検出される。Further, the exhaust gas treatment tank 41 is provided with a cooler 53 for cooling the temperature in the tank below the heat resistant temperature of the blow-in pipe 45 because the neutralization reaction of the formula 2 is an exothermic reaction. In the cooler 53, a part of a pipe connected to a heat radiating part 53b cooled by a fan 53a is inserted through the exhaust gas treatment tank 41, and a cooling medium such as water flows through the pipe to generate heat. And the heat dissipating part 53
Heat is dissipated in b. Incidentally, the temperature in the tank is detected by the thermocouple 54.
【0039】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。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。Further, the exhaust gas treatment tank 41 has a pH value
A sensor 55 is provided. The pH value of the alkaline solution is
It is constantly monitored by the control device 61 via the pH sensor 55. For example, when the pH value is 9 (11 to 11 when the operation is started).
In the case of 12), the alarm means is activated by a command from the control device 61, and the disassembling operation is stopped. As the warning means, any means can be used as long as it can draw attention to the surroundings. For example, means such as blinking a lamp or sounding a horn is adopted.
【0040】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。Since the slurry in the exhaust gas treatment tank 41 gradually increases as the operation time elapses, the slurry is received by the solid-liquid separator 62 together with the alkali liquid after the operation is stopped.
After solid-liquid separation, it is disposed of as waste or used for other purposes. On the other hand, the separated alkaline liquid is returned to the exhaust gas treatment tank 41 again and reused. Incidentally, the fluctuation of the liquid level in the exhaust gas treatment tank is detected by the level switch 56.
【0041】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。In the organic halogen compound decomposing apparatus having the above-described structure, the opening / closing operation of the electromagnetic valve and the ignition operation of the Tesla coil 14 are controlled by the control device 61 as shown in FIG. As is clear from this figure, in this decomposition apparatus, the decomposition of the chlorofluorocarbon gas is performed by batch processing in which one cycle is performed for 8 hours.
【0042】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、マイクロ波を発振してテ
スラコイル14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。That is, before supplying the chlorofluorocarbon gas or water vapor, first, air is supplied for a predetermined time (3 minutes) for the purpose of removing residual moisture, and after the supply is stopped, argon gas is supplied for the purpose of improving ignition stability. Start supplying. Then, during the supply of the argon gas, the microwave is oscillated to ignite the gas by the Tesla coil 14, and the steam and the chlorofluorocarbon gas are supplied. Thereafter, the supply of the argon gas is stopped.
【0043】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。After the decomposition operation is stopped, air is supplied for a predetermined time (5 minutes) for the purpose of ensuring safety, and residual acid gas is purged.
【0044】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。In the above steps, the supply of the argon gas and the supply of the chlorofluorocarbon gas may overlap with each other. However, the time between the start of the supply of the chlorofluorocarbon gas and the stop of the supply of the argon gas may be very small. The reason is,
This is because, as long as the ignition state is stabilized, it is not necessary to continuously supply the argon gas, and it is necessary to keep the argon consumption low from the viewpoint of cost reduction.
【0045】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。The control device 61 is provided with the pressure switch 2
3, 33, thermocouples 36, 54, level switches 27, 5
6. By receiving signals from various sensors such as the optical sensor 17, the heaters 18 for the argon gas and the chlorofluorocarbon gas are used.
Supply pressure, the liquid level in the water storage tank 26, the state of plasma generation, the temperature and the liquid level in the exhaust gas treatment tank 41 are constantly monitored. Stop operation because there is a possibility that the operation is not performed efficiently. After the operation is stopped, air is supplied as described above to ensure safety, and the residual gas in the apparatus is scavenged.
【0046】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。Hereinafter, the operation of the disassembling apparatus according to this embodiment will be described. In this disassembly apparatus, first, the solenoid valve 19
a, 19b are closed and the solenoid valve 19c is opened to supply air from the air compressor 24 to the discharge tube 5 via the gas supply tube 16 for 3 minutes. This air is passed through the heater 18 to produce 100 to 180
Since it is heated to ° C., the residual moisture in the apparatus is surely removed.
【0047】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
から供給されて二重構造の放電管5内を螺旋状に流下す
るため、内管11の先端近傍によどみが形成されて着火
が容易になり、しかも着火後にはプラズマの保持も容易
になる。Next, the solenoid valve 19c is closed and the solenoid valve 19a is opened, and argon gas is supplied to the discharge tube 5. At this time, since the argon gas is supplied from the tangential direction of the outer tube 12 and flows down spirally in the discharge tube 5 having the double structure, stagnation is formed near the tip of the inner tube 11 to facilitate ignition. In addition, it is easy to hold the plasma after ignition.
