JP2001232180A - 高周波プラズマによる化合物分解装置、化合物分解方法及び化合物分解システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電力で安定したプラズマ維持を可能にし、
様々の処理対象物の分解処理を可能にした高周波プラズ
マによる化合物分解装置、化合物分解方法及び化合物分
解システムを提供する。 【解決手段】 放電管２の外周に巻回された高周波コイ
ル５に励磁電流を流して放電管２内部に誘導プラズマを
発生させ、放電管２内に導入された処理対象物を分解処
理する高周波プラズマによる化合物分解装置において、
前記処理対象物、放電補助剤を整流して放電管２内部に
導入する整流手段（間隙部１００）を設けたことを特徴
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、高周波プラズマに
よる化合物分解装置、化合物分解方法及び化合物分解シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フロン等の有機ハロゲン化合物を
分解する装置として高周波プラズマを利用した分解処理
装置が知られている。この高周波プラズマによる化合物
分解装置は、石英やセラミックス等の絶縁性物質で形成
された放電管の外周に巻回された高周波コイルに高周波
の励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生さ
せ、この誘導プラズマ中に処理対象となるガスや微粉末
等を投入して所定の分解処理を実行するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の高周波プラズマによる化合物分解装置にあって
は、かならずしも安定したプラズマ維持がされていない
のが現状である。

【０００４】これを解決するために、装置を減圧して処
理する方法が知られている（特許第２７３２４７２
号）。しかし、この方法では、分解対象や分解生成物
に、反応性や腐食性の物質並びに粉体などが含まれる場
合、減圧のために装置を密閉する必要があり、このため
のシール構造が複雑化したり、シール材料が高価になる
等の弊害が出る。また、減圧のためのポンプ等の装置も
必要となり、システムが複雑化し、ランニングコストも
かさむ。

【０００５】また、装置の小型化や低電力化に対する要
請も強い。さらに、最近のように、様々な有機化合物が
ゴミとして廃棄されている状態では、処理対象物を分別
することなく、一括して処理できる装置の開発が望まれ
ている。

【０００６】本発明は上記事情に鑑み、低電力で安定し
たプラズマ維持を可能にし、減圧、大気圧、加圧の装置
の圧力条件によらず、様々の処理対象物の分解処理を可
能にした高周波プラズマによる化合物分解装置、化合物
分解方法及び化合物分解システムを提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、放電管の外周に巻回された高周
波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマ
を発生させ、放電管内に導入された処理対象物を分解処
理する高周波プラズマによる化合物分解装置において、
前記処理対象物又は放電補助剤又はこれらの混合物を整
流して放電管内部に導入する整流手段を設けたことを特
徴としている。

【０００８】請求項２の発明は、放電管の外周に巻回さ
れた高周波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘導
プラズマを発生させ、放電管内に導入された処理対象物
を分解処理する高周波プラズマによる化合物分解装置に
おいて、前記放電管の内壁に沿って洗浄液を流下させ
て、内壁面の付着物を洗い流す洗浄手段を設けたことを
特徴としている。

【０００９】請求項３の発明は、放電管の外周に巻回さ
れた高周波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘導
プラズマを発生させ、放電管内に導入された処理対象物
を分解処理する高周波プラズマによる化合物分解装置に
おいて、処理対象物を加熱して放電管内に供給する加熱
手段を設けたことを特徴としている。

【００１０】請求項４の発明は、請求項３に記載の高周
波波プラズマによる化合物分解装置において、前記加熱
手段は、プラズマ排ガスの排熱を利用して処理対象物を
加熱することを特徴としている。

【００１１】請求項５の発明は、放電管の外周に巻回さ
れた高周波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘導
プラズマを発生させ、放電管内に導入された処理対象物
を分解処理する高周波プラズマによる化合物分解装置に
おいて、当該装置のガス通流部分の温度を制御する温度
制御手段を設けたことを特徴としている。

【００１２】請求項６の発明は、請求項５に記載の高周
波プラズマによる化合物分解装置において、前記温度制
御手段は、放電管の内壁と外壁との間に設けられた水路
に水蒸気を通流させる手段であることを特徴としてい
る。

【００１３】請求項７の発明は、放電管の外周に巻回さ
れた高周波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘導
プラズマを発生させ、放電管内に導入された処理対象物
を分解処理する高周波プラズマによる化合物分解装置に
おいて、前記放電管の後段に冷却部を設けたことを特徴
としている。

