JP2002177735A - 有機ハロゲン化合物の分解処理方法及び分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生成ガスをアルカリ液中へ吹き込む吹込管の
閉塞を確実に防止して、良好な運転を維持させる。 【解決手段】 有機ハロゲン化合物を分解する反応管１
５と、反応管１５において分解された生成ガスである酸
性ガスを中和する排ガス処理タンク４１とを備えた有機
ハロゲン化合物分解装置において、分解反応の停止時点
から反応管１５内へ掃気ガスとしてエアを送り込んで生
成ガスを排出させて掃気する掃気工程の終了後に、所定
時間の間引き続き掃気ガスであるエアを冷却として送り
込むことにより冷却工程を行い、吹込管４５を冷却し、
吹込管４５内におけるアルカリ液の沸騰を防ぎ、スラリ
ーの飛散及びスラリーによる吹込管４５の閉塞を防止
し、良好な処理運転を維持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロン等の有機ハ
ロゲン化合物を分解して無害化する有機ハロゲン化合物
の分解処理方法及び分解装置に関するものである。

【０００２】

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

【０００３】従来から有機ハロゲン化合物の処理方法と
して報告されているものは、主として高温での熱分解反
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
合物を樹脂等の通常の廃棄物と一緒に焼却するものであ
るのに対し、プラズマ法は、プラズマ中で有機ハロゲン
化合物を水蒸気と反応させ、二酸化炭素、塩化水素、フ
ッ化水素に分解するものである。

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

【０００５】この分解装置では、放電管にフロンガスお
よび水蒸気が供給される一方で、マイクロ波発信器から
発信されたマイクロ波が方形導波管を介して円筒導波管
に伝送される。そして、円筒導波管の内部に形成された
マイクロ波電界で放電を起こし、反応管内でフロンガス
を熱プラズマにより分解する。他方、この分解反応によ
り酸性ガス（フッ化水素及び塩化水素）が生成される。
このガスは、吹込管によりアルカリ液中に導かれて中和
されるとともに、炭酸ガス等を含む残りのガスは排気ダ
クトから排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記分解装
置において、分解処理の終了時には、図５に示す反応管
１０１内に空気を送り込んで系内の生成ガスを排気させ
て掃気した後に停止させていたが、このように装置を停
止させた時点では、反応管１０１内の生成ガスを排ガス
処理タンク１０２のアルカリ液中に吹き込む吹込管１０
３の先端部は、高温（約４００℃）であるので、この吹
込管１０３の先端部に入り込んだアルカリ液が先端部に
て激しく沸騰してしまい、図６に示すように、アルカリ
液中の消石灰等の中和剤がスラリーＳとして吹込管１０
３内にて飛び散って付着し、吹込管１０３の閉塞等の不
具合が生じ、運転不良を引き起こしてしまう恐れがあっ
た。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、吹込管の閉塞を確実に防止して、良好な運転を維
持させることが可能な有機ハロゲン化合物の分解処理方
法及び分解装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法
は、有機ハロゲン化合物を含むガスにマイクロ波により
エネルギーを投入することによって熱プラズマを生成
し、反応管内にて前記熱プラズマ中で水蒸気と反応させ
て有機ハロゲン化合物を分解し、有機ハロゲン化合物と
水蒸気との分解反応により生成された生成ガスを、前記
反応管に設けられた吹込管からアルカリ液中へ吹き込む
ことにより、このアルカリ液と中和反応させる有機ハロ
ゲン化合物の分解処理方法であって、前記分解反応の停
止後に、前記反応管及び吹込管からなる系内へ冷却ガス
を所定時間送り込んで前記吹込管を冷却する冷却工程を
行うことを特徴としている。

【０００９】つまり、分解反応の停止後に、系内に冷却
ガスを所定時間送り込んで前記吹込管を冷却させるの
で、この吹込管にアルカリ液が入り込んでもアルカリ液
が吹込管にて沸騰してスラリーが飛び散ることがなく、
したがって、飛び散ったスラリーが堆積して吹込管が閉
塞し、運転不良を引き起こすような不具合をなくすこと
ができ、常に良好な運転を行うことができる。しかも、
冷却ガスによって系内が迅速に冷却されるので、運転終
了後迅速にメンテナンス作業に取りかかることができ
る。

