JP2002316122A - 有害物質を含む物質の非焼却による改良浄化方法 - Google Patents
有害物質を含む物質の非焼却による改良浄化方法Info
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- A62D2203/02—Combined processes involving two or more distinct steps covered by groups A62D3/10 - A62D3/40
Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率的かつ安価で、かつ焼却過程を用いるこ
となく、全化学兵器薬品を完全に除去する化学兵器コン
ポーネントの新しい浄化方法を提供する。 【解決手段】 残留した化学兵器薬品を含んでいる化学
兵器コンポーネントのような汚染物質を低温、非焼却で
浄化する方法である。その方法は（ａ）汚染物質を、実
質上乾燥している第一加熱容器内で少なくとも約１５分
間、実質的に大気圧で約５６０℃以上の蒸気と接触させ
る段階と、（ｂ）凝縮可能ガスと凝縮不可能ガスを第一
加熱容器から取り除き、それらを第二容器内で実質的に
大気圧で、約５００℃以上まで、約１秒間以上、化学量
論で約２５０％以上の濃度の蒸気を含む大気中で加熱す
る段階と、（ｃ）第二容器からの凝縮不可能気体を酸素
を用いて接触処理し、化学兵器薬品の濃度が標準の温度
と圧力で約１．０ｍｇ／ｍ３未満に減るようにする段階
を含む方法。
となく、全化学兵器薬品を完全に除去する化学兵器コン
ポーネントの新しい浄化方法を提供する。 【解決手段】 残留した化学兵器薬品を含んでいる化学
兵器コンポーネントのような汚染物質を低温、非焼却で
浄化する方法である。その方法は（ａ）汚染物質を、実
質上乾燥している第一加熱容器内で少なくとも約１５分
間、実質的に大気圧で約５６０℃以上の蒸気と接触させ
る段階と、（ｂ）凝縮可能ガスと凝縮不可能ガスを第一
加熱容器から取り除き、それらを第二容器内で実質的に
大気圧で、約５００℃以上まで、約１秒間以上、化学量
論で約２５０％以上の濃度の蒸気を含む大気中で加熱す
る段階と、（ｃ）第二容器からの凝縮不可能気体を酸素
を用いて接触処理し、化学兵器薬品の濃度が標準の温度
と圧力で約１．０ｍｇ／ｍ３未満に減るようにする段階
を含む方法。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、広くは、化学兵器
コンポーネントのような汚染物質の浄化方法に関する。
更に詳細には、焼却せずに、汚染物質を浄化する方法で
ある。
コンポーネントのような汚染物質の浄化方法に関する。
更に詳細には、焼却せずに、汚染物質を浄化する方法で
ある。
【０００２】
【従来の技術】汚染物質の浄化は非常に困難である。化
学兵器用の薬品を用いている化学兵器の廃棄については
特にそうである。これに関する本質的な問題は、このよ
うな化学兵器に使用されている猛毒の化学兵器薬品をい
かに安全に取り除き、中和し、廃棄するかである。現代
の技術では、いったん化学兵器ハウジングから取り出さ
れた化学兵器薬品の中和については好結果を得られるよ
うになった。しかし、化学兵器薬品の大部分が化学兵器
ハウジングから取り除かれた後も、ハウジングと様々な
コンポーネントは一般に残った化学兵器薬品で汚染され
たままである。これらの化学兵器コンポーネントの浄化
はいまだに困難な問題である。
学兵器用の薬品を用いている化学兵器の廃棄については
特にそうである。これに関する本質的な問題は、このよ
うな化学兵器に使用されている猛毒の化学兵器薬品をい
かに安全に取り除き、中和し、廃棄するかである。現代
の技術では、いったん化学兵器ハウジングから取り出さ
れた化学兵器薬品の中和については好結果を得られるよ
うになった。しかし、化学兵器薬品の大部分が化学兵器
ハウジングから取り除かれた後も、ハウジングと様々な
コンポーネントは一般に残った化学兵器薬品で汚染され
たままである。これらの化学兵器コンポーネントの浄化
はいまだに困難な問題である。
【０００３】従来技術に属する化学兵器コンポーネント
浄化方法で最も多いのは二段階の処理を行う方法であ
る。第一段階で、化学兵器コンポーネントに付着してい
る化学兵器薬品を原則的にすべて除去または分解するた
めに、コンポーネントを液体薬品または高温にさらす。
第二段階では、第一段階で発生した蒸気に残留する化学
兵器薬品すべてを除去するためこの蒸気を焼却する。
浄化方法で最も多いのは二段階の処理を行う方法であ
る。第一段階で、化学兵器コンポーネントに付着してい
る化学兵器薬品を原則的にすべて除去または分解するた
めに、コンポーネントを液体薬品または高温にさらす。
第二段階では、第一段階で発生した蒸気に残留する化学
兵器薬品すべてを除去するためこの蒸気を焼却する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、有害燃焼物質
を大気中に排出する可能性があるので、焼却過程は現在
問題視されている。したがって、焼却を行うことは米国
を含む多くの工業国では禁止されている。
を大気中に排出する可能性があるので、焼却過程は現在
問題視されている。したがって、焼却を行うことは米国
を含む多くの工業国では禁止されている。
【０００５】従って、効率的かつ安価で、かつ焼却過程
を用いることなく、全化学兵器薬品を完全に除去する化
学兵器コンポーネントの新しい浄化方法が必要とされて
いる。
を用いることなく、全化学兵器薬品を完全に除去する化