【００１４】請求項８の発明は、請求項７に記載の高周
波プラズマによる化合物分解装置において、前記冷却部
内部を洗浄する洗浄手段を設けたことを特徴としてい
る。

【００１５】請求項９の発明は、請求項７に記載の高周
波プラズマによる化合物分解装置において、前記冷却部
を着脱可能に構成したことを特徴としている。

【００１６】請求項１０の発明は、放電管の外周に巻回
された高周波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘
導プラズマを発生させ、放電管内に導入された処理対象
物を分解処理する高周波プラズマによる化合物分解方法
において、前記放電管に導入される放電補助剤と、処理
対象物の各供給量を相互に調整しつつプラズマ処理する
ことを特徴としている。

【００１７】請求項１１の発明は、放電管の外周に巻回
された高周波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘
導プラズマを発生させ、放電管内に導入された処理対象
物を分解処理する高周波プラズマによる化合物分解シス
テムにおいて、プラズマ処理によって発生する排ガスも
しくは排水の成分、または温度もしくはｐＨをモニタす
るモニタ手段と、モニタ結果に基づいて制御信号を生成
して各種制御部に供給するフィードバック制御手段とを
具備することを特徴としている。

【００１８】請求項１２の発明は、放電管の外周に巻回
された高周波コイルに励磁電流を流して放電管内部に誘
導プラズマを発生させ、放電管内に導入された処理対象
物を分解処理する高周波プラズマによる化合物分解シス
テムにおいて、前記放電管の下流側に設けられた中和槽
に蓄積された酸、カーボン、ＣＯ、Ｈ_２等の生成物を回
収する回収手段を設けたことを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】初めに、本発明に係る高周波プラ
ズマによる化合物分解装置の処理対象物について説明す
る。

【００２０】＜処理対象物＞本発明に係る高周波プラズ
マによる化合物分解装置の処理対象物としては、断熱
材、断熱材発泡ガス、シクロペンタン、冷媒ガス、温暖
化ガス、ＰＣＢ、ＳＦ６などの様々な産業廃棄物が挙げ
られる。

【００２１】従来のフロン処理であれば、一旦抽出した
フロンを吸着剤に吸着させ、脱離工程を経てボンベに充
填してから処理していた。本発明に係る高周波プラズマ
による化合物分解装置では、断熱材を破砕して発泡ガス
毎にそのままプラズマで処理したり、断熱材を破砕して
放出された発泡ガスを雰囲気ごとファンでプラズマに送
り込んで処理できるようにしており、低コストで処理可
能としている。

【００２２】次に本発明に係る高周波プラズマによる化
合物分解装置の特徴を系統的に説明する。

【００２３】＜処理対象物の整流＞図１は本発明に係る
高周波プラズマによる化合物分解装置の実施の形態を示
す構成図である。

【００２４】同図に示すように、この化合物分解装置１
は、石英やセラミックス等の絶縁性物質により円筒状に
形成された放電管２と、この放電管２を支持する基台と
なる下部フランジ部３と、放電管２の上部を覆う上部フ
ランジ部４と、放電管２の外周に巻回され外部電源から
供給される高周波の励磁電流によって放電管２内にプラ
ズマを発生・維持する高周波コイル５とを備えている。
なお、放電管２内でプラズマ処理された処理対象物は、
図示しない中和槽に供給され、さらに無害化された後、
回収される。

【００２５】上部フランジ部４には、放電管２の内径よ
りもやや小径に形成された小径部７が延出されている。
上部フランジ部４には、フロン等の処理対象物が導入さ
れる第１の導入口８と、アルゴンガス等の放電補助剤ま
たは洗浄水が導入される第２の導入口９とが穿設されて
いる。また、小径部７と、放電管内壁面との間には、製
流用の間隙部１００が形成されている。

【００２６】＜処理対象物の整流＞放電管２内で生成さ
れる高周波熱プラズマは、ガス流が乱れていると維持が
困難で、維持電力が大きくなることに着目し、この実施
の形態では、図１に示すように第１の導入口８から導入
された処理対象物を間隙部１００から管壁に沿って平行
に流れるように整流することで、低電力でプラズマを維
持するようにしたものである。

【００２７】＜補助剤の整流＞また、この実施の形態に
おいては、プラズマ安定化のため、または反応促進のた
め、または反応生成物を安定化させるために補助剤を整
流して供給するようにしている。