【００１０】請求項２記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法は、請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法において、前記分解反応の停止後に、前記反応
管内へ掃気ガスを送り込んで前記生成ガスを排出させて
掃気する掃気工程を行い、この掃気工程の終了時点から
引き続き前記反応管内へ掃気ガスからなる冷却ガスを送
り込むことにより前記冷却工程を行うことを特徴として
いる。

【００１１】このように、分解反応の停止時点から系内
に掃気ガスを送り込んで生成ガスを排出させる掃気工程
の終了後に、冷却ガスとして引き続き掃気ガスを送り込
むことにより吹込管を冷却するので、系内の掃気も確実
に行うことができ、また、掃気するための掃気ガスを冷
却ガスとして用いるので、冷却のための特別な設備が不
要であり、コストアップを招くことなく、良好な運転を
維持させることができる。

【００１２】請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法は、請求項１または請求項２記載の有機ハロゲ
ン化合物の分解処理方法において、前記吹込管の温度、
前記冷却ガスの温度及び前記冷却ガスの流量に基づい
て、前記冷却工程を行う所定時間を予め設定しておくこ
とを特徴としている。

【００１３】すなわち、吹込管の温度、冷却ガスの温度
及び冷却ガスの流量に基づいて、冷却工程を行う所定時
間を設定するので、冷却不足などの不具合なく確実に吹
込管を冷却させることができる。

【００１４】請求項４記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、有機ハロゲン化合物を含むガスにマイクロ波に
よりエネルギーを投入することによって熱プラズマを生
成し、反応管内にて前記熱プラズマ中で水蒸気と反応さ
せて有機ハロゲン化合物を分解し、有機ハロゲン化合物
と水蒸気との分解反応により生成された生成ガスを、前
記反応管に設けられた吹込管からアルカリ液中へ吹き込
むことにより、このアルカリ液と中和反応させる有機ハ
ロゲン化合物の分解装置であって、前記分解反応が停止
され、前記反応管及び吹込管からなる系内へ掃気ガスを
送り込むことにより前記生成ガスを排出して掃気する掃
気工程が完了した時点からの時間を計時する計時手段
と、該計時手段によって計時される時間が所定時間に達
するまで、掃気ガスを冷却ガスとして引き続き反応管内
へ送り込んで前記吹込管を冷却させる制御手段とを有す
ることを特徴としている。

【００１５】つまり、分解反応が停止されて系内に掃気
ガスが送り込まれて掃気が完了した時点から計時手段に
よって所定時間計時されるまで制御手段によって冷却ガ
スとして掃気ガスが引き続き送り込まれるので、吹込管
を確実に冷却することができ、吹込管にアルカリ液が入
り込んでもアルカリ液が吹込管にて沸騰してスラリーが
飛び散ることがなく、したがって、飛び散ったスラリー
が堆積して吹込管が閉塞し、運転不良を引き起こすよう
な不具合をなくすことができ、常に良好な運転を行うこ
とができる。しかも、冷却ガスによって系内が迅速に冷
却されるので、運転終了後迅速にメンテナンス作業に取
りかかることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る有機ハロゲン
化合物の分解処理方法及び分解装置について、図１から
図５を参照しながら説明する。図１において、水平方向
に延びる方形導波管１は、その始端部に周波数２．４５
ＧＨzのマイクロ波を発信するマイクロ波発信器２を備
えており、始端側から終端側に向けてマイクロ波を伝送
する。

【００１７】方形導波管１には、図１に示すように、そ
の終端部側で反射して始端部側に戻ってきたマイクロ波
を吸収することにより反射波の発信側への影響を防止す
るアイソレータ３と、複数の波動調整部材４を各々出入
りさせることにより電波の波動的な不整合量を調整して
放電管５に電波を収束させるチューナ６が設けられてい
る。

【００１８】ここで、マイクロ波の発生動作について説
明する。マイクロ波発信器２は断面矩形の導波管の一端
に置かれマグネトロンを駆動して所定周波数の電磁波を
放射する。この電磁波の伝播現象は電磁波に関るマクス
ウェルの波動方程式を解くことによって特性が把握され
るわけであるが、結果的には伝播方向に電界成分を持た
ない電磁波ＴＥ波として伝播する。