学兵器コンポーネントの新しい浄化方法が必要とされて
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】次に、本発明の実施例お
よび該実施例のいくつかの変化形についての詳細を述べ
る。しかし、この説明は本発明をこのような特定の実施
例に限定するものではない。当業者は同様に他の実施形
態が多数あることがわかるはずである。
よび該実施例のいくつかの変化形についての詳細を述べ
る。しかし、この説明は本発明をこのような特定の実施
例に限定するものではない。当業者は同様に他の実施形
態が多数あることがわかるはずである。
【０００７】本発明は有害物質を含む汚染物質の、低
温、非焼却による浄化の方法である。「有害物質」とい
うのは人間および/または他の生物にとって害があると
考えられる化学化合物または物質を意味する。有害物質
は自然界では一般的には有機物であるが、約５６０℃以
上の温度で揮発する有毒な金属または金属化合物でもあ
りうる。水銀および亜鉛はそのような金属に含まれる。
温、非焼却による浄化の方法である。「有害物質」とい
うのは人間および/または他の生物にとって害があると
考えられる化学化合物または物質を意味する。有害物質
は自然界では一般的には有機物であるが、約５６０℃以
上の温度で揮発する有毒な金属または金属化合物でもあ
りうる。水銀および亜鉛はそのような金属に含まれる。
【０００８】本発明は特に、有害物質が化学兵器薬品で
ある化学兵器コンポーネントの浄化に適切である。「化
学兵器薬品」というのは、その生命活動に対する化学作
用により、人または動物に対し、死、一時的に機能を著
しく害する状態または恒久的な害を引き起こしうる化学
物質を言う。
ある化学兵器コンポーネントの浄化に適切である。「化
学兵器薬品」というのは、その生命活動に対する化学作
用により、人または動物に対し、死、一時的に機能を著
しく害する状態または恒久的な害を引き起こしうる化学
物質を言う。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に図示されたような方法で、
ミサイル弾頭や爆弾のような化学兵器コンポーネント１
０は開口され、その中の化学兵器薬品は洗い流される。
化学兵器コンポーネント１０から洗い流された化学兵器
薬品は、浄化のため 別の処理施設（図示されていな
い）へと移される。
ミサイル弾頭や爆弾のような化学兵器コンポーネント１
０は開口され、その中の化学兵器薬品は洗い流される。
化学兵器コンポーネント１０から洗い流された化学兵器
薬品は、浄化のため 別の処理施設（図示されていな
い）へと移される。
【００１０】洗い流された後でも化学兵器コンポーネン
ト１０は残った化学兵器薬品で汚染されている。このよ
うに洗浄しても汚染の残る化学兵器コンポーネント１０
は次に実質上乾燥している第一加熱容器１２の中に密閉
される。化学兵器薬品を第一加熱容器１２内で、実質上
大気圧下で蒸気に約１５分間以上接触させる。接触時間
は、一般的には約１５分から約４時間、その中でも多い
のは約１５分から約２時間の間である。実質上大気圧下
で、というのは約９．９９×１０４Ｐａ（１４．５psi
a）から約１．０１３×１０５Ｐａ（１４．７psia）の
圧力下でということである。第一加熱容器１２内で化学
兵器薬品に接触する蒸気の温度は約５６０℃以上で、一
般的には約５６０℃から約７５０℃である。このように
接触することにより、化学兵器コンポーネント１０内部
の、及びそれに付着している化学兵器薬品の基本的には
すべてが、化学兵器コンポーネント１０から除去され、
蒸気を含んだ気体へと転移する。
ト１０は残った化学兵器薬品で汚染されている。このよ
うに洗浄しても汚染の残る化学兵器コンポーネント１０
は次に実質上乾燥している第一加熱容器１２の中に密閉
される。化学兵器薬品を第一加熱容器１２内で、実質上
大気圧下で蒸気に約１５分間以上接触させる。接触時間
は、一般的には約１５分から約４時間、その中でも多い
のは約１５分から約２時間の間である。実質上大気圧下
で、というのは約９．９９×１０４Ｐａ（１４．５psi
a）から約１．０１３×１０５Ｐａ（１４．７psia）の
圧力下でということである。第一加熱容器１２内で化学
兵器薬品に接触する蒸気の温度は約５６０℃以上で、一
般的には約５６０℃から約７５０℃である。このように
接触することにより、化学兵器コンポーネント１０内部
の、及びそれに付着している化学兵器薬品の基本的には
すべてが、化学兵器コンポーネント１０から除去され、
蒸気を含んだ気体へと転移する。
【００１１】第一加熱容器１２内の化学兵器薬品を含ん
だ蒸気は、第一排出管１６を通じて第一加熱容器１２か
ら第一排出気体流として排出される。この第一排出気体
流には凝縮可能な部分と凝縮不可能な部分がある。
だ蒸気は、第一排出管１６を通じて第一加熱容器１２か
ら第一排出気体流として排出される。この第一排出気体
流には凝縮可能な部分と凝縮不可能な部分がある。
【００１２】第一加熱容器１２から排出された第一排出
気体流は、実質上乾燥している第二加熱容器１８内で、
実質的に大気圧で約５００℃以上まで（一般的には約５
００℃から約７００℃）加熱される。第二加熱容器１８
内では第一排出気体流は化学量論で約１５０％から約３
５０％、好適には約２５０％から約３００％、最も好適
には約２２５％から約２７５％の濃度の蒸気を含む大気
中で約１秒以上約５００℃以上に維持される。一般的に
は第一排出気体流はこのように第二容器内に約１秒から
約１０秒、より一般的には約１秒から約５秒保たれる。
この場合「化学量論」とは、第一排出流の中の化学兵器
