JP2002336651A

JP2002336651A - 有機ハロゲン化合物の分解装置

Info

Publication number: JP2002336651A
Application number: JP2001146775A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Bessho; 正博別所; Harunobu Mizukami; 春信水上; Soichiro Matsumoto; 創一郎松本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2002-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリ液を冷却する冷却器の長寿命化を実
現する有機ハロゲン化合物分解装置を提供すること。【解決手段】アルカリ液（中和処理液）が収容された
排ガス処理タンクと、該排ガス処理タンクから取り出さ
れたアルカリ液を冷却して前記排ガス処理タンクに再び
戻す冷却器１５３とを備えた有機ハロゲン化合物の分解
装置において、前記冷却器１５３は、内部にアルカリ液
が流動される冷却チューブ１５４を備え、該冷却チュー
ブ１５４は、曲率半径が１５０ｍｍ以上とされている。

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
ゲン化合物を分解する有機ハロゲン化合物の分解装置に
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】ここで、前記アルカリ液は、水と、水に不
溶性の水酸化カルシウムとによる懸濁液である。そし
て、このアルカリ液中では、以下のような中和反応が行
われる。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酸性ガスは式２に示す中和反応
により無害化される。

【０００７】（式１）ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂ （式２）２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ２ＨＦ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＦ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ

【０００８】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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】さて、上記中和反応は
発熱反応であるため、アルカリ液を冷却器（熱交換器）
に導入する事で過熱を防いでいる。従来用いられている
冷却器は、一般の空調装置の室外機ユニットを転用して
いる。図９において、符号１００で示したものは室外機
ユニットが備える熱交換器である。図１０は、該熱交換
器１００のチューブの曲がり部を拡大した断面図であ
る。この図に示すように、空調装置の室外機においては
冷媒が流動するチューブ９０の曲率半径Ｒが１３ｍｍ程
度と小さい。空調装置の室外機として用いる場合はチュ
ーブ９０内部に流動する流体は液体であるため問題は生
じないが、上記有機ハロゲン化合物分解装置では、チュ
ーブ９０内部にはスラリー状の流体、すなわち固液二相
流が流動する。このため、図のように遠心力が作用する
曲がり部で個体成分による著しい摩耗（エロージョン）
９１が発生してしまい、寿命が短いという問題があっ
た。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、アルカリ液を冷却する冷却器の長寿命化を実現す
る有機ハロゲン化合物分解装置を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、中和処理液が収容された排ガス処理タンクと、該排
ガス処理タンクから取り出された前記中和処理液を冷却
して前記排ガス処理タンクに再び戻す冷却器とを備えた
有機ハロゲン化合物の分解装置において、前記冷却器
は、内部に前記中和処理液が流動される冷却チューブを
備え、該冷却チューブは、曲率半径が１５０ｍｍ以上で
あることを特徴とする。

【００１２】この発明においては、冷却チューブの曲率
半径が十分に大きいため、曲がり部でのエロージョンが
軽減する。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の有機ハロゲン化合物の分解装置において、該冷却チュ
ーブの外周面との間に冷却流体が流動される外管が前記
冷却チューブを覆って設けられていることを特徴とす
る。

【００１４】この発明においては、冷却チューブ内の中
和処理液が、冷却流体によって冷却される。冷却流体と
しては水等を採用することができる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、前記冷却チュー
ブの外周壁には放熱板が設けられ、さらに、前記冷却器
は前記冷却チューブに送風する送風機を備えていること
を特徴とする。

【００１６】この発明においては、冷却チューブ内の中
和処理液が空冷式により冷却される。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
いずれかに記載の有機ハロゲン化合物の分解装置におい
て、前記冷却チューブは、接合部の無い管を曲げ加工し
て形成されていることを特徴とする。

【００１８】冷却チューブに接合部があると、中和処理
液の流が該接合部によって乱され、冷却チューブ内壁を
摩耗させる原因となる。本発明においては、接合部がな
く中和処理液の流れに乱れが生じないため、乱れに起因
する摩耗が防止される。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る有機ハロゲン
化合物の分解装置について、図１から図７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２．４５ＧＨz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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】さて、図２に示すように、放電管５は内管
１１と外管１２０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（図１参照）に接続された点火電
極１４が挿入されている。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。

【００２４】さて、図１に示したように、円筒導波管７
と反応管１５との間には、露出する外管１２０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。

