JP2001300289A

JP2001300289A - 超臨界水による反応処理装置

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Publication number: JP2001300289A
Application number: JP2000118259A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Ota; 和明太田; Akira Tanaka; 皓田中
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2001-10-30
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: JP4304823B2

Abstract

(57)【要約】【課題】反応容器の腐食を低減しかつ容器への熱負荷を
軽減して容器の耐久性を高める。燃焼ガスと凝縮水とを
分離して凝縮水を効率よく容器底部に貯えるとともにオ
フガスの処理を容易にし得る。【解決手段】超臨界水が滞留する超臨界水領域４３を内
部に有する縦型の反応容器１１を備え、有機物を含む被
処理液を供給口１３から超臨界水領域に導入して被処理
液中の有機物を完全燃焼することにより酸化分解する超
臨界水による反応処理装置１０である。容器の頂部に燃
焼ガスの第１排出口１４を、底部に凝縮水の第２排出口
１６を有する。容器内部に、超臨界水領域の上方に超臨
界水状態の反応生成物を冷却して凝縮水を作る第１冷却
器５１と、超臨界水領域を包囲する筒状の熱遮蔽体４７
と、第１冷却器と熱遮蔽体の間に傘５２を備える。傘は
第１冷却器から滴下する凝縮水を熱遮蔽体と容器内壁１
１ａとの間に流下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難分解性有機物や
有害廃棄物などの有機物を含む被処理液を超臨界水によ
り反応処理する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の有機物を超臨界水により
酸化したり分解したりする処理装置として、縦型の反応
容器を使用し、上部に超臨界水領域を、下部に亜臨界領
域をそれぞれ形成し、超臨界水領域で酸化反応を行わせ
ると同時に、この反応により生じた無機塩などを下部の
亜臨界領域に移行させて再溶解させ、凝縮した亜臨界水
（以下、凝縮水という。）とともに排出する装置が提案
されている。しかし、この装置は被処理液の供給口と超
臨界水状態の反応生成物の排出口とがともに反応容器の
上部にあってしかも双方の距離がチューブ状の反応器に
比べて短いために、被処理液の一部が供給口からショー
トパスして反応生成物の排出口に達し、そこから反応生
成物とともに反応容器から排出する不具合があった。こ
の結果、所定の反応時間を確保できず、未分解の有機物
が超臨界水状態の反応生成物中に残存し、また無機物が
被処理液又は反応生成物から沈降分離することなく排出
口から反応生成物とともに流出していた。

【０００３】この点を解決するため、縦型の反応容器を
用いたこの種の反応処理装置において、反応容器がその
頂部から底部の上方まで垂下する仕切り板によって、内
部が底部で相互に連通する２個の区域に区画され、一方
の区画の上部及び他方の区画の上部には、被処理液の供
給口及び超臨界水状態の反応生成物の排出口がそれぞれ
設けられた反応処理装置が開示されている（特開平１０
−２７７５７０）。この装置によれば、未分解の有機物
が反応生成物とともに排出することがなく、また超臨界
水状態の反応生成物中の無機物の含有率が低い特長があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、超臨界水を用
いた酸化や分解処理は、温度４００〜６００℃、圧力２
２ＭＰａ以上の雰囲気中で行われるため、特開平１０−
２７７５７０号公報に示された装置によっても、廃棄物
中に含まれる塩素、その他の腐食性物質の分解に伴って
生じる塩酸、硫酸などの無機酸により反応装置材料が腐
食してしまう問題があった。また、超臨界水状態の反応
生成物中には廃棄物の酸化反応及び中和反応などで生じ
た無機塩が存在するが、水の超臨界状態では無機塩の溶
解度が極めて小さいため、無機塩が析出して反応容器の
内壁に付着し、内壁を腐食する問題もあった。更に、こ
れまでの超臨界水を用いた酸化燃焼装置は、装置内の下
部において反応生成物中の水分を凝縮する手段を有して
いるけれども、この水分の一部は凝縮せずに反応生成物
と同伴しているため、更に処理が必要であり、定量的に
超臨界水を回収することが困難であった。

