JP2002292268A

JP2002292268A - 超臨界水反応生成物流体冷却方法及び超臨界水反応冷却装置

Info

Publication number: JP2002292268A
Application number: JP2001098631A
Authority: JP
Inventors: Sueo Yoshida; 季男吉田; Masatomo Henmi; 眞知逸見; 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: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-08

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る
反応装置の閉塞、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【解決手段】反応筒内で生成される超臨界状態の反応
生成物流体を絞り部を通して冷却筒に噴出、膨張させる
ことにより、冷却筒内における冷却を効果的に行って亞
臨界状態とし、超臨界水に溶解しない無機塩を亞臨界水
に溶解させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃棄物等を
超臨界水酸化により分解した超臨界状態の反応生成物流
体を効果的に減圧、冷却して亞臨界状態にして、超臨界
水に溶解しない無機塩（Ｎａ_２ＳＯ_４、ＮａＣｌ等）を
亞臨界水に溶解し、反応装置の閉塞や腐食を防止できる
超臨界水反応生成物流体冷却方法及び反応冷却装置に関
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、反応装置配管の内壁に無機
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７
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７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
応装置配管の内壁に付着してこれを腐食させたり、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筒
の内側で行わしめ、外側から空気を噴出させる方法（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−
２９０８７４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、
超臨界水に不溶の無機塩による反応装置配管や反応器出
口の閉塞、腐食の防止を容易、安価に実施できる反応方
法及び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反応を行わしめる方法
において、反応筒での超臨界水反応生成物流体を絞り部
を介して冷却筒に導入し、前記絞り部を噴出した前記超
臨界水反応生成物流体の前記冷却筒内における流れの乱
れを利用して該冷却筒内における熱伝達率を上げること
により該冷却筒の伝熱性能を向上させることを特徴とす
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反応生成物流体
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用いられ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】廃棄物と酸化剤や中和剤と要すれば水（通
常、廃棄物には十分な水が含まれている場合が多い入）
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点以上に予熱して反応筒に供給する
と、反応物流体は反応筒内で有機物が酸化され、酸化熱
によって反応物流体の温度は上昇して超臨界域に達し、
超臨界水反応が行われる。或は、廃棄物の種類によって
は、反応物流体は水の臨界点以上に昇圧、昇温されて反
応筒に導入され、反応筒の中で超臨界水反応が進行す
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。

【０００９】このような反応物流体を絞り部を通して冷
却筒内に噴出すると、冷却筒内では渦の発生や冷却筒内
壁への衝突などによって応生成物流体の流れは撹乱され
るので、反応生成物流体と冷却筒内壁間の熱伝達率が大
きくなり、冷却筒における伝熱性能が向上される。そし
て、冷却筒内で反応生成物流体は冷却され、圧力と温度
が水の臨界点よりも低い亞臨界の状態となり、反応生成
物中の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は以後の配管の壁面に
付着して腐食したり、閉塞したりすることがない。な
お、絞り部では流速が速いので、超臨界状態の反応生成
物中に溶解しない固形の無機塩基が絞り部に付着するこ
とがない。

【００１０】請求項２に記載の方法は、上記の反応筒と
冷却筒を縦型（垂直）に配置したもので、冷却筒におい
て反応生成物流体中の重い成分が冷却筒内壁の一方側に
偏ったりすることがなく、冷却筒内壁の円周方向に関し
て均一な反応生成物の冷却が行われる。

【００１１】請求項３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冷却装置であって、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
反応を行わしめる反応装置において、反応筒と冷却筒と
を有し、該冷却筒は前記反応筒に絞り部を介して連通さ
れ外周に冷却媒体が流れる通路が形成されていることを
特徴とする。

【００１２】反応筒に供給された、水の臨界圧以上に昇
圧されるとともに少なくとも反応物流体中の有機物の発
火点以上に昇温された反応物流体は、反応筒内での酸化
熱により昇温され超臨界状態となって超臨界水酸化反応
が進み、或は超臨界の状態で反応筒に供給されて超臨界
水酸化反応によりさらに高温の超臨界の状態となり、無
機塩は超臨界水に溶解せず固形状態で存在している。

【００１３】この超臨界状態の反応生成物流体が絞り部
を通って冷却筒内に噴出し膨張するが、膨張によって冷
却筒内では渦の発生や内壁への衝突によって反応生成物
流体の流れは撹乱されるので、反応生成物流体と冷却筒
内壁との間の熱伝達率が大きくなり、冷却筒での伝熱性
能が向上する。特に、超臨界状態では流体はガス状であ
り、液体や湿り蒸気に比べて熱伝達率が小さいので、で
きるだけ小さいスペースで必要な熱交換を行うには、熱
伝達率を大きくすることが不可欠である。