【0048】また、このときのガス供給量は、4〜40
l/min、望ましくは12l/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着火性及びプラ
ズマの保持が一層容易になる。そして、内管11先端と
プローブアンテナ9a先端との間に適度な距離Lを設け
たので、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。The gas supply amount at this time is 4 to 40.
l / min, preferably 12 l / min or more. In this setting range, stagnation is effectively formed, and ignitability and retention of plasma are further facilitated. Further, since an appropriate distance L is provided between the tip of the inner tube 11 and the tip of the probe antenna 9a, the discharge tube 5 is hardly affected by the thermal influence of the plasma, and its melting deformation and breakage are effectively prevented. Will be.
【0049】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、マイクロ波発振器2からマイクロ波を
発振する。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。Then, microwaves are oscillated from the microwave oscillator 2 at a certain interval from the start of the supply of the argon gas. The microwave is transmitted to the rear end side by the rectangular waveguide 1 and further transmitted to the cylindrical waveguide 7.
【0050】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。At this time, as the electric field in the cylindrical waveguide 7, a TM01 mode having a large electric field intensity is formed, and the electric field mode in the rectangular waveguide 1 and the cylindrical waveguide 7 Since the electric field modes inside the cylindrical waveguide 7 are coupled, the electric field inside the cylindrical waveguide 7 is stable.
【0051】次に、点火装置13によりテスラコイル1
4を発熱させて着火させる。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。Next, the Tesla coil 1 is
4 is heated to ignite. At this time, the interior of the discharge tube 5 is easily ignited because moisture is removed by air and an easily ignited argon gas is supplied in advance. Next, water is sucked from the water storage tank 26 by the plunger pump 25, and the water is drawn through the heater 18 to supply the generated steam to the discharge tube 5.
【0052】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。The steam cannot flow smoothly through the flow path due to the resistor 35 filled in the heater 18, and a constant amount of steam always stays in the heater 18. For this reason, scattering due to pulsation and bumping is prevented, the outflow amount of steam is stabilized, and fluctuations in the flow rate on the upstream side of the mixer 37 can be effectively suppressed. Therefore, the plasma can be stabilized without causing the disappearance of the plasma, and the processing capability can be improved.
【0053】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。Next, the solenoid valve 19b is opened to supply Freon gas to the discharge tube 5. At this time, the chlorofluorocarbon gas flowing out of the collected chlorofluorocarbon cylinder 28 is supplied to the mist separator 3.
2 to remove oil and moisture.
For this reason, the generation of dirt and by-products from piping and the like due to the lubricating oil in the CFC gas is suppressed, and an efficient and stable supply of CFC gas and the like can be performed. Does not occur. Therefore, it is possible to stabilize the plasma and improve the processing capability.
【0054】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。Further, after passing through the heater 18, the mixer 37
The water vapor, the argon gas, and the chlorofluorocarbon gas flowing into the inside not only promote mixing due to the pressure loss when passing through the opening 38 a of the orifice 38, but also form the outlet side end face 3.
Mixing is also promoted by colliding with 7A,
The mixture flows out of the mixer 37 in a more uniformly mixed state, and is supplied to the discharge tube 5. Therefore, Equation 1
Is sufficiently performed, and the generation of by-products such as chlorine gas and carbon monoxide can be suppressed.
【0055】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。When the microwave is applied to the Freon gas supplied to the discharge tube 5 in this manner, the discharge tube 5
High electron energy and temperature of 2,000K ~
Thermal plasma increased to 6,000 K is generated.
【0056】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L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。Further, since the distal end of the inner tube 11 is disposed inside the distal end of the probe antenna 9a by a predetermined distance L, it is possible to avoid the thermal influence of the generated plasma, and Is prevented from being melted. As a result, a stable decomposition operation can be performed without remarkable deformation of the plasma shape.
【0057】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。However, the generation of thermal plasma causes the fluorocarbon gas to be easily dissociated into chlorine, fluorine, and hydrogen atoms, and is easily decomposed by reacting with water vapor as shown in equation 1. When the plasma is stabilized, the electromagnetic valve 19a is closed to stop the supply of the argon gas.
