JP2002338505A - 有機ハロゲン化合物の分解装置及び液体有機ハロゲン化合物の気化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体有機ハロゲン化合物等を気化させて効率
的かつ安定的に供給することにより、安定した分解条件
を確保する。 【解決手段】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイク
ロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、該熱
プラズマ中で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であって、液体有機ハロゲン化合物
を所定温度で気化させてプラズマ生成部へ供給する気化
手段７０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを利用し
た有機ハロゲン化合物の分解装置に係り、特に、液体の
有機ハロゲン化合物を分解することができるようにした
有機ハロゲン化合物の分解装置及び液体有機ハロゲン化
合物の気化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】分子内にフッ素，塩素，臭素等を含んだ
フロン，トリクロロメタン，ハロ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、主として高温での分解反応
を利用したものがあり、この処理方法はさらに燃焼法と
プラズマ法とに大別される。燃焼法は、セメントキルン
や触媒などを利用した有機ハロゲン化合物の分解方法で
あり、一方、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】プラズマ法としては、特許第２１３４６７
５号に記載されているような高周波電源を用いて高周波
誘導プラズマを生成させ有機ハロゲン化合物を分解する
方法がある。また、特願平７−３０８９５２号や特願平
７−３３２５８０号に記載されているような直流電源に
より生成したアークプラズマを利用した分解方法も提案
されている。

【０００５】さらに、有機ハロゲン化合物の分解装置に
ついては、マイクロ波を利用して発生させたプラズマを
利用するものがある。このマイクロ波プラズマを利用し
た分解方法を採用する装置は、プラズマ発生部（分解
部）上部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
なり、たとえば特開２０００−２８８３８２号公報に開
示されたものがある

【０００６】この従来装置では、分解対象となる有機ハ
ロゲン化合物がボンベ内に収納されたガス状のものとな
り、同ガスの圧力制御を行うことでプラズマ生成部への
供給量が安定するように制御している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、有機ハロゲ
ン化合物には、たとえばＲ−１１，Ｒ−１２３，Ｒ−１
４１ｂ、Ｒ−２２５などと一般的に呼ばれている冷媒の
ように、常温・常圧（大気圧）で液体のものがある。従
って、これらについても効率よく安定して分解を行うこ
とのできる装置が求められるが、従来提案されているよ
うな分解装置においては、液体の有機ハロゲン化合物を
そのままプラズマ生成部へ供給して分解することはでき
ず、このため、いったん気化させてガス状にしてから安
定供給する必要がある。さらに、液体の有機ハロゲン化
合物は、圧力や温度の条件によっては液送される配管の
途中などで急激な気化、すなわち突沸（フラッシュ）す
ることがある。このため、突沸を防止してプラズマ生成
部への供給量を一定に保つことは、安定した分解処理を
安全に行う上で重要な解決課題となる。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、液状の有機ハロゲン化合
物等を効率的かつ安定的に供給することで、安定した分
解処理を実施可能とする、有機ハロゲン化合物の分解装
置及び液体有機ハロゲン化合物の気化方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、以下の手段を採用した。請求項１に記載
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を照射することによって熱プ
ラズマを生成し、該熱プラズマ中で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であって、液
体有機ハロゲン化合物を所定温度で気化させてプラズマ
生成部へ供給する気化手段を設けたことを特徴とするも
のである。

【００１０】このような有機ハロゲン化合物の分解装置
によれば、液体有機ハロゲン化合物を所定温度で気化さ
せてプラズマ生成部へ供給する気化手段を設けたので、
液体有機ハロゲン化合物を所定温度で気化させ、有機ハ
ロゲン化合物のガスを圧力一定としてプラズマ生成部へ
安定供給することができる。

【００１１】請求項２に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
を照射することによって熱プラズマを生成し、該熱プラ
ズマ中で有機ハロゲン化合物を分解する有機ハロゲン化
合物の分解装置であって、常温で気体の有機ハロゲン化
合物をプラズマ生成部へ供給する系統と、常温で液体の
有機ハロゲン化合物を所定温度で気化させてからプラズ
マ生成部へ供給する気化手段を備えた系統とを選択可能
に設けたことを特徴とするものである。