【００２５】そして、図２に示すように、内側導体９と
外管１２０の基端側との隙間には、ガス供給管１６が、
外管１２０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、１９
ｂ、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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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
能に接続されている。

【００３４】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、中和処理液として、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
生成された酸性ガスは式２に示す中和反応により無害化
される。

【００３５】（式１）ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂ （式２）２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ２ＨＦ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＦ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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６１（図３の
全体構成図参照）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。

【００４０】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、アルカリ液を冷却
する冷却器１５３が設けられている。この冷却器１５３
は、排ガス処理タンク４１の底部からアルカリ液を取り
出すポンプ５３ａと、アルカリ液が通過する際に冷却さ
れる冷却チューブ１５４を備えている。冷却チューブ１
５４を通過して冷却されたアルカリ液は、再び排ガス処
理タンク４１に戻されるようになっている。ちなみに、
タンク内温度は熱電対５４により検出される。

【００４１】次に冷却器１５３の構成について説明す
る。図４は冷却器１５３の全体構成を示す概略図、図５
は冷却器が備える冷却チューブ１５４の縦断面図、図６
は同冷却チューブ１５４の外観を示した斜視図である。
図５に示すように、冷却チューブ１５４を覆って外管１
５６が設けられている二重構造となっている。外管１５
６と冷却チューブ１５４との間の空間には、冷却流体と
しての水が流動されるようになっている。冷却チューブ
１５４は溶接・ロウ付け等の接合部の無い直管を曲げ加
工により形成された銅管であり、その曲率半径はＲ＝１
５０ｍｍを下限として設定されている。また、外管１５
６は塩化ビニルホースにより構成されている。外管１５
６の両端には冷却流体の供給口１５６ａと吐出口１５６
ｂとが設けられており、冷却流体は、冷却チューブ１５
４内を流動するアルカリ液と対向流となるように、ポン
プ１５７によって流動されるようになっている。外管１
５６の吐出口１５６ｂから吐出された冷却流体は、クー
リングタワー１５９によって冷却されるようになってい
る。

【００４２】さらに、図１に示すように冷却器１５３の
下流側には三方弁５６が設けられており、この三方弁５
６を切り換えることによって処理液としてスラリーを含
むアルカリ液を沈降槽６２に送ることができるようにな
っている。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。

【００４３】以上の構成からなる有機ハロゲン化合物の
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７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。

【００４４】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。

【００４５】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、アルカリ液が撹拌されて中和が促進される。その
後、パージを停止して分解装置の操業を終了する。同時
にモータ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。

【００４６】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。

【００４７】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。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。

【００４８】次に、図７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。

【００４９】そして、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１２０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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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
合物の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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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１５３によって６０℃程度以下に
保持される。すなわち、排ガス処理タンク４１内のアル
カリ液は、ポンプ５３ａによってタンク外に吸い出さ
れ、冷却チューブ１５４の内部を流動される。一方、外
管１５６にはポンプ１５７によって冷却水が流動されて
おり、アルカリ液は冷却水によって冷却される。そし
て、その後アルカリ液は再び排ガス処理タンク４１に戻
される。一方、アルカリ液を冷却することによって温度
が上昇した冷却水は、クーリングタワー１５９によって
冷却され、再びアルカリ液の冷却に供せられる。

【００６２】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。

【００６３】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を停止させたのちポンプ５３ａで処理液
を汲み上げ、三方弁５６を切り換えてこれを沈降槽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６２ａ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ように
しているため、安全性も高められる。

【００６４】以上のように、本例の有機ハロゲン化合物
分解装置においては、排ガス処理タンク４１内のアルカ
リ液は、冷却器１５３によって冷却される。その際、ア
ルカリ液が流動する冷却チューブ１５４の曲率半径が十
分に大きく設定されているため、スラリーであるアルカ
リ液が冷却チューブ１５４の曲がり部を流動する際に内
壁を摩耗させることなく、スムーズに流動する。これに
より、長寿命化を実現することができる。また、冷却チ
ューブ１５４は溶接、ロー付け箇所が設けられていない
ため、管内の流の乱れが抑えられ、これによっても摩耗
を抑えることができる。すなわち、図１０に示すように
配管内に突出する溶接部９２があると、流れが乱されて
溶接部９２下流に符号９３に示すような摩耗が発生して
しまう。本例においては、冷却チューブ１５４に溶接部
が設けられていないため、このような摩耗を防止するこ
とができる。また、アルカリ液を冷却した外管１５６内
の水は、クーリングタワー１５９によって冷却されるた
め、水をクーリングタワー１５９と外管１５６との間で
循環させることにより、常にアルカリ液を冷却させるこ
とができる。また、外管１５６には溶接部などが設けら
れているが、外管１５６内に流動する流体はスラリーで
はなく水であるため、摩耗等の問題は発生しない。外管
１５６は塩化ビニル製であるため、断熱性を有し、ま
た、曲げ加工が容易である。さらに、冷却チューブ１５
４と外管１５６との温度差による膨張の差が生じても、
応力発生による破損等を生じない。