【0058】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。The gas generated by the decomposition reaction is supplied to the exchange joint 44.
Then, the gas is discharged into the alkaline liquid in the exhaust gas treatment tank 41 through the blowing pipe 45. However, since these generated gases are extremely high in temperature, they are first cooled to about 400 ° C. by the cooler 46 attached to the lower part of the reaction tube 15 before flowing into the blowing tube 45.
【0059】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。At this temperature, the residual water vapor does not re-condense inside the reaction tube 15, so that the reaction tube 15 is kept in a dry state and the plasma does not disappear. On the other hand, the cooling water of the cooler 46 heated to about 50 ° C. by cooling the reaction tube 15 is led to the heater 47 attached to the recovered freon cylinder 28, and the liquid freon in the recovered freon cylinder 28 is vaporized. In addition to preventing the formation of frost in the cylinder 28 and the downstream pipe that occurs when the pressure is reduced, the pressure fluctuation due to the temperature drop is also suppressed.
【0060】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。The product gas cooled by the cooler 46 is
While passing through the exchange joint 44, the water injection nozzle 51
Is rapidly cooled to about 100 ° C. or less by the cooling water discharged from the apparatus. Thereby, the resin blowing tube 45 can be used within its heat-resistant temperature range, and can be protected from thermal damage due to high temperature.
【0061】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。At this time, since the gas produced by the decomposition reaction of the formula (1) is dissolved in the cooling water to generate an acidic solution, the exchange joint 44 is gradually corroded. It can be replaced accordingly. That is, on the downstream side of the reaction tube 15, only the exchange joint 44 needs to be exchanged due to corrosion, so that the cost can be reduced and the exchange operation can be facilitated.
【0062】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。The product gas released into the alkaline solution through the blowing pipe 45 is rendered harmless by the neutralization reaction of the formula 2, and is discharged from the exhaust duct 42. Since this neutralization reaction is an exothermic reaction, the temperature of the alkaline solution is set to 70 ° C. by the cooler 53 in order to prevent thermal damage to the blowing pipe 45.
It is kept below.
【0063】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
が系外に排出され続けるといったことがない。The product gas released as bubbles from the tip of the blowing pipe 45 is supplied to the blade 52 of the bubble dividing means 52.
Since it is finely divided at d, the contact area with the alkaline liquid increases and the time to reach the liquid surface increases, thereby promoting the neutralization reaction. As a result, the amount of acidic gas exceeding the reference value is not continuously discharged out of the system due to insufficient neutralization.
【0064】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。The neutralized product produced by the neutralization reaction is
Although present as a slurry in the alkaline liquid, the slurry is received by the solid-liquid separator 62 together with the alkaline liquid after the decomposition operation is stopped, and is continuously subjected to solid-liquid separation. Since the separated liquid is returned to the exhaust gas treatment tank 41 and reused, in the present decomposition apparatus, the water consumption is significantly reduced in combination with the reuse of the cooling water.
【0065】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。The apparatus for decomposing an organic halogen compound according to the present invention is not limited to the above embodiment, but includes the following embodiments. (1) As means for promoting the mixing in the mixer 37, beads or the like may be filled in the mixer 37 instead of the orifice 38. In this configuration, the mixing of the flon gas and the steam is promoted because the gas randomly flows through the gap formed in the mixer 37.
【0066】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。Further, a plurality of baffles may be provided on the inner peripheral surface of the mixer 37, for example, alternately vertically or horizontally at intervals (static mixer). In this configuration, the mixing of the flon gas and the water vapor is promoted since the gas flows in a meandering manner.
【0067】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。Further, the pipe connected to the inlet side of the mixer 37 may be inclined with respect to the flow direction, and a guide plate extending spirally may be provided on the inner peripheral surface of the mixer 37 (swirl mixer). . In this configuration, since the CFC gas and the steam flow while drawing a spiral, mixing is promoted.
【0068】(2)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。(2) Since the slurry in the exhaust gas treatment tank 41 is settled if left overnight after the operation is stopped, the settled high-concentration slurry is pumped up, and the slurry is separated into solid and liquid for disposal. It may be. In this case, since only the high-concentration slurry can be pumped without mixing with the free alkali solution, efficient slurry treatment can be performed. In addition, if a granulating agent, a coagulant, or the like is added to the alkaline solution to increase the number of slurry particles, the sedimentation time can be reduced, and the slurry treatment can be performed more efficiently.