【００２８】従来、分解を促進するために、分解生成物
を安定化させるために水、酸素、空気、金属酸化物など
を添加することがあげられている（特願平２−１３１１
１６号公報参照）。この場合、これらの補助剤は処理対
象物に混合して導入されている。混合時に水蒸気などの
補助剤は凝縮を起こす危険性がある。これによりプラズ
マが不安定化し、分解率が低下してしまう。

【００２９】そこで、この実施の形態では、図１に示す
ように、間隙部１００から補助剤を平行流に整流して導
入することで、プラズマを安定に維持したまま、補助剤
と処理対象物を別系統で導入することができる。

【００３０】＜放電管２内部の洗浄手段＞また、この実
施の形態では、メンテナンス時に第２の導入口９から放
電管２内部に洗浄水を導入して、放電管２内部を洗浄す
ることにより内部に付加したカーボンなどによるプラズ
マへの影響を減少させている。

【００３１】例えば、フロンを分解すると、カーボンの
すす等が生成される場合があり、これが放電管２管内壁
面に付着すると、プラズマが不安定になる場合がある。
常時または定期的に管内面を洗浄して、付着したすすを
除去すると、プラズマを安定に維持できる。具体的には
図１に示したように、第２の導入口９から放電管２内壁
に沿って洗浄水を流下させるとすすが効果的に除去する
ことができる。

【００３２】次にこの実施の形態の作用を説明する。放
電開始時には、アルゴンガス等の放電補助剤が第２の導
入口９から放電管２内に導入される。このとき、アルゴ
ンガス等は、放電管２の内壁面と上部フランジ部４の小
径部７との間の隙間から放電管２の内壁面に沿って整流
されるので、安定した放電が行われ、プラズマ点弧を容
易にしている。プラズマが安定した状態では、第１の導
入口８からフロン等の処理対象物が放電管２内に導入さ
れ、プラズマ分解処理された後、図示しない中和槽に供
給される。一方、これらの導入口８，９から処理対象物
やアルゴンガス等の補助剤あるいは洗浄剤が導入され、
放電管２内面と小径部７とが形成する隙間から放電管２
内面に導入される。このとき、導入される物質は、放電
管２内面に沿って整流される。したがって、プラズマを
低電力で維持することが可能となる。

【００３３】＜変形例＞図２は、本発明に係る高周波プ
ラズマによる化合物分解装置の実施形態の変形例を示す
構成図である。

【００３４】この実施の形態における化合物分解装置１
は、上部フランジ部４に処理対象物としてのフロンを導
入する第１の導入口としてのフロン導入口８と、第２の
導入口９としてのアルゴン導入口９１、及び水蒸気導入
口９２と、内壁洗浄用の洗浄水導入口１０とを設け、こ
れらのフロンやアルゴン、水蒸気等を管壁に沿って旋回
流にして導入するようにしたものである。図２（ｂ）は
上部フランジ部４のＡ−Ａ線断面を示している。図２
（ｂ）に示すように、フロン導入口８は、ほぼ１２０度
の間隔を有して３つの導入口８ａ，８ｂ，８ｃが設けら
れている。また、その開口方向は、接線方向となってお
り、このため、フランジ部４内に導入されるフロンは、
小隙内で旋回流となって放電管２内に導入される。この
場合、なお、図２（ｂ）ではフロン導入口８（８ａ，８
ｂ，８ｃ）について図示したが、補助剤としてのアルゴ
ン導入口９１や水蒸気導入口９２、洗浄水導入口１０に
ついてもその構成は同様である。また、導入口の数も３
つに限られず、より多数であっても良い。

【００３５】さらに他の変形例としては、放電管内にノ
ズルを挿入してその先からフロンやアルゴン、水蒸気、
洗浄水等を導入しても良い。

【００３６】＜処理対象物の加熱＞図３は、本発明に係
る高周波プラズマ処理による分解装置の他の実施の形態
を示す構成図である。この実施の形態は処理対象物を加
熱して放電管２内に供給する加熱手段を設けたことを特
徴としている。

【００３７】同図に示すように、上部フランジ部４の処
理対象物導入フランジ４Ａには、第１の導入口８が設け
られ、この導入口８には処理対象物配管１２の一端が取
り付けられており，処理対象物配管１２の他端は、流量
計１３を備えたフロンボンベ１４に取り付けられてい
る。フロンボンベ１４内には処理対象となるフロンガス
が充填されており、このフロンボンベ１４はウォーター
バス１５内の温湯で温められている。また、水蒸気導入
フランジ４Ｂには第２の導入口９が設けられ、水蒸気配
管１６の一端が取り付けられ、この配管１６の他端は流
量計１７を介して水蒸気発生器１８に接続されている。
さらに上部フランジ部４には、第３の導入口１１が設け
られ、この第３の導入口１１にはフランジ加熱用配管１
９の一端が取り付けられ、この配管１９の他端は水蒸気
発生器１８と接続されている。

