JP2003062116A - 有機ハロゲン化物の水熱分解装置及び方法 - Google Patents
有機ハロゲン化物の水熱分解装置及び方法Info
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- JP2003062116A JP2003062116A JP2001257494A JP2001257494A JP2003062116A JP 2003062116 A JP2003062116 A JP 2003062116A JP 2001257494 A JP2001257494 A JP 2001257494A JP 2001257494 A JP2001257494 A JP 2001257494A JP 2003062116 A JP2003062116 A JP 2003062116A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＣＢ等の有機ハロゲン化物を高温高圧の熱
水中で酸化分解する有機ハロゲン化物の水熱分解装置を
提供する。 【解決手段】 筒形状の亜臨界域での水熱反応を行う一
次反応塔１２２と、上記一次反応塔に供給する油１２３
ａ、有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）１２３ｂ、水（Ｈ
2Ｏ）１２３ｄ及び炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 Ｃ
Ｏ3 ）２０１の各処理液を加圧する加圧ポンプ１２４
ａ、１２４ｂ、１２４ｄ及び２０２と、配管を螺旋状に
巻いてなる二次反応塔１２６と、二次反応塔１２６から
の分解処理液を冷却する冷却器１２７と、処理液を気液
分離する気液分離手段１２９を設けてなる。
水中で酸化分解する有機ハロゲン化物の水熱分解装置を
提供する。 【解決手段】 筒形状の亜臨界域での水熱反応を行う一
次反応塔１２２と、上記一次反応塔に供給する油１２３
ａ、有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）１２３ｂ、水（Ｈ
2Ｏ）１２３ｄ及び炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 Ｃ
Ｏ3 ）２０１の各処理液を加圧する加圧ポンプ１２４
ａ、１２４ｂ、１２４ｄ及び２０２と、配管を螺旋状に
巻いてなる二次反応塔１２６と、二次反応塔１２６から
の分解処理液を冷却する冷却器１２７と、処理液を気液
分離する気液分離手段１２９を設けてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣＢ（ポリ塩化
ビフェニル）等の有機ハロゲン化物を高温高圧の熱水中
で酸化分解する有機ハロゲン化物の水熱分解装置に関す
る。
ビフェニル）等の有機ハロゲン化物を高温高圧の熱水中
で酸化分解する有機ハロゲン化物の水熱分解装置に関す
る。
【０００２】
【背景技術】近年では、ＰＣＢ（Polychlorinated biph
enyl, ポリ塩化ビフェニル：ビフェニルの塩素化異性体
の総称）が強い毒性を有することから、その製造および
輸入が禁止されている。このＰＣＢは、１９５４年頃か
ら国内で製造開始されたものの、カネミ油症事件をきっ
かけに生体・環境への悪影響が明らかになり、１９７２
年に行政指導により製造中止、回収の指示（保管の義
務）が出された経緯がある。
enyl, ポリ塩化ビフェニル：ビフェニルの塩素化異性体
の総称）が強い毒性を有することから、その製造および
輸入が禁止されている。このＰＣＢは、１９５４年頃か
ら国内で製造開始されたものの、カネミ油症事件をきっ
かけに生体・環境への悪影響が明らかになり、１９７２
年に行政指導により製造中止、回収の指示（保管の義
務）が出された経緯がある。
【０００３】ＰＣＢは、ビフェニル骨格に塩素が１〜１
０個置換したものであり、置換塩素の数や位置によって
理論的に２０９種類の異性体が存在し、現在、市販のＰ
ＣＢ製品において約１００種類以上の異性体が確認され
ている。また、この異性体間の物理・化学的性質や生体
内安定性および環境動体が多様であるため、ＰＣＢの化
学分析や環境汚染の様式を複雑にしているのが現状であ
る。さらに、ＰＣＢは、残留性有機汚染物質のひとつで
あって、環境中で分解されにくく、脂溶性で生物濃縮率
が高く、さらに半揮発性で大気経由の移動が可能である
という性質を持つ。また、水や生物など環境中に広く残
留することが報告されている。この結果、ＰＣＢは体内
で極めて安定であるので、体内に蓄積され慢性中毒（皮
膚障害、肝臓障害等）を引き起し、また発癌性、生殖・
発生毒性が認められている。
０個置換したものであり、置換塩素の数や位置によって
理論的に２０９種類の異性体が存在し、現在、市販のＰ
ＣＢ製品において約１００種類以上の異性体が確認され
ている。また、この異性体間の物理・化学的性質や生体