【００１２】このような有機ハロゲン化合物の分解装置
によれば、常温で気体の有機ハロゲン化合物をプラズマ
生成部へ供給する系統と、常温で液体の有機ハロゲン化
合物を所定温度で気化させてからプラズマ生成部へ供給
する気化手段を備えた系統とを選択可能に設けたので、
常温で気体の有機ハロゲン化合物または常温で液体の液
体有機ハロゲン化合物のいずれであっても分解処理する
ことが可能になる。

【００１３】上述した請求項１または２記載の有機ハロ
ゲン化合物の分解装置において、前記気化手段は、液体
有機ハロゲン化合物を液面加圧状態で収納する容器本体
と、該容器内の液面を所定圧力に加圧する加圧手段と、
前記容器本体の液中より液体有機ハロゲン化合物を吸引
して所定の流量を液送するポンプ手段と、液体有機ハロ
ゲン化合物を所定温度で気化させる気化器と、を具備し
て構成したものが好ましい。

【００１４】このような有機ハロゲン化合物の分解装置
とすれば、容器本体内の液体有機ハロゲン化合物を加圧
手段によって所定の圧力に液面加圧した状態とし、ポン
プ手段によって容器本体の液中から所定流量の液体有機
ハロゲン化合物を気化器に液送し、同気化器において液
体有機ハロゲン化合物を所定温度で気化させるように気
化手段を構成したので、加圧を受けた液体有機ハロゲン
化合物の沸点を上昇させて液送中における突沸を抑制す
ることが可能となる。また、突沸の抑制により気化器に
供給される液体有機ハロゲン化合物の流量制御が容易に
なり、これを所定温度で気化させることから、気化した
ガス状有機ハロゲン化合物の圧力が一定となるので、プ
ラズマ生成部へ供給する有機ハロゲン化合物のガス量を
安定化することができる。

【００１５】上述した請求項３記載の有機ハロゲン化合
物の分解装置においては、前記気化器が、上下方向に設
置した筒状本体部と、該筒状本体部内に上部から液体有
機ハロゲン化合物を供給する入口管と、前記筒状本体部
内に液送された液体有機ハロゲン化合物を所定温度に加
熱して気化させる加熱手段と、前記筒状本体部内に充填
された突沸防止充填材と、前記筒状本体部内で気化した
有機ハロゲン化合物のガスを上部から流出させる出口管
と、前記筒状本体部の底部に設けられたドレン管と、を
具備して構成したものが好ましい。

【００１６】このような有機ハロゲン化合物の分解装置
によれば、気化器において、入口管から導入され所定の
温度に加熱された液体有機ハロゲン化合物を気化させ、
一定圧力に維持された有機ハロゲン化合物のガスとして
出口管から流出させることができる。

【００１７】上述した請求項４記載の有機ハロゲン化合
物の分解装置においては、前記ドレン管に可視部を設け
ることが好ましく、これにより、気化しないで残った液
体有機ハロゲン化合物や不純物の量を容易に確認でき
る。この場合、ドレン管の少なくとも一部に透明チュー
ブを採用するとよい。

【００１８】上述した請求項４または５記載の有機ハロ
ゲン化合物の分解装置においては、前記ドレン管に再加
熱手段を設けることが好ましく、これにより、気化しな
いでドレン管に残った液体有機ハロゲン化合物を再加熱
して気化させることが可能になる。

【００１９】上述した請求項４から６のいずれかに記載
の有機ハロゲン化合物の分解装置においては、前記筒状
本体部の底部に、前記ドレン管へ向けて下がる傾斜面を
形成するのが好ましく、これにより、気化しないで残っ
た液体有機ハロゲン化合物や不純物の液体を容易にドレ
ン管へ導くことができる。

【００２０】上述した請求項３から７のいずれかに記載
の有機ハロゲン化合物の分解装置においては、前記ポン
プ手段が定量ポンプであることが好ましく、これによ
り、一定流量の液体有機ハロゲン化合物を気化器へ容易
に供給することができる。

【００２１】請求項９に記載の液体有機ハロゲン化合物
の気化方法は、有機ハロゲン化合物を含むガスにマイク
ロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、該熱
プラズマ中で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で分解する液体有機ハロゲン化合物
の気化方法であって、所定圧力に液面加圧した状態で収
容された液体有機ハロゲン化合物を一定流量で気化器に
供給し、該気化器で所定温度に加熱して気化させること
を特徴とするものである。