【００１９】この１次成分ＴＥ₁₀の例を方向が交番する
矢印で図２の方形導波管の伝播方向に示す。また、方形
導波管１の他端部に２重の円筒状導体からなる２重円筒
導波管の環状空洞には、導波管１を伝播する電磁波、管
端で反射する電磁波の導体９による結合作用により、環
状空洞部には、進行方向に電界成分を持つＴＭ波が生じ
る。この１次成分であるＴＭ₁₀波を同じく図２の環状空
洞部に矢印で示す。電磁波の波動の伝播に関る２次以上
の高調波に起因する微妙な調整はチューナ６で調整され
る。アイソレータ３はマイクロ波発信器２に根本的なダ
メージを及ぼすのを防止している。

【００２０】さて、図２に示すように、放電管５は内管
１１と外管１２とから構成され、円筒導波管７の中心軸
に対して同軸となるように配置されている。円筒導波管
７は、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。また、放電管５の内管１１に
は、点火トランス１３に接続された点火電極１４が挿入
されている。

【００２１】さらに、内管１１の先端（下端）は、プロ
ーブアンテナ９ａの先端よりも所定の距離だけ内方に配
されている。

【００２２】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。外側導体８の端
板８Ａと反応管１５との間には、露出する外筒１２に向
けて光センサ１７が設けられている。光センサ１７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。

【００２３】そして、内側導体９と外筒１２の基端側と
の隙間には、ガス供給管１６が、外管１２と内管１１と
により形成される環状通路の入口側で、接線方向に沿っ
て挿入されている。アルゴンガス（希ガス）、フロンガ
ス（有機ハロゲン化合物）、エア、および水蒸気は、ガ
ス供給管１６を介して放電管５の環状通路に供給され
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。

【００２４】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。なお、アルゴンガスの
他、ヘリウム、ネオン等の希ガスを用いることができる
のは言うまでもない。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。

【００２５】エアは、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２
６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。

【００２６】フロンガスは、回収フロンボンベ２８に液
貯蔵されていて、この回収フロンボンベ２８と電磁弁１
９ｂとの間には、絞り装置３１、ミストセパレータ３
２、および圧力スイッチ３３が設けられている。絞り装
置３１は、流れの定量化を図るために設けられたもの
で、例えばキャピラリ管とオリフィスとの組み合わせに
より構成されている。

【００２７】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。

【００２８】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、およびエアが導入され、他
方の流路３４ｂには貯水タンク２６から水が導入されて
水蒸気が生成される。この水蒸気を生成する側の流路３
４ｂには、該流路３４ｂ内を移動する水蒸気に抵抗を与
える抵抗体３５が充填されていて、水蒸気が流路内を円
滑に流通することができないようになっている。

【００２９】この抵抗体３５としては、無機または有機
の粒状、繊維状、多孔質のもの若しくはこれらを成形し
たものが採用されるが、高温下における劣化を防止する
観点からは、ＳiＯ₂、Ａl₂Ｏ₃、ＴiＯ₂、ＭgＯ、ＺrＯ₂
等に代表される酸化物や、炭化物、窒化物等の無機材で
あることが好ましい。なお、ヒータ１８の出口近傍に
は、熱電対３６が設けられている。

【００３０】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へと供給されるようになって
いる。

【００３１】さて、反応管１５には、図２に示すように
交換継手４４を介して吹込管４５が設けられている。交
換継手４４は、反応管１５と吹込管４５との間に着脱可
能に接続されており、また、吹込管４５はＳＵＳ材によ
り構成されており、図１に示すように排ガス処理タンク
４１内に収容されて途中で折曲されている。

【００３２】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て吹込管４５から吹き出される分解
物としての酸性ガス（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（以下では単
にアルカリ液と呼称する）が収容されている。例えば、
分解するフロンガスが廃冷蔵庫から回収した冷媒用のフ
ロンＲ１２の場合には、式１に示す分解反応により生成
された分解物としての酸性ガスは式２に示す中和反応に
より無害化される。

【００３３】（式１） ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂ （式２） ２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ ２ＨＦ ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＦ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ

【００３４】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。

【００３５】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
放出されるが、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。

【００３６】気泡分断手段５２は、モータ５２ａにより
回転駆動される６つのブレード５２ｂを備えている。気
泡分断手段５２は、ブレード５２ｂが吹込管４５の先端
の上方に位置するように配置されていて、吹込管４５の
先端から浮上する気泡は、約３００rpmで回転するブレ
ード５２ｂ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撹拌
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。気泡分断手段５２
は、プラズマ分解装置の操業開始から操業終了まで、作
動状態を保つ。分解装置操業期間中以外は停止状態を保
つ。

【００３７】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（制御手段）
６１（図３参照）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６
１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。

【００３８】また、排ガス処理タンク（タンク）４１に
は、その上部に、フロートスイッチ５７が設けられてい
る。このフロートスイッチ５７は、処理が進行するにし
たがって排ガス処理タンク４１内にてスラリーが蓄積さ
れて水位が上昇して満水状態となった時点にて、その満
水状態を検出し、その検出信号を制御装置６１（図３参
照）へ送信するようになっている。そして、制御装置６
１では、このフロートスイッチ５７からの検出信号に基
づいて、排ガス処理タンク４１からのアルカリ液の溢れ
出しを防ぐべく、警報手段を作動させるとともに、分解
運転を停止させるように制御している。

【００３９】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、アルカリ液（処理
液）を冷却する冷却器５３が設けられている。なお以下
において、処理液とは、アルカリ液、または、アルカリ
液が中和された後の液をいい、スラリーも含まれる。冷
却器５３は、処理液を吸い上げるスラリーポンプ（ポン
プ）５３ａ、吸い上げられた処理液から異物を取り除く
ストレーナ（異物除去手段）５３ｄ、スラリーポンプ５
３ａにより吸い上げられた処理液が排ガス処理タンク４
１との間で循環される冷却用熱交換器５３ｃ、冷却用熱
交換器５３ｃに送風する空冷ファン５３ｂ、前記処理液
の温度を検出する熱電対（温度検出手段）５４を備え
る。また、制御装置６１（図３参照）は、熱電対５４の
検出出力が入力されるとともに、この検出出力に基づい
て空冷ファン５３ｂおよびスラリーポンプ５３ａを制御
する。

【００４０】また、処理液循環経路には三方弁５６が介
装されており、三方弁５６から処理液が分岐される沈降
槽（排液処理装置）６２が設けられている。三方弁５６
を切り換えることにより、処理液が排ガス処理タンク４
１と沈降槽６２に選択的に送られるようになっている。
処理液の流路は耐熱塩化ビニルにより構成され、ストレ
ーナ５３ｄとしては、一般的なＹストレーナを使用可能
である。冷却用熱交換器５３ｃはフィン・チューブ式熱
交換器を用いるが、これはエアコンなどに用いられてい
るものを利用することができる。

【００４１】沈降槽６２内部には攪拌器６２ａが設けら
れており、処理液に凝集剤を添加して凝集させた後、沈
降槽６２の下方に設けられた脱水かご６３によって固液
分離されるようになっている。

【００４２】以上の構成からなる有機ハロゲン化合物分
解装置において、フロン分解の手順について説明する。
電磁弁の開閉動作および点火トランス１３の点火動作
は、制御装置６１によって図４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。

【００４３】すなわち、フロンガスや水蒸気を供給する
前に、まず、系内に残留する水分の除去を目的として加
熱されたエアを所定の時間（３分間）供給することによ
り、分解装置の操業を開始する。このとき、気泡分断手
段５２の作動も同時に開始する。エア供給停止後、着火
の安定性向上を目的としてアルゴンガスの供給を開始す
る。そして、アルゴンガス供給中に、マイクロ波を発信
して点火トランス１３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フロンの分解を行う。その
後、アルゴンガスの供給を停止する。なお、エアを乾燥
させることにより水分除去を行うこととしてもよい。