内安定性および環境動体が多様であるため、ＰＣＢの化
学分析や環境汚染の様式を複雑にしているのが現状であ
る。さらに、ＰＣＢは、残留性有機汚染物質のひとつで
あって、環境中で分解されにくく、脂溶性で生物濃縮率
が高く、さらに半揮発性で大気経由の移動が可能である
という性質を持つ。また、水や生物など環境中に広く残
留することが報告されている。この結果、ＰＣＢは体内
で極めて安定であるので、体内に蓄積され慢性中毒（皮
膚障害、肝臓障害等）を引き起し、また発癌性、生殖・
発生毒性が認められている。
【０００４】ＰＣＢは、従来からトランスやコンデンサ
などの絶縁油として広く使用されてきた経緯があるの
で、ＰＣＢを処理する必要があり、本出願人は先に、Ｐ
ＣＢを無害化処理する水熱酸化分解装置を提案した（特
開平１１−２５３７９５号公報、特開平１１−２５３７
９６号公報、特開２０００−１２６５８８号公報他参
照）。この水熱酸化分解装置の概要の一例を図４に示
す。
などの絶縁油として広く使用されてきた経緯があるの
で、ＰＣＢを処理する必要があり、本出願人は先に、Ｐ
ＣＢを無害化処理する水熱酸化分解装置を提案した（特
開平１１−２５３７９５号公報、特開平１１−２５３７
９６号公報、特開２０００−１２６５８８号公報他参
照）。この水熱酸化分解装置の概要の一例を図４に示
す。
【０００５】図４に示すように、水熱酸化分解装置１２
０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の
一次反応塔１２２と、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、水
（Ｈ 2Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各処
理液１２３ａ〜１２３ｄを加圧する加圧ポンプ１２４ａ
〜１２４ｄと、当該水を予熱する熱交換器１２５と、配
管を螺旋状に巻いた構成の二次反応塔１２６と、冷却器
１２７および減圧弁１２８とを備えてなるものである。
また、減圧弁１２７の下流には、気液分離器１２９、活
性炭槽１３０が配置されており、排ガス（ＣＯ2 ）１３
１は煙突１３２から外部へ排出され、排水（Ｈ2 Ｏ，Ｎ
ａＣｌ）１３３は放出タンク１３４に溜められ、別途必
要に応じて排水処理される。
０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の
一次反応塔１２２と、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、水
（Ｈ 2Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各処
理液１２３ａ〜１２３ｄを加圧する加圧ポンプ１２４ａ
〜１２４ｄと、当該水を予熱する熱交換器１２５と、配
管を螺旋状に巻いた構成の二次反応塔１２６と、冷却器
１２７および減圧弁１２８とを備えてなるものである。
また、減圧弁１２７の下流には、気液分離器１２９、活
性炭槽１３０が配置されており、排ガス（ＣＯ2 ）１３
１は煙突１３２から外部へ排出され、排水（Ｈ2 Ｏ，Ｎ
ａＣｌ）１３３は放出タンク１３４に溜められ、別途必
要に応じて排水処理される。
【０００６】なお、処理液１２３となる油（又は有機溶
剤）、ＰＣＢ、Ｈ2ＯおよびＮａＯＨの各処理液１２３
ａ〜１２３ｄは処理液タンク１３５ａ〜１３５ｄから配
管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介してそ
れぞれ導入される。また、酸素（Ｏ2 ）等の酸化剤は高
圧酸素供給設備１３８により供給され、供給配管１３９
は、一次反応塔１２２に対して直結されている。なお、
油（又は有機溶剤）を入れるのは、特に高濃度ＰＣＢの
分解反応促進のためと、分解装置１２０の起動時におい
て反応温度を最適温度まで昇温させるためである。
剤）、ＰＣＢ、Ｈ2ＯおよびＮａＯＨの各処理液１２３
ａ〜１２３ｄは処理液タンク１３５ａ〜１３５ｄから配
管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介してそ
れぞれ導入される。また、酸素（Ｏ2 ）等の酸化剤は高
圧酸素供給設備１３８により供給され、供給配管１３９
は、一次反応塔１２２に対して直結されている。なお、
油（又は有機溶剤）を入れるのは、特に高濃度ＰＣＢの
分解反応促進のためと、分解装置１２０の起動時におい
て反応温度を最適温度まで昇温させるためである。
【０００７】上記装置において、加圧ポンプ１２４によ
る加圧により一次反応塔１２２内は、２６ＭＰａまで昇
圧される。また、熱交換器１２５は、Ｈ2Ｏを３００℃
程度に予熱する。また、一次反応塔１２２内には酸素が
噴出しており、内部の反応熱により３８０℃〜４００℃
まで昇温する。サイクロンセパレータ１２１は、一次反
応塔１２２内で析出したＮａ2ＣＯ3の結晶粒子の大きな
