JP2002273194A

JP2002273194A - 旋回式超臨界水反応方法及び反応装置

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Publication number: JP2002273194A
Application number: JP2001072827A
Authority: JP
Inventors: Sueo Yoshida; 季男吉田; Toshikazu Hotta; 俊和堀田; Shiro Sasaya; 史郎笹谷; Hiroki Honda; 裕姫本多; Masamichi Asano; 昌道浅野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】有機系廃棄物を超臨界水酸化により酸化分解
する反応装置において、超臨界水に不溶の無機塩により
反応生成物流体が流れる管の閉塞、腐食が惹起されるの
を容易、安価に防止できる方法と装置を提供すること。【解決手段】反応物流体を前記反応器内で旋回流を形
成するように導入し、旋回による遠心力作用によって超
臨界水に溶解しない無機塩を旋回流の外周部に集めて反
応生成物流体の一部と共に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃棄物等を
超臨界水酸化により分解する際に発生する超臨界水に溶
解しない無機塩（Ｎａ_２ＳＯ_４、ＮａＣｌ等）による反
応器の閉塞や腐食を防止できる旋回式超臨界水反応方法
及び反応装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、難分解有機物や有害性有機物、或
は塩素化合物、窒素化合物、硫黄化合物等を含む廃棄物
や廃水を超臨界条件下の水により酸化して分解する提案
がなされている（例えば特公平１−３８５３２号公報
等）。超臨界水酸化は、臨界点（３７４℃、２２ＭＰ
ａ）を越えた状態の水（超臨界水）中での酸化反応であ
り、難分解性物質や廃棄物・排水のクローズド処理が可
能であることから、各方面から注目されている。超臨界
水酸化は、有機物が原料中に数％以上含まれていれば反
応熱からエネルギーを回収することが可能であり、無機
物は超臨界水に溶解しないので固体として回収できる。
また、完全クローズドプロセスであり、１００％完全に
酸化分解するため、排煙処理、２次排水処理などを必要
しない特徴を有する。

【０００３】しかしながら、反応器の壁面や出口に無機
塩が付着して閉塞や壁面の腐食を招く問題があり、その
対策技術の確立が求められている。臨界圧力２２ＭＰａ
における水の温度に対する密度、無機物溶解度等が図４
に示されているが、臨界温度３７４℃付近で物性が連続
的ではあるが急激に変化する。図４によると、過酸化水
素は臨界温度付近で溶解度が急激に大きくなるが、無機
物溶解度は臨界温度を越えると急激に低下し、４５０℃
以上では数ｐｐｍという非常に低い濃度となり、殆ど溶
解しないといえる。

【０００４】これら超臨界水に溶解しない無機塩は、反
応器の壁に付着してこれを腐食したり、また反応器の出
口に堆積してこれを閉塞する問題があり、その解決方法
として、超臨界水酸化反応を多孔質の筒の内側で行わし
め、該多孔質筒の外側から空気を供給して内側に噴出さ
せることによって無機塩が内壁に付着するのを防止する
と共に、前記多孔質筒下部に液相の水を供給して亞臨界
領域にして無機塩を溶解し、排出する方法（特願平９−
６０９６７号公報）や、複数の反応器を設け反応生成物
中の無機塩を検知して分離器を通して無機塩を分離した
後に次の反応器に導入する方法（特開平１１−２９０８
７４号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
方法はそれなりに有効な方法と思われるが、本発明は、
旋回流による遠心力を利用して超臨界水に不溶の無機塩
を分離して、反応生成物流体が流れる管の閉塞、腐食の
防止を容易、安価に実施できる方法と装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の方法は、有機物や無機物を含む反応物流体
を超臨界水反応器に導いて超臨界水反応を行わしめる方
法において、前記反応物流体を前記反応器内で旋回流を
形成するように導入し、旋回による遠心力作用によって
超臨界水に溶解しない無機塩を旋回流の外周部に集めて
反応生成物流体の一部と共に排出することを特徴とす
る。