【００２２】このような液体有機ハロゲン化合物の気化
方法によれば、所定圧力に液面加圧した状態で収容され
た液体有機ハロゲン化合物を一定流量で気化器に供給
し、該気化器で所定温度に加熱して気化させるようにし
たので、沸点の上昇により液送配管中などで突沸するこ
とが抑制され、所定温度に加熱される気化器からは一定
圧力に維持された有機ハロゲン化合物の気体が供給され
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による有機ハロゲン
化合物の分解装置及び液体有機ハロゲン化合物の気化方
法の一実施形態について、図面を参照しながら説明す
る。図４において、水平方向に延びる方形導波管１は、
その始端部（左端部）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（右端）側に向けてマイクロ波を伝送する。
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ー６が設けられている。

【００２４】この動作を以下に少し詳しく説明する。マ
イクロ波発信機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エルの波
動方程式を解くことによって特性が把握される訳である
が、結果的には伝播方向に電界成分を持たない電磁波Ｔ
Ｅ波として伝播する。これの１次成分ＴＥ₁₀の例を方向
が交番する矢印で図５の矩形導波管の伝播方向に示す。
また、矩形導波管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Ｔ
Ｍ波が生じる。

【００２５】この１次成分であるＴＭ₀₁ 波を同じく図
５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４
で調整される。アイソレータ３は発信機２に根本的なダ
メージを及ぼすのを防止している。このようにして、円
筒導波管７内に安定したモードＴＭ₀₁の電界が形成され
る。当然のことながら磁界は電界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該部に投入された
物質はプラズマ状態に加熱されるため、点火装置１３に
連結された電極１３に高電圧を印加すれば、内側導体９
との間に火花放電が発生し、着火することとなる。

【００２６】円筒導波管７は、図５に示すように、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８
Ａに向けて延在し、この延在部分をプローブアンテナ９
ａとしている。

【００２７】放電管５はプラズマ生成部の主要機器であ
り、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。ま
た、放電管５の内管１１には、着火装置１３に連結する
導線１４が挿入されている。着火装置１３は高電圧を発
生し、これを連結する導線１４の先端に印加することに
より、内側導体９との間に火花放電を発生させプラズマ
を点火させるものである。

【００２８】他方、外管１２の先端部は、外側導体８の
端板８Ａを貫通して金属製の反応管１５に連通した状態
で取り付けられている。符号１７は光センサであり、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。そして、前記隙間には、ガス供給管１６が
外管１２の接線方向に沿って挿入され、アルゴンガス，
フロンガス（有機ハロゲン化合物），エアー，および水
蒸気は、ガス供給管１６を介して放電管５に供給され
る。

【００２９】これらアルゴンガス，フロンガス，および
エアーは、それぞれの供給源から後述する気化手段７０
を介して選択的にヒータ１８へと送られる。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。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。

【００３０】エアーは、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、エアーコンプレッサ２４から供給
される。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２６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。

【００３１】常温及び大気圧で気体のフロンガス（以
下、常温気体フロンガス）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
１９ｂ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。ミストセパレータ３２は、常温気
体フロンガス中に含まれる油分（潤滑油）や水分または
スラッジ等の固形物を除去するためのもので、衝突式，
ろ過式または遠心分離式のものが採用される。

【００３２】一方、常温・大気圧で液体のフロンガス
（以下、常温液体フロンガス）は、気化手段７０で所定
温度に加熱されて気化したものが、上述した常温気体フ
ロンガス，アルゴンガスおよびエアーと同様に、選択的
にヒータ１８へと送られる。気化手段７０は、たとえば
Ｒ１１冷媒のように常温・大気圧で液体の有機ハロゲン
化合物（以下、常温液体フロン）を所定温度で気化さ
せ、放電管５中心としたプラズマ生成部へ供給する機能
を有するものである。

【００３３】ここで、気化手段７０の構成例を図２に基
づいて説明する。この気化手段７０は、常温液体フロン
７１を液面加圧状態で収納する容器本体７２を有してい
る。容器本体７２内に収納された常温液体フロン７１の
液面７１ａは、加圧手段として設けた加圧ボンベ７３内
のガス圧力で所定圧力に加圧されている。ここで使用可
能な加圧ガス７４としては、エアー，窒素ガス，アルゴ
ンガスなどがある。加圧ボンベ７３内に貯蔵されている
ガス圧力は、圧力調整器７５で所定圧力に調整されたも
のが加圧ガス７４として容器本体７２に供給され、容器
本体７２内の気相部が常に一定の圧力となるよう維持し
ている。なお、圧力調整器７５の後流側には、容器本体
７２の保護手段としてリリーフ弁７６が設けられてい
る。

【００３４】容器本体７２の常温液体フロン７１を液送
するポンプ手段として、定量ポンプ７７が設けられてい
る。この定量ポンプ７７は、液中または容器本体７０の
底部に吸入口７８を配置した吸入管７９に接続されてい
る。定量ポンプ７７の吐出管８０側には、圧力スイッチ
８１、流量計８２及び電磁弁８３が設けられている。こ
の吐出管８０は、上述した常温気体フロン，窒素ガス，
アルゴンガスを選択的に供給する管路８４と合流した
後、気化器９０に接続されている。なお、管路８４に
は、吐出管８０の合流地点より上流側に逆止弁８５を設
けてある。

【００３５】気化器９０は、図２及び図３に示すよう
に、上下方向に設置した筒状本体部９１に入口管９２、
出口管９３及びドレン管９４が設けられている。筒状本
体部９１の内部には空間部９５が設けられ、同空間部９
５には常温液体フロン７１を所定温度で気化させるため
の加熱手段として、たとえば電気ヒータ９６が設置され
ている。電気ヒータ９６は、加熱温度を一定に制御する
のが容易である。

【００３６】入口管９２及び出口管９３は筒状本体部９
１の上部に設けられ、ドレン管９４は底部に設けられて
いる。常温液体フロン７１は入口管９２から導入され、
入口管９２側に充填された突沸防止充填材９７を通過し
て電気ヒータ９６により加熱される。電気ヒータ９６は
筒状本体部９１内を所定温度に制御するため、入口部９
２から供給された常温液体フロン７１は所定温度で気化
し、一定の圧力のフロンガスとして出口管９３から流出
する。出口管９３から流出したフロンガスは、管路８６
を通ってヒータ１８へ導かれる。このとき、気化したフ
ロンガスがこの先凝縮しないようにするため、過熱を与
えた状態にして出口管９３からヒータ１８へ供給するの
が好ましい。

【００３７】ドレン管９４は、気化器９０へ送られてき
た常温液体フロン７１に含まれている不純物（潤滑油や
水分など）や気化しなかった常温液体フロン７１が流出
する管路であり、筒状本体７１の底部に形成された傾斜
面９８の最下部に開口するよう設けられている。ドレン
管９４は、適所に開閉弁９９を備え、さらに、開閉弁９
９より上部にドレン管９４内の液面Ｌ（図３参照）を視
認できるよう図示省略の可視部を設けておく。可視部と
しては、一般的なサイトグラスでもよいが、低コストな
透明ビニールチューブを採用してもよい。

【００３８】また、ドレン管９４の適所には、電気ヒー
タ１００のような再加熱手段を設けてもよい。この電気
ヒータ１００は、気化することなくドレン管９４内に溜
まっている常温液体フロン７１を再加熱して気化させる
ことが目的である。電気ヒータ１００の加熱を受けて気
化したフロンガスは、不純物の液層を通り抜けて筒状本
体部９１の空間部９５へ流入し、同空間部９５で気化し
たものと合流して出口管９３より一定圧力で流出する。
従って、気化器９０に導入された常温液体フロンの全量
を確実に気化させることができる。

【００３９】ヒータ１８は、供給されたフロンガスに反
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。しかるに、ヒータ１
８を通過したフロンガス等と水蒸気は、ミキサー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。

【００４０】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、水に水酸化カルシウムを加えたアルカリ性懸濁液が
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生成ガスは式２に示す
中和反応により無害化される。

【００４１】

【化１】

【化２】

【００４２】排ガス処理タンク４１の内部には、交換継
手４４を介して反応管１５に接続される吹込管４５が、
その下端部をアルカリ液に浸漬した状態で垂直方向に延
びるように配置されている。