【００１４】理想気体の場合は、絞り膨張による温度低
下はないが、通常の気体はジュール・トムソン効果によ
り絞り膨張により温度が低下する。しかし、その温度低
下は大きくはなく、ここでは流れの乱れによる熱伝達率
の増大を利用するものである。反応筒から絞り部に入る
超臨界生成物流体の温度は、水の臨界点よりもかなり高
い温度なのが通常であるので、これを臨界点温度以下に
降温するにはかなり大きな熱交換量を要する。また、後
述するように、冷却筒を反応筒に導入する反応物流体の
予熱器とする場合、かなり大きな熱交換量が要求され
る。したがって、冷却筒における熱伝達率を大きくする
ことが装置全体をコンパクトにする上で重要となる。

【００１５】本発明によれば、反応筒で生成された超臨
界反応生成物流体を絞り部を通して冷却筒に噴出、膨張
させることによって、冷却筒内で亞臨界の状態にし、亞
臨界水に溶解された無機塩が以後の配管の管壁に付着し
て腐食したり閉塞したりすることを防止できる。なお、
絞り部は当然細い径となるが、該絞り部では流速が大き
いので、超臨界状態の反応生成物流体における固形状で
存在する無機塩が付着することもない。

【００１６】請求項４に記載の方法は、上記の反応筒と
冷却筒を縦型（垂直）に配置したもので、冷却筒におい
て反応生成物流体中の重い成分が冷却筒内壁の一方側に
偏ったりすることがなく、冷却筒内壁の円周方向に関し
て均一な反応生成物の冷却が行われる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、反応筒から絞り
部を通って冷却筒に噴出、膨張する反応生成物流体の一
部が冷却筒内で冷却されずに冷却筒の出口に直行するこ
とがないように、絞り部から冷却筒への出口に邪魔板を
設けて冷却筒の内壁側に導き、冷却筒内での流れの撹乱
を促進して反応生成物流体と冷却筒内壁との間の熱伝達
率を向上するものである。

【００１８】請求項６に記載の発明は、反応筒から絞り
部を通って冷却筒に噴出、膨張する反応生成物流体の一
部が冷却筒内で冷却されずに冷却筒の出口に直行するこ
とがないように、絞り部から冷却筒への出口に反応生成
物流体が冷却筒内で旋回するようなガイドを前記出口側
に有する邪魔板を設けて反応物流体を冷却筒内壁に沿っ
て旋回させ、反応生成物流体と冷却筒内壁との間の熱伝
達率を向上するものである。

【００１９】請求項７及び８に記載の発明は、反応筒か
ら絞り部を通って冷却筒に噴出、膨張する反応生成物流
体の一部が冷却筒内で冷却されずに冷却筒の出口に直行
することがないように絞り部から冷却筒への出口に邪魔
板を設けるとともに冷却筒の内周に螺旋フィンを設け
て、反応生成物流体の冷却筒内周に沿う旋回流による反
応物流体と冷却筒内壁との間の熱伝達率の向上とともに
螺旋フィンによる伝熱面積の増大による伝熱性能の向上
を図るものである。

【００２０】

【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形態に係る超臨界水反応冷却装置の構成を示
す概略図、図２は本発明の実施の第２形態に係る超臨界
水反応冷却装置の構成を示す概略図、厨３は本発明の実
施の第３形態に係る超臨界水反応冷却装置の構成を示す
概略図、厨５は本発明の実施の第４形態に係る超臨界水
反応冷却装置の構成を示す概略図であり、図４は図３に
おけるＡ矢視の拡大図である。

【００２１】図１乃至図５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、において、超臨界
水反応冷却装置１は反応筒２と冷却筒３からなり、反応
筒２と冷却筒３とは絞り部４により連通されている。冷
却筒３の内壁３′外周には冷却媒体通路７が設けられ、
冷却媒体入口８から前記通路７に導入された冷却媒体は
冷却媒体出口９から排出される。反応筒２の入口５から
導入された反応物流体１０は、反応筒内で超臨界水酸化
反応が行われて反応生成物流体となり、絞り部４より冷
却筒３内に噴出、膨張する。

【００２２】前記反応物流体は、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に昇圧、昇温されており、前記
反応筒内での超臨界水酸化反応により生成された反応生
成物流体は、水の臨界温度以上の水と炭酸ガスと、酸化
剤として空気を用いる場合は窒素とを主体とし、若干の
無機塩やその他の固形物やガスを含む気体状の流体であ
る。無機塩は超臨界水には殆ど溶解しないので反応生成
物流体中に固形物として存在している。