【0069】(3)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。 (4)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。(3) Connect the tip of the Tesla coil 14 to the discharge tube 5
May be arranged outside the discharge tube 5 to ignite by spark discharge. (4) Instead of heating the collected CFC cylinder 28 to make it into a gas state and allowing the CFC gas to flow out, instead of inverting the collection CFC cylinder 28 and allowing the collected CFC gas to flow out in a liquid state, a throttling device such as a differential pressure control valve , The flow may be quantified, heated and vaporized, and sent to the heater 18 side. In this case, by heating the expansion device and the piping, the flow rate fluctuation due to the temperature drop is suppressed.
【0070】(5)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。 (6)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Lは、内管11に溶融の問題がな
ければプローブアンテナ9aの先端と一致(すなわち、
L=0)させるのが最適である。(5) To heat the recovered CFC cylinder 28,
Instead of the cooling water used for cooling the reaction tube 15, the cooling water of the cooler 53 used for cooling the slurry in the exhaust gas treatment tank 41 may be used. (6) The distance L at which the tip of the inner tube 11 is separated inward from the tip of the probe antenna 9a is equal to the tip of the probe antenna 9a if the inner tube 11 has no problem of melting (that is, the distance L).
L = 0) is optimal.
【0071】(7)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。(7) The bubble dividing means 52 may be of a screw type in which a propeller is fixed to the tip of a shaft. In addition, the bubble dividing means 52 includes each component 52b,
52c and 52d may be made of resin such as Teflon, and these may be screw-connected. In this configuration, there is no welding portion, and each component 52b, 52c,
Since 52d is made of resin, it has extremely excellent corrosion resistance.
【0072】(8)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。 (9)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。(8) Instead of inclining the distal end of the blowing pipe 45 at a predetermined angle with respect to the vertical direction, the blowing pipe 45 may be formed in a substantially U-shape. (9) The neutralizing solution stored in the exhaust gas treatment tank 41 is not limited to the above-described alkaline suspension, and an alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium hydroxide solution may be used.
【0073】[0073]
【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記載のマイクロ波式プラズマトーチによ
れば、二重構造の放電管を採用したことで内管下部にガ
ス流のよどみが生じ、このよどみに着火することによっ
て着火性が向上するので、確実で安定した着火が可能に
なる。また、内管先端とプローブアンテナ先端との間に
距離Lを設けて内管を内側に位置させたので、内管先端
がプラズマのエネルギ集中部から離れて熱影響を受けに
くくなる。従って、内管が熱変形するのを防止でき、安
定したガス流が供給されることによって安定した分解反
応を継続することが可能になる。As is apparent from the above description, the present invention has the following effects. (A) According to the microwave plasma torch of the first aspect, the stagnation of the gas flow occurs at the lower portion of the inner tube by employing the discharge tube having the double structure, and the ignitability is improved by igniting the stagnation. Therefore, reliable and stable ignition becomes possible. Further, since the distance L is provided between the distal end of the inner tube and the distal end of the probe antenna, and the inner tube is positioned inside, the distal end of the inner tube is separated from the energy concentration portion of the plasma and is less likely to be affected by heat. Therefore, it is possible to prevent the inner tube from being thermally deformed, and it is possible to continue a stable decomposition reaction by supplying a stable gas flow.
【0074】(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、着火性に優れ、しかも安定した分
解反応を継続できるプラズマトーチを採用しているの
で、運転開始時には確実で安定した着火を行い、運転中
は安定した分解反応を継続して実施することができるよ
うになる。(B) The apparatus for decomposing an organic halogen compound according to the second aspect employs a plasma torch which is excellent in ignitability and can continue a stable decomposition reaction. Ignition is performed, and a stable decomposition reaction can be continuously performed during operation.
【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。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a decomposition apparatus according to the present invention.
【図2】 (a)は同分解装置の要部拡大図、(b)は
マイクロ波式プラズマトーチ部分の概要を示す説明図で
ある。FIG. 2A is an enlarged view of a main part of the decomposition apparatus, and FIG. 2B is an explanatory view showing an outline of a microwave type plasma torch part.
【図3】 同分解装置の全体構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an entire configuration of the disassembling apparatus.
【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。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a mixer provided in the decomposition apparatus.
【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。FIG. 5 is a comparative diagram showing the time when microwaves, argon gas, and the like are supplied and the time of ignition in the decomposition apparatus over time.