ものを分離し、Ｎａ2ＣＯ3の微粒子を二次反応塔１２６
に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用によ
り、二次反応塔１２６の閉塞が防止される。この段階ま
でに、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こ
し、ＮａＣｌ、ＣＯ2およびＨ2Ｏに分解されている。つ
ぎに、冷却器１２７では、二次反応塔１２６からの流体
を１００℃程度に冷却すると共に後段の減圧弁１２８に
て大気圧まで減圧する。そして、気液分離器１２９によ
りＣＯ2および水蒸気と処理液とが分離され、ＣＯ2およ
び水蒸気は、活性炭槽１３０を通過して環境中に排出さ
れる。
る加圧により一次反応塔１２２内は、２６ＭＰａまで昇
圧される。また、熱交換器１２５は、Ｈ2Ｏを３００℃
程度に予熱する。また、一次反応塔１２２内には酸素が
噴出しており、内部の反応熱により３８０℃〜４００℃
まで昇温する。サイクロンセパレータ１２１は、一次反
応塔１２２内で析出したＮａ2ＣＯ3の結晶粒子の大きな
ものを分離し、Ｎａ2ＣＯ3の微粒子を二次反応塔１２６
に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用によ
り、二次反応塔１２６の閉塞が防止される。この段階ま
でに、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こ
し、ＮａＣｌ、ＣＯ2およびＨ2Ｏに分解されている。つ
ぎに、冷却器１２７では、二次反応塔１２６からの流体
を１００℃程度に冷却すると共に後段の減圧弁１２８に
て大気圧まで減圧する。そして、気液分離器１２９によ
りＣＯ2および水蒸気と処理液とが分離され、ＣＯ2およ
び水蒸気は、活性炭槽１３０を通過して環境中に排出さ
れる。
【０００８】このような処理装置１２０を用いてＰＣＢ
含有油（例えばトランスやコンデンサ等の絶縁油）等を
処理することで、ＰＣＢが脱塩素化されビフェニル
（（Ｃ6Ｈ5 ）2 ）等の脱塩素化物とされ、該ビフェニ
ルが酸化剤等の作用によりＣＯ2、Ｈ2 Ｏ等へと完全無
害化がなされている。
含有油（例えばトランスやコンデンサ等の絶縁油）等を
処理することで、ＰＣＢが脱塩素化されビフェニル
（（Ｃ6Ｈ5 ）2 ）等の脱塩素化物とされ、該ビフェニ
ルが酸化剤等の作用によりＣＯ2、Ｈ2 Ｏ等へと完全無
害化がなされている。
【０００９】このような処理装置を用いてＰＣＢ及びＰ
ＣＢ汚染物質等の有害物質を処理することで、完全無害
化がなされているが、反応効率を向上させるために、一
次反応塔１２２内に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を高
温で供給する場合には、供給官１３６ｃに熱交換器を介
装する必要があるが、高温アルカリ（温度３００〜３５
０℃、ｐＨ１３〜１４以上）となる結果、耐アルカリ性
の材料（例えば高ＣｒＮｉ系材料）を構成部材等に使用
する必要がある、という問題がある。
ＣＢ汚染物質等の有害物質を処理することで、完全無害
化がなされているが、反応効率を向上させるために、一
次反応塔１２２内に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を高
温で供給する場合には、供給官１３６ｃに熱交換器を介
装する必要があるが、高温アルカリ（温度３００〜３５
０℃、ｐＨ１３〜１４以上）となる結果、耐アルカリ性
の材料（例えば高ＣｒＮｉ系材料）を構成部材等に使用
する必要がある、という問題がある。
【００１０】本発明は上述した問題に鑑み、ＰＣＢ（ポ
リ塩化ビフェニル）等の有機ハロゲン化物を高温高圧の
熱水中で酸化分解する有機ハロゲン化物の水熱分解装置
を提供することを課題とする。
リ塩化ビフェニル）等の有機ハロゲン化物を高温高圧の
熱水中で酸化分解する有機ハロゲン化物の水熱分解装置
を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する第１
の発明は、筒形状の亜臨界域での水熱反応を行う一次反
応塔と、上記一次反応塔に供給する有機ハロゲン化物、
油、水（Ｈ2Ｏ）及び炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 ＣＯ
3 ）の各処理液を加圧する加圧ポンプと、配管を螺旋状
に巻いてなる又は筒状の二次反応塔と、二次反応塔から
の分解処理液を冷却する冷却器と、処理液を気液分離す
る気液分離手段と、減圧弁とを備えてなることを特徴と
する有機ハロゲン化物の水熱分解装置にある。
の発明は、筒形状の亜臨界域での水熱反応を行う一次反
応塔と、上記一次反応塔に供給する有機ハロゲン化物、
油、水（Ｈ2Ｏ）及び炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 ＣＯ
3 ）の各処理液を加圧する加圧ポンプと、配管を螺旋状