【００４４】分解運転の停止後は、安全性を確保するこ
とを目的として掃気ガスとしてのエアを所定時間（５
分）供給し、残留酸性ガスをパージする。パージされた
酸性ガスは排ガス処理タンク４１内で中和される。この
とき、気泡分断手段５２を作動状態に保っておくことに
より、処理液が撹拌されて中和が促進される。その後、
モータ５２ａを停止し、気泡分断手段５２の作動を停止
させる。気泡分断手段５２の停止により排ガス処理タン
ク４１内の撹拌が停止するので、該タンク４１内でスラ
リーが沈澱する。

【００４５】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。特に、他のプラズマ、例えば高周波誘導プラズマに
比べ、マイクロ波によるプラズマは安定性が高いため、
アルゴンガスの供給を停止してもフロンガスのプラズマ
化への影響は殆どない。

【００４６】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、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。ただし、排ガス処理タンク４１内の温度が高い場
合、後述のように冷却器５３によりアルカリ液を冷却す
る。そして、運転停止後は、安全性を確保すべく上記の
通りエアを供給し、装置内の残留ガスを掃気する。

【００４７】次に、図４に示されたフロン分解の工程に
ついて、さらに詳細に説明する。まず、電磁弁１９ａ、
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２４からのエアをガス供給管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。このため、装置内の残留水分は確実に除去され、
着火の安定性が向上する。

【００４８】つぎに、電磁弁１９ｃを閉にするとともに
電磁弁１９ａを開にして、アルゴンガスを放電管５に供
給する。このとき、アルゴンガスは、外管１２の接線方
向から供給されて螺旋状に流下するため、内管１１の先
端近傍によどみが形成され、プラズマが保持されやすく
なる。

【００４９】また、このときのガス供給量は、４〜４０
l/min、望ましくは１５l/min以上に設定する。この設定
範囲では、よどみが効果的に形成されてプラズマが一層
保持され易くなるとともに、プラズマの熱的影響を放電
管５が受け難くなり、その溶融変形や破損が効果的に防
止されることになる。

【００５０】そして、アルゴンガスの供給開始から一定
の間隔をおいて、マイクロ波発信器２からマイクロ波を
発信する。マイクロ波は、方形導波管１によりその後端
部側に伝送され、さらに円筒導波管７へと伝送される。

【００５１】このとき、円筒導波管７内の電界として
は、電界強度の大きなＴＭ₀₁モードが形成され、しか
も、内側導体９により、方形導波管１内の電界モード
と、円筒導波管７内の電界モードとがカップリングされ
ているため、円筒導波管７内の電界は安定している。当
然のことながら磁界は電解に直交叉する方向に生じてい
る。この振動する電磁界により放電管５に導入されたガ
スはプラズマ状態に加熱される。

【００５２】次に、点火トランス１３に連結された点火
電極１４に高電圧を印加し、内側導体９との間に火花放
電を発生させ着火させる。このとき、放電管５の内部
は、エア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２
６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。

【００５３】水蒸気の供給開始の後、後述のようにフロ
ンガスの供給を開始するが、水蒸気を先に供給する理由
は以下の通りである。本実施形態に係る有機ハロゲン化
合物分解装置の運転制御方法においては、フロンガスと
水蒸気とを一定のモル比で供給して分解、反応させ、酸
性ガスを発生させる。フロンガスのみをプラズマ化する
と、解離された原子の再結合によって予想外の有害なハ
ロゲン化合物が発生し、無害化処理することができなく
なる為である。したがって、上記のように水蒸気を放電
管５に供給してからフロンガスを供給して、フロン分解
時には水蒸気が存在する状態としておくことにより、安
全にフロンを分解することができる。

【００５４】また、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。

【００５５】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。

【００５６】また、ヒータ１８を通過してミキサ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、均一に混合された状態で流出して、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。

【００５７】このようにして放電管５に供給されたフロ
ンガスにマイクロ波が照射されると、放電管５内には、
電子エネルギーが高く、しかも温度が２，０００Ｋ〜
６，０００Ｋに高められた熱プラズマが発生する。この
とき、放電管５には、フロンガスと水蒸気のみならず、
アルゴンガスも同時に供給されているため、プラズマの
消失を招くこともない。

【００５８】また、内管１１の先端が、プローブアンテ
ナ９ａの先端よりも所定の距離だけ内方に配置されてい
るため、生成されたプラズマの熱的影響を回避し得て、
内管１１の溶融破損が防止される。これにより、プラズ
マ形状の著しい変形をなくして、安定した分解運転が可
能になる。