【０００７】廃棄物に含まれる有機物が臨界圧力と臨界
温度を越えた超臨界水中で酸化された生成物は、酸化剤
が空気である場合主として二酸化炭素と窒素と超臨界水
と酸化に与らなかった酸素からなるガス体であり、その
中に固形物である無機塩が浮遊している。無機塩は、元
来廃棄物や水に含まれている塩や、有機物と化学結合し
ている無機物が有機物の酸化反応により塩として析出さ
れたものや、廃棄物に塩素や硫黄等が含まれている場合
これらがイオンとなって示す酸性を中和するために添加
される中和剤から生成される塩がある。

【０００８】廃棄物に酸化剤や中和剤と水（通常、廃棄
物には十分な水が含まれている場合が多い）からなる反
応物流体を、水の臨界圧以上に昇圧し、廃棄物中の有機
物の発火温度以上に予熱して反応筒（内筒）に旋回流を
形成するように導入し、反応物流体は内筒内を旋回しな
がら有機物が酸化され、酸化熱によって流体の温度は上
昇して超臨界域に達し、超臨界水酸化反応が行われる。
或は、反応物流体は水の臨界点以上に昇圧、昇温して反
応器に導入され、反応器の中で超臨界酸化反応が進行す
る。反応生成物流体中の無機塩は、４５０℃以上の超臨
界水には殆ど溶解せず固形物として存在するので、ガス
状の反応生成物に比べて比重が大きく、旋回流の遠心力
によって内筒の外周側に集まり、内周側は比重が小さい
ガス状生成物によって占められる。内筒外周部の無機塩
を多く含む反応生成物流体を取出すことによって、反応
生成物流体中の無機塩を分離することができる。

【０００９】そして、反応物流体を反応器の一端側の周
壁部から旋回流を形成するように導入し、該反応器の一
端側の中心部から反応生成物流体の大部分を排出し、反
応器の他端側から旋回流の外周側に遠心分離された無機
塩を含む反応生成物流体の一部を後続の冷却部で冷却し
て亞臨界の状態として無機塩を亞臨界水に溶解させて排
出するのがよい。

【００１０】亞臨界水とは、圧力及び／或は温度が臨界
点に近いが臨界点よりも低い状態の水のことを言い、そ
の範囲が特に定義されるものではないが、ここでは、少
なくとも温度が臨界点より低く、無機塩の溶解度が通常
の水なみに大きい状態の水のことを言う。

【００１１】さらに、反応物流体を、軸を垂直に配置さ
れた反応器の上端側の周壁部から旋回流を形成するよう
に導入し、該反応器の上端側の中心部から反応生成物流
体の大部分を排出し、反応器の下端側から旋回流の外周
側に遠心分離された無機塩を含む反応生成物流体の一部
を後続の冷却部で冷却して亞臨界の状態として無機塩を
亞臨界水に溶解させて排出するのがよい。

【００１２】反応物流体は、反応器の中を旋回しながら
下方へ進むうちに有機物が酸化剤と反応して酸化され、
酸化熱によって温度が上昇される。反応器に導入される
反応物流体の温度は、少なくとも含まれる有機物の発火
点以上でなければならないが、水の臨界温度まで達して
いなくても、酸化熱により反応器のなかで超臨界状態に
なる。有機物の種類によっては、臨界或は超臨界状態に
して反応器に導入するのが好ましい。

【００１３】水に非常に溶け易い無機塩でも、超臨界
水、特に４５０℃以上の超臨界水には実質的に不溶性と
なる。したがって、主として二酸化炭素、酸化剤が空気
である場合は空気中の窒素、及び超臨界水からなるガス
状の反応生成物流体に無機塩が固形物として浮遊する状
態となるので、旋回流の遠心力により無機塩は外周部に
寄せられて外周側の反応生ガスとともに下方に進む。反
応熱による温度上昇で軽くなった反応生成ガスは旋回流
の中央部を上昇して反応器の上部から排出され、反応器
の下部から旋回流外周部の無機塩を多く含む流体が下部
に設けられた冷却部に入り、該冷却部で冷却されて臨界
状態になり無機塩は亞臨界水に溶解されて排出される。