【００６５】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。

【００６６】上記実施形態では、冷却流体としての水を
クーリングタワー１５９によって冷却したが、冷却流体
を冷却させる構成であればこれに限定されるものではな
い。。また、図８に示すように空冷式としてもよい。す
なわち、冷却チューブ１５４に放熱板１６０を設け、さ
らに冷却チューブ１５４に放熱する送風機１６１を設け
る。これによっても冷却チューブ１５４内を流動するア
ルカリ液を冷却することができる。冷却チューブ１５４
においては上記実施形態と同様に長寿命化を実現するこ
とができる。なお、上記クーリングタワー１５９にかえ
てこのような空冷式の冷却装置を設けることとしてもよ
い。

【００６７】なお、冷却チューブ１５４内のアルカリ液
を冷却する手段としては、上記実施形態で示した例に限
定されるものでないことは言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
以下の効果を得ることができる。請求項１に記載の発明
によれば、冷却チューブの曲率半径が十分に大きいた
め、曲がり部でのエロージョンが軽減する。したがっ
て、冷却器の長寿命化を実現することができる。請求項
２に記載の発明によれば、冷却チューブ内の中和処理液
を外管内の冷却流体によって冷却することができる。請
求項３に記載の発明によれば、冷却チューブ内の中和処
理液を空冷式によって冷却することができる。請求項４
に記載の発明によれば、冷却チューブに接合部がなく、
中和処理液の流れに乱れが生じないため、乱れに起因す
る摩耗が防止される。これによっても冷却器の長寿命化
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る有機ハロゲン化合物の分解装置
の一実施形態を示すシステム系統図である。

【図２】同分解装置の放電管及び反応管の部分を示す
断面図である。

【図３】同分解装置の全体構成を示す斜視図である。

【図４】同分解装置に設けられた冷却器の構成を示し
た概略図である。

【図５】同分解装置の冷却チューブを示した断面図で
ある。

【図６】同冷却チューブの斜視図である。

【図７】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８】同分解装置の冷却器の他の例を示す図であ
る。

【図９】従来の冷却器の概略構成を示した斜視図であ
る。

【図１０】同冷却器の冷却チューブの断面図である。

【符号の説明】

４１排ガス処理タンク１５３冷却器１５４冷却チューブ１５６外管１６０放熱板１６１送風機

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）Ｃ０７Ｃ 19/10 Ｆ２８Ｆ 1/00 ＣＦ２８Ｄ 7/10 1/24 Ｆ２８Ｆ 1/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４Ｆ 1/24 (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Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BA15 BD18 3L103 AA12 BB25 CC02 CC20 CC22 DD04 DD05 DD06 DD33 DD38 4D002 AA19 AA23 AC10 BA02 BA13 CA06 DA05 DA12 EA01 4G075 AA03 AA37 BA05 BA06 CA03 CA15 CA26 CA47 DA01 EB21 EB25 4H006 AA05 AC26 BD81

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中和処理液が収容された排ガス処理タン
クと、該排ガス処理タンクから取り出された前記中和処
理液を冷却して前記排ガス処理タンクに再び戻す冷却器
とを備えた有機ハロゲン化合物の分解装置において、前記冷却器は、内部に前記中和処理液が流動される冷却
チューブを備え、該冷却チューブは、曲率半径が１５０ｍｍ以上であるこ
とを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項２】請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の
分解装置において、該冷却チューブの外周面との間に冷却流体が流動される
外管が前記冷却チューブを覆って設けられていることを
特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項３】請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の
分解装置において、前記冷却チューブの外周壁には放熱板が設けられ、さら
に、前記冷却器は前記冷却チューブに送風する送風機を
備えていることを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解
装置。
【請求項４】請求項１から３いずれかに記載の有機ハ
ロゲン化合物の分解装置において、前記冷却チューブは、接合部の無い管を曲げ加工して形
成されていることを特徴とする有機ハロゲン化合物の分
解装置。