【００４３】反応管１５の周囲には、冷水配管を（図示
略）備えた冷却器４６が付設されている。冷却器４６
は、式１の分解反応による生成ガスを冷却するものであ
るが、反応管１５内の残留水蒸気の再凝縮を防止すべ
く、その露点以下には冷却しないように制御される。本
実施形態においては、４００℃程度に冷却する。

【００４４】反応管１５を冷却することで温められた冷
却器４６の冷却水（温水）は、回収フロンボンベ２８の
加熱源として有効利用される。すなわち、回収フロンボ
ンベ２８の周りには、温水配管（図示略）を備えた加熱
器４７が付設されていて、この温水配管に反応管１５の
冷却に使用された冷却水が流通することにより、回収フ
ロンボンベ２８は加熱される。

【００４５】交換継手４４は、図５に示すように、反応
管１５と吹込管４５との間に着脱可能に接続されてい
て、その内部に向けて水噴射ノズル５１が連通してい
る。この水噴射ノズル５１からは冷却水が吐出され、樹
脂製、例えばテフロン（登録商標）製の吹込管４５はそ
の耐熱温度範囲にまで急冷される。

【００４６】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。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。

【００４７】気泡分断手段５２は、モータ５２ａにより
回転駆動される軸部５２ｂと、この軸部５２ｂの先端に
固定される円盤状のブレード保持部５２ｃと、このブレ
ード保持部５２ｃの外縁部に固定される６つのブレード
５２ｄとを具備して構成される。

【００４８】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攪拌
することにより、水に難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。

【００４９】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、タンク内温度を排
ガス処理タンク４１または吹込管４５の耐熱温度以下に
冷却する冷却機５３が設けられている。この冷却機５３
は、ファン５３ａにより冷却される放熱部５３ｂを備え
て構成されている。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。

【００５０】排ガス処理タンク４１内の固形物は、運転
停止後にアルカリ液とともに固液分離器６２に受け入れ
られ、固液分離された後、廃棄物として処分されるか、
他の用途に利用される。他方、分離されたアルカリ液
は、再び排ガス処理タンク４１内に戻され、再利用する
かまたは廃棄される。

【００５１】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２７，５
６、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内の温度および液位を常に
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ーを供給し、装置内の残留ガ
スを掃気する。

【００５２】本実施形態に係る分解装置の作用につい
て、図７をも参照しつつ説明する。この分解装置では、
常温気体フロンガスおよび常温液体フロンガスの両方か
らいずれか一方を選択して分解することができる。最初
に、常温気体フロンの分解について説明する。この場
合、最初の作業としては、図１に示す電磁弁１９ａ，１
９ｂを閉にするとともに電磁弁１９ｃを開にし、さら
に、図２に示す電磁弁８３を閉にしてから、エアコンプ
レッサー２４からのエアーをガス供給管１６を介して放
電管５に供給する。このとき、気化手段７０内に設置さ
れている気化器９０の電気ヒータ９６（図２参照）はＯ
ＦＦの状態とし、エアーは単に気化器９０を通過するだ
けとなる。このエアーは、ヒータ１８を通過することに
より、１００〜１８０℃に加熱されているため、装置内
の残留水分は確実に除去されることになる。

【００５３】次に、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。この場合も、気化器９０の電気ヒータ９６はＯＦ
Ｆの状態となり、アルゴンガスは単に気化器９０を通過
するだけとなる。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。

【００５４】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、前記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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】次に、点火装置１３により、連結された導
線１４先端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、エアー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
２６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。

【００５８】次いで、電磁弁１９ｂを開にして、電気ヒ
ータ９６がＯＦＦ状態の気化器９０を通過させてフロン
ガスを放電管５へ供給する。このとき、回収フロンボン
ベ２８から流出した常温気体フロンガスは、ミストセパ
レータ３２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。

【００５９】また、ヒータ１８を通過してミキサー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、オリフィス３８の開口３８ａを通過する際の圧力損
失によって混合が促進されるだけでなく、出口側端面３
７Ａに衝突することによっても混合が促進されるため、
より均一に混合された状態でミキサー３７から流出し
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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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４１内のア
ルカリ液中に放出される。ただし、これらの生成ガスは
極めて高温であるため、吹込管４５に流入するまでの間
に、まず、反応管１５に付設された冷却器４６によって
約４００℃に冷却される。