【００３８】水蒸気発生器１８から発生した水蒸気は、
補助剤として第２の導入口９から放電管２内に導入さ
れ、放電の安定化に寄与する。一方、フランジ加熱用配
管１９からフランジ部４に導入された水蒸気はフランジ
部４での水蒸気の凝縮を防ぐために、フランジ部４を加
熱する。このような状態で放電管２内のプラズマが安定
すると第１の導入口８から処理対象物であるフロンが導
入される。このとき、フロンガスは、水蒸気発生器１８
からの加熱された水蒸気を導入したウォーターバス１５
で加熱されているので、フロンガスの圧力が低い場合や
液体で存在するフロンであっても、加熱により圧力を高
め、あるいは蒸気化させることができるので、放電管２
内への導入量を安定的に保持することができる。

【００３９】なお、図３の例では、加熱手段として、ボ
ンベ１４を浸すウォーターバス１５を用い、ウォーター
バス１５の加熱方法として水蒸気を一部分岐してウォー
ターバス１５の加熱に使用するようにした。

【００４０】しかし、加熱手段としては、図４に示すよ
うに、上部フランジ部４の加熱に使用した水蒸気をウォ
ーターバス１５の加熱用として用いることもできる。す
なわち、上部フランジ部４に水蒸気排出口２０を設け、
この排出口２０に配管２１の一端を接続し、配管２１の
他端をウォーターバス１５に導入するように構成する。
これにより、上部フランジ部４で熱せられた水蒸気が水
蒸気排出口２０、配管２１を介してウォーターバス１５
内に導入され、フロンボンベ１４が加熱される。

【００４１】さらに、図５に示すように、プラズマの排
ガスの余熱を放電管２の後段に設けられた中和槽２５か
ら排ガスライン２６を介して熱回収部２７で回収し、こ
の排熱をウォーターバス１５内に設けられたヒータ２８
に導入して処理対象物容器であるフロンボンベ１４を加
熱することも可能である。

【００４２】さらに、加熱の熱源としての排熱はプラズ
マ排ガスの排熱だけでなく、余剰水蒸気等の他の排熱を
利用することも可能であり、また、ヒータやバーナーで
直接処理対象物容器を加熱することも可能である。

【００４３】＜放電管２の温度制御＞図６は、本発明に
係る高周波プラズマによる化合物分解装置のさらに他の
実施の形態を示す構成図である。

【００４４】通常、高周波熱プラズマでは、プラズマか
らの輻射熱などによる装置の損傷を抑えるためにフラン
ジ部４や、放電管２を冷却している。しかし、例えば、
フロン分解においては、補助剤として水蒸気を用いてい
るが、冷却されたフランジ部４や放電管２の表面で水蒸
気が結露し、プラズマが不安定化することがある。

【００４５】そこで、これを防止するために、冷却純水
の温度を上げて壁面を１３０℃以上に保つようにした提
案がある（特願平８−３３００６７号公報）。しかし、
純水の沸騰を避けるために純水を加圧しており、装置が
複雑になる。

【００４６】そこで、この実施の形態では、フロン分解
装置に一般的に使用されている水蒸気発生器１８の水蒸
気を２重管の通路に通し、管表面を温度制御する。これ
により、単純な構造で装置の温度制御を可能にしてい
る。

【００４７】図６に示すように、放電管２には、内壁２
Ａと外壁２Ｂとの２重構造により水路３１が形成されて
いる。水蒸気発生器１８で発生した水蒸気は下部フラン
ジ部３に設けられた導水口３２から水路３１内に導か
れ、上部フランジ部４に設けられた排水口３３から水蒸
気発生器１８内に戻される。