薬品すべてを反応させて非化学兵器薬品にすることが理
論上可能な蒸気の量を表している。この段階までに、第
一排出気体流に含まれる化学兵器薬品の約９９重量％以
上、一般的には約９９．９重量％以上、そして最も一般
的には約９９．９９重量％以上が非化学兵器薬品に変化
する。
気体流は、実質上乾燥している第二加熱容器１８内で、
実質的に大気圧で約５００℃以上まで（一般的には約５
００℃から約７００℃）加熱される。第二加熱容器１８
内では第一排出気体流は化学量論で約１５０％から約３
５０％、好適には約２５０％から約３００％、最も好適
には約２２５％から約２７５％の濃度の蒸気を含む大気
中で約１秒以上約５００℃以上に維持される。一般的に
は第一排出気体流はこのように第二容器内に約１秒から
約１０秒、より一般的には約１秒から約５秒保たれる。
この場合「化学量論」とは、第一排出流の中の化学兵器
薬品すべてを反応させて非化学兵器薬品にすることが理
論上可能な蒸気の量を表している。この段階までに、第
一排出気体流に含まれる化学兵器薬品の約９９重量％以
上、一般的には約９９．９重量％以上、そして最も一般
的には約９９．９９重量％以上が非化学兵器薬品に変化
する。
【００１３】第二加熱容器１８内の気体混合物は第二気
体排出管２０を通じて第二加熱容器１８から第二排出気
体流として排出される。この第二排出気体流にも凝縮可
能な部分と凝縮不可能な部分がある。この第二排出気体
流は凝縮装置２２を通過し、そこで第二排出気体流の凝
縮可能部分は凝縮されて凝縮液となる。本発明の一般的
な実施例では、この凝縮液中の化学兵器薬品の濃度は約
１００ｍｇ／Ｌ未満である。
体排出管２０を通じて第二加熱容器１８から第二排出気
体流として排出される。この第二排出気体流にも凝縮可
能な部分と凝縮不可能な部分がある。この第二排出気体
流は凝縮装置２２を通過し、そこで第二排出気体流の凝
縮可能部分は凝縮されて凝縮液となる。本発明の一般的
な実施例では、この凝縮液中の化学兵器薬品の濃度は約
１００ｍｇ／Ｌ未満である。
【００１４】凝縮液の化学兵器薬品の濃度を約１．０ｍ
ｇ／Ｌ未満まで下げるために、（一般的には、凝縮液処
理容器２４内の）凝縮液の水素イオン指数（ｐＨ）は、
約８．０以上に上げられる。
ｇ／Ｌ未満まで下げるために、（一般的には、凝縮液処
理容器２４内の）凝縮液の水素イオン指数（ｐＨ）は、
約８．０以上に上げられる。
【００１５】第二排出気体流の凝縮不可能な部分は凝縮
装置２２から架空管２６を通って反応装置２８へと送ら
れ、（標準の圧力と温度で）凝縮不可能部分の化学兵器
薬品の濃度を約１．０ｍｇ／ｍ３未満にするために酸素
を用いて接触反応処理される。この接触処理段階は、カ
リフォルニア州のサーマトリックス社（Thermatrix,In
c.）が権利を所有しているサーマトリックス完全酸化プ
ロセス（Thermatrix Blameless Oxidation process）
や、カリフォルニア州のアルチェタ社（Alzeta Corpora
tion）が権利を所有しているエッジＩＩ（登録商標）
（Edge II（登録商標））およびイリノイ州のハンチン
トンエンバイロメンタルシステム（Huntington Environ
mental System）が権利を所有するイーコン−アベータ
ー酸化触媒システム（Econ-Abator Catalytic Oxidatio
n System）等、先行技術として知られる多くの接触酸化
処理方法の一つを用いて行うことができる。ニュージャ
ージー州モーリスタウンのハニーウェル社（Honeywell,
Inc.）が権利を所有するキャトックスプロセス（CATOX
process）は、第二排出流の凝縮不可能な部分に含まれ
る化学兵器薬品を酸化して非化学兵器薬品へ転化させる
特に効率的な方法であるということがわかっている。こ
の方法の詳細は米国特許第６，０８０，９０６号に開示
されており、同特許をここに参照して取り込む。
装置２２から架空管２６を通って反応装置２８へと送ら
れ、（標準の圧力と温度で）凝縮不可能部分の化学兵器
薬品の濃度を約１．０ｍｇ／ｍ３未満にするために酸素
を用いて接触反応処理される。この接触処理段階は、カ
リフォルニア州のサーマトリックス社（Thermatrix,In
c.）が権利を所有しているサーマトリックス完全酸化プ
ロセス（Thermatrix Blameless Oxidation process）
や、カリフォルニア州のアルチェタ社（Alzeta Corpora
tion）が権利を所有しているエッジＩＩ（登録商標）
（Edge II（登録商標））およびイリノイ州のハンチン
トンエンバイロメンタルシステム（Huntington Environ
mental System）が権利を所有するイーコン−アベータ
ー酸化触媒システム（Econ-Abator Catalytic Oxidatio
n System）等、先行技術として知られる多くの接触酸化
処理方法の一つを用いて行うことができる。ニュージャ
ージー州モーリスタウンのハニーウェル社（Honeywell,
Inc.）が権利を所有するキャトックスプロセス（CATOX
process）は、第二排出流の凝縮不可能な部分に含まれ
る化学兵器薬品を酸化して非化学兵器薬品へ転化させる
特に効率的な方法であるということがわかっている。こ
の方法の詳細は米国特許第６，０８０，９０６号に開示
されており、同特許をここに参照して取り込む。
【００１６】図２に図示されているように、化学兵器コ
ンポーネント１０は主洗浄容器３２と補助洗浄容器３４
を含む洗浄装置３０を使用して洗浄することができる。