【００６３】この温度では、反応管１５の内部で残留水
蒸気が再凝縮することはないため、反応管１５は乾燥状
態に保持され、プラズマの消失を招くことはない。他
方、反応管１５を冷却することで約５０℃に温められた
冷却器４６の冷却水は、回収フロンボンベ２８に付設さ
れた加熱器４７に導かれ、回収フロンボンベ２８内の液
体フロンが気化する際に生じる該ボンベ２８およびその
下流側配管での霜の生成を防止するとともに、温度低下
による圧力変動も抑制する。また、これにより熱を奪わ
れた冷却水は、冷却器４６の冷却水に再度用いることが
でき、水の消費量を低く抑えることができる。

【００６４】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。

【００６５】中和反応により生成された中和生成物の一
部は、アルカリ液中に固形物として存在しているが、こ
の固形物は分解運転停止後にアルカリ液とともに固液分
離器６２に受け入れられ、固液分離される。

【００６６】続いて、常温液体フロンの分解について説
明する。この場合、最初の作業としては、図１に示す電
磁弁１９ａ，１９ｂを閉にするとともに電磁弁１９ｃを
開とし、さらに、図２に示す電磁弁８３を閉にしてか
ら、エアコンプレッサー２４からのエアーをガス供給管
１６を介して放電管５に供給する。このとき、気化手段
７０内に設置されている気化器９０の電気ヒータ９６
（図２参照）はＯＦＦの状態とし、エアーは単に気化器
９０を通過するだけとなる。このエアーは、ヒータ１８
を通過することにより、１００〜１８０℃に加熱されて
いるため、装置内の残留水分は確実に除去されることに
なる。

【００６７】次に、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。この場合も、気化器９０の電気ヒータ９６はＯＦ
Ｆの状態となり、アルゴンガスは単に気化器９０を通過
するだけとなる。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。

【００６８】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、前記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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】次に、点火装置１３により、連結された導
線１４先端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、エアー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
２６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。

【００７２】次いで、定量ポンプ７７の運転を開始する
とともに電磁弁８３を開にして、容器本体７２内の常温
液体フロン７１を液送する。このとき、容器本体７２内
に貯蔵されている常温液体フロン７１の液面７１ａは、
加圧ボンベ７３から気相部へ供給される加圧ガス７４に
よって所定の圧力に液面加圧されている。加圧ガス７４
の圧力は、圧力調整器７５によって所定値となるよう調
整されている。また、リリーフ弁７６の設定圧力を圧力
調整器７５よりやや高く設定することで、まんがいちの
異常高圧から容器本体７２を保護するようになってい
る。

【００７３】こうして定量ポンプ７７が運転されると、
常温液体フロン７１の液中に位置している吸入口７８か
ら常温液体フロン７１が吸引され、定量液体フロンポン
プ７７の機能により一定流量が気化器９０へ液送され
る。なお、吐出管８０に設けられている圧力スイッチ８
１および流量計８２は、定量ポンプ７７の定流量運転制
御に用いられる。このようにして液面加圧した状態で常
温液体フロン７１を液送するので、常温液体フロン７１
の沸点が上昇して高くなり、吸入途中の吸入管７９内等
の流路内で突沸して気化するという現象を抑制すること
ができ、従って、定量ポンプ７７における定量液送運転
は安定化する。

【００７４】定量ポンプ７７から一定流量で液送された
常温液体フロン７１は、開状態の電磁弁８３を通過して
管路８４に入り、気化器９０の入口管９２に導かれる。
このとき、逆止弁８５の作用によって、常温液体フロン
７１がアルゴンボンベ２１や回収フロンボンベ２８の方
向へ逆流するようなことはない。こうして電気ヒータ９
６がＯＮ状態の気化器９０へ導かれた常温液体フロン７
１は、電気ヒータ９６に加熱されて所定の温度に保たれ
た空間部９５内で、加熱温度に対応する一定圧力を維持
するように気化する。なお、入口管９２側の空間部９５
に突沸防止充填材９７を配設してあるので、気化器９０
内に導入された常温液体フロン７１が突沸して内部の圧
力変動を引き起こすことは抑制される。