【０００５】本発明の目的は、反応容器の腐食を低減し
かつ反応容器への熱負荷を軽減して反応容器の耐久性を
高めた超臨界水による反応処理装置を提供することにあ
る。本発明の別の目的は、燃焼ガスと凝縮水とを分離し
て凝縮水を効率よく反応容器底部に貯えるとともにオフ
ガスの処理を容易にし得る超臨界水による反応処理装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、超臨界水が滞留する超臨界水領域４
３を内部に有する縦型の反応容器１１を備え、有機物を
含む被処理液を反応容器１１の供給口１３から超臨界水
領域４３に導入して超臨界水領域４３で被処理液中の有
機物を完全燃焼することにより酸化分解する超臨界水に
よる反応処理装置１０である。その特徴ある構成は、反
応容器１１の頂部に設けられ反応により生成した燃焼ガ
スの第１排出口１４と、反応容器１１の底部に設けられ
反応により生成した凝縮水の第２排出口１６と、超臨界
水領域４３の上方の反応容器１１の内部に設けられ反応
により生成した超臨界水状態の反応生成物を冷却して凝
縮水を作る第１冷却器５１と、超臨界水領域４３を包囲
するように反応容器１１の内部に設けられた筒状の熱遮
蔽体４７と、第１冷却器５１と熱遮蔽体４７の間の反応
容器１１の内部に設けられ第１冷却器５１から滴下する
凝縮水又は亜臨界水を熱遮蔽体４７と反応容器１１の内
壁１１ａとの間に流下させる傘５２とを備えたことにあ
る。請求項１に係る発明では、筒状の熱遮蔽体４７によ
り、反応容器１１の内壁１１ａへの燃焼熱を遮蔽して内
壁１１ａの熱的負荷を軽減するとともに、反応により生
成した無機塩の内壁への付着を抑制して内壁１１ａの腐
食を低減できる。また冷却器５１で生成された凝縮水が
傘５２により熱遮蔽体４７と反応容器１１の内壁１１ａ
の間を流下するため、反応により生成した無機塩が反応
容器１１の内壁にたとえ付着したとしても、これを洗い
流すことができ、同時に反応容器１１の内壁１１ａを冷
却するため、反応容器内壁１１ａの熱的負荷を更に低減
することができる。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、第１冷却器５１が反応容器１１の縦方向に
配設された多重管式又はコイル式冷却器であって、第１
冷却器５１の冷媒流入管路５１ａに設けられ冷媒の流量
を調整する流量調整バルブ５３と、反応容器１１の内頂
部付近の温度を検出する温度センサ５４と、この温度セ
ンサ５４の検出出力に基づいて流量調整バルブ５３を制
御する第１コントローラ５７とを備えた反応処理装置で
ある。請求項２に係る発明では、第１コントローラ５７
が温度センサ５４により流量調整バルブ５３を制御して
第１冷却器５１の冷却能力を常に一定に保つため、第１
冷却器５１による超臨界水状態の反応生成物の凝縮が確
実に行われる。これにより燃焼ガスと凝縮水とが分離さ
れ、凝縮水を効率よく反応容器底部に貯えることができ
る。また第１冷却器５１による過冷却が防止されるた
め、超臨界水による反応を適切に行うことができる。こ
れにより燃焼ガスとしては、ＣＯ₂などの非凝縮性のガ
スのみを排出させることができる。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、反応容器１１の第１排出口１４に接
続された排気管路５８に設けられ反応容器内部の圧力を
減じる減圧バルブ５９と、反応容器１１の内部の圧力を
検出する圧力センサ５６と、この圧力センサ５６の検出
出力に基づいて減圧バルブ５９を制御する第２コントロ
ーラ６１とを備えた反応処理装置である。請求項３に係
る発明では、第２コントローラ６１が圧力センサ５６に
より減圧バルブ５９を制御して反応容器内の圧力を常に
一定に保つため、超臨界水による反応を適切に行うこと
ができる。また反応容器１１に対する過度の加圧を防止
することができる。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
いずれかに係る発明であって、反応容器１１の第２排出
口１６に接続された排液管路６２に設けられ反応容器１
１の内底部に貯留する凝縮水を抜出す排液バルブ６３
と、反応容器１１の内底部に貯留する凝縮水の水量を検
出するレベルセンサ６４と、このレベルセンサの検出出
力に基づいて排液バルブ６３を制御する第３コントロー
ラ６６とを備えた反応処理装置である。請求項４に係る
発明では、第３コントローラ６６がレベルセンサ６４に
より排液バルブ６３を制御して反応容器１１の内底部に
貯留する凝縮水の水量を常に一定に保つため、反応容器
内に過剰に凝縮水が貯まることがなくなる。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項４に係る発
明であって、排液管路５８に反応容器１１の内底部から
流出した凝縮水を冷却する第２冷却器３２が設けられた
反応処理装置である。請求項５に係る発明では、第２冷
却器３２により凝縮水の温度を下げ、凝縮水の処理を容
易にする。