主洗浄容器３２内では化学兵器コンポーネント１０をま
ず開口し、その中の流動性の化学兵器薬品は別の処理施
設３６へ移すため主洗浄容器３２の底部へ廃棄される。
流動性の化学兵器薬品の実質的にすべてが各化学兵器コ
ンポーネント１０から流下し終えた後、化学兵器コンポ
ーネント１０は補助洗浄容器３４の中へ入れられる。
ンポーネント１０は主洗浄容器３２と補助洗浄容器３４
を含む洗浄装置３０を使用して洗浄することができる。
主洗浄容器３２内では化学兵器コンポーネント１０をま
ず開口し、その中の流動性の化学兵器薬品は別の処理施
設３６へ移すため主洗浄容器３２の底部へ廃棄される。
流動性の化学兵器薬品の実質的にすべてが各化学兵器コ
ンポーネント１０から流下し終えた後、化学兵器コンポ
ーネント１０は補助洗浄容器３４の中へ入れられる。
【００１７】補助洗浄容器３４には、水や他の溶媒のよ
うな液体洗浄剤４０に一部が浸かっている回転カルーセ
ル３８がある。カルーセル３８は各化学兵器コンポーネ
ント１０を回転させて、洗浄剤に浸けたり洗浄剤から出
したりする。液面４２の上方および下方では、高圧噴霧
器４４が化学兵器コンポーネント１０の開口部分４６に
液体洗浄剤を吹き付け、化学兵器薬品をさらに洗い流す
ことができる。
うな液体洗浄剤４０に一部が浸かっている回転カルーセ
ル３８がある。カルーセル３８は各化学兵器コンポーネ
ント１０を回転させて、洗浄剤に浸けたり洗浄剤から出
したりする。液面４２の上方および下方では、高圧噴霧
器４４が化学兵器コンポーネント１０の開口部分４６に
液体洗浄剤を吹き付け、化学兵器薬品をさらに洗い流す
ことができる。
【００１８】好適には、各々の化学兵器コンポーネント
１０が水平方向に対して約３０度から約９０度の角度を
保つようにカルーセル３８を調節することにより、化学
兵器コンポーネント１０がカルーセル３８の上部にある
ときには各々の化学兵器コンポーネント１０の開口部４
６が下方に向かうように傾き、カルーセル３８の下部に
あるときには上方に向かうように傾く。この設計によ
り、カルーセル３８内の化学兵器コンポーネント１０
は、回転しカルーセル３８の上部に位置したとき自動的
に液体を排出し、回転しカルーセル３８の底部に位置し
たとき自動的に液体を汲み上げる。
１０が水平方向に対して約３０度から約９０度の角度を
保つようにカルーセル３８を調節することにより、化学
兵器コンポーネント１０がカルーセル３８の上部にある
ときには各々の化学兵器コンポーネント１０の開口部４
６が下方に向かうように傾き、カルーセル３８の下部に
あるときには上方に向かうように傾く。この設計によ
り、カルーセル３８内の化学兵器コンポーネント１０
は、回転しカルーセル３８の上部に位置したとき自動的
に液体を排出し、回転しカルーセル３８の底部に位置し
たとき自動的に液体を汲み上げる。
【００１９】補助洗浄容器３４を出た後、化学兵器コン
ポーネント１０は、第一加熱容器１２内に配置され、上
述したようにそこで蒸気に接触する。図示されるよう
に、第一加熱容器１２を好適には誘導加熱により電気加
熱できるように、第一加熱容器１２に電気加熱コイル４
７を備えることができる。
ポーネント１０は、第一加熱容器１２内に配置され、上
述したようにそこで蒸気に接触する。図示されるよう
に、第一加熱容器１２を好適には誘導加熱により電気加
熱できるように、第一加熱容器１２に電気加熱コイル４
７を備えることができる。
【００２０】第一加熱容器１２内での操作は、バッチ式
またはセミバッチ式または半自動式または完全自動式で
行うことができる。図３はセミバッチ式での第一加熱容
器１２の操作を図示したものである。図３に図示されて
いるように、第一加熱容器１２内には二つの独立した化
学兵器コンポーネント１０のセット４８が収納される。
一般的にそれぞれのセット４８は、複数の化学兵器コン
ポーネント１０をパレット上に配置したものである。そ
れぞれのセット４８は二度、加熱蒸気に当てられること
になる。一回の蒸気の噴射が終わるごとに、前方のセッ
ト４８ａは第一加熱容器１２の出口端５０から出され、
後方のセット４８ｂは第一加熱容器１２内で前進する。
そして、新しいセット４８ｃが第一加熱容器１２の入口
端５２から挿入される。
またはセミバッチ式または半自動式または完全自動式で
行うことができる。図３はセミバッチ式での第一加熱容
器１２の操作を図示したものである。図３に図示されて
いるように、第一加熱容器１２内には二つの独立した化
学兵器コンポーネント１０のセット４８が収納される。
一般的にそれぞれのセット４８は、複数の化学兵器コン
ポーネント１０をパレット上に配置したものである。そ
れぞれのセット４８は二度、加熱蒸気に当てられること
になる。一回の蒸気の噴射が終わるごとに、前方のセッ
ト４８ａは第一加熱容器１２の出口端５０から出され、
後方のセット４８ｂは第一加熱容器１２内で前進する。
そして、新しいセット４８ｃが第一加熱容器１２の入口
端５２から挿入される。
【００２１】（図示されていない）別の実施例では、化
学兵器コンポーネント１０を一つ以上のトレーに載せ、
前段落に述べたようなセット４８と同様な方法で当該ト
レーを第一加熱容器１２に通過させる。
学兵器コンポーネント１０を一つ以上のトレーに載せ、
前段落に述べたようなセット４８と同様な方法で当該ト
レーを第一加熱容器１２に通過させる。
【００２２】図４Ａおよび図４Ｂは半自動式の実施例を
図示している。この実施例では複数の延長ラック５４が
第一加熱容器１２内に備えられている。それぞれのラッ
ク５４は複数の独立した化学兵器コンポーネント１０を