【００７５】この結果、一定圧力に保たれる気化器９０
から、液体フロンガスが安定した流量でヒータ１８へ供
給される。ところで、容器本体７２内に収納され分解処
理される常温液体フロン７１は、潤滑油等の不純物を含
んでいる。このため、これらの不純物は気化器９０内で
加熱されても気化せず、気化した液体フロンガスから分
離して底部の傾斜面９８に沿ってドレン管９４に集めら
れる。同様に、気化しなかった常温液体フロン７１もド
レン管９４に集められる。そこで、電気ヒータ１００に
通電して再加熱すると、常温液体フロン７１のみが気化
してドレン管９４内を上昇し、空間部９５に流入するの
で、空間部９５内の液体フロンガスとともに、ヒータ１
８へ供給することができる。

【００７６】さらに、ドレン管９４内に溜まった不純物
については、可視部により液面Ｌを確認できるので、定
量ポンプ７７を停止する運転切換時など、必要に応じて
適宜開閉弁９９を開いて容易に排除することができる。

【００７７】こうしてヒータ１８へ安定供給されたフロ
ンガスは、以下上述した常温気体フロンと同様の過程を
経て分解されるので、その詳細な説明は省略する。すな
わち、上述した本発明の有機ハロゲン化合物の分解装置
によれば、従来より分解可能であった常温で気体の有機
ハロゲン化合物に加えて、電磁弁１９ｂまたは８３の開
閉切換、定量ポンプ７７や加熱ヒータ９６のＯＮ／ＯＦ
Ｆ操作などにより、常温で液体の有機ハロゲン化合物の
分解処理も選択的に可能となる。なお、上述した構成の
気化手段７０を備えた有機ハロゲン化合物の分解装置に
おいては、図１の構成から回収フロンボンベ２８の系統
を除去することで、液体有機ハロゲン化合物専用の分解
装置とすることも可能である。

【００７８】このように、上述した液体有機ハロゲン化
合物の分解処理は、所定圧力に液面加圧した状態で容器
本体７２に収容された液体有機ハロゲン化合物を一定流
量で気化器９０に供給し、気化器９０内で所定温度に加
熱して気化させるという気化方法を採用したことによ
り、供給圧力を一定に保つことができ、常温気体フロン
と同様に常温液体フロンについても、ヒータ１８への安
定した供給により、安定したプラズマが得られるように
なる。従って、安全で安定した分解処理が可能になる。

【００７９】なお、本発明の構成は上述した実施形態に
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において適宜変更することができる。

【００８０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を奏する。請求項１に記載の
有機ハロゲン化合物の分解装置によれば、液体有機ハロ
ゲン化合物を所定の温度で気化させ、安定した流量でプ
ラズマ生成部へ供給することができる気化手段を設けた
ので、常温・大気圧で液体の有機ハロゲン化合物を気化
させて、気体の有機ハロゲン化合物と同様に安定した分
解処理を行うことが可能になる。特に、所定の温度で気
化させるようにしたので、気化器内のガス圧が一定とな
って液体有機ハロゲン化合物を気化させたガスの供給量
が安定化し、有機ハロゲン化合物の分解安定性、すなわ
ち良好な分解率の確保や分解生成物の安定化につなが
り、安全な分解処理が可能になる

【００８１】請求項２に記載の有機ハロゲン化合物の分
解装置によれば、常温で気体の有機ハロゲン化合物をプ
ラズマ生成部へ供給する系統と、液体有機ハロゲン化合
物を所定の温度で気化させてから安定した流量でプラズ
マ生成部へ供給することができる気化手段を備えた系統
とを設けたので、常温・大気圧で気体の有機ハロゲン化
合物または液体有機ハロゲン化合物の分解処理を選択し
て実施することが可能になる。特に、所定の温度で気化
させるようにしたので、気化器内のガス圧が一定となっ
て液体有機ハロゲン化合物を気化させたガスの供給量が
安定化し、有機ハロゲン化合物の分解安定性、すなわち
良好な分解率の確保や分解生成物の安定化につながり、
安全な分解処理が可能になる。

【００８２】請求項９に記載の液体有機ハロゲン化合物
の気化方法によれば、所定圧力液面加圧した状態で収容
された液体有機ハロゲン化合物を一定流量で気化器に供
給し、所定温度に加熱することで気化させるようにした
ので、液体有機ハロゲン化合物の沸点が上昇して突沸が
抑制され、所定温度に加熱されて一定圧力に気化したガ
スを安定して供給することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すシステム系統図で
ある。