【００５９】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。したがって、長時間にわたるフロンガスの分解時に
おいては、アルゴンの供給は不要であり、アルゴン消費
量が低く抑えられる。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４
１内のアルカリ液中に放出される。

【００６０】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
害化される。この中和反応は発熱反応であるため、アル
カリ液の温度は冷却器５３によって冷却される。すなわ
ち、熱電対５４の出力が制御装置６１に入力され、制御
装置６１は、アルカリ液の温度が上がりすぎないよう
に、上限として６０度程度を限度として、スラリーポン
プ５３ａおよび空冷ファン５３ｂを適宜駆動する。処理
液の温度が６０度程度に上昇するまではスラリーポンプ
５３ａおよびファン５３ｂを停止しておくことができる
ので、消費電力が抑えられる。

【００６１】また、吹込管４５の先端から気泡として放
出された生成ガスは、気泡分断手段５２のブレード５２
ｄに当たって細かく分断させられるため、アルカリ液と
の接触面積が増大するとともに液面までに達する時間も
長くなり、中和反応が促進されることになる。これによ
り、中和処理不足によって基準値を超える量の酸性ガス
が系外に排出されるといったことがない。

【００６２】中和反応により無害化された生成ガスのう
ち、気体は排気ダクト４２から排出され、気体以外はア
ルカリ液中にスラリーとして残る。分解運転停止後は、
気泡分断手段５２を停止させたのち三方弁５６を切り換
えて、スラリーポンプ５３ａで処理液を汲み上げてこれ
を沈降槽６２に移す。沈降槽６２に移した処理液を攪拌
器６２ａで攪拌しつつ凝集剤を均一に添加し、攪拌器６
２ａを停止させて沈殿させた後、脱水かご６３において
固液分離し、液体分は廃水処理し、固形分は廃棄処理さ
れる。なお、分解運転停止後は、エアコンプレッサ２４
を駆動することにより、装置内に残留する酸性ガスを掃
気する掃気工程を行うようにしているため、安全性も高
められる。

【００６３】さらに、この分解装置では、この掃気工程
の終了後、直ちに冷却工程が行われる。この冷却工程
は、制御装置（制御手段）６１によって制御されるもの
で、この制御装置６１に内蔵されたタイマ（計時手段）
に基づいて所定時間Ｔの間行われるようになっている。

【００６４】この冷却工程は、反応管１５や吹込管４５
からなる系内のガスの流路を掃気している掃気ガスであ
るエアの供給を引き続き継続することにより行われるも
ので、エアコンプレッサ２４が引き続き駆動されて、所
定時間Ｔの間、系内に冷却ガスとしてエアが流される。
ここで、この所定時間Ｔは、エアコンプレッサ２４によ
って送り込むエアの流量、送り込むエアの温度及び分解
運転停止時における吹込管４５の温度とから予め求めら
れたもので、所定時間Ｔの間エアを送り込むことによ
り、吹込管４５にてアルカリ液が沸騰することがない温
度以下となる時間とされている。

【００６５】つまり、この冷却工程において、吹込管４
５には、反応管１５を介してエアが所定時間Ｔの間送り
込まれ、この吹込管１５の先端部からエアが吹き出され
る。これにより、この吹込管１５は、送り込まれるエア
によって冷却されるとともに、吹込管１５の先端部への
アルカリ液の逆流が防止され、この吹込管１５において
アルカリ液が沸騰するようなことがなく、これにより、
この吹込管１５における固形の中和剤からなるスラリー
の飛散が防がれ、スラリーが堆積することによる吹込管
１５の閉塞が確実に防止される。

【００６６】そして、この所定時間Ｔによる冷却工程が
終了した時点にて、エアコンプレッサ２４が停止され
て、分解装置が完全に停止される。

【００６７】このように、上記の有機ハロゲン化合物分
解処理方法及び分解装置によれば、分解反応が停止され
て系内に掃気ガスとして空気が送り込まれて掃気が完了
した時点から計時手段によって所定時間Ｔが計時される
まで制御装置６１によって冷却ガスとしてエアが引き続
き送り込まれるので、吹込管４５を確実に冷却すること
ができ、この吹込管４５にアルカリ液が入り込んでもア
ルカリ液が吹込管４５にて沸騰してスラリーが飛び散る
ことがなく、したがって、飛び散ったスラリーが堆積し
て吹込管４５が閉塞し、運転不良を引き起こすような不
具合をなくすことができ、常に良好な運転を行うことが
できる。しかも、冷却ガスによって系内が迅速に冷却さ
れるので、運転終了後迅速にメンテナンス作業に取りか
かることができる。

【００６８】また、分解反応の停止時点から系内に掃気
ガスとしてエアを送り込んで生成ガスを排出させる掃気
工程の終了後に、引き続きエアを冷却ガスとして送り込
むことにより吹込管４５を冷却するので、系内の掃気も
確実に行うことができ、また、掃気するための掃気ガス
であるエアを冷却ガスとして用いるので、冷却のための
特別な設備が不要であり、コストアップを招くことな
く、良好な運転を維持させることができる。

【００６９】なお、上記の例では、冷却工程を行う所定
時間Ｔを予め設定したが、分解運転終了時点にて、その
都度、エアコンプレッサ２４によって送り込むエアの流
量、送り込むエアの温度及び分解運転停止時における吹
込管４５の温度をパラメータとして、冷却工程を行う所
定時間Ｔを求め、その所定時間Ｔにて冷却工程を行うよ
うにしても良いことは勿論である。このように、吹込管
４５の温度、エアの温度及びエアの流量に基づいて、冷
却工程を行う所定時間Ｔを設定するので、冷却不足など
の不具合なく確実に吹込管４５を冷却させることができ
る。

【００７０】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）三方弁５６は冷却用熱交換器５３ｃの下流に設け
たが、スラリーポンプ５３ａの下流側であって、冷却用
熱交換器５３ｃの上流側に設けてもよい。 （２）中和処理不足による酸性ガスの系外排出を未然に
回避する手段として、アルカリ液のｐＨ管理に代えて、
モータ電流値を管理するようにしてもよい。すなわち、
モータ回転数が低下したり停止すると、吹込管４５から
放出された気泡が十分に分断されず、中和反応が十分に
行われないことがある。そこで、モータ回転の異常をモ
ータ電流値に基づき検出し、制御装置６１からの指令に
よって分解装置の運転を停止させるようにすれば、酸性
ガスの系外排出を未然に防止することができる。

【００７１】（３）点火電極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）内管１１の先端がプローブアンテナ９ａの先端か
ら内方に離間する距離は、内管１１が溶融しなければプ
ローブアンテナ９ａの先端とマイクロ波によるエネルギ
ー集中部との距離に等しく設定するのが最適であるが、
内管１１の溶融を考慮して適宜変更してもよい。

【００７２】（５）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。 （６）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。

【００７３】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の有機ハ
ロゲン化合物の分解処理方法及び分解装置によれば、下
記の効果を得ることができる。請求項１記載の有機ハロ
ゲン化合物の分解処理方法によれば、分解反応の停止後
に、系内に冷却ガスを所定時間送り込んで前記吹込管を
冷却させるので、この吹込管にアルカリ液が入り込んで
もアルカリ液が吹込管にて沸騰してスラリーが飛び散る
ことがなく、したがって、飛び散ったスラリーが堆積し
て吹込管が閉塞し、運転不良を引き起こすような不具合
をなくすことができ、常に良好な運転を行うことができ
る。しかも、冷却ガスによって系内が迅速に冷却される
ので、運転終了後迅速にメンテナンス作業に取りかかる
ことができる。

【００７４】請求項２記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法によれば、分解反応の停止時点から系内に掃気
ガスを送り込んで生成ガスを排出させる掃気工程の終了
後に、冷却ガスとして引き続き掃気ガスを送り込むこと
により吹込管を冷却するので、系内の掃気も確実に行う
ことができ、また、掃気するための掃気ガスを冷却ガス
として用いるので、冷却のための特別な設備が不要であ
り、コストアップを招くことなく、良好な運転を維持さ
せることができる。

【００７５】請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法によれば、吹込管の温度、冷却ガスの温度及び
冷却ガスの流量に基づいて、冷却工程を行う所定時間を
設定するので、冷却不足などの不具合なく確実に吹込管
を冷却させることができる。

【００７６】請求項４記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置によれば、分解反応が停止されて系内に掃気ガスが
送り込まれて掃気が完了した時点から計時手段によって
所定時間計時されるまで制御手段によって冷却ガスとし
て掃気ガスが引き続き送り込まれるので、吹込管を確実
に冷却することができ、吹込管にアルカリ液が入り込ん
でもアルカリ液が吹込管にて沸騰してスラリーが飛び散
ることがなく、したがって、飛び散ったスラリーが堆積
して吹込管が閉塞し、運転不良を引き起こすような不具
合をなくすことができ、常に良好な運転を行うことがで
きる。しかも、冷却ガスによって系内が迅速に冷却され
るので、運転終了後迅速にメンテナンス作業に取りかか
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る分解方法の一実施形態に用いら
れる分解装置を示すシステム系統図である。

【図２】 同分解装置の全体構成を示す斜視図である。

【図３】 同分解装置の要部拡大図である。

【図４】 同分解装置においてマイクロ波、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。

【図５】 排ガス処理タンク内へ吹込管からガスの吹き
込む状態を説明する排ガス処理タンクの概略断面図であ
る。

【図６】 吹込管の先端部における現象を説明する吹込
管の概略断面図である。

【符号の説明】

１５ 反応管 ４５ 吹込管 ６１ 制御装置（制御手段） Ｔ 所定時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 創一郎 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 (72)発明者 別所 正博 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 Ｆターム(参考） 4D002 AA17 BA13 BA20 DA01 DA70 4G075 AA37 BA05 BA10 CA48 FB01 FB20 4H006 AA05 AC13 AC26 BA02 BA29 BA95 BE60

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイク
   ロ波によりエネルギーを投入することによって熱プラズ
   マを生成し、反応管内にて前記熱プラズマ中で水蒸気と
   反応させて有機ハロゲン化合物を分解し、有機ハロゲン
   化合物と水蒸気との分解反応により生成された生成ガス
   を、前記反応管に設けられた吹込管からアルカリ液中へ
   吹き込むことにより、このアルカリ液と中和反応させる
   有機ハロゲン化合物の分解処理方法であって、 前記分解反応の停止後に、前記反応管及び吹込管からな
   る系内へ冷却ガスを所定時間送り込んで前記吹込管を冷
   却する冷却工程を行うことを特徴とする有機ハロゲン化
   合物の分解処理方法。
2. 【請求項２】 前記分解反応の停止後に、前記反応管内
   へ掃気ガスを送り込んで前記生成ガスを排出させて掃気
   する掃気工程を行い、この掃気工程の終了時点から引き
   続き前記反応管内へ掃気ガスからなる冷却ガスを送り込
   むことにより前記冷却工程を行うことを特徴とする請求
   項１記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法。
3. 【請求項３】 前記吹込管の温度、前記冷却ガスの温度
   及び前記冷却ガスの流量に基づいて、前記冷却工程を行
   う所定時間を予め設定しておくことを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の有機ハロゲン化合物の分解処理
   方法。
4. 【請求項４】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイク
   ロ波によりエネルギーを投入することによって熱プラズ
   マを生成し、反応管内にて前記熱プラズマ中で水蒸気と
   反応させて有機ハロゲン化合物を分解し、有機ハロゲン
   化合物と水蒸気との分解反応により生成された生成ガス
   を、前記反応管に設けられた吹込管からアルカリ液中へ
   吹き込むことにより、このアルカリ液と中和反応させる
   有機ハロゲン化合物の分解装置であって、 前記分解反応が停止され、前記反応管及び吹込管からな
   る系内へ掃気ガスを送り込むことにより前記生成ガスを
   排出して掃気する掃気工程が完了した時点からの時間を
   計時する計時手段と、該計時手段によって計時される時
   間が所定時間に達するまで、掃気ガスを冷却ガスとして
   引き続き反応管内へ送り込んで前記吹込管を冷却させる
   制御手段とを有することを特徴とする有機ハロゲン化合
   物の分解装置。