【００２３】この反応生成物流体が前記絞り部４で絞ら
れて前記冷却筒３内に膨張する際に、流体は急激な膨張
により撹乱されて、渦の発生や冷却筒内壁への衝突が起
る。したがって、反応生成物流体は冷却筒の中で激しく
撹乱されながら冷却筒の出口１１側へ進み、該出口から
排出される。冷却筒３内の圧力は絞り部４での絞りによ
り反応筒内の圧力よりも低くなっている。冷却筒３の内
壁３′周囲には前述したように冷却媒体通路７が形成さ
れており、内壁３′を通して反応生成物流体と冷却媒体
との間に熱交換が行われ、反応生成物流体は冷却され、
冷却媒体は昇温される。

【００２４】冷却筒内の反応生成物流体が定常的な流れ
であると流体と冷却筒内壁との間の熱伝達係数はあまり
大きくないが、絞り膨張により撹乱した流れとすること
により熱伝達係数を大幅に増大することができ、伝熱性
能を大幅に向上することができるので、小さいスペー
ス、つまり長さの短い冷却筒で必要な伝熱量を確保する
ことができる。冷却筒内壁外周面と冷却媒体との間の熱
伝達率も同様に伝熱性能に影響するので、図には明示さ
れていないが、冷却筒の冷却媒体通路７内を冷却媒体が
旋回して流れるように、入口８及び出口９は接線方向に
設け、また、通路７には冷却媒体が入口から出口にむか
って螺旋状に旋回しながら流れるように螺旋案内を設け
る等の配慮がなされる。

【００２５】図２は、本発明の実施の第２形態に係る超
臨界水反応冷却装置の構成を示す概略図であり、図１と
の相違点は、絞り部４の出口側に円錐状の邪魔板１４を
設けたことである。該邪魔板１４は図示しない方法で冷
却筒３に固定される。邪魔板１４の円錐面により絞り部
４から噴出する反応生成物流体を冷却筒３の内壁３′側
に向けることにより、反応生成物流体の一部が冷却筒３
の中央部を素通りするのが防止され、また内壁３′への
衝突も激化されて、冷却筒３内での流れの撹乱が促進さ
れ、伝熱性能が向上する。

【００２６】図３は、本発明の実施の第３形態に係る超
臨界水反応冷却装置の構成を示す概略図であり、図１と
の相違点は絞り部４の出口側に旋回ガイドを有する邪魔
板１５を設けたことである。該旋回ガイド付き邪魔板１
５は、図４に図３におけるＡ矢視で示すように、円錐部
１５ａの円錐面に旋回ガイド１５ｂが固設されたもの
で、図示しない方法により冷却筒３に固定されている。
該邪魔板１５により、絞り部４を噴出した反応生成物流
体は、冷却筒内壁３′側に向けられるとともに旋回を与
えられ、内壁３′に沿って旋回しながら出口６の方に進
むので、反応生成物流体と内壁３′の間の熱伝達係数が
向上され、伝熱性能が向上する。図４における旋回ガイ
ドの形状は曲線状であるが、直線状としてもよい。

【００２７】図５は、本発明の実施の第４形態に係る超
臨界水反応冷却装置の構成を示す概略図であり、図１と
の相違点は絞り部４の出口側に旋回ガイドを有する邪魔
板１５を設けるとともに冷却筒３の内壁３′に螺旋フィ
ン１６を設けたことである。該螺旋フィン１６により、
前記旋回ガイド付き邪魔板１５によって方向づけられた
旋回流が出口６の方に進む速度を前記螺旋フィン１６に
よって規制するとともに、該螺旋フィン１６による冷却
面積の増大によって伝熱性能を高めるものである。な
お、図１及び図２の実施例において、冷却筒３の内壁
３′に図５と同様の螺旋フィンを設けることも、冷却筒
３内での流体の流れの撹乱を促進するのに有効である。
その際、螺旋フィンの高さが高すぎると流体が内壁３′
まで進むのが妨げられるので、螺旋フィンは適度の高さ
にされる。螺旋フィンは内壁３′に螺旋溝を設けて形成
してもよい。

【００２８】図６は、本発明の超臨界水反応冷却装置を
用いたシステムの流れ図である。同図において、１は本
発明の反応冷却装置、２１は攪拌器、２２は被処理物供
給ポンプ、２４は気体分離器、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。