に巻いてなる又は筒状の二次反応塔と、二次反応塔から
の分解処理液を冷却する冷却器と、処理液を気液分離す
る気液分離手段と、減圧弁とを備えてなることを特徴と
する有機ハロゲン化物の水熱分解装置にある。
【００１２】第２の発明は、第１の発明において、上記
一次反応塔に供給する炭酸カリウム及び水を２５０〜３
５０℃に予熱する予熱器を設けたことを特徴とする有機
ハロゲン化物の水熱分解装置にある。
一次反応塔に供給する炭酸カリウム及び水を２５０〜３
５０℃に予熱する予熱器を設けたことを特徴とする有機
ハロゲン化物の水熱分解装置にある。
【００１３】第３の発明は、第１の発明において、上記
一次反応塔に酸素又はオゾンを供給する酸素又はオゾン
供給装置を設けたことを特徴とする有機ハロゲン化物の
水熱分解装置にある。
一次反応塔に酸素又はオゾンを供給する酸素又はオゾン
供給装置を設けたことを特徴とする有機ハロゲン化物の
水熱分解装置にある。
【００１４】第４の発明は、第１の発明において、上記
一次反応塔の亜臨界状態が温度３００〜４００℃、圧力
１０〜４０ＭＰａであることを特徴とする有機ハロゲン
化物の水熱分解装置にある。
一次反応塔の亜臨界状態が温度３００〜４００℃、圧力
１０〜４０ＭＰａであることを特徴とする有機ハロゲン
化物の水熱分解装置にある。
【００１５】第５の発明は、第１の発明において、上記
有機ハロゲン化物がＰＣＢ又はＰＣＢ含有スラリー状有
機有害物質であることを特徴とする有機ハロゲン化物の
水熱分解装置にある。
有機ハロゲン化物がＰＣＢ又はＰＣＢ含有スラリー状有
機有害物質であることを特徴とする有機ハロゲン化物の
水熱分解装置にある。
【００１６】第６の発明は、 筒形状の亜臨界域での水
熱反応を行う一次反応塔に、有機ハロゲン化物、油、水
（Ｈ2Ｏ）及び炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 ＣＯ3 ）の
各処理液を加圧ポンプで供給し、亜臨界域で有機ハロゲ
ン化物を一次分解処理し、次いで、螺旋状に巻いた配管
を有する二次反応塔内で二次反応させて、有機ハロゲン
化物を炭酸カリウム触媒で分解処理することを特徴とす
る有機ハロゲン化物の水熱分解装置にある。
熱反応を行う一次反応塔に、有機ハロゲン化物、油、水
（Ｈ2Ｏ）及び炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 ＣＯ3 ）の
各処理液を加圧ポンプで供給し、亜臨界域で有機ハロゲ
ン化物を一次分解処理し、次いで、螺旋状に巻いた配管
を有する二次反応塔内で二次反応させて、有機ハロゲン
化物を炭酸カリウム触媒で分解処理することを特徴とす
る有機ハロゲン化物の水熱分解装置にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明による有機ハロゲン化物の
水熱分解装置の実施の形態を以下に説明するが、本発明
はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
水熱分解装置の実施の形態を以下に説明するが、本発明
はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】［第１の実施の形態］図１は本実施の形態
にかかる有機ハロゲン化物の水熱分解装置の概略図であ
る。図１に示すように、本実施の形態にかかる有機ハロ
ゲン化物の水熱分解装置１２０は、筒形状の亜臨界域で
の水熱反応を行う一次反応塔１２２と、上記一次反応塔
に供給する油１２３ａ、有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）１
２３ｂ、水（Ｈ2Ｏ）１２３ｄ及び炭酸カリウム触媒溶
液（Ｋ2 ＣＯ3 ）２０１の各処理液を加圧する加圧ポン
プ１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｄ及び２０２と、配管を
螺旋状に巻いてなる又は筒状の二次反応塔１２６と、二
次反応塔１２６からの分解処理液を冷却する冷却器１２
７と、処理液を気液分離する気液分離手段１２９を設け
てなるものである。また、減圧弁１２７の下流には、気
液分離器１２９、活性炭槽１３０が配置されており、排
ガス（ＣＯ2 ）１３１は煙突１３２から外部へ排出さ
れ、排水（Ｈ2 Ｏ，ＮａＣｌ）１３３は放出タンク１３
４に溜められ、別途必要に応じて排水処理される。
にかかる有機ハロゲン化物の水熱分解装置の概略図であ
る。図１に示すように、本実施の形態にかかる有機ハロ
ゲン化物の水熱分解装置１２０は、筒形状の亜臨界域で
の水熱反応を行う一次反応塔１２２と、上記一次反応塔
に供給する油１２３ａ、有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）１
２３ｂ、水（Ｈ2Ｏ）１２３ｄ及び炭酸カリウム触媒溶
液（Ｋ2 ＣＯ3 ）２０１の各処理液を加圧する加圧ポン