端から端まで入れることができるようになっている。
（図示されていない）搭載メカニズムが第一加熱容器の
入口部５２に備えられていて、一度に一個の化学兵器コ
ンポーネント１０を一つのラック５４の入口５６に搭載
する。一つの化学兵器コンポーネント１０がラック５４
の入口５６に搭載されると、完全に浄化された化学兵器
コンポーネント１０はラック５４の出口５８で取り出し
メカニズム（図示されていない）によって取り出され
る。搭載メカニズムおよび取り出しメカニズムまたはラ
ック５４は第一加熱容器１２の縦軸５９を軸に回転する
ので、搭載メカニズムによってそれぞれのラック５４へ
の化学兵器コンポーネント１０の搭載は連続的に反復さ
れる。この操作により、全ラックへの搭載および取り出
しが連続的になされる。
図示している。この実施例では複数の延長ラック５４が
第一加熱容器１２内に備えられている。それぞれのラッ
ク５４は複数の独立した化学兵器コンポーネント１０を
端から端まで入れることができるようになっている。
（図示されていない）搭載メカニズムが第一加熱容器の
入口部５２に備えられていて、一度に一個の化学兵器コ
ンポーネント１０を一つのラック５４の入口５６に搭載
する。一つの化学兵器コンポーネント１０がラック５４
の入口５６に搭載されると、完全に浄化された化学兵器
コンポーネント１０はラック５４の出口５８で取り出し
メカニズム（図示されていない）によって取り出され
る。搭載メカニズムおよび取り出しメカニズムまたはラ
ック５４は第一加熱容器１２の縦軸５９を軸に回転する
ので、搭載メカニズムによってそれぞれのラック５４へ
の化学兵器コンポーネント１０の搭載は連続的に反復さ
れる。この操作により、全ラックへの搭載および取り出
しが連続的になされる。
【００２３】図５は、本発明のまた別の実施例を図示し
たものである。本発明のこの実施例は半自動または全自
動式で行うことができる。この実施例ではらせん状部分
６０が第一加熱容器１２に備えられている。この構造
は、事前に切断された化学兵器コンポーネント１０のよ
うに、大きさが比較的に縮小された化学兵器コンポーネ
ント１０に適する。この実施例では、らせん状部分６０
がゆっくりと回転するのにつれて、化学兵器コンポーネ
ントは第一加熱容器１２の入口部５２から第一加熱容器
１２の出口部５０に向かってゆっくりと移動する。
たものである。本発明のこの実施例は半自動または全自
動式で行うことができる。この実施例ではらせん状部分
６０が第一加熱容器１２に備えられている。この構造
は、事前に切断された化学兵器コンポーネント１０のよ
うに、大きさが比較的に縮小された化学兵器コンポーネ
ント１０に適する。この実施例では、らせん状部分６０
がゆっくりと回転するのにつれて、化学兵器コンポーネ
ントは第一加熱容器１２の入口部５２から第一加熱容器
１２の出口部５０に向かってゆっくりと移動する。
【００２４】多くの場合、この実施例の操作は粉砕した
石灰石、珪酸アルミニウムまたは粒状の木炭のような充
填材を化学兵器コンポーネント１０と共に第一加熱容器
１２内に搭載することによって容易になる。一般的には
充填材は幅が約０．６３ｃｍ（１／４ｉｎｃｈ）から約
２．５ｃｍ（１ｉｎｃｈ）、特に一般的には約０．６３
ｃｍ（１／４ｉｎｃｈ）から約１．３ｃｍ（１／２ｉｎ
ｃｈ）の塊を含んでいる。一般的な操作では、そのよう
な充填材は第一過熱容器１２内のバラ材料の体積の約１
／３から約２／３を占める。充填材は第一加熱容器１２
の出口部５０で、完全に浄化された化学兵器コンポーネ
ントと共に取り出される。そして、ふるいにかけられた
り、または空気を吹き付けられたりして充填材は化学兵
器コンポーネント１０から分離される。その後、充填材
はリサイクルされ、このプロセスで繰り返し使用され
る。
石灰石、珪酸アルミニウムまたは粒状の木炭のような充
填材を化学兵器コンポーネント１０と共に第一加熱容器
１２内に搭載することによって容易になる。一般的には
充填材は幅が約０．６３ｃｍ（１／４ｉｎｃｈ）から約
２．５ｃｍ（１ｉｎｃｈ）、特に一般的には約０．６３
ｃｍ（１／４ｉｎｃｈ）から約１．３ｃｍ（１／２ｉｎ
ｃｈ）の塊を含んでいる。一般的な操作では、そのよう
な充填材は第一過熱容器１２内のバラ材料の体積の約１
／３から約２／３を占める。充填材は第一加熱容器１２
の出口部５０で、完全に浄化された化学兵器コンポーネ
ントと共に取り出される。そして、ふるいにかけられた
り、または空気を吹き付けられたりして充填材は化学兵
器コンポーネント１０から分離される。その後、充填材
はリサイクルされ、このプロセスで繰り返し使用され
る。
【００２５】図６は、本発明に有用ならせん状部分の構
造の詳細を図示したものである。この構造では、らせん
状部分６０は軸として回転する中心部分６２を備え、そ
の中心部分６２には外側に向かって放射状に伸びる複数
の支持部材６４が取り付けられている。支持部材６４は
中心部分６２のまわりにらせん状に配置している。各支
持部材６４の末端にはブレード６６がある。図６に図示
されている実施例ではそれぞれのブレード６６はＬ字型
で、横方向の部分６８と縦方向の部分７０を備えてい
る。ブレード６６は支持部材６４に取り付けられている
が、例えばボルトとナット７２で取り付けられているな
ど、調整可能な方法で付けられている。調整可能なの
で、各ブレード６６の角度は、バラ材料が第一加熱容器
１２を通って滑らかに移動できるように最適に調節する
ことができる。
造の詳細を図示したものである。この構造では、らせん
状部分６０は軸として回転する中心部分６２を備え、そ
の中心部分６２には外側に向かって放射状に伸びる複数