【００４８】図７は、放電管２の温度制御を実行すると
ともに上部フランジ部４の加熱に使用した水蒸気をウォ
ーターバス１５の加熱用に用いる他の例を示している。

【００４９】水蒸気発生器１８からの水蒸気は、バルブ
３６を介して反応用水蒸気として上部フランジ部４の導
入口９から放電管２内に整流されて導入され、放電の安
定に寄与する。一方、水蒸気発生器１８からの水蒸気は
バルブ３７を介して加熱用水蒸気として、下部フランジ
部３の導入口３２から放電管２の内壁２Ａと外壁２Ｂと
の間に設けられた水路３１にも導かれる。水路３１を通
過する際に放電管２の加熱に供された水蒸気は上部フラ
ンジ部４の排水口３３から配管３８を介して一旦装置外
に導かれた後、上部フランジ部４の導水口１１から再び
フランジ部４内に導かれる。フランジ部４内には、隔壁
３５によって流通路３９が形成されており、この隔壁３
５により仕切られたフランジ部４内の流通路３９を水蒸
気が流通して排水口２０から装置外に排出される。そし
て排出された水蒸気は排水口２０に接続された配管２１
を介してウォーターバス１５へ導かれる。これにより、
ウォーターバス１５には加熱された水蒸気が供給され、
フロンボンベ１４が加熱される。

【００５０】＜放電管の後段に設けられた冷却部＞図８
は、本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解装置
のさらに他の実施の形態を示している。この実施の形態
は、反応炉である放電管２の後段に冷却部４０を設けた
ことを特徴としている。

【００５１】従来、プラズマ反応炉（放電管）後段に耐
火剤を用いているものが知られている（特願平８−２３
１８１２９号公報）。しかし、耐火材は酸性ガス及び高
温に晒されるため損傷が激しく、頻繁に補修する必要が
あり、安全性、経済性の面で問題があった。

【００５２】そこで、この実施の形態では、図８に示す
ように、放電管２の後段に下部フランジ部３を下方に延
出させ、または下部フランジ部３に取り付けられた筒状
の冷却部４０を設け、この冷却部４０に冷却水導入口４
１から冷却水を供給することにより、放電管２の後段部
の温度を下げるようにしたものである。これにより、高
温に起因する腐蝕を抑え、補修頻度を減ずることが可能
となる。この場合、冷却部は、水冷ジャケット型のステ
ンレス内壁のものを使用しており、冷却部としてセラミ
ックス製の内壁を用いた場合に比べ、水冷ジャケット型
のステンレス内壁にした場合には、交換頻度を１０分の
１以下にすることができた。

【００５３】なお、冷却手段としては、他に、下部フラ
ンジ部３の冷却による間接冷却、または流体噴霧や吹き
付けによる直接冷却、断熱膨張を利用しても良い。

【００５４】図９に示す例は、下部フランジ部３の後段
に設けられた冷却部４０を洗浄する手段として、スプレ
ーノズル４３を設け、このノズル４３から洗浄水を冷却
部４０内に噴霧するように構成したものである。

【００５５】例えば、フロン分解においては、排ガス中
に酸が含まれるため、冷却管表面が腐蝕する。このた
め、装置停止時などには、定期的に冷却部４０の内壁や
フランジ等を水洗することにより、冷却部４０の腐蝕を
防止することができる。この洗浄手段としては、図９に
示すように、スプレーノズル４３を設け、処理終了時に
壁面を水洗することにより、冷却部４０の腐蝕を大幅に
低減することが可能となる。

【００５６】なお、この場合の洗浄方法としては、水蒸
気や水等の等の気体、液体の吹き付け、液体流下、液体
への浸漬、擦り取りなどが考えられる。吹き付けの場合
には流体を整流すると効果がある。整流とは旋回流、ラ
ジアル流、ノズル流など種々の手法が考えられる。特に
旋回流にすれば管壁に一様に水を流下することができ
る。また、液体としてアルカリを流下すれば酸の中和も
可能となる。

【００５７】また、上述のような冷却手段を講じても、
長時間が経過すると、冷却部４０の腐蝕は避けられな
い。そこで、図１０に示すように、冷却部４０を構成す
る内面部４５を着脱可能な構成にすることにより、内面
が劣化した場合に交換できるようにしても良い。

【００５８】＜補助剤と処理剤との供給量の調整＞この
実施の形態では、高周波熱プラズマによる化合物分解方
法において、補助剤と処理対象物の供給量を相互に調整
することのより、プラズマの安定性を確保するようにし
ている。

【００５９】図１１には、Ａｒプラズマ中に水蒸気を添
加していった時のプラズマ最低維持電力がプロットされ
ている。プラズマトーチ（放電管）を用い、トータルガ
ス流量が１５０Ｎｌ／ｍｉｎに調整されている。実線は
Ａｒプラズマに水蒸気のみを添加した場合、破線は水蒸
気に３０％のフロンを同時に導入した場合の最低維持電
力をそれぞれ示している。