プ１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｄ及び２０２と、配管を
螺旋状に巻いてなる又は筒状の二次反応塔１２６と、二
次反応塔１２６からの分解処理液を冷却する冷却器１２
７と、処理液を気液分離する気液分離手段１２９を設け
てなるものである。また、減圧弁１２７の下流には、気
液分離器１２９、活性炭槽１３０が配置されており、排
ガス（ＣＯ2 ）１３１は煙突１３２から外部へ排出さ
れ、排水（Ｈ2 Ｏ，ＮａＣｌ）１３３は放出タンク１３
４に溜められ、別途必要に応じて排水処理される。
【００１９】本発明では、亜臨界状態での水熱反応の触
媒として炭酸カリウム（Ｋ2 ＣＯ3）２０１のみを使用
するようにしている。この炭酸カリウムは、従来技術で
用いている水酸化ナトリウムと異なり、ｐＨが１０〜１
２と低いので加熱手段によって高温（２５０〜３５０
℃）とした場合でも高級材料を使用する必要がなく、構
成材料費用の低減を図ることができる。
媒として炭酸カリウム（Ｋ2 ＣＯ3）２０１のみを使用
するようにしている。この炭酸カリウムは、従来技術で
用いている水酸化ナトリウムと異なり、ｐＨが１０〜１
２と低いので加熱手段によって高温（２５０〜３５０
℃）とした場合でも高級材料を使用する必要がなく、構
成材料費用の低減を図ることができる。
【００２０】また、図３に示すように、炭酸カリウムは
高温３５０℃以上において、炭酸ナトリウム（Ｎａ2 Ｃ
Ｏ3 ）のような結晶状態にならずに、液体状態で分解反
応を行うので、二次反応塔１２６での配管の目詰まりを
生じることはんくなるので、従来のようなサイクロンセ
パレータ（図４中符号１２１）を設置することがなく、
水熱分解設備の設備費用の低廉も図ることができる。
高温３５０℃以上において、炭酸ナトリウム（Ｎａ2 Ｃ
Ｏ3 ）のような結晶状態にならずに、液体状態で分解反
応を行うので、二次反応塔１２６での配管の目詰まりを
生じることはんくなるので、従来のようなサイクロンセ
パレータ（図４中符号１２１）を設置することがなく、
水熱分解設備の設備費用の低廉も図ることができる。
【００２１】よって、本実施の形態では、タンク２０３
内からの炭酸カリウム２０１を一次反応塔１２２内に供
給する配管２０４には熱交換器２０５を介装して、炭酸
カリウムを高温（２５０〜３５０℃）まで予熱してい
る。
内からの炭酸カリウム２０１を一次反応塔１２２内に供
給する配管２０４には熱交換器２０５を介装して、炭酸
カリウムを高温（２５０〜３５０℃）まで予熱してい
る。
【００２２】また、本実施の形態では酸素（Ｏ2 ）は高
圧酸素供給設備１３８より供給しているが、酸素の代わ
りに過酸化水素又はオゾンを供給するようにしてもよ
い。
圧酸素供給設備１３８より供給しているが、酸素の代わ
りに過酸化水素又はオゾンを供給するようにしてもよ
い。
【００２３】上記一次反応塔１２２の亜臨界状態では、
温度が３００〜４００℃（好適には３８０℃）、圧力１
０〜４０ＭＰａ（好適には２７ＭＰａ）とするのがよ
く、滞留時間や滞留温度は分解対象である有機ハロゲン
化物の種類により適宜変更すればよい。
温度が３００〜４００℃（好適には３８０℃）、圧力１
０〜４０ＭＰａ（好適には２７ＭＰａ）とするのがよ
く、滞留時間や滞留温度は分解対象である有機ハロゲン
化物の種類により適宜変更すればよい。
【００２４】本発明で分解処理する有機ハロゲン化物は
特に限定されるものではないが、ＰＣＢ又はＰＣＢ含有
スラリー状有機有害物質のＰＣＢの脱塩素分解に用いて
好適である。
特に限定されるものではないが、ＰＣＢ又はＰＣＢ含有
スラリー状有機有害物質のＰＣＢの脱塩素分解に用いて
好適である。
【００２５】ここで、一次反応塔１２２及び二次反応器
１２６内でのＰＣＢの水熱分解反応について説明する。
１２６内でのＰＣＢの水熱分解反応について説明する。
【００２６】まず、反応開始時には油１２３ａ等が酸素
により酸化され二酸化炭素を生成する。この酸化反応は
発熱反応であり、これにより系内の温度は上昇し、それ
に応じて圧力も上昇する。系内の温度は温度調節器（図
示せず）により供給するＰＣＢの混合液の温度を調整す
ることによって、また系内圧力は圧力調節器である減圧
弁１２８を調節することによって、それぞれ最適値に調
整される。本実施形態では、一次反応塔１２２内の温
度、圧力はそれぞれ３８０℃、２７ＭＰａ程度に維持し
た場合に最もＰＣＢの分解率が向上することが判明して
いる。
により酸化され二酸化炭素を生成する。この酸化反応は
発熱反応であり、これにより系内の温度は上昇し、それ
に応じて圧力も上昇する。系内の温度は温度調節器（図
示せず）により供給するＰＣＢの混合液の温度を調整す
ることによって、また系内圧力は圧力調節器である減圧
弁１２８を調節することによって、それぞれ最適値に調
整される。本実施形態では、一次反応塔１２２内の温
度、圧力はそれぞれ３８０℃、２７ＭＰａ程度に維持し