【００２９】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１２として反応冷却装置１の冷却筒３の入口８
に送られ、該冷却筒の冷却媒体通路７を通る間に反応物
流体中の有機系廃棄物２９中の有機物の発火温度以上に
昇温されて出口９から予熱された反応物流体１３として
送出され、そのまま反応物流体１０として前記反応冷却
装置１の反応筒２に入口５から導入される。該反応筒２
内で反応物流体は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、該反応生成物流体中に固形物とし
て存在する。

【００３０】前記反応筒２内で生成された、水の臨界圧
力、温度を超えた超臨界状態の反応生成物流体は、絞り
部４で絞られて冷却筒３内に噴出、膨張し、該冷却筒内
３で撹乱された流れとなり、冷却媒体通路７を通る反応
物流体との熱交換により冷却されて、圧力、温度が水の
臨界点よりも低い亞臨界の状態となって出口６から亞臨
界状態反応生成物流体１１として排出される。冷却筒３
内で亞臨界状態となった反応生成物流体の亞臨界水に
は、超臨界水には溶解しなかった無機塩が溶解されてい
る。無機塩が溶解された亞臨界状態反応生成物流体１１
は、気体分離器２４で亞臨界状態の反応生成物流体１１
中の液分や該流体中に残存するかも知れない固形物３２
が分離され、気体分はタービン２５に供給されて該ター
ビンを駆動した後、気液分離器２８でタービン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。前記気体分離器２４で分離された液分や
固形分３２は図示しない装置に送られて処理される。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。

【００３１】

【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。

【００３２】反応筒に絞り部を介して冷却筒を連接し、
反応筒で生成された超臨界状態の反応生成物流体を絞り
部を通して冷却筒に噴出、膨張させることにより圧力を
下げるとともに、冷却筒内に撹乱流を形成して冷却筒で
の熱伝達率を大きくすることによって冷却筒の伝熱性能
を向上することができる。

【００３３】前記絞り部の反応生成物流体が噴出する出
口に円錐状の邪魔板を設けることによって、反応生成物
流体の一部が冷却筒の出口に直行するのを防止するとと
もに、反応生成物流体の冷却筒内壁への衝突を強くし、
冷却筒内での流れの撹乱を促進して熱伝達率を大きくす
ることによって冷却筒の伝熱性能を向上することができ
る。

【００３４】前記絞り部の反応生成物流体が噴出する出
口に該噴出流体に旋回を与える旋回ガイドを備えた円錐
状の邪魔板を設けることによって、反応生成物流体の一
部が冷却筒の出口に直行するのを防止するとともに、反
応生成物流体を冷却筒内壁に沿って旋回させて熱伝達率
を大きくすることによって冷却筒の伝熱性能を向上する
ことができる。

【００３５】前記絞り部の反応生成物流体が噴出する出
口に該噴出流体に旋回を与える旋回ガイドを備えた円錐
状の邪魔板を設けるとともに冷却筒内壁に螺旋フィンを
設けることによって、反応生成物流体の一部が冷却筒の
出口に直行するのを防止するとともに、反応生成物流体
を冷却筒内壁に沿って十分に旋回させ、また螺旋フィン
による伝熱面積の増大と相俟って冷却筒の伝熱性能を向
上することができる。

【００３６】反応筒の直後に絞り部を介して連通した冷
却筒で反応筒で生成された超臨界状態の反応生成物流体
を水の臨界点よりも低圧、低温の亞臨界状態にすること
によって超臨界水には溶解しない無機塩を亞臨界水に溶
解し、前記絞り部では超臨界状態の反応生成物流体の速
度が速いので超臨界水には溶解しない無機塩が付着、堆
積することがなく、冷却筒以後の反応生成物流体は亞臨
界状態であるので無機塩は亞臨界水に溶解していて配管
内壁に付着、堆積することがなく、無機塩が配管内壁に
付着、堆積することがない超臨界反応システムを構成す
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形態に係る超臨界水反応
冷却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形態に係る超臨界水反応
冷却装置の構成を示す概略図である。

【図３】本発明の実施の第３形態に係る超臨界水反応
冷却装置の構成を示す概略図である。

【図４】図３におけるＡ矢視の拡大図で、旋回ガイド
の上面図である。

【図５】本発明の実施の第４形態に係る超臨界水反応
冷却装置の構成を示す概略図である。

【図６】本発明の超臨界水反応冷却装置を用いたシス
テムの流れ図である。

【図７】超臨界、亞臨界水の性質を示す図である。

【符号の説明】１超臨界水反応冷却装置２反応筒３冷却筒４絞り部５入口６出口７冷却媒体通路８入口９出口１４ガイド１５旋回ガイド付きガイド２１攪拌器２２反応物流体供給ポンプ２４気体分離器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液分及び固形物３３気体分３４液体分

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月３日（２００１．４．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】しかしながら、反応装置配管の内壁に無機
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７
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７によると、炭化水素
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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【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形態に係る超臨界水反応冷却装置の構成を示
す概略図、図２は本発明の実施の第２形態に係る超臨界
水反応冷却装置の構成を示す概略図、図３は本発明の実
施の第３形態に係る超臨界水反応冷却装置の構成を示す
概略図、図５は本発明の実施の第４形態に係る超臨界水
反応冷却装置の構成を示す概略図であり、図４は図３に
おけるＡ矢視の拡大図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｆターム(参考） 4D050 AA12 AB17 AB18 AB34 AB40 BB01 BC01 BC02 BD02 CA03 CA20

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
界水反応筒に導いて超臨界反応を行わしめる方法におい
て、反応筒での超臨界水反応生成物流体を絞り部を介し
て冷却筒に導入し、前記絞り部を噴出した前記超臨界水
反応生成物流体の前記冷却筒内における流れの乱れを利
用して該冷却筒内における熱伝達率を向上することによ
り該冷却筒の伝熱性能を向上することを特徴とする超臨
界水反応生成物流体冷却方法。
【請求項２】有機物や無機物を含む反応物流体を超臨
界水反応筒に導いて超臨界反応を行わしめる方法におい
て、軸を垂直方向に配置した反応筒での超臨界水反応生
成物流体を絞り部を介して前記反応筒の下方に配設され
た冷却筒に導入し、前記絞り部を噴出した前記超臨界水
反応生成物流体の前記冷却筒内における流れの乱れを利
用して該冷却筒内における熱伝達率を向上することによ
り該冷却筒の伝熱性能を向上することを特徴とする超臨
界水反応生成物流体冷却方法。
【請求項３】有機物や無機物を含む反応物流体を超臨
界水反応筒に導いて超臨界反応を行わしめる反応装置に
おいて、反応筒と冷却筒とを有し、該冷却筒は前記反応
筒に絞り部を介して連通され外周に冷却媒体が流れる通
路が形成されていることを特徴とする超臨界水反応冷却
装置。
【請求項４】有機物や無機物を含む反応物流体を超臨
界水反応筒に導いて超臨界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反応筒と該反応筒の下
方に絞り部を介して連通された軸を垂直方向に配置した
冷却筒とを有し、該冷却筒の外周に冷却媒体が流れる通
路が形成されていることを特徴とする超臨界水反応冷却
装置。
【請求項５】前記絞り部から前記冷却筒への超臨界反
応生成物流体の噴出口に邪魔板を設けて流れを前記冷却
筒の内壁側に導き、前記反応生成物流体の前記冷却筒内
での流れの乱れを促進することを特徴とする請求項３乃
至４のいずれか１項に記載の超臨界水反応冷却装置。
【請求項６】前記絞り部から前記冷却筒への超臨界反
応生成物流体の噴出口に該反応生成物流体に旋回を与え
る旋回ガイドを前記噴出口側に有する邪魔板を設け、前
記ガイドによって前記冷却筒内で前記反応生成物流体に
前記冷却筒内で旋回流を形成させることを特徴とする請
求項３乃至４のいずれか１項に記載の超臨界水反応冷却
装置。
【請求項７】前記絞り部から前記冷却筒への超臨界反
応生成物流体の噴出口に邪魔板を設けるとともに、前記
冷却筒の内壁に前記反応生成物流体の流れを前記冷却筒
の出口側に導く螺旋フィンを設けたことを特徴とする請
求項３乃至４のいずれか１項に記載の超臨界水反応冷却
装置。
【請求項８】前記絞り部から前記冷却筒への超臨界反
応生成物流体の噴出口に該反応生成物流体に旋回を与え
る旋回ガイドを前記噴出口側に有する邪魔板を設けると
ともに、前記冷却筒の内壁に前記反応生成物流体の流れ
を前記冷却筒の出口側に導く螺旋フィンを設けたことを
特徴とする請求項３乃至４のいずれか１項に記載の超臨
界水反応冷却装置。
【請求項９】前記冷却筒の外周に形成された冷却媒体
通路には前記反応筒に供給される超臨界水反応物流体が
流され、前記冷却筒が前記反応筒に供給される超臨界水
反応物流体の予熱手段として作用することを特徴とする
請求項３乃至４のいずれか１項に記載の超臨界水反応冷
却装置。