の支持部材６４が取り付けられている。支持部材６４は
中心部分６２のまわりにらせん状に配置している。各支
持部材６４の末端にはブレード６６がある。図６に図示
されている実施例ではそれぞれのブレード６６はＬ字型
で、横方向の部分６８と縦方向の部分７０を備えてい
る。ブレード６６は支持部材６４に取り付けられている
が、例えばボルトとナット７２で取り付けられているな
ど、調整可能な方法で付けられている。調整可能なの
で、各ブレード６６の角度は、バラ材料が第一加熱容器
１２を通って滑らかに移動できるように最適に調節する
ことができる。
【００２６】多くの物質に対し、らせん状部分６０の軸
方向に沿ってブレード６６の角度を変えることは有益で
あることがわかっている。操作によっては、一部のブレ
ード６６に第一加熱容器内で物質を後ろ向きに押すよう
に角度をつけ、残りのブレード６６には物質を前向きに
押すように角度をつけることが実際役に立つ可能性があ
る。そのような構造は一部の物質について第一加熱容器
１２内での移動を滑らかに保つ点で大変有益であること
がわかっている。
方向に沿ってブレード６６の角度を変えることは有益で
あることがわかっている。操作によっては、一部のブレ
ード６６に第一加熱容器内で物質を後ろ向きに押すよう
に角度をつけ、残りのブレード６６には物質を前向きに
押すように角度をつけることが実際役に立つ可能性があ
る。そのような構造は一部の物質について第一加熱容器
１２内での移動を滑らかに保つ点で大変有益であること
がわかっている。
【００２７】本発明は焼却方法を用いることなく化学兵
器コンポーネントを浄化するのに、大変効果的な方法を
提供するものである。プロセスは実質的に大気圧下で行
われるので、資本、稼動および補修管理費用は最小とな
る。また、本発明は、有機汚染物質および放射性汚染物
質を含んだ混合廃棄物の全体量を減らすのに効果的な方
法を提供する。このような混合廃棄物の非放射性成分は
本発明を用いて大体除去することができるので、処理し
なくてはならない廃棄物の量を最小にできる。またさら
に、汚染土壌のように有害物質を含んでいる他の汚染物
質を浄化する効果的な方法を提供する。
器コンポーネントを浄化するのに、大変効果的な方法を
提供するものである。プロセスは実質的に大気圧下で行
われるので、資本、稼動および補修管理費用は最小とな
る。また、本発明は、有機汚染物質および放射性汚染物
質を含んだ混合廃棄物の全体量を減らすのに効果的な方
法を提供する。このような混合廃棄物の非放射性成分は
本発明を用いて大体除去することができるので、処理し
なくてはならない廃棄物の量を最小にできる。またさら
に、汚染土壌のように有害物質を含んでいる他の汚染物
質を浄化する効果的な方法を提供する。
【００２８】本発明に関する上記の説明から、多数の構
造上の変更および調節は、本発明の範囲および意味する
ところからそむくことなく実行できる。
造上の変更および調節は、本発明の範囲および意味する
ところからそむくことなく実行できる。
【図１】 本発明の方法を図示した系統図である。
【図２】 本発明に適用できる洗浄装置の概略を示した
断面図である。
断面図である。
【図３】 本発明に有用な加熱容器の第一の方法の概略
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図４】 図４Ａ４Ｂ本発明に有用な加熱容器の第二の
方法の概略を示した断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに
図示された加熱容器を線４Ｂ−４Ｂに沿って切断した断
面図である。
方法の概略を示した断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに
図示された加熱容器を線４Ｂ−４Ｂに沿って切断した断
面図である。
【図５】 本発明に有用な加熱容器の第三の方法の概略
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図６】 本発明に有用ならせん状部分の詳細な斜視図
である。
である。
１０ 化学兵器コンポーネント １２ 第一加熱容器 １６ 第一排出管 １８ 第二加熱容器 ２０ 第二気体排出管 ２２ 凝縮装置 ２４ 凝縮液処理容器 ２６ 架空管 ２８ 反応装置 ３０ 洗浄装置 ３２ 主洗浄容器 ３４ 補助洗浄容器 ３６ 処理装置 ３８ カルーセル ４０ 液体洗浄剤 ４２ 液面 ４４ 高圧噴霧器 ４７ 電気加熱コイル ４６ 開口部 ４８、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 化学兵器コンポーネン
トのセット ５０ 出口端 ５２ 入口端 ５４ ラック ５６ 入口 ５８ 出口 ５９ 第一加熱容器１２の縦方向の軸 ６０ らせん状部分 ６２ 中心部分 ６４ 支持部材 ６６ ブレード ６８ ブレードの横方向の部分 ７０ ブレードの縦方向の部分 ７２ ボルトおよびナット
トのセット ５０ 出口端 ５２ 入口端 ５４ ラック ５６ 入口 ５８ 出口 ５９ 第一加熱容器１２の縦方向の軸 ６０ らせん状部分 ６２ 中心部分 ６４ 支持部材 ６６ ブレード ６８ ブレードの横方向の部分 ７０ ブレードの縦方向の部分 ７２ ボルトおよびナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エイ． スコット アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91006 アルカディア， キャロルウッド ドライブ 2018 (72)発明者 ジェイムス ディー． オスターロー アメリカ合衆国 ワシントン州 99353 ウエスト リッチランド， ファーン ル ープ 5429 Ｆターム(参考） 4D004 AA50 AB03 AB05 CA35 CA36 CA39 CA40 CB32 CB33 CB45 CC01 DA03 DA06 DA09 DA10 4G075 AA03 AA37 BA05 BA06 CA02 CA62