た場合に最もＰＣＢの分解率が向上することが判明して
いる。
【００２７】本実施形態では、タンク２０３から供給さ
れる炭酸カリウムＫ2 ＣＯ3 は、ＰＣＢと反応し、ＰＣ
Ｂを脱塩素反応及び酸化分解反応を行う。
れる炭酸カリウムＫ2 ＣＯ3 は、ＰＣＢと反応し、ＰＣ
Ｂを脱塩素反応及び酸化分解反応を行う。
【００２８】
Ｃ12Ｈ6 Ｃｌ4 ＋１２．５Ｏ2 ＋２Ｋ2 ＣＯ3 →４ＫＣｌ＋３Ｈ2 Ｏ＋１４
ＣＯ2 …(1)
【００２９】なお、上記は塩素数４のＰＣＢの場合であ
るが、他の塩素数のものについても同様な反応が生じ、
ＰＣＢがＨ2 Ｏ、ＣＯ2 、ＫＣｌに分解される。
るが、他の塩素数のものについても同様な反応が生じ、
ＰＣＢがＨ2 Ｏ、ＣＯ2 、ＫＣｌに分解される。
【００３０】一方、(1) の分解反応では多量のＣＯ2 が
発生する。このＣＯ2 は水と反応してＨ2 ＣＯ3 （炭
酸）を生成するため、反応液は炭酸により酸性になる傾
向がある。これを防止して、分解率の高い高アルカリ雰
囲気を維持するためには多量のアルカリ反応剤を系内に
供給して系内からＣＯ2 を除去する必要がある。
発生する。このＣＯ2 は水と反応してＨ2 ＣＯ3 （炭
酸）を生成するため、反応液は炭酸により酸性になる傾
向がある。これを防止して、分解率の高い高アルカリ雰
囲気を維持するためには多量のアルカリ反応剤を系内に
供給して系内からＣＯ2 を除去する必要がある。
【００３１】従来の方法では、アルカリ反応剤として水
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）のみを使用することによ
り、触媒及び反応剤としてのＮａ2 ＣＯ3 の生成と系内
のｐＨ調整（アルカリ度の調整）とを行なっていた。こ
のため、系内を高アルカリ雰囲気に維持しようとすると
多量の水酸化ナトリウムを供給する必要があった。とこ
ろが、水酸化ナトリウムにより系内を高アルカリ雰囲気
に調整すると、必要な量以上の多量の炭酸ナトリウム
（Ｎａ2 ＣＯ3 ）が生成される問題があった。
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）のみを使用することによ
り、触媒及び反応剤としてのＮａ2 ＣＯ3 の生成と系内
のｐＨ調整（アルカリ度の調整）とを行なっていた。こ
のため、系内を高アルカリ雰囲気に維持しようとすると
多量の水酸化ナトリウムを供給する必要があった。とこ
ろが、水酸化ナトリウムにより系内を高アルカリ雰囲気
に調整すると、必要な量以上の多量の炭酸ナトリウム
（Ｎａ2 ＣＯ3 ）が生成される問題があった。
【００３２】そして、炭酸ナトリウムは、高温（３５０
℃以上）では極めて水に溶けにくくなり、固体として反
応液中に析出する。一方、ＰＣＢの分解反応は高温（例
えば３８０℃）で行なわれる。
℃以上）では極めて水に溶けにくくなり、固体として反
応液中に析出する。一方、ＰＣＢの分解反応は高温（例
えば３８０℃）で行なわれる。
【００３３】従って、従来においては、系内のアルカリ
度調整のために多量の水酸化ナトリウムを反応塔に供給
すると塔内に多量の固体炭酸ナトリウムが析出して、反
応塔１２１下部や配管内に堆積、固化して反応塔下部の
酸化剤供給ノズルや配管を閉塞してしまう問題がある。
このため、従来は系内に多量の水酸化ナトリウムを供給
することができず、系内を充分な高アルカリ雰囲気（例
えばｐＨ１０以上）に維持することができないためＰＣ
Ｂの分解率を向上できない問題があった。
度調整のために多量の水酸化ナトリウムを反応塔に供給
すると塔内に多量の固体炭酸ナトリウムが析出して、反
応塔１２１下部や配管内に堆積、固化して反応塔下部の
酸化剤供給ノズルや配管を閉塞してしまう問題がある。
このため、従来は系内に多量の水酸化ナトリウムを供給
することができず、系内を充分な高アルカリ雰囲気（例
えばｐＨ１０以上）に維持することができないためＰＣ
Ｂの分解率を向上できない問題があった。
【００３４】本発明では、触媒及びｐＨの調整として炭
酸カリウムを用いて行なうようにしたことにより上記問
題を解決している。
酸カリウムを用いて行なうようにしたことにより上記問
題を解決している。
【００３５】この炭酸カリウムは、炭酸ナトリウムとは
異なり３８０℃の高温下においても水に溶解し固体を析
出しない。このため、水酸化カリウムを多量に系内に供
給しても、酸化剤ノズルや配管の閉塞が生じることがな
い。これにより、系内を最適なｐＨ（例えばｐＨ１０以
上）に調整することが可能となるため、適量の触媒（炭
酸ナトリウム）の存在に加えて最適ｐＨ条件で反応を行
なうことが可能となり、ＰＣＢの分解率を向上させるこ
とが可能となっている。
異なり３８０℃の高温下においても水に溶解し固体を析
出しない。このため、水酸化カリウムを多量に系内に供
給しても、酸化剤ノズルや配管の閉塞が生じることがな
い。これにより、系内を最適なｐＨ（例えばｐＨ１０以