【００１４】請求項４に記載の発明は、上記した方法発
明を実施するための反応装置であって、一端側に蓋部を
他端側に冷却部を有する外筒と、該外筒の一端側が一端
側が固設された内筒とを有し、前記外筒の蓋部に前記内
筒の中心部に向けて開口を設け、前記内筒の他端側は前
記外筒の他端側の前記冷却部に向けて開口し、該冷却部
には冷却手段と前記内筒の他端側からの流出物排出口と
が設けられ、前記内筒にはその一端側外周から前記反応
物流体を前記内筒内で旋回流が形成されるように導入管
が設けられていることを特徴とする。

【００１５】超臨界水酸化反応は前記内筒内で行われる
ので、内筒を耐腐食性の材料、例えば、インコネルやハ
ステロイで製作すれば、外筒は特に耐食性が高い材料は
要求されない。また、前記内筒と外筒の間には反応生成
物流体が充満しているので、内筒の内外圧力差は殆どな
く、内筒は薄肉に製作できるので高価な耐食材料の使用
量が少なくて済む。内筒の外側と外筒との間に充満した
反応生成物流体は略静止状態であり無機塩が供給される
ことがないので、無機塩付着による腐食が早急に進むこ
とがない。内筒は腐食が進んだ場合は容易に交換でき
る。

【００１６】前記外筒上部中央の開口からは旋回流中心
部の無機塩を含まない反応生成ガスが排出され、内筒下
部の旋回流外周部からは超臨界水に溶解されない無機塩
を含む流体は冷却部に流出する。該無機塩を含む流体
は、前記冷却部で亞臨界状態まで冷却されると、無機塩
が亞臨界水に溶解されて冷却部の排出口から排出され
る。前記外筒上部中央の開口からの反応生成ガスの排出
量と冷却部の排出口からの無機塩含有量が多くなった反
応生成物流体の排出量は、前記上部開口及び冷却部排出
口に連結されるラインの通路抵抗をバルブ等により制御
することによって調整できる。

【００１７】請求項５の発明は、軸を垂直方向に配置し
た外筒と内筒を有し、前記外筒には上端側に蓋部が、下
端側に冷却部が設けられ、前記内筒の上端側は前記外筒
の蓋部に固設され、該蓋部に前記内筒の中心部に向けて
開口を設け、前記内筒の下端側は前記外筒の下端側に設
けられた前記冷却部に向けて開口し、該冷却部には冷却
手段と前記内筒の下端側からの流出物を排出する排出口
とが設けられ、前記内筒にはその上部外周から前記反応
物流体を前記内筒内で旋回流が形成されるように導入管
が設けられていることを特徴とする。

【００１８】超臨界水反応が行われる内筒が垂直に配置
されているので、旋回流の中心側に寄せられた軽い反応
生成ガスは上昇して外筒蓋部の開口からの排出が容易に
なり、旋回流外周部に寄せられた無機塩を含むより重い
反応生成物流体は、下方に流れて冷却部に入り、冷却さ
れて亞臨界状態となり、無機塩が亞臨界水に溶解されて
冷却部から排出される。

【００１９】前記内筒は、上部から、或は上部から下部
に至る途中から下部に至るにしたがって直径を減少して
前記冷却部に開口させるのがよい。旋回流は、上部から
下部に進むにしたがって摩擦抵抗のために角運動量が減
少する。旋回の角速度が一定の場合、各運動量は旋回半
径の２乗に比例し、遠心力は旋回半径に反比例する。仮
に、角運動量が減少せず一定とすると、遠心力は旋回半
径に反比例することになる。したがって、内筒の径を下
部に行くほど小さくすることによって、遠心力を内筒の
下部ほど大きくすることができる。或は摩擦による角運
動量の減少による遠心力の減少を相殺することができ
る。

【００２０】内筒直径を摩擦による旋回流の角運動量の
減少を相殺する以上に減少すると、遠心力は旋回流が下
方に進むほど大きくなり、無機塩の分離作用は強くなる
とともに、渦流のコア、即ち旋回流中心部の圧力が低い
部分が小さくなり、旋回流中央部の無機塩を含まない反
応生成ガスを上方に絞り出すような効果が生じ、その上
方への排出が容易になる。更に、内筒下端の開口から冷
却部へ流出した流体は急激に膨張するため強い乱れが生
じるが、この乱れは冷却室における熱伝達率を向上し、
冷却性能が向上する。反応筒の配置が垂直ではない場合
上記と同様の効果が得られる。

【００２１】前記冷却部は水冷壁構造としてもよいし、
冷却部内に冷却管を配設してもよい。冷却媒体は反応物
流体として、前記冷却部を反応物流体の１次予熱器とし
て作用させるとよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る寸法、材質、形状、その相対位置などは特に特定的な
記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する
趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は、本発明
の実施の第１形態に係わる旋回式超臨界水反応装置の構
成を示す概略図、図２は、本発明の実施の第２形態に係
わる旋回式超臨界水反応装置の構成を示す概略図であ
る。

【００２３】図１、図２において、同じ構成部について
は同一の符号が付してある。図１、図２において、外筒
１は中間外筒２、蓋部３、冷却部４よりなる。前記蓋部
３には下側に内筒５が固設され、上側には開口６が設け
てある。前記内筒５の上部周壁には反応物流体導入管７
が前記蓋部３を貫通して設けられ、前記冷却部４には排
出口８が設けてある。該冷却部４の内部には冷却管９が
配設してある。前記反応物流体導入管７は、反応物流体
１０が前記内筒５内で旋回流Ｓを形成するように内筒中
心に対して角度をつけて設けられるが、複数個の導入管
７の前記角度を適当に組合せて適切な旋回流が形成され
るようにしてもよい。

【００２４】前記反応物流体導入管７から導入された有
機性廃棄物、酸化剤、中和剤、水等からなり、水の臨界
圧以上、廃棄物中の有機物の発火温度以上、或は水の臨
界温度以上に昇圧、昇温された反応物流体１０は、前記
内筒５内で旋回しながら超臨界水酸化反応によって有機
物が酸化分解され、酸化熱によって反応物流体１０は更
に昇温される。反応物流体に含まれていた無機塩及び有
機物の酸化時に生成された無機塩は超臨界水には殆ど不
溶性であるので反応生成物流体中に固形物として浮遊し
ており、旋回流Ｓの遠心力によって旋回流Ｓの外周部に
集まる。したがって、旋回流Ｓの中央部には無機塩を含
まない反応生成ガスで占められるようになり、該反応生
成ガスは旋回流Ｓの中央部を上昇して前記蓋部３の中央
部に設けられた開口６から排出され、後流の装置に供給
される。

【００２５】一方、遠心力により旋回流Ｓの外周部に寄
せられた無機塩は、旋回流Ｓの外周部の反応生成物流体
とともに前記内筒に沿って流下し、下部に設けられた前
記冷却部４に入る。該冷却部４で無機塩を含む反応生成
物流体は、前記冷却部４に配設された冷却管９内を通る
冷却媒体との熱交換で冷却されて亞臨界状態にされ、無
機塩は亞臨界水に溶解される。無機塩が溶解された亞臨
界状態の反応生成物流体１２は、排出口８から排出され
後流の処理装置に送られる。前記冷却部４は内壁を冷却
壁に構成してもよい。

【００２６】前記内筒５と外筒１の間の空間には内筒５
内と同じ圧力の反応生成物流体が充満しているので、該
内筒５には圧力による負荷がかかることがなく薄肉に形
成することができる。該内筒５は常に無機塩による腐食
作用に晒されているので、腐食が進んだ場合は容易に交
換が可能である。内筒５の外側と外筒１の間の空間には
充満した反応生成物流体は略静止した状態であり、無機
塩が供給されることがないので、無機塩付着による腐食
が早急に進むことがない。内筒５を耐食性に優れた材
料、例えば、インコネルやハステロイ等で製作する場
合、薄肉でよいから高価な材料の使用量が少なく、コス
トを節減できる。また、内筒５は上述したように高い強
度を要しないので、耐食性はよいが強度に劣る比較的安
価なセラミックで製作することもできる。

【００２７】図２は第２の実施形態を示す図で、図１と
の相違点は内筒５′が下方部で絞られていることであ
る。図２では、内筒５′は直径が途中から縮小されてい
るが、上部から連続して下部に向けて直径を縮小しても
よいし、また、断面形状が軸方向（下方向）に対して直
線ではなく適当な曲線で縮小してもよい。

【００２８】旋回する物体の質量をｍ、旋回半径をｒ、
旋回角速度をω、物体の角運動量をＭ、物体にかかる遠
心力をＦとすると、Ｍ＝ｍ・（ｒ・ω）^２、Ｆ＝ｍ・ｒ・ω^２、 ∴Ｆ＝Ｍ／ｒよって、角運動量Ｍが一定の場合、遠心力Ｆは旋回半径
ｒに反比例する。したがって、内筒の直径を下部に向け
て縮小することによって、下部ほど無機塩にかかる遠心
力が大きくなる。実際には反応生成物流体の旋回力は、
摩擦のため下部に進むほど弱まり角運動量が減少する
が、上記縮小によって摩擦による損失を相殺して遠心力
の減少を防ぐことができる。

【００２９】内筒直径を摩擦による旋回流の角運動量の
減少を相殺する以上に縮小すると、遠心力は旋回流Ｓが
下方に進むほど大きくなり、無機塩の分離作用は強くな
るとともに、渦流のコア、即ち旋回流中心部の圧力が低
い部分が小さくなり、旋回流中央部の無機塩を含まない
反応生成ガスを上方に絞り出すような効果が生じ、その
上方への排出が容易になる。更に、内筒５′の下端開口
から冷却部へ流出した流体は急激に膨張するため圧力が
下がり強い乱れが生じるが、この乱れは冷却室４におけ
る熱伝達率を向上し、冷却性能を向上させる。

【００３０】なお、旋回流の半径に対する速度分布によ
って該半径に対する圧力分布が異なってくるので、導入
管７は内筒５′の中心軸に対する傾きの異なる複数の導
入管として、適切な速度分布の旋回流を形成するように
することが好ましい。また、前記冷却部４内における流
体の乱れが内筒５′と中間外筒２との間に充満されてい
る流体に及ぶこと防ぐために、前記中間外筒２の下部を
前記内筒内筒５′に沿って縮小してもよいことは勿論で
ある。

【００３１】図３は、本発明の旋回式超臨界水反応装置
を用いたシステムの流れ図である。同図において、２０
は本発明の反応装置、２１は攪拌器、２２は被処理物供
給ポンプ、２３は２次予熱器、２４は固気分離器、２５
はタービン、２６はクラッチ、２７は酸化剤供給ポン
プ、２８は気液分離器である。

【００３２】有機系廃棄物２９と中和剤（アルカリ剤）
３０が攪拌器２１で攪拌され、被処理物供給ポンプ２２
により水の臨界圧以上に昇圧される。一方、酸化剤供給
ポンプ２７は酸化剤３１を昇圧し、昇圧された前記有機
系廃棄物２９、中和剤３０、及び酸化剤３１は合流され
て反応物流体１０として応装置２０の冷却部４に配設さ
れた冷却管９で１次予熱され２次予熱器２３で有機系廃
棄物２９中の有機物の発火温度以上、或は水の臨界温度
以上に昇温されて前記反応装置２０の内筒５に導入され
る。該内筒５内で反応物流体は旋回しながら超臨界水酸
化反応を起し、反応熱によって更に昇温された反応生成
物流体となる。超臨界水に溶解しない無機塩は、旋回流
Ｓの遠心力により旋回流の外周側に寄せられながら下降
して反応生成物流体の一部とともに前記冷却部４に入
る。この溶解しない固形の無機塩を多く含んだ流体は、
該冷却部４で前記反応物流体を１次予熱し、自身は冷却
されて亞臨界状態となり、無機塩は亞臨界水に溶解され
て、排出口８から排出される。