Claims (29)
- 【請求項１】 有害物質を含む汚染物質の、低温で非焼
却による浄化方法であって、 （ａ）汚染物質と有害物質を、実質上乾燥している第一
加熱容器内で約１５分間以上、実質的に大気圧と等しい
圧力下において約５６０℃以上の蒸気と接触させ、それ
により汚染物質から本質的にすべての有害物質を取り除
く段階と（ｂ）凝縮可能部分と凝縮不可能部分から成
る、有害物質を含む第一排出気体流を、第一加熱容器か
ら除去する段階と（ｃ）実質上乾燥している第二容器内
で第一排出気体流を実質的に大気圧で約５００℃以上ま
で加熱し、第二容器内で、化学量論的に約１５０％以上
の濃度の蒸気を含む大気中で第一排出気体流を約５００
℃以上で約１秒以上維持し、それにより第一排出気体流
中の約９９重量％以上の有害物質を非有害物質へ転化さ
せる段階と（ｄ）凝縮可能部分と凝縮不可能部分から成
る、有害物質の濃度が減少した第二排出気体流を、第二
容器から除去する段階と（ｅ）有害物質の濃度を約１０
０ｍｇ／Ｌ未満にする段階と（ｆ）凝縮液内の有害物質
の濃度を約１．０ｍｇ／Ｌ未満に減らすために、凝縮液
の水素イオン濃度（ｐＨ）を約８．０以上に上げる段階
と（ｇ）第二排出気体流の凝縮不可能部分の有害物質の
濃度が標準の温度と圧力で約１．０ｍｇ／ｍ３未満に減
少するように、第二排出気体流の凝縮不可能部分を酸素
を用いて接触処理する段階を含む方法。 - 【請求項２】 汚染物質と有害物質を蒸気に接触させる
段階（ａ）は、約５６０℃から約７５０℃の温度の蒸気
を用いて行われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 汚染物質と有害物質を蒸気に接触させる
段階（ａ）は、約１５分から約４時間の間にわたって行
われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 汚染物質と有害物質を蒸気に接触させる
段階（ａ）は、約１５分から約１２０分の間にわたって
行われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 第一排出気体流を約５００℃以上に維持
する段階（ｃ）は、約５００℃から約７００℃の間の温
度で行われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 第一排出気体流を約５００℃以上に維持
する段階（ｃ）は、約１秒から約１０秒の間にわたって
行われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 第一排出気体流を約５００℃以上に維持
する段階（ｃ）は、約１秒から約５秒の間にわたって行
われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 第一排出気体流を約５００℃以上に加熱
し維持する段階（ｃ）で、第一排出気体流に含まれる有
害物質の約９９．９９重量％を非有害物質に転化させる
請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 化学兵器薬品を含む化学兵器コンポーネ
ントの、低温で非焼却による浄化方法であって、 （ａ）化学兵器コンポーネントと化学兵器薬品を、実質
上乾燥している第一加熱容器内で少なくとも約１５分
間、実質的に大気圧と等しい圧力下で約５６０℃以上の
蒸気を接触させ、化学兵器コンポーネントから本質的に
全化学兵器薬品を取り除く段階と（ｂ）凝縮可能部分と
凝縮不可能部分から成る、化学兵器薬品を含んでいる第
一排出気体流を、第一加熱容器から除去する段階と
（ｃ）実質上乾燥している第二容器内で第一排出気体流
を実質的に大気圧で約５００℃以上まで加熱し、第二容
器内で、化学量論で約２５０％以上の濃度の蒸気を含む
大気中で、第一排出気体流を約５００℃以上で約１秒以
上維持し、それにより第一排出気体流内の約９９重量％
以上の化学兵器薬品を非化学兵器薬品へ転化させる段階
と（ｄ）凝縮可能部分と凝縮不可能部分から成る、化学
兵器薬品の濃度が減少した第二排出気体流を、第二容器
から除去する段階と（ｅ）第二排出気体流を凝縮装置に
通過させ、第二排出気体流の凝縮可能部分を化学兵器薬
品濃度が約１００ｍｇ／Ｌ未満の凝縮液に凝縮する段階
と（ｆ）凝縮液の化学兵器薬品の濃度を約１．０ｍｇ／
Ｌ未満に減らすために、凝縮液の水素イオン濃度（ｐ
Ｈ）を約８．０以上に上げる段階と（ｇ）第二排出気体
流の凝縮不可能部分の化学兵器薬品の濃度が標準の温度
と圧力で約１．０ｍｇ／ｍ３未満に減るように、第二排
出気体流の凝縮不可能部分を酸素を用いて接触処理する
段階を含む方法。 - 【請求項１０】 化学兵器コンポーネントと化学兵器薬
品を蒸気に接触させる段階（ａ）は、約５６０℃から約
７５０℃の温度の蒸気を用いて行われる請求項９に記載
の方法。 - 【請求項１１】 化学兵器コンポーネントと化学兵器薬
品を蒸気に接触させる段階（ａ）は、約１５分から約４
時間の間にわたって行われる請求項９に記載の方法。 - 【請求項１２】 化学兵器コンポーネントと化学兵器薬
品を蒸気に接触させる段階（ａ）は、約１５分から約１