【００６０】上記の特性からも理解できるように、フロ
ンを導入した方が導入前よりもプラズマが安定し、同じ
電力でより多くの水蒸気を添加することができることが
わかる。つまり、目的の処理量に対して、先ず補助剤を
目的量導入してから処理対象物を導入する方法よりも、
補助剤と処理剤の供給量を相互に調整する方がプラズマ
の安定性を保つことができる。

【００６１】図１２は本発明に係る高周波プラズマによ
る化合物分解装置を使用した化合物分解システムの実施
の形態を示す構成図である。

【００６２】この図に示す実施の形態は、請求項１１に
対応しており、排ガス、または排水の成分または温度ま
たはｐＨをモニタして制御部に制御信号を供給してフィ
ードバック制御するようにしたものである。

【００６３】従来（特願平３−２９５５７０号公報）で
は、排ガスの成分をモニタして、プラズマに添加する酸
素、水素の量にフィードバックをかけている。しかし、
酸素、水素の量を変化させると、プラズマや排ガスの性
質が変化するために、装置の他のパラメータもそれに応
じて変化させなければ効率的な処理ができない。

【００６４】処理対象物の種類によって分解に必要な水
蒸気の量、投入電力、排ガスの熱伝達係数、生成する酸
の量などが変化する。

【００６５】そこで、図１２に示すように、処理後の排
ガス成分（中和槽からの排ガス）をモニタし、処理対象
物が十分に分解されていない場合は処理対象物の供給量
を低下、または水蒸気量を増加、または電力を増加さ
せ、排ガス温度が高い場合は、冷却水温度を低下、冷却
水循環ポンプ制御を行う。

【００６６】この実施の形態について、図１２を参照し
て具体的に説明する。

【００６７】同図に示すように、この化合物分解装置１
は、石英やセラミックス等の絶縁性物質により円筒状に
形成された放電管２と、この放電管２を支持する基台と
なる下部フランジ部３と、放電管２の上部を覆う上部フ
ランジ部４と、放電管２の外周に巻回され高周波電源か
ら供給される高周波の励磁電流によって放電管２内にプ
ラズマを発生・維持する高周波コイル５とを備えてい
る。

【００６８】また、下部フランジ部３の下流には中和槽
２５が設けられ、この中和槽２５には、放電管２で処理
された後の処理対象物が導入される。この中和槽２５内
には、Ｃａ（ＯＨ）_２水溶液などの中和剤が内蔵されて
おり、また、撹拌器５０が設けられて中和槽２５内部が
撹拌されるようになっている。また、この中和槽２５に
は、排ガスモニタ付きの制御信号発生装置５１が取り付
けられており、検出される排ガスの状態に応じた制御信
号を生成して後述する各種の制御部に供給している。

【００６９】さらに、中和槽２５の外部には、配管を介
してスクラバ５２が接続されており、排ガスモニタ付き
の制御信号発生装置５１から制御信号が供給されると、
これに応じて中和槽２５内の排ガス中から粉塵などを取
り除いた後、さらにデミスタ５５により水蒸気などを除
去して排気するようになっている。なお、５４は循環ポ
ンプである。

【００７０】また、中和槽２５の底部には、三方弁５６
を配した配管が接続されている。三方弁５８の一方の配
管には循環ポンプ５７を介して熱交換器５８が接続され
ている。この熱交換器５８は、前述した排ガスモニタ付
きの制御信号発生装置５１と接続されており、制御信号
発生装置５１からの制御信号の入力により中和槽２５の
排出物から熱交換器５８により熱を吸収して再度、中和
槽２５に戻している。また三方弁５６の他方の配管には
脱水器５９が接続され、脱水器５９により処理物中から
水分が取り除かれた後、固形物として排出されるように
なっている。

【００７１】さらに、中和槽２５には、薬剤投入装置６
０が接続されており、前記排ガスモニタ付き制御信号発
生装置５１から制御信号が供給されると、この制御信号
の内容に応じて所定の薬剤（中和剤等）を中和槽２５内
に投入する。

【００７２】前記排ガスモニタ付きの制御信号発生装置
５１からの制御信号は、前述した以外に、処理対象物流
量計１３と、放電補助剤（アルゴンガス）流量計６１
と、蒸気ボイラ６４の流量計６３と、高周波コイル５の
高周波電源６５にも供給されており、それぞれ制御信号
が供給されると、その内容に応じた流量制御や、オン／
オフ制御を実行する。

【００７３】このように、この実施の形態では、モニタ
した排ガスからの情報をフィードバックすることによ
り、効率的な処理が可能となる。これにより、予め導入
されて有機ハロゲンの種類がわからないものや、多種類
の有機ハロゲンの混合物を分別することなく、一括して
処理することが可能となる。

【００７４】図１３は本発明に係る高周波プラズマによ
る化合物分解装置を使用した化合物分解システムの他の
実施の形態を示す構成図である。なお、図１２と同一構
成部分には同一符号を付してその説明は省略する。

【００７５】この実施の形態では、図１３に示すよう
に、中和槽２５の底部に設けられた三方弁５６の一方の
配管にｐＨモニタ付きの制御信号発生装置６８を設け、
この制御信号発生装置６８によって排水の温度やｐＨを
モニタして排水冷却用の熱交換器５８や排水への薬剤
（中和剤）投入装置６０にフィードバックをかけルよう
にしている。これにより、排ガス中に残留する酸の濃度
の上昇を押させることができ、スクラバ５２のコンパク
ト化を図ることができる。

【００７６】図１５は、本発明に係る高周波プラズマに
よる化合物分解装置を使用した化合物分解システムのさ
らに他の実施の形態を示す構成図である。

【００７７】図１４に示すように、処理対象物としての
フロンが、高周波プラズマによって分解されると、生成
物として、酸、カーボン、ＣＯ、Ｈ_２、ＣＯ_２，Ｈ_２Ｏ
を発生する。この内、酸は液体で回収でき、カーボンは
フィルタで回収できる。また、ＣＯとＨ_２は、吸着で回
収するのが好ましく、ＣＯ_２やＨ_２Ｏは、排ガスとして
放出される。

【００７８】このように、各種の生成物を回収する例と
して図１５に示す化合物分解システムが考えられる。

【００７９】同図に示すように、このシステムでは、中
和槽２５に酸回収槽７１と、超微粒子カーボン回収フィ
ルタ７２と、ＣＯ吸着槽７３と、Ｈ_２吸着槽７５とを設
けたものである。

【００８０】プラズマ処理後の中和槽２５内には、酸性
の水溶液と、この酸性に浮遊する超微粒子カーボンが生
成される。酸性の水溶液は酸回収槽７１で回収され、超
微粒子カーボンは超微粒子カーボン回収フィルタ７２で
回収される。さらに、中和槽２５内にあるＣＯは、ＣＯ
回収槽７３で回収され、再生器７４を介してＣＯガスと
して再利用され、また、Ｈ_２もＨ_２吸着槽７５で回収さ
れ、再生器７６を介してＨ_２ガスとして再利用される。
再利用されないＣＯ_２ガス、Ｈ_２Ｏは排ガスとして放出
される。

【００８１】

【発明の効果】以上の説明にも記載したように本発明に
よれば、低電力で安定したプラズマ維持を可能にし、装
置の圧力条件によらず様々の処理対象物の分解処理を可
能にした高周波プラズマによる化合物分解装置、化合物
分解方法及び化合物分解システムを提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置の実施の形態を示す構成図である。

【図２】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置の他の実施の形態を示す構成図である。

【図３】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図４】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図５】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図６】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図７】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図８】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図９】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分解
装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図１０】本発明に係る高周波プラズマによる化合物分
解装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。