【００３３】前記反応装置２０の上部の開口６から排出
された無機塩を含まない反応生成ガス１１は、２次予熱
器２３を通って前記冷却部で１次予熱された反応物流体
１０を２次予熱し、固気分離器２４で反応生成ガス１１
中に残存するかもしれない固形物３２が分離され、気体
分はタービン２５に供給されて該タービン２５を駆動し
た後、気液分離器２８で前記タービン２５での膨張によ
り液化した液体分と気体分が分離され、それぞれ排出さ
れる。前記冷却部４の排出口８から排出された溶解した
無機塩類を含む亞臨界状態の反応生成物流体１２は図示
しない装置に送られて処理される。該亞臨界状態の反応
生成物流体１２と前記反応生成ガス１１の流量は、前記
開口６及び排出口８に連結される図示しないラインの流
路抵抗をバルブ等で制御することによって調整される。
前記タービン２５は、クラッチ２６を介して連結された
酸化剤供給ポンプ２７を駆動する。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記述されるような効果を奏する。

【００３５】反応器に反応物流体を旋回流を形成するよ
うに導入して旋回しながら超臨界酸化反応を起させるこ
とによって、超臨界水に不溶の無機塩を遠心力によって
分離することができ、無機塩を含まない反応生成物流体
を取り出すことができる。

【００３６】無機塩を多く含む反応生成物流体を冷却部
で亞臨界状態まで冷却することによって、無機塩を亞臨
界状態にされた反応生成物流体中の亞臨界水に溶解させ
て取出すことができる。

【００３７】反応器を外筒と内筒の二重構造とすること
によって、腐食環境に晒される内筒は耐圧性を要求され
ないので薄肉にすることができ、高価な耐食材の使用量
を減じることができる。また、内筒は交換容易に構成す
ることができる。

【００３８】内筒を反応物流体導入口から下方に向けて
絞られた形状とすることによって、摩擦による旋回流の
旋回運動量減衰による遠心力の減少を防ぐことができ、
或は内筒の下部ほど遠心力を増大することができ、さら
に、旋回流中央部の無機塩を含まない反応生成物流体を
上方に押上げて反応装置からの排出を容易にすることが
できるとともに、冷却部に流出する際の急膨張による流
れの乱れにより冷却室における冷却性能を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係わる旋回式超臨
界水反応装置の構成を示す概略図である。