【００１１】請求項６に係る発明は、図２に示すよう
に、請求項４に係る発明であって、反応容器１１の内底
部に凝縮水を冷却する第３冷却器６７が設けられた反応
処理装置である。請求項６に係る発明では、反応容器内
底部に設けられた第３冷却器６７により凝縮水を冷却す
るため、底部に貯留した凝縮水の温度が低下し、反応生
成物の液化を図１の場合に比べて促進する。

【００１２】請求項７に係る発明は、図３に示すよう
に、請求項１ないし６いずれかに係る発明であって、第
１冷却器５１と傘５２の間の反応容器内部に設けられ第
１冷却器５１から滴下する凝縮水と反応により生成した
超臨界水状態の反応生成物と接触させる気液接触器７１
と、この気液接触器７１に中和剤を供給する中和剤供給
パイプ７２とを更に備えた反応処理装置である。請求項
７に係る発明では、第１冷却器５１で作られた凝縮水を
気液接触器７１で一時的に貯留しておきパイプ７２によ
り中和剤を供給する。反応容器１１の頂部に向う超臨界
水状態の反応生成物をこの気液接触器７１に貯留した、
中和剤を含む凝縮水に接触させる。この接触により例え
ば、反応生成物中に含まれるＳＯｘガスは硫酸塩にな
り、気液接触器７１で捕捉される。気液接触器７１で捕
捉された硫酸塩は第１冷却器５１から滴下してくる凝縮
水で洗い流されて反応容器内底部に至る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図４に示すように、本発明の反応
処理装置１０は耐食性の金属で作られた縦型で管状の反
応容器１１を有する。反応容器１１は両端が封止されか
つ水の超臨界状態を維持可能に構成され、その周囲には
図示しない保温材とともに保温及び予熱用のヒータ１２
が設けられる。反応容器１１は、その側部に供給口１
３、頂部に第１排出口１４、更に底部に第２排出口１６
をそれぞれ有する。供給口１３には、混合器１８により
混合された被処理液と中和剤の混合液がポンプ１９及び
プレヒータ２１で昇圧昇温されて供給される。また供給
口１３には水がタンク２２からポンプ２３及びプレヒー
タ２４で昇圧昇温されて超臨界水となって供給される。
更に供給口１３には空気又は酸素からなる酸化剤がポン
プ２６及びプレヒータ２７で昇圧昇温されて供給され
る。なお、中和剤は被処理液に含まれる成分によっては
加えなくてもよい。また中和剤は被処理液と混合するこ
となく、反応容器１１の別の側部に設けられた供給口１
３ａに供給してもよい。この場合、中和剤は水溶液の形
態でタンク２８からポンプ２９及びプレヒータ３１で昇
圧昇温されて供給される。更にこの場合、図示しない
が、被処理液と水、又は水と空気を一緒に混合し、ポン
プ及びプレヒータで昇圧昇温して水の超臨界状態となっ
て供給口１３に供給してもよい。