上）に調整することが可能となるため、適量の触媒（炭
酸ナトリウム）の存在に加えて最適ｐＨ条件で反応を行
なうことが可能となり、ＰＣＢの分解率を向上させるこ
とが可能となっている。
【００３６】［第２の実施の形態］本実施の形態ではト
ランスやコンデンサ等よりＰＣＢを抜き出して水熱分解
処理すると共に、トランスやコンデンサを構成する構成
材（紙・木）をスラリー化して一貫処理により有害物質
を分解処理するシステムについて説明する。
ランスやコンデンサ等よりＰＣＢを抜き出して水熱分解
処理すると共に、トランスやコンデンサを構成する構成
材（紙・木）をスラリー化して一貫処理により有害物質
を分解処理するシステムについて説明する。
【００３７】この一貫処理の一例の有害物質処理システ
ムのシステム構成の概略を図２に示す。図２に示すよう
に、本実施の形態にかかる有害物質処理システムは、有
害物質が付着又は含有又は保存されている被処理物を無
害化する有害物質処理システムであって、被処理物（例
えばトランス、コンデンサ等）1001である有害物質( 例
えばＰＣＢ等)1002 を保存する容器1003から当該有害物
質1002を分離する第１の分離手段1004と、被処理物1001
を構成する構成材1001ａ，ｂ，…を解体する解体手段10
05とのいずれか一方又は両方を有する前処理手段1006
と、前処理手段1006において処理された被処理物を構成
する構成材（コア、コンデンサ素子部等）1001ａ，ｂ，
…から紙・木・樹脂等の有機物1007と金属等の無機物10
08とに分離する第２の分離手段1009と、上記前処理手段
1006で分離された金属製の容器1003又は上記分離手段10
09で分離した金属等の無機物1008を洗浄液1010で洗浄す
る洗浄手段1011と、洗浄後の洗浄廃液1012及び前処理手
段で分離した有害物質1001のいずれか一方又は両方を分
解処理する有害物質分解処理手段1013とを、具備してな
るものである。上記有害物質分解処理手段1013に上述し
た図１に示す有機ハロゲン化物の水熱分解装置を用いる
ことで、炭酸カリウムを用いて水熱分解処理することが
できる。
ムのシステム構成の概略を図２に示す。図２に示すよう
に、本実施の形態にかかる有害物質処理システムは、有
害物質が付着又は含有又は保存されている被処理物を無
害化する有害物質処理システムであって、被処理物（例
えばトランス、コンデンサ等）1001である有害物質( 例
えばＰＣＢ等)1002 を保存する容器1003から当該有害物
質1002を分離する第１の分離手段1004と、被処理物1001
を構成する構成材1001ａ，ｂ，…を解体する解体手段10
05とのいずれか一方又は両方を有する前処理手段1006
と、前処理手段1006において処理された被処理物を構成
する構成材（コア、コンデンサ素子部等）1001ａ，ｂ，
…から紙・木・樹脂等の有機物1007と金属等の無機物10
08とに分離する第２の分離手段1009と、上記前処理手段
1006で分離された金属製の容器1003又は上記分離手段10
09で分離した金属等の無機物1008を洗浄液1010で洗浄す
る洗浄手段1011と、洗浄後の洗浄廃液1012及び前処理手
段で分離した有害物質1001のいずれか一方又は両方を分
解処理する有害物質分解処理手段1013とを、具備してな
るものである。上記有害物質分解処理手段1013に上述し
た図１に示す有機ハロゲン化物の水熱分解装置を用いる
ことで、炭酸カリウムを用いて水熱分解処理することが
できる。
【００３８】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、有機ハ
ロゲン化物の水熱分解において触媒として炭酸カリウム
を用いて分解処理するので、従来のような水酸化ナトリ
ウムを用いて反応効率を向上させるために高温とした場
合の高アルカリ（ｐＨ１４以上）に耐えうる耐アルカリ
性の材料を使用する必要がなく、ｐＨが１０〜１２程度
であるので、腐蝕の程度が少なくなる。
ロゲン化物の水熱分解において触媒として炭酸カリウム
を用いて分解処理するので、従来のような水酸化ナトリ
ウムを用いて反応効率を向上させるために高温とした場
合の高アルカリ（ｐＨ１４以上）に耐えうる耐アルカリ
性の材料を使用する必要がなく、ｐＨが１０〜１２程度
であるので、腐蝕の程度が少なくなる。
【００３９】また、水熱分解においても炭酸ナトリウム
のような亜臨界域において、結晶状態とならないので、
結晶を分離するサイクロンセパレータを不要とし、水熱
分解設備の簡略化を図ることができる。
のような亜臨界域において、結晶状態とならないので、
結晶を分離するサイクロンセパレータを不要とし、水熱
分解設備の簡略化を図ることができる。
【図１】本実施の形態にかかる有害物質処理設備のの概
略図である。
略図である。
【図２】有害物質分解処理システムの設備図である。
【図３】Ｋ2 ＣＯ3 とＮａ2 ＣＯ3 との温度と溶解度と
の関係図である。