5 放電管 7 円筒導波管 8 外側導体 9 内側導体 9a プローブアンテナ 11 内管 12 外管 15 反応管 41 排ガス処理タンク 61 制御装置(制御手段) Reference Signs List 5 discharge tube 7 cylindrical waveguide 8 outer conductor 9 inner conductor 9a probe antenna 11 inner tube 12 outer tube 15 reaction tube 41 exhaust gas treatment tank 61 control device (control means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 敏夫 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) 2E191 BA12 BB00 BD18 4G075 AA37 AA65 BA05 BB04 CA02 CA15 CA26 CA47 CA62 CA63 EB21 EB27 EB43 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Hattori 1 Fukumita, Nagoya Laboratory, Iwazuka-cho, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term (reference) 2E191 BA12 BB00 BD18 4G075 AA37 AA65 BA05 BB04 CA02 CA15 CA26 CA47 CA62 CA63 EB21 EB27 EB43
Claims (2)
管と、該円筒導波管内に同軸に設置された内管及び外管
よりなる二重構造の放電管とを具備し、前記内側導体を
延長してなるプローブアンテナが前記放電管を囲むよう
に配置され、前記内管の先端を前記プローブアンテナの
先端より内側に位置せしめたことを特徴とするマイクロ
波式プラズマトーチ。An inner conductor comprising: a cylindrical waveguide comprising an outer conductor and an inner conductor; and a discharge tube having a double structure comprising an inner tube and an outer tube coaxially provided in the cylindrical waveguide. A microwave type plasma torch characterized in that a probe antenna obtained by extending the above is disposed so as to surround the discharge tube, and the tip of the inner tube is located inside the tip of the probe antenna.
するための処理液が収容された排ガス処理タンクと、 開口した下端部が前記排ガス処理タンク内の処理液に浸
漬した状態で配設された反応管と、 該反応管の上方において垂直方向に延在する外側導体及
び内側導体よりなる円筒導波管と、該円筒導波管内に同
軸に設置された内管及び外管よりなる二重構造の放電管
とを具備し、前記内側導体を延長してなるプローブアン
テナが前記放電管を囲むように配置され、前記内管の先
端を前記プローブアンテナの先端より内側に位置せしめ
たマイクロ波式プラズマトーチと、を具備して構成した
ことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。2. An exhaust gas treatment tank containing a treatment liquid for neutralizing a decomposition product of an organic halogen compound, and an open lower end portion is disposed in a state immersed in the treatment liquid in the exhaust gas treatment tank. A reaction tube, a cylindrical waveguide formed of an outer conductor and an inner conductor extending vertically above the reaction tube, and a double tube formed of an inner tube and an outer tube coaxially installed in the cylindrical waveguide. A microwave antenna having a discharge tube having a structure, wherein a probe antenna formed by extending the inner conductor is arranged to surround the discharge tube, and the tip of the inner tube is positioned inside the tip of the probe antenna. An apparatus for decomposing an organic halogen compound, comprising: a plasma torch.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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AU38360/00A AU741947B2 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-12 | Organic halogen compound decomposing device and operation control method therefor, and organic halogen compound decomposing method |
EP00917282A EP1093847A1 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-12 | Organic halogen compound decomposing device and operation control method therefor, and organic halogen compound decomposing method |
PCT/JP2000/002366 WO2000061284A1 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-12 | Organic halogen compound decomposing device and operation control method therefor, and organic halogen compound decomposing method |
US09/719,443 US6614000B1 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-12 | Organic halogen compound decomposing device and operation control method therefor, and organic halogen compound decomposing method |
NO20006331A NO20006331L (en) | 1999-04-12 | 2000-12-12 | Decomposition apparatus for organic halogen compounds and process for their operation, and process for decomposition of organic halogen compounds |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11140714A JP2000331795A (en) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Microwave plasma torch and decomposing device for organic halogen compound |
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Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000331795A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060062582A (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-12 | 엄환섭 | Synthesis method of tio2 nano powder by microwave plasma torch |
JP2012045500A (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Chube Univ | Apparatus and method for decomposing carbon dioxide |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP11140714A patent/JP2000331795A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20060062582A (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-12 | 엄환섭 | Synthesis method of tio2 nano powder by microwave plasma torch |
JP2012045500A (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Chube Univ | Apparatus and method for decomposing carbon dioxide |
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