２０分の間にわたって行われる請求項９に記載の方法。 - 【請求項１３】 第一排出気体流を約５００℃以上に維
持する段階（ｃ）は、約５００℃から約７００℃の間に
わたって行われる請求項９に記載の方法。 - 【請求項１４】 第一排出気体流を約５００℃以上に維
持する段階（ｃ）は、約１秒から約１０秒の間にわたっ
て行われる請求項９に記載の方法。 - 【請求項１５】 第一排出気体流を約５００℃以上に維
持する段階（ｃ）は、約１秒から約５秒の間にわたって
行われる請求項９に記載の方法。 - 【請求項１６】 第一排出気体流を約５００℃以上に加
熱し維持する段階（ｃ）で第一排出気体流に含まれる化
学兵器薬品の約９９．９９重量％を非化学兵器薬品に転
化させる請求項９に記載の方法。 - 【請求項１７】 化学兵器薬品を含む化学兵器コンポー
ネントの、低温で非焼却による浄化方法であって、 （ａ）化学兵器コンポーネントと化学兵器薬品を、実質
上乾燥している第一加熱容器内で約１５分間から約１２
０分の間、約５６０℃から７５０℃の蒸気と実質的に大
気圧と等しい圧力下で接触させ、化学兵器コンポーネン
トから本質的に全化学兵器薬品を取り除く段階と（ｂ）
凝縮可能部分と凝縮不可能部分から成る、化学兵器薬品
を含む第一排出気体流を、第一加熱容器から除去する段
階と（ｃ）実質上乾燥している第二容器内で第一排出気
体流を実質的に大気圧で約５００℃以上まで加熱し、第
二容器内で、化学量論で約２５０％を超える濃度の蒸気
を含む大気中で第一排出気体流を約５００℃から約７０
０℃で約１秒から約５秒の間維持し、それにより第一排
出気体流内の約９９．９９重量％以上の化学兵器薬品を
非化学兵器薬品へ転化させる段階と（ｄ）凝縮可能部分
と凝縮不可能部分から成る、化学兵器薬品濃度の減少し
た第二排出気体流を、第二容器から除去する段階と
（ｅ）第二排出気体流を凝縮装置に通過させ、第二排出
気体流の凝縮可能部分を化学兵器薬品濃度が約１００ｍ
ｇ／Ｌ未満の凝縮液に凝縮する段階と（ｆ）凝縮液内の
化学兵器薬品の濃度を約１．０ｍｇ／Ｌ未満に減らすた
めに、凝縮液の水素イオン濃度（ｐＨ）を約８．０以上
に上げる段階と（ｇ）第二排出気体流の凝縮不可能部分
の化学兵器薬品の濃度が標準の温度と圧力で約１．０ｍ
ｇ／ｍ３未満に減るように、第二排出気体流の凝縮不可
能部分を酸素を用いて接触処理する段階を含む方法。 - 【請求項１８】 第一容器は電気的に加熱される容器で
ある請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 第一容器は電気誘導により加熱される
容器である請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 化学兵器コンポーネントと化学兵器薬
品を蒸気に接触させる段階（ａ）の前に、化学兵器薬品
を洗浄容器内の液体洗浄剤で洗い流す段階を有し、洗浄
容器は洗浄剤の液面と、複数の化学兵器コンポーネント
を回転させて洗浄剤に浸漬し、および、洗浄剤から出す
ためのカルーセルを内部に具備する請求項９に記載の方
法。 - 【請求項２１】 洗浄容器はさらに化学兵器コンポーネ
ント内に洗浄剤を吹き付けるための複数の噴霧ノズルを
備える請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 複数の噴霧ノズルのうち、少なくとも
一つの噴霧ノズルは洗浄容器内の洗浄剤の液面の上方に
配置されていて、少なくとも一つの噴霧ノズルは液面の
下方に配置されている請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 化学兵器コンポーネントと化学兵器薬
品を蒸気に接触させる段階（ａ）の間、第一容器は複数
の分離した化学兵器コンポーネントのセットを含み、そ
れぞれのセットは複数の化学兵器コンポーネントを含ん
でいる請求項９に記載の方法。 - 【請求項２４】 各化学兵器コンポーネントのセットが
蒸気に接触する段階（ａ）で、該セットが２回以上別々
に、各々が約１５分以上の間、温度が約５６０℃以上の
蒸気に接触する請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 第一容器は複数の延長ラックを含み、
各々の延長ラックは複数の化学兵器コンポーネントを保
持するように寸法を決められている請求項９に記載の方
法。 - 【請求項２６】 第一容器には縦方向の軸があり、その
縦方向の軸を中心として延長ラックが回転することがで
きる請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２７】 化学兵器コンポーネントと化学兵器薬
品が蒸気に接触する段階（ａ）では、化学兵器コンポー
ネントを第一容器の入口端から第一容器の出口端へ移動
させるために第一容器内に備えられたらせん状部分が使
用される請求項９に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記らせん状部分は複数の調整可能な
ブレードを備えている請求項２７に記載の方法。 - 【請求項２９】 化学兵器コンポーネントと化学兵器薬
品が蒸気に接触する段階（ａ）で、第一容器内で充填材
が化学兵器コンポーネントと混ぜ合わせられる請求項２
８に記載の方法。
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|---|---|---|---|
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