【００１４】本発明で処理する被処理液は、難分解性有
機物や有害廃棄物などの有機物を含み、ＰＣＢ、ダイオ
キシン、焼却飛灰、有機物を含む排液、汚泥などがそれ
ぞれ例示される。また中和剤としてはアルカリ金属の水
酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物などが例
示される。第１排出口１４からは燃焼ガスが排出され、
第２排出口１６からは反応により生成された凝縮水が排
出され、冷却器３２で冷却されてタンク３３に貯留され
た後、廃液処理される。

【００１５】図１に詳しく示すように、反応容器１１の
内部中心には噴射を下向きにした噴射口４１が設けら
れ、反応容器１１の供給口１３と噴射口４１とはパイプ
４２で接続される。なお、図１では保温材並びに予熱及
び保温のためのヒータを示していない。噴射口４１から
噴射される被処理液、酸化剤、中和剤及び超臨界水から
なる混合流体により超臨界水領域４３が形成される。超
臨界水領域４３の下方には仮想界面４４を介して亜臨界
水領域４６が形成される。反応容器１１の内壁１１ａは
腐食を防止するためセラミックス又は高耐食性の金属で
被覆される。反応容器１１の内部には上記超臨界水領域
４３を包囲し、反応容器１１の内壁１１ａと間隔をあけ
て筒状の熱遮蔽体４７が反応容器１１と同心状に設けら
れる。図示するように熱遮蔽体４７はその上端が噴射口
４１の噴射位置より高く、その下端が仮想界面４４に達
する長さを有する。熱遮蔽体４７は高温にさらされ、腐
食が大きくなるおそれがあるため、熱良導体からなる耐
熱性金属、例えばＮｉ−Ｃｒの耐熱合金等から形成さ
れ、熱遮蔽体４７は交換可能に構成される。

【００１６】超臨界水領域４３の上方の反応容器１１の
内部には第１冷却器５１が設けられる。第１冷却器５１
は反応容器１１の縦方向に配設された多重管式又はコイ
ル式冷却器である。冷却器の部分を超臨界水状態の反応
生成物が通過し、その周囲には冷媒（例えば水）が流れ
る。超臨界水状態の反応生成物はここで水の超臨界状態
の温度未満、即ち３７４℃未満に冷却される。第１冷却
器５１と熱遮蔽体４７の間には円錐状の傘５２が設けら
れる。この傘５２は熱遮蔽体４７と同じ材料で作られ交
換可能に構成される。傘５２はその下端が熱遮蔽体４７
と反応容器１１の内壁１１ａの間に位置する大きさを有
する。第１冷却器５１の冷媒は上部の流入管路５１ａか
ら流入し、下部の流出管路５１ｂから流出するようにな
っている。冷媒流入管路５１ａには冷媒の流量を調整す
る流量調整バルブ５３が設けられる。反応容器１１の内
頂部には内頂部の温度を検出する温度センサ５４及び反
応容器内部の圧力を検出する圧力センサ５６が設けられ
る。

【００１７】温度センサ５４の検出出力は第１コントロ
ーラ５７の制御入力に接続され、その制御出力は流量調
整バルブ５３に接続される。反応容器１１の第１排出口
１４には排気管路５８が接続され、排気管路５８には減
圧バルブ５９が設けられる。圧力センサ５６の検出出力
は第２コントローラ６１の制御入力に接続され、その制
御出力は減圧バルブ５９に接続される。反応容器１１の
第２排出口１６には排液管路６２が接続され、排液管路
６２には前述した第２冷却器３２及び排液バルブ６３が
設けられる。反応容器１１の内底部にはこの内底部に貯
留された凝縮水の水量を検出するレベルセンサ６４が設
けられ、レベルセンサ６４の検出出力は第３コントロー
ラ６６の制御入力に接続され、その制御出力は排液バル
ブ６３に接続される。