【図２】本発明の実施の第２形態に係わる旋回式超臨
界水反応装置の構成を示す概略図である。

【図３】本発明の旋回式超臨界水反応装置を用いたシ
ステムの流れ図である。

【図４】臨界圧力における水の温度に対する密度、無
機物溶解度等を示す図である。

【符号の説明】

１外筒２中間外筒３蓋部４冷却部５内筒６開口７反応物流体導入管８排出口９冷却管１０反応物流体１１反応生成ガス１２亞臨界状態の反応生成物流体２０反応装置２１攪拌器２２反応物流体供給ポンプ２３２次予熱器２４固気分離器２５タービン２６クラッチ２７酸化剤供給ポンプ２８気液分離器２９有機系廃棄物３０中和剤３１酸化剤３２固形物３３気体分３４液体分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笹谷史郎横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者本多裕姫横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者浅野昌道横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社横浜研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物や無機物を含む反応物流体を超臨
界水反応器に導いて超臨界水反応を行わしめる方法にお
いて、前記反応物流体を前記反応器内で旋回流を形成す
るように導入し、旋回による遠心力作用によって超臨界
水に溶解しない無機塩を旋回流の外周部に集めて反応生
成物流体の一部と共に排出することを特徴とする旋回式
超臨界水反応方法。
【請求項２】有機物や無機物を含む反応物流体を超臨
界水反応器に導いて超臨界水反応を行わしめる方法にお
いて、前記反応物流体を前記反応器の一端側周壁部から
旋回流を形成するように導入し、遠心力作用によって超
臨界水に溶解しない無機塩を旋回流の外周部に集め、前
記反応筒の一端側の中心部から無機塩を含まない反応生
成物流体の大部分を排出し、前記反応筒の他端側から旋
回流外周部の超臨界水に溶解しない無機塩を反応生成物
の一部と共に冷却部に導き該冷却部で冷却して亞臨界の
状態にすることによって前記無機塩を亞臨界水に溶解さ
せて排出することを特徴とする旋回式超臨界水反応方
法。
【請求項３】軸を垂直方向に配置した反応器内に前記
反応物流体を前記反応器の上端側周壁部から旋回流を形
成するように導入し、遠心力作用によって超臨界水に溶
解しない無機塩を旋回流の外周部に集め、前記反応筒の
上端側の中心部から無機塩を含まない反応生成物流体の
大部分を排出し、前記反応筒の下端側から旋回流外周部
の超臨界水に溶解しない無機塩を反応生成物の一部と共
に冷却部に導き該冷却部で冷却して亞臨界の状態にする
ことによって前記無機塩を亞臨界水に溶解させて排出す
ることを特徴とする旋回式超臨界水反応方法。
【請求項４】有機物や無機物を含む反応物流体の超臨
界水反応を行わしめる反応装置において、一端側に蓋部
を他端側に冷却部を有する外筒と、該外筒の一端側に一
端側が固設された内筒とを有し、前記外筒の蓋部に前記
内筒の中心部に向けて開口する開口を設け、前記内筒の
他端側は前記外筒の他端側の前記冷却部に向けて開口
し、該冷却部には冷却手段と前記内筒の他端側からの流
出物を排出する排出口とが設けられ、前記内筒にはその
一端側外周から前記反応物流体を前記内筒内で旋回流が
形成されるように導入する導入管が設けられていること
を特徴とする旋回式超臨界水反応装置。
【請求項５】有機物や無機物を含む反応物流体の超臨
界水反応を行わしめる反応装置において、軸を垂直方向
に配置した外筒と内筒を有し、前記外筒には上端側に蓋
部が、下端側に冷却部が設けられ、前記内筒の上端側は
前記外筒の蓋部に固設され、該蓋部に前記内筒の中心部
に向けて開口する開口を設け、前記内筒の下端側は前記
外筒の下端側に設けられた前記冷却部に向けて開口し、
該冷却部には冷却手段と前記内筒の下端側からの流出物
を排出する排出口とが設けられ、前記内筒にはその上部
外周から前記反応物流体を前記内筒内で旋回流が形成さ
れるように導入する導入管が設けられていることを特徴
とする旋回式超臨界水反応装置。
【請求項６】前記内筒は、一端側から、或は一端側か
ら他端側に至る途中から他端側に至るに従い断面積が減
少されて前記冷却部に開口することを特徴とする請求項
４記載の旋回式超臨界水反応装置。
【請求項７】前記垂直に配置された内筒は、上部か
ら、或は上部から下部に至る途中から下部に至るに従い
断面積が減少されて前記冷却部に開口することを特徴と
する請求項５記載の旋回式超臨界水反応装置。
【請求項８】前記内筒は耐腐食性材料の薄肉の筒であ
ることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記
載の旋回式超臨界水反応装置。
【請求項９】前記冷却部の冷却手段は、内壁を冷却媒
体による冷却壁とし、冷却媒体を前記反応物流体として
該反応物流体の１次予熱手段として作用する冷却手段で
あることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に
記載の旋回式超臨界水反応装置。
【請求項１０】前記冷却部の冷却手段は、冷却部内に
冷却チューブを設け、該冷却チューブ内に前記反応物流
体を流すことによって該反応物流体の１次予熱手段とし
て作用することを特徴とする請求項４乃至５のいずれか
１項に記載の旋回式超臨界水反応装置。