【図１１】プラズマ最低維持電力を示す説明図である。

【図１２】本発明に係る化合物分解システムの実施の形
態を示す構成図である。

【図１３】本発明に係る化合物分解システムの他の実施
の形態を示す構成図である。

【図１４】高周波プラズマ処理の生成物とその回収方法
の説明図である。

【図１５】本発明に係る化合物分解システムのさらに他
の実施の形態を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 高周波プラズマによる化合物分解装置 ２ 放電管 ２Ａ 内壁 ２Ｂ 外壁 ３ 下部フランジ部 ４ 上部フランジ部 ５ 高周波コイル ８ 第１の導入口（フロン導入口） ９ 第２の導入口 ９１ アルゴン導入口 ９２ 水蒸気導入口 １０ 洗浄水導入口 １１ 第３の導入口 １４ フロンボンベ １５ ウォーターバス １８ 水蒸気発生器 ２６ 中和槽 ２７ 排ガスライン ２８ ヒータ ３１ 水路 ３２ 導入口 ３３ 排出口 ４０ 冷却部 ４１ 冷却水導入口 ４２ 冷却水排出口 ４３ スプレーノズル ４５ 内面部 ５０ 撹拌器 ５１ 排ガスモニタ付き制御信号発生装置 ５２ スクラバ ５６ 三方弁 ５７ 循環ポンプ ５８ 熱交換器 ５９ 脱水器 ６０ 薬剤投入装置 ６５ 高周波電源 ６８ ｐＨモニタ付き制御信号発生装置 ７１ 酸回収槽 ７２ 超微粒子カーボン回収フィルタ ７３ ＣＯ吸着槽 ７５ Ｈ_２吸着槽 １００ 間隙部（整流手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E191 BA13 BA15 BD18 4G075 AA03 AA13 BA05 BD08 BD12 BD13 CA02 CA03 CA25 CA47 DA02 EA01 EA07 EB41 FB04 FB06 FC06 FC09 FC15

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電管の外周に巻回された高周波コイル
   に励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生さ
   せ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する高
   周波プラズマによる化合物分解装置において、 前記処理対象物又は放電補助剤又はこれらの混合物を整
   流して放電管内部に導入する整流手段を設けたことを特
   徴とする高周波プラズマによる化合物分解装置。
2. 【請求項２】 放電管の外周に巻回された高周波コイル
   に励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生さ
   せ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する高
   周波プラズマによる化合物分解装置において、 前記放電管の内壁に沿って洗浄液を流下させて、内壁面
   の付着物を洗い流す洗浄手段を設けたことを特徴とする
   高周波プラズマによる化合物分解装置。
3. 【請求項３】 放電管の外周に巻回された高周波コイル
   に励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生さ
   せ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する高
   周波プラズマによる化合物分解装置において、 処理対象物を加熱して放電管内に供給する加熱手段を設
   けたことを特徴とする高周波プラズマによる化合物分解
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の高周波波プラズマによ
   る化合物分解装置において、 前記加熱手段は、プラズマ排ガスの排熱を利用して処理
   対象物を加熱することを特徴とする高周波プラズマによ
   る化合物分解装置。
5. 【請求項５】 放電管の外周に巻回された高周波コイル
   に励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生さ
   せ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する高
   周波プラズマによる化合物分解装置において、 当該装置のガス通流部分の温度を制御する温度制御手段
   を設けたことを特徴とする高周波プラズマによる化合物
   分解装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の高周波プラズマによる
   化合物分解装置において、 前記温度制御手段は、放電管の内壁と外壁との間に設け
   られた水路に水蒸気を通流させる手段であることを特徴
   とする高周波プラズマによる化合物分解装置。
7. 【請求項７】 放電管の外周に巻回された高周波コイル
   に励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生さ
   せ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する高
   周波プラズマによる化合物分解装置において、 前記放電管の後段に冷却部を設けたことを特徴とする高
   周波プラズマによる化合物分解装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の高周波プラズマによる
   化合物分解装置において、 前記冷却部内部を洗浄する洗浄手段を設けたことを特徴
   とする高周波プラズマによる化合物分解装置。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の高周波プラズマによる
   化合物分解装置において、 前記冷却部を着脱可能に構成したことを特徴とする高周
   波プラズマによる化合物分解装置。
10. 【請求項１０】 放電管の外周に巻回された高周波コイ
    ルに励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生
    させ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する
    高周波プラズマによる化合物分解方法において、 前記放電管に導入される放電補助剤と、処理対象物の各
    供給量を相互に調整しつつプラズマ処理することを特徴
    とする高周波プラズマによる化合物分解方法。
11. 【請求項１１】 放電管の外周に巻回された高周波コイ
    ルに励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生
    させ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する
    高周波プラズマによる化合物分解システムにおいて、 プラズマ処理によって発生する排ガスもしくは排水の成
    分、または温度もしくはｐＨをモニタするモニタ手段
    と、モニタ結果に基づいて制御信号を生成して各種制御
    部に供給するフィードバック制御手段と、 を具備することを特徴とする化合物分解システム。
12. 【請求項１２】 放電管の外周に巻回された高周波コイ
    ルに励磁電流を流して放電管内部に誘導プラズマを発生
    させ、放電管内に導入された処理対象物を分解処理する
    高周波プラズマによる化合物分解システムにおいて、 前記放電管の下流側に設けられた中和槽に蓄積された
    酸、カーボン、ＣＯ、Ｈ _２等の生成物を回収する回収手
    段を設けたことを特徴とする化合物分解システム。