【００１８】このように構成された反応処理装置１０で
は、被処理液、酸化剤、中和剤及び水からなる昇圧昇温
された混合流体は供給口１３、パイプ４２を通って噴射
口４１から噴射される。図４に示したヒータ１２の加熱
により、噴射口４１の直下は水の超臨界状態となる。図
示しない点火装置により噴射された流体を点火すると、
超臨界流体になった被処理液中の有機物は完全燃焼し、
それ以降酸化剤の供給により完全燃焼が継続され、３７
４〜７００℃程度の超臨界水領域４３が形成される。こ
の超臨界水反応による完全燃焼で被処理液に含まれた有
機物は酸化分解反応を起こし、二酸化炭素、水分を主成
分とする気体成分と残渣を生成する。気体成分中のＳＯ
ｘ等の酸化性ガスは中和剤と反応して硫酸塩等の無機塩
となる。反応容器内部の圧力は圧力センサ５６、減圧バ
ルブ５９及び第２コントローラ６１により超臨界水条件
以上の所定圧力に制御される。即ち、反応容器１１内部
の圧力が所定圧力に達するようにバルブが開閉する。こ
の制御により反応容器１１内部の圧力を所定圧力に維持
した状態で非凝縮性の燃焼ガスを排出することができ
る。

【００１９】超臨界水領域４３は熱遮蔽体４７により包
囲されるため、反応容器１１の内壁１１ａは高温の超臨
界水に触れることはなく、熱遮蔽体４７のみが高温とな
る。これにより内壁１１ａの熱的負荷が軽減されるとと
もに、反応容器１１の腐食が低減される。反応により生
成した超臨界水状態の反応生成物のうち、固体を含まな
い成分は熱遮蔽体４７の上端と傘５２の間を通過し、更
に第１冷却器５１を通って反応容器１１の内頂部に向
う。第１冷却器５１で超臨界水状態の反応生成物は超臨
界水の温度（３７４℃）未満まで冷却され、その一部は
亜臨界水状態となって凝縮水となり、残部は燃焼ガスと
して反応容器１１の内頂部に至る。これにより燃焼ガス
と凝縮水とが分離される。この第１冷却器５１の冷却温
度は温度センサ５４、流量調整バルブ５３及び第１コン
トローラ５７により所定温度に維持される。この制御に
より同時に第１排出口１４より超臨界水状態の反応生成
物が排出されるのが抑制される。

【００２０】凝縮水は冷却器部分を流下して、管内を洗
浄した後、傘５２の上を滴下する。傘５２から流下した
凝縮水は熱遮蔽体４７と反応容器１１の内壁１１ａとの
間を通って反応容器１１の底部に貯まる。凝縮水が内壁
１１ａを流下することにより、内壁１１ａの腐食はより
一層低減される。なお、図６に示すように、傘５２を２
段にすることにより、凝縮水を熱遮蔽体４７の内面にも
多少の凝縮水が流下するようにすれば、内壁１１ａだけ
でなく、熱遮蔽体４７の腐食も低減できる。第１冷却器
５１を通過した燃焼ガスは反応容器１１の内頂部の第１
排出口１４から反応容器１１外へ排出される。この燃焼
ガスは主に二酸化炭素が濃縮されたガスであり、必要で
あれば燃焼ガスを５〜２５℃まで冷却して燃焼ガスから
二酸化炭素のみを液化させ、減圧することにより二酸化
炭素を比較的簡便に液化ＣＯ ₂の形態で分離回収するこ
とが可能である。

【００２１】超臨界水反応によって生成した無機塩は被
処理液を燃焼する際に燃焼火炎を下方に向けることで、
反応容器１１の底部に移行する。更に、微量に存在する
浮遊している無機塩は上方から流下する凝縮水に溶解し
た後、反応容器１１の底部に移行する。無機塩が凝縮水
に溶解するのは、超臨界水が極めて無極性に近い溶媒で
あって有機物のような無極性の溶質の溶解度は高いが、
無機塩の溶解度は低く溶解しにくいのに対して、第１冷
却器５１より流下した凝縮水（亜臨界水）は極性を持つ
溶媒であるため無機塩の溶解度が高いためである。反応
容器１１内底部に貯留した凝縮水の液面のレベルが所定
値以上になるときには、レベルセンサ６４、排液バルブ
６３及び第３コントローラ６６により常に所定値に維持
される。この制御により凝縮水を無機塩とともに反応容
器１１外へ抜き出すことができる。

【００２２】本発明の第２の実施の形態を図２に基づい
て説明する。図２において、図１と同一符号は同一構成
要素を示す。この実施の形態では、次の点が第１の実施
の形態と相違する。即ち、図１の第２冷却器３２の代わ
りに反応容器１１内底部にコイル状に巻かれた冷却管か
らなる第３冷却器６７が設けられる。この冷却器６７の
両端には冷媒流入管路６７ａ及び冷媒流出管路６７ｂが
接続される。上記以外の構成は第１の実施の形態と同様
である。第１の実施の形態と比較して、第２の実施の形
態では、反応容器１１内底部に第３冷却器６７により凝
縮水を冷却するため、反応生成物の液化が第１の実施の
形態に比べて促進される。

【００２３】次に本発明の第３の実施の形態を図３に基
づいて説明する。図３において、図１及び図２と同一符
号は同一構成要素を示す。この実施の形態では、次の点
が上述した実施の形態と相違する。即ち、第１冷却器５
１と傘５２との間に気液接触器７１が設けられる。気液
接触器７１の上部には中和剤供給パイプ７２の一端が設
けられ、このパイプ７２の他端は図１に示した供給口１
３ａに接続される。上記以外の構成は第１の実施の形態
と同様である。図５で拡大して示すようにこの実施の形
態では、気液接触器７１はバルブキャップトレイ型であ
り、上トレイ７３及び下トレイ７４が間隔をあけて設け
られる。トレイ７３，７４にはそれぞれ複数の短管７３
ａ，７４ａがトレイ７３，７４を貫通して立設され、こ
れらの短管７３ａ，７４ａの上端には小キャップ７３
ｂ，７４ｂが被さって設けられる。また反応容器１１の
内壁１１ａに沿って、トレイ７３，７４の各一端には長
管７６が、下トレイ７４の他端には長管７７が設けられ
る。長管７６はその上部が上トレイ７３を貫通し、下端
が下トレイ７４の上面近傍まで延びる。また長管７７は
その上部が下トレイ７４を貫通し、その下端近傍には受
け皿７７ａが設けられる。長管７６，７７は各上端が小
キャップ７３ａ，７４の上面と同位置に設けられる。

【００２４】第３の実施の形態では、図３に示した第１
冷却器５１から滴下する凝縮水が先ず上トレイ７３に落
ち、上トレイ７３上に貯えられる。次いで上トレイ７３
上の凝縮水の水位が上昇し、この水位が長管７６の上端
を越えると、凝縮水は長管７６を通って下トレイ７４に
至り、下トレイ７４上に貯えられる。次に下トレイ７４
上の凝縮水の水位が上昇し、この水位が長管７７の上端
を越えると、凝縮水は長管７７を通って受け皿７７ａに
一端貯まった後、反応容器１１の底部に流下する。上ト
レイ７３には中和剤供給パイプ７２を介して中和剤が供
給される。この状態で、超臨界水による反応で生成した
固体を除く反応生成物は、最初に短管７４ａを通り、小
キャップ７４ｂを気圧により押上げて、下トレイ７４上
の凝縮水中を通って、下トレイ７４と上トレイ７３の間
の領域７８に達する。この領域７８に到達した反応生成
物は、同様に短管７３ａを通り、小キャップ７３ｂを押
上げて、上トレイ７３上の凝縮水中を通って第１冷却器
５１（図３）に向う。

【００２５】これにより気液接触器７１に一時的に貯留
した凝縮水に超臨界水領域４３から反応容器１１の内頂
部に向かう超臨界水状態の反応生成物が接触するので、
この反応生成物に同伴しているＳＯｘガス等の酸化ガス
を凝縮水に溶解するとともに中和剤により中和して無機
塩にすることができる。なお、気液接触器にはバルブキ
ャップトレイ型の他に、デミスターブランケット型のも
のを用いてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る反応
処理装置では、筒状の熱遮蔽体により、反応容器の内壁
の熱的負荷を軽減するとともに、反応により生成した無
機塩の内壁への付着を抑制して内壁の腐食を低減でき
る。また傘により冷却器で生成された凝縮水が熱遮蔽体
と内壁の間を流下するため、反応により生成して内壁に
付着した無機塩を洗い流すことができる。更に内壁を冷
却するため、内壁の熱的負荷を更に低減することができ
る。請求項２に係る反応処理装置では、温度センサ、流
量調整バルブ及び第１コントローラにより、第１冷却器
の冷却能力を常に一定に保つため、第１冷却器による超
臨界水状態の反応生成物の凝縮が確実に行われる。これ
により燃焼ガスと凝縮水とが分離され、凝縮水を効率よ
く反応容器底部に貯えることができる。また過冷却が防
止されるため、超臨界水による反応を適切に行うことが
できる。酸化燃焼ガスとの分離とともに超臨界水を定量
的に回収する。請求項３に係る反応処理装置では、圧力
センサ、減圧バルブ、第２コントローラにより、反応容
器内の圧力を常に一定に保つため、超臨界水による反応
を適切に行うことができる。また反応容器の過度の加圧
を防止することができる。

【００２７】請求項４に係る反応処理装置では、レベル
センサ、排液バルブ、第３コントローラにより、反応容
器１１の内底部の凝縮水の水量を常に一定に保つため、
反応容器内に過剰に凝縮水が貯まることがなくなる。請
求項５に係る反応処理装置では、第２冷却器により容器
底部に貯留した凝縮水の温度を下げ、凝縮水の処理を容
易にする。請求項６に係る反応処理装置では、容器内底
部に設けられた第３冷却器により凝縮水を冷却するた
め、底部に貯留した凝縮水の温度が低下し、反応生成物
の液化をより一層促進する。請求項７に係る反応処理装
置では、第１冷却器で作られ気液接触器に一時的に貯留
された、中和剤を含む凝縮水に、超臨界水状態の反応生
成物を接触させると、反応生成物中に含まれるＳＯｘガ
ス等は硫酸塩になり、気液接触器で捕捉されるととも
に、この無機塩は第１冷却器からの凝縮水に溶解して反
応容器底部に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における反応処理装
置の構成図。

【図２】本発明の第２の実施の形態における反応処理装
置の構成図。

【図３】本発明の第３の実施の形態における反応処理装
置の構成図。

【図４】本発明の第１の実施の形態における反応処理装
置の全体構成図。

【図５】第３の実施の形態における気液接触器の拡大し
た構成図。

【図６】傘の形状を２段にした図１に対応する反応処理
装置の構成図。

【符号の説明】

１０反応処理装置１１反応容器１１ａ内壁１３供給口１４第１排出口１６第２排出口３２第２冷却器４３超臨界水領域４７熱遮蔽体５１第１冷却器５１ａ冷媒流入管路５２傘５３流量調整バルブ５４温度センサ５６圧力センサ５７第１コントローラ５８排気管路５９減圧バルブ６１第２コントローラ６２排液管路６３排液バルブ６４レベルセンサ６６第３コントローラ６７第３冷却器７１気液接触器７２中和剤供給パイプ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超臨界水が滞留する超臨界水領域(43)を
内部に有する縦型の反応容器(11)を備え、有機物を含む
被処理液を前記反応容器(11)の供給口(13)から前記超臨
界水領域(43)に導入して超臨界水領域(43)で被処理液中
の有機物を完全燃焼することにより酸化分解する超臨界
水による反応処理装置において、前記反応容器(11)の頂部に設けられ反応により生成した
燃焼ガスの第１排出口(14)と、前記反応容器(11)の底部に設けられ反応により生成した
凝縮水の第２排出口(16)と、前記超臨界水領域(43)の上方の前記反応容器(11)の内部
に設けられ反応により生成した超臨界水状態の反応生成
物を冷却して凝縮水を作る第１冷却器(51)と、前記超臨界水領域(43)を包囲するように前記反応容器(1
1)の内部に設けられた筒状の熱遮蔽体(47)と、前記第１冷却器(51)と前記熱遮蔽体(47)の間の前記反応
容器(11)の内部に設けられ前記第１冷却器(51)から滴下
する凝縮水又は亜臨界水を前記熱遮蔽体(47)と前記反応
容器(11)の内壁(11a)との間に流下させる傘(52)とを備
えたことを特徴とする超臨界水による反応処理装置。
【請求項２】第１冷却器(51)が反応容器(11)の縦方向
に配設された多重管式又はコイル式冷却器であって、前
記第１冷却器(51)の冷媒流入管路(51a)に設けられ冷媒
の流量を調整する流量調整バルブ(53)と、前記反応容器
(11)の内頂部付近の温度を検出する温度センサ(54)と、
前記温度センサ(54)の検出出力に基づいて前記流量調整
バルブ(53)を制御する第１コントローラ(57)とを備えた
請求項１記載の反応処理装置。
【請求項３】反応容器(11)の第１排出口(14)に接続さ
れた排気管路(58)に設けられ前記反応容器(11)の内部の
圧力を減じる減圧バルブ(59)と、前記反応容器(11)の内
部の圧力を検出する圧力センサ(56)と、前記圧力センサ
(56)の検出出力に基づいて前記減圧バルブ(59)を制御す
る第２コントローラ(61)とを備えた請求項１又は２記載
の反応処理装置。
【請求項４】反応容器(11)の第２排出口(16)に接続さ
れた排液管路(62)に設けられ前記反応容器(11)の内底部
に貯留する凝縮水を抜出す排液バルブ(63)と、前記反応
容器(11)の内底部に貯留する凝縮水の水量を検出するレ
ベルセンサ(64)と、前記レベルセンサ(64)の検出出力に
基づいて前記排液バルブ(63)を制御する第３コントロー
ラ(66)とを備えた請求項１ないし３いずれか記載の反応
処理装置。
【請求項５】排液管路(63)に反応容器(11)の内底部か
ら流出した凝縮水を冷却する第２冷却器(32)が設けられ
た請求項４記載の反応処理装置。
【請求項６】反応容器(11)の内底部に凝縮水を冷却す
る第３冷却器(67)が設けられた請求項４記載の反応処理
装置。
【請求項７】第１冷却器(51)と傘(52)の間の前記反応
容器(11)の内部に設けられ前記第１冷却器(51)から滴下
する凝縮水と反応により生成した超臨界水状態の反応生
成物と接触させる気液接触器(71)と、前記気液接触器(7
1)に中和剤を供給する中和剤供給パイプ(72)とを更に備
えた請求項１ないし６いずれか記載の反応処理装置。