【図２】 図１における気化手段の構成例を示すシステ
ム系統図である。

【図３】 図２に示した気化器の構成例を示す要部断面
図である。

【図４】 図１に示した分解装置の全体構成を示す斜視
図である。

【図５】 同分解装置の要部拡大図である。

【図６】 同分解装置に設けられたミキサーの要部断面
図である。

【図７】 マイクロ波，アルゴンガス等を供給する時期
と点火の時期を経時的に示す比較図である。

【符号の説明】

１ 方形導波管 ２ マイクロ波発信器 ５ 放電管 ７ 円筒導波管 １３ 着火装置 １５ 反応管 １８ ヒータ ７０ 気化手段 ７１ 有機ハロゲン化合物（常温液体フロン） ７２ 容器本体 ７３ 加圧ボンベ（加圧手段） ７４ 加圧ガス ７７ 定量ポンプ（ポンプ手段） ９０ 気化器 ９１ 筒状本体部 ９２ 入口管 ９３ 出口管 ９４ ドレン管 ９６ 電気ヒータ（加熱手段） ９７ 突沸防止充填材 ９８ 傾斜面

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 Ｃ０７Ｃ 19/10 (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 BB01 BD18 4G075 AA13 AA37 BA05 BB02 CA02 CA48 FB20 4H006 AA05 AC13 AC26 BA95 BD10 EA02

Claims (9)

【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
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、該
   熱プラズマ中で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であって、 液体有機ハロゲン化合物を所定温度で気化させてプラズ
   マ生成部へ供給する気化手段を設けたことを特徴とする
   有機ハロゲン化合物の分解装置。
2. 【請求項２】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、該
   熱プラズマ中で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であって、 常温で気体の有機ハロゲン化合物をプラズマ生成部へ供
   給する系統と、常温で液体の有機ハロゲン化合物を所定
   温度で気化させてからプラズマ生成部へ供給する気化手
   段を備えた系統とを選択可能に設けたことを特徴とする
   有機ハロゲン化合物の分解装置。
3. 【請求項３】 前記気化手段が、液体有機ハロゲン化
   合物を液面加圧状態で収納する容器本体と、該容器内の
   液面を所定圧力に加圧する加圧手段と、前記容器本体の
   液中より液体有機ハロゲン化合物を吸引して所定の流量
   を液送するポンプ手段と、液体有機ハロゲン化合物を所
   定温度で気化させる気化器と、を具備して構成したこと
   を特徴とする請求項１または２記載の有機ハロゲン化合
   物の分解装置。
4. 【請求項４】 前記気化器が、上下方向に設置した筒
   状本体部と、該筒状本体部内に上部から液体有機ハロゲ
   ン化合物を供給する入口管と、前記筒状本体部内に液送
   された液体有機ハロゲン化合物を所定温度に加熱して気
   化させる加熱手段と、前記筒状本体部内に充填された突
   沸防止充填材と、前記筒状本体部内で気化した有機ハロ
   ゲン化合物のガスを上部から流出させる出口管と、前記
   筒状本体の底部に設けられたドレン管と、を具備して構
   成したことを特徴とする請求項３記載の有機ハロゲン化
   合物の分解装置。
5. 【請求項５】 前記ドレン管に可視部を設けたことを
   特徴とする請求項４記載の有機ハロゲン化合物の分解装
   置。
6. 【請求項６】 前記ドレン管に再加熱手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項４または５記載の有機ハロゲン化
   合物の分解装置。
7. 【請求項７】 前記筒状本体部の底部に、前記ドレン
   管へ向けて下がる傾斜面を形成したことを特徴とする請
   求項４から６のいずれかに記載の有機ハロゲン化合物の
   分解装置。
8. 【請求項８】 前記ポンプ手段が定量ポンプであるこ
   とを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の有機
   ハロゲン化合物の分解装置。
9. 【請求項９】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、該
   熱プラズマ中で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で分解する液体有機ハロゲン化合
   物の気化方法であって、 所定圧力に液面加圧した状態で収容された液体有機ハロ
   ゲン化合物を一定流量で気化器に供給し、該気化器で所
   定温度に加熱して気化させることを特徴とする液体有機
   ハロゲン化合物の気化方法。