の関係図である。
【図４】水酸化ナトリウムを用いた水熱酸化分解装置の
概要図である。
概要図である。
1001 被処理物
1002 有害物質( 例えばＰＣＢ)
1003 容器
1004 分離手段
1005 解体手段
1006 前処理手段
1007 有機物
1008 無機物
1009 分離手段
1010 洗浄液
1011 洗浄手段
1012 洗浄廃液
1013 有害物質分解処理手段
1014 スラリー
1015 スラリー化手段
１２０ 有害物質処理設備
１２２ 一次反応塔
１２６ 二次反応塔
１２７ 冷却器
１２８ 減圧弁
１３１ 排ガス
２０１ 炭酸カリウム
２０２ ポンプ
２０３ タンク
２０４ 配管
２０５ 熱交換器
フロントページの続き
(72)発明者 山元 崇
長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三
菱重工業株式会社長崎研究所内
(72)発明者 山口 啓樹
長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工
業株式会社長崎造船所内
Ｆターム(参考） 2E191 BA13 BC01 BC05 BD13
4H006 AA05 AC13 BB31 BE12 EA21
Claims (6)
- 【請求項１】 筒形状の亜臨界域での水熱反応を行う一
次反応塔と、 上記一次反応塔に供給する有機ハロゲン化物、油、水
（Ｈ2Ｏ）及び炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 ＣＯ3 ）の
各処理液を加圧する加圧ポンプと、 配管を螺旋状に巻いてなる又は筒状の二次反応塔と、 二次反応塔からの分解処理液を冷却する冷却器と、 処理液を気液分離する気液分離手段と、 減圧弁とを備えてなることを特徴とする有機ハロゲン化
物の水熱分解装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記一次反応塔に供給する炭酸カリウム及び水を２５０
〜３５０℃に予熱する予熱器を設けたことを特徴とする
有機ハロゲン化物の水熱分解装置。 - 【請求項３】 請求項１において、 上記一次反応塔に酸素又はオゾンを供給する酸素又はオ
ゾン供給装置を設けたことを特徴とする有機ハロゲン化
物の水熱分解装置。 - 【請求項４】 請求項１において、 上記一次反応塔の亜臨界状態が温度３００〜４００℃、
圧力１０〜４０ＭＰａであることを特徴とする有機ハロ
ゲン化物の水熱分解装置。 - 【請求項５】 請求項１において、 上記有機ハロゲン化物がＰＣＢ又はＰＣＢ含有スラリー
状有機有害物質であることを特徴とする有機ハロゲン化
物の水熱分解装置。 - 【請求項６】 筒形状の亜臨界域での水熱反応を行う一
次反応塔に、有機ハロゲン化物、油、水（Ｈ2Ｏ）及び
炭酸カリウム触媒溶液（Ｋ2 ＣＯ3 ）の各処理液を加圧
ポンプで供給し、 亜臨界域で有機ハロゲン化物を一次分解処理し、 次いで、螺旋状に巻いた配管を有する二次反応塔内で二
次反応させて、 有機ハロゲン化物を炭酸カリウム触媒で分解処理するこ
とを特徴とする有機ハロゲン化物の水熱分解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257494A JP2003062116A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 有機ハロゲン化物の水熱分解装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257494A JP2003062116A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 有機ハロゲン化物の水熱分解装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003062116A true JP2003062116A (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=19085142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001257494A Withdrawn JP2003062116A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 有機ハロゲン化物の水熱分解装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003062116A (ja) |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257494A patent/JP2003062116A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |