JP2003073305A - 水熱反応装置 - Google Patents
水熱反応装置Info
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- JP2003073305A JP2003073305A JP2001262302A JP2001262302A JP2003073305A JP 2003073305 A JP2003073305 A JP 2003073305A JP 2001262302 A JP2001262302 A JP 2001262302A JP 2001262302 A JP2001262302 A JP 2001262302A JP 2003073305 A JP2003073305 A JP 2003073305A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温高圧の水熱反応における反応器内の圧力
が異常に上昇しても、安全弁が作動する前に、種々の対
策をとることのできる水熱反応装置を提供する。 【解決手段】 高温高圧流体の存在下に有機物を水熱反
応により分解する反応器４と、反応器４に設置された安
全弁５とを有する水熱反応装置において、安全弁５のラ
インと並列に安全弁の設定圧力よりやや低い圧力で作動
する圧力制御弁６を設けたことを特徴とする水熱反応装
置。
が異常に上昇しても、安全弁が作動する前に、種々の対
策をとることのできる水熱反応装置を提供する。 【解決手段】 高温高圧流体の存在下に有機物を水熱反
応により分解する反応器４と、反応器４に設置された安
全弁５とを有する水熱反応装置において、安全弁５のラ
インと並列に安全弁の設定圧力よりやや低い圧力で作動
する圧力制御弁６を設けたことを特徴とする水熱反応装
置。
Description
【０００１】
【従来の技術】本発明は、水熱反応装置に関し、さらに
詳しくは、安全に運転操作することが可能な水熱反応装
置に関するものである。
詳しくは、安全に運転操作することが可能な水熱反応装
置に関するものである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】従来より、難分解性の廃棄物
・廃液や有害物質を含む廃棄物・廃液など、環境に排出
されると問題を招く物質を完全に分解して安全な物質に
する技術が求められ、これらの廃棄物・廃液等を完全分
解処理するのに適した種々の水熱反応法が提案されてい
る。
・廃液や有害物質を含む廃棄物・廃液など、環境に排出
されると問題を招く物質を完全に分解して安全な物質に
する技術が求められ、これらの廃棄物・廃液等を完全分
解処理するのに適した種々の水熱反応法が提案されてい
る。
【０００３】水熱反応法の一種に超臨界水酸化法が提案
（例えば特公平１−３８５３２号公報）されており、従
来の焼却炉で行われる燃焼法では、部分的な低温部分の
発生による分解の不十分性によって例えば塩素化合物の
分解ではダイオキシン等の毒性の強い物質を生成する虞
れがあり、また燃焼ガスを大気に放出するために有害物
質が拡散してしまう虞れがあるという問題があるのに対
し、超臨界水酸法は、水の超臨界条件下（温度３７４℃
以上で圧力２２ＭＰａ以上）で、超臨界水を分解反応の
媒体として利用して、分解対象の有機物を水と二酸化炭
素にまで完全に分解できる方法であって、熱分解、加水
分解及び酸化分解が同時に進行して非常に大きな反応速
度を達成できるだけでなく、クローズドな系で完全分解
ができる点で優れている。
（例えば特公平１−３８５３２号公報）されており、従
来の焼却炉で行われる燃焼法では、部分的な低温部分の
発生による分解の不十分性によって例えば塩素化合物の
分解ではダイオキシン等の毒性の強い物質を生成する虞
れがあり、また燃焼ガスを大気に放出するために有害物
質が拡散してしまう虞れがあるという問題があるのに対
し、超臨界水酸法は、水の超臨界条件下（温度３７４℃
以上で圧力２２ＭＰａ以上）で、超臨界水を分解反応の
媒体として利用して、分解対象の有機物を水と二酸化炭
素にまで完全に分解できる方法であって、熱分解、加水
分解及び酸化分解が同時に進行して非常に大きな反応速
度を達成できるだけでなく、クローズドな系で完全分解
ができる点で優れている。
【０００４】すなわち超臨界水酸化法は、水の臨界条
件、すなわち臨界温度３７４℃及び臨界圧力２２ＭＰａ
を越えた条件下の水（超臨界水）はその極性が温度と圧
力で制御可能となってパラフィン形炭化水素やベンゼン
等の非極性物質も溶解することができ、酸素等のガスと
も任意の割合で単一相で混在するという有機物酸化分解
用の反応溶媒として極めて優れた特性を示すこと、分解
対象物の炭素含有率が数％あれば酸化熱だけで臨界温度
以上に昇温可能であるため、熱エネルギー的に非常に優
れていること、特に、ほとんどの難分解性有機物や有害
有機廃棄物を超臨界水中で加水分解反応や熱分解反応を
適切にコントロールすることにより完全に分解できると
いう極めて優れた作用があること、また、処理を閉鎖系
の装置内で行えることなどの点で、有害有機物の分解処
理に極めて適している。
件、すなわち臨界温度３７４℃及び臨界圧力２２ＭＰａ
を越えた条件下の水（超臨界水）はその極性が温度と圧
力で制御可能となってパラフィン形炭化水素やベンゼン
等の非極性物質も溶解することができ、酸素等のガスと
も任意の割合で単一相で混在するという有機物酸化分解
用の反応溶媒として極めて優れた特性を示すこと、分解
対象物の炭素含有率が数％あれば酸化熱だけで臨界温度
以上に昇温可能であるため、熱エネルギー的に非常に優
れていること、特に、ほとんどの難分解性有機物や有害
有機廃棄物を超臨界水中で加水分解反応や熱分解反応を
適切にコントロールすることにより完全に分解できると
いう極めて優れた作用があること、また、処理を閉鎖系
の装置内で行えることなどの点で、有害有機物の分解処
理に極めて適している。
【０００５】図５に、従来における有機物を超臨界水酸
化分解するための超臨界水反応装置の一例を挙げ説明す
る。
化分解するための超臨界水反応装置の一例を挙げ説明す
る。
【０００６】分解処理の対象となる難分解性有機物等の
被処理物は、水および酸化剤とともに、高圧ポンプ等の
加圧供給手段（５１、５２、５３）により、水の超臨界
領域の圧力以上となるように、反応器５４へ加圧供給さ
れる。水は反応器５４内で超臨界水となり、超臨界水酸
化分解反応が進行し、被処理物は二酸化炭素と水に分解
される。分解物を含む処理流体は反応器５４から流出
し、冷却器５６で冷却された後、圧力制御弁５７により
減圧される。減圧された処理流体は、気液分離器５８に
より気体と液体に分離される。分離された気体は、圧力
制御弁５９により圧力が調整されて排ガスとして排出さ
れ、分離された液体は液面制御弁６０により液面が制御
され、排出される。
被処理物は、水および酸化剤とともに、高圧ポンプ等の
加圧供給手段（５１、５２、５３）により、水の超臨界
領域の圧力以上となるように、反応器５４へ加圧供給さ
れる。水は反応器５４内で超臨界水となり、超臨界水酸
化分解反応が進行し、被処理物は二酸化炭素と水に分解
される。分解物を含む処理流体は反応器５４から流出
し、冷却器５６で冷却された後、圧力制御弁５７により
減圧される。減圧された処理流体は、気液分離器５８に
より気体と液体に分離される。分離された気体は、圧力
制御弁５９により圧力が調整されて排ガスとして排出さ
れ、分離された液体は液面制御弁６０により液面が制御
され、排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】反応器５４は、圧力容
器であるため、実際に超臨界水酸化分解反応を行うため
には、高圧ガスの法規上、図５にあるように、反応器５
４には安全弁５５を取付け、反応器５４が異常圧力によ
り破損するのを防がなければならない。
器であるため、実際に超臨界水酸化分解反応を行うため
には、高圧ガスの法規上、図５にあるように、反応器５
４には安全弁５５を取付け、反応器５４が異常圧力によ
り破損するのを防がなければならない。
【０００８】安全弁５５はその構造上、反応器５４内の
圧力が設定圧力以上に達すると、開放して反応器５４内
のガスを瞬時に排出する。ガスの排出は、安全弁の吹き
止まり圧力になるまで行われる。
圧力が設定圧力以上に達すると、開放して反応器５４内
のガスを瞬時に排出する。ガスの排出は、安全弁の吹き
止まり圧力になるまで行われる。
【０００９】従って、圧力弁が作動すると、反応器内に
存在する流体が反応器害に放出される。
存在する流体が反応器害に放出される。
【００１０】また、分解しようとする被処理物が、塩素
等のハロゲン原子を含むジクロロベンゼン等の場合、分
子中のハロゲンが分解され、塩酸等の酸となり、塩酸ガ
ス等を含む排ガスがそのまま環境中へ放出されることに
なり、環境汚染につながる。また、被処理物がジクロロ
ベンゼンのような有害な難分解性化合物の場合は、未分
解物として、そのままジクロロベンゼン等が環境中に放
出されてしまう。
等のハロゲン原子を含むジクロロベンゼン等の場合、分
子中のハロゲンが分解され、塩酸等の酸となり、塩酸ガ
ス等を含む排ガスがそのまま環境中へ放出されることに
なり、環境汚染につながる。また、被処理物がジクロロ
ベンゼンのような有害な難分解性化合物の場合は、未分
解物として、そのままジクロロベンゼン等が環境中に放
出されてしまう。
【００１１】本発明が解決しようとする課題は、このよ
うな水熱反応装置における反応器内の圧力が異常に上昇
しても、安全弁が作動する前に、種々の対策をとること
のできる水熱反応装置を提供することにある。
うな水熱反応装置における反応器内の圧力が異常に上昇
しても、安全弁が作動する前に、種々の対策をとること
のできる水熱反応装置を提供することにある。
【００１２】また本発明が解決しようとするその他の課
題は、被処理物が有害物質の場合、たとえ安全弁が作動
して反応器内のガスが放出されても、周囲の環境に悪影
響を及ぼすことのない水熱反応装置を提供することにあ
る。
題は、被処理物が有害物質の場合、たとえ安全弁が作動
して反応器内のガスが放出されても、周囲の環境に悪影
響を及ぼすことのない水熱反応装置を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の本発明は、高温高圧流体の存在下に有機物を水
熱反応により分解する反応器と、反応器に設置された安
全弁とを有する水熱反応装置において、安全弁のライン
と並列に安全弁の設定圧力よりやや低い圧力で作動する
圧力制御弁を設けたことを特徴とする水熱反応装置に関
するものである。
の第１の本発明は、高温高圧流体の存在下に有機物を水
熱反応により分解する反応器と、反応器に設置された安
全弁とを有する水熱反応装置において、安全弁のライン
と並列に安全弁の設定圧力よりやや低い圧力で作動する
圧力制御弁を設けたことを特徴とする水熱反応装置に関
するものである。
【００１４】上記課題を解決するための第２の本発明
は、前記第１の発明であって、前記圧力制御弁の下流に
ガス吸収手段を設けたことを特徴とするものである。
は、前記第１の発明であって、前記圧力制御弁の下流に
ガス吸収手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】上記課題を解決するための第３の本発明
は、前記第２の発明であって、前記ガス吸収手段の下流
に有害物質吸着手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
は、前記第２の発明であって、前記ガス吸収手段の下流
に有害物質吸着手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
【００１６】上記課題を解決するための第４の本発明
は、前記第２または第３の発明であって、前記ガス吸収
手段もしくは有害物質吸着手段の下流にバッファタンク
を設けたことを特徴とするものである。
は、前記第２または第３の発明であって、前記ガス吸収
手段もしくは有害物質吸着手段の下流にバッファタンク
を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の水熱反応装置は、温度１
８０℃以上、圧力１ＭＰａ以上に流体を保持できる反応
器内で有機物を水熱反応によって分解する装置であっ
て、その反応器は、前記水熱反応に対応しうる耐圧性容
器である。
８０℃以上、圧力１ＭＰａ以上に流体を保持できる反応
器内で有機物を水熱反応によって分解する装置であっ
て、その反応器は、前記水熱反応に対応しうる耐圧性容
器である。
【００１８】本発明の水熱反応装置における反応器の形
状は特に限定されるものではないが、例えばベッセル型
反応器やチューブ型反応器を挙げることができる。
状は特に限定されるものではないが、例えばベッセル型
反応器やチューブ型反応器を挙げることができる。
【００１９】本発明における安全弁とは、バネ式安全弁
であり、低揚程式、高揚程式、全揚程式を含み、反応器
の設計圧力と同じかあるいはそれよりやや低い圧力（吹
き出し圧力）で弁が開口し、反応器の破損を防止するた
めに設置されるものである。なお吹き出し圧力によって
弁が開口し、ガスが放出された場合、ある一定の圧力
（吹き止まり圧力）に低下した場合、弁は閉じるように
なっている。
であり、低揚程式、高揚程式、全揚程式を含み、反応器
の設計圧力と同じかあるいはそれよりやや低い圧力（吹
き出し圧力）で弁が開口し、反応器の破損を防止するた
めに設置されるものである。なお吹き出し圧力によって
弁が開口し、ガスが放出された場合、ある一定の圧力
（吹き止まり圧力）に低下した場合、弁は閉じるように
なっている。
【００２０】本発明おいて、安全弁のラインと並列に設
ける圧力制御弁とは、バネ式と空気作動式、モータ作動
式等を含み、安全弁の吹き出し圧力よりやや低い圧力
（作動圧力）になった場合、弁が開口するものである。
ける圧力制御弁とは、バネ式と空気作動式、モータ作動
式等を含み、安全弁の吹き出し圧力よりやや低い圧力
（作動圧力）になった場合、弁が開口するものである。
【００２１】また、圧力制御弁の作動圧力に達し、弁が
開口し、ガスが当該弁から放出されて、その結果、反応
器の圧力が作動圧力より低い圧力になった時点で直ちに
当該弁は閉じるようになっている。
開口し、ガスが当該弁から放出されて、その結果、反応
器の圧力が作動圧力より低い圧力になった時点で直ちに
当該弁は閉じるようになっている。
【００２２】安全弁のラインと並列に圧力調整弁を設け
ることにより、安全弁が作動する前に、反応器内の圧力
を制御することができるので、水熱反応を停止すること
なく、様々な対策を講ずることができる。
ることにより、安全弁が作動する前に、反応器内の圧力
を制御することができるので、水熱反応を停止すること
なく、様々な対策を講ずることができる。
【００２３】本発明の水熱反応装置の圧力制御弁の下流
側に設けるガス吸収手段とは反応器中から放出されるガ
ス中の有害ガスがそのまま大気中に放出されるのを防ぐ
ためのものであり、有害ガスを吸収しうる液体中に放出
ガスを接触させ、当該液体中に有害ガスを吸収させうる
構造であればいかなるものも用いることができ、例えば
充填塔式、スプレー塔式、気泡塔式を挙げることができ
る。
側に設けるガス吸収手段とは反応器中から放出されるガ
ス中の有害ガスがそのまま大気中に放出されるのを防ぐ
ためのものであり、有害ガスを吸収しうる液体中に放出
ガスを接触させ、当該液体中に有害ガスを吸収させうる
構造であればいかなるものも用いることができ、例えば
充填塔式、スプレー塔式、気泡塔式を挙げることができ
る。
【００２４】被処理物の種類によっては、ガス吸収手段
では、吸収除去しきれないジクロロベンゼンやＰＣＢ等
の有害物質が含まれることがあるため、このような被処
理物を分解処理する超臨界水反応装置の場合は、ガス吸
収手段の下流に、有害物質を吸着除去する有害物質吸着
手段を設けることが好ましい。有害物質吸着手段として
は、粒状活性炭、繊維状活性炭を充填した活性炭塔や合
成吸着剤等を充填した充填塔が挙げられる。
では、吸収除去しきれないジクロロベンゼンやＰＣＢ等
の有害物質が含まれることがあるため、このような被処
理物を分解処理する超臨界水反応装置の場合は、ガス吸
収手段の下流に、有害物質を吸着除去する有害物質吸着
手段を設けることが好ましい。有害物質吸着手段として
は、粒状活性炭、繊維状活性炭を充填した活性炭塔や合
成吸着剤等を充填した充填塔が挙げられる。
【００２５】前述のガス吸収手段として、気泡塔を採用
した場合、気泡塔から排出される気体は液沫を同伴する
ことがあり、そのまま活性炭塔に導入すると、活性炭の
表面が同伴された液沫により濡れて吸着力が低下するの
で、気泡塔と活性炭塔の間にミストセパレータやヒータ
を設け、気泡塔から排出される気体に含まれる液沫をミ
ストセパレータにより除去するとともにヒータによって
気体の相対湿度を低下させることが好ましい。
した場合、気泡塔から排出される気体は液沫を同伴する
ことがあり、そのまま活性炭塔に導入すると、活性炭の
表面が同伴された液沫により濡れて吸着力が低下するの
で、気泡塔と活性炭塔の間にミストセパレータやヒータ
を設け、気泡塔から排出される気体に含まれる液沫をミ
ストセパレータにより除去するとともにヒータによって
気体の相対湿度を低下させることが好ましい。
【００２６】反応器に取付けられた安全弁や圧力制御弁
が作動すると、反応器中の気体が放出されるが、放出さ
れた気体には、ガス吸収手段や有害物質吸着手段では除
去しきれない有害物質が残存している可能性がある。従
って、放出された気体を分析し、有害物質が含まれてい
ないことを確認したうえで、環境中に排出することが好
ましい。従って、第４の発明では、前記ガス吸収手段も
しくは有害物質吸着手段の下流にバッファタンクを設け
ることを特徴とするものである。前記ガス吸収手段もし
くは有害物質吸着手段から排出された気体を、一度バッ
ファタンクに貯留し、有害物質の有無を分析する。分析
の結果、有害物質が含まれていないときは、環境中にそ
のまま排出し、有害物質が含まれているときは、再度有
害物質吸着手段により有害物質を除去した後、放出すれ
ばよい。
が作動すると、反応器中の気体が放出されるが、放出さ
れた気体には、ガス吸収手段や有害物質吸着手段では除
去しきれない有害物質が残存している可能性がある。従
って、放出された気体を分析し、有害物質が含まれてい
ないことを確認したうえで、環境中に排出することが好
ましい。従って、第４の発明では、前記ガス吸収手段も
しくは有害物質吸着手段の下流にバッファタンクを設け
ることを特徴とするものである。前記ガス吸収手段もし
くは有害物質吸着手段から排出された気体を、一度バッ
ファタンクに貯留し、有害物質の有無を分析する。分析
の結果、有害物質が含まれていないときは、環境中にそ
のまま排出し、有害物質が含まれているときは、再度有
害物質吸着手段により有害物質を除去した後、放出すれ
ばよい。
【００２７】以下図面により、本発明を超臨界水酸化分
解反応に実施する場合の実施形態を説明する。
解反応に実施する場合の実施形態を説明する。
【００２８】（第１実施形態）図１は、被処理物を超臨
界水酸化分解する場合の本発明の第１実施形態を説明す
るためのフロー図である。
界水酸化分解する場合の本発明の第１実施形態を説明す
るためのフロー図である。
【００２９】１は、酸化剤を反応器４へ加圧供給するた
めの加圧供給手段である。酸化剤の加圧供給手段は、酸
化剤の種類により、高圧ポンプ、コンプレッサー等を挙
げることができる。酸化剤としては、例えば空気、純酸
素、過酸化水素、液体酸素等を用いることができる。
めの加圧供給手段である。酸化剤の加圧供給手段は、酸
化剤の種類により、高圧ポンプ、コンプレッサー等を挙
げることができる。酸化剤としては、例えば空気、純酸
素、過酸化水素、液体酸素等を用いることができる。
【００３０】２は、超臨界水酸化分解の対象となる被処
理物を反応器４へ加圧供給するための加圧供給手段であ
る。被処理物の加圧供給手段は、被処理物の物理的性状
により、プランジャーやダイヤフラム型等の高圧ポンプ
等を挙げることができる。被処理物が液状もしくは溶媒
に可溶な場合は、高圧ポンプにより加圧供給が可能であ
るが、被処理物が溶媒に不溶な場合は、被処理物を粉砕
してスラリーとしてプランジャーにより反応器４へ供給
することができる。
理物を反応器４へ加圧供給するための加圧供給手段であ
る。被処理物の加圧供給手段は、被処理物の物理的性状
により、プランジャーやダイヤフラム型等の高圧ポンプ
等を挙げることができる。被処理物が液状もしくは溶媒
に可溶な場合は、高圧ポンプにより加圧供給が可能であ
るが、被処理物が溶媒に不溶な場合は、被処理物を粉砕
してスラリーとしてプランジャーにより反応器４へ供給
することができる。
【００３１】３は、水を反応器４へ加圧供給するための
加圧供給手段であり、前記高圧ポンプ等を挙げることが
できる。水の超臨界領域の圧力まで加圧し、反応器４へ
供給する。なお、被処理物と水を混合して供給する場合
は、加圧供給手段３を省略することができる。
加圧供給手段であり、前記高圧ポンプ等を挙げることが
できる。水の超臨界領域の圧力まで加圧し、反応器４へ
供給する。なお、被処理物と水を混合して供給する場合
は、加圧供給手段３を省略することができる。
【００３２】酸化剤、被処理物および水は、供給ライン
ａを介して反応器４へ供給される。
ａを介して反応器４へ供給される。
【００３３】反応器４において行なわれる超臨界水酸化
分解反応は、水を超臨界状態とする温度、圧力条件であ
れば特に限定されるものではないが、例えば、温度３７
４℃以上、好ましくは５５０〜６５０℃、かつ圧力２２
ＭＰａ以上、好ましくは２２〜２５ＭＰａの条件とすれ
ばよい。
分解反応は、水を超臨界状態とする温度、圧力条件であ
れば特に限定されるものではないが、例えば、温度３７
４℃以上、好ましくは５５０〜６５０℃、かつ圧力２２
ＭＰａ以上、好ましくは２２〜２５ＭＰａの条件とすれ
ばよい。
【００３４】反応器４内で水は超臨界水となり、被処理
物および酸化剤と均一な単一相を形成し、被処理物は超
臨界水酸化分解される。
物および酸化剤と均一な単一相を形成し、被処理物は超
臨界水酸化分解される。
【００３５】反応器４には、安全弁５が設けられ、さら
に安全弁５のラインｂと並列に圧力制御弁６が設けられ
ている。圧力制御弁６は反応器に設定した圧力計（図示
せず）の信号により作動するか、あるいは安全弁５と同
様にバネ式によって作動するもので、安全弁５の吹き出
し圧力より５〜１０％低い圧力で反応器４内の流体を開
放するものである。
に安全弁５のラインｂと並列に圧力制御弁６が設けられ
ている。圧力制御弁６は反応器に設定した圧力計（図示
せず）の信号により作動するか、あるいは安全弁５と同
様にバネ式によって作動するもので、安全弁５の吹き出
し圧力より５〜１０％低い圧力で反応器４内の流体を開
放するものである。
【００３６】従って、反応器４内の圧力が圧力制御弁６
の作動圧力より高くなると、安全弁５の作動より早く圧
力制御弁６が作動し、反応器４内の流体を放出する。
の作動圧力より高くなると、安全弁５の作動より早く圧
力制御弁６が作動し、反応器４内の流体を放出する。
【００３７】反応器４中では、超臨界水酸化分解反応が
進行し、被処理物は、二酸化炭素と水に分解される。超
臨界水酸化分解後の処理流体は、排出ラインｃを介して
排出し、熱交換器型の冷却器７で冷却される。冷却され
た処理流体は、圧力制御弁８を介して気液分離器９へ流
入する。気液分離器９で分離された排ガスは圧力制御弁
１０を介して排出する。気液分離器９で分離された液体
は、気液分離器９内の液面レベルをコントロールする液
面制御弁１１を介して排出される。
進行し、被処理物は、二酸化炭素と水に分解される。超
臨界水酸化分解後の処理流体は、排出ラインｃを介して
排出し、熱交換器型の冷却器７で冷却される。冷却され
た処理流体は、圧力制御弁８を介して気液分離器９へ流
入する。気液分離器９で分離された排ガスは圧力制御弁
１０を介して排出する。気液分離器９で分離された液体
は、気液分離器９内の液面レベルをコントロールする液
面制御弁１１を介して排出される。
【００３８】（第２実施形態）図２は、被処理物を超臨
界水酸化分解する場合の本発明の第２実施形態を説明す
るためのフロー図である。
界水酸化分解する場合の本発明の第２実施形態を説明す
るためのフロー図である。
【００３９】図１の第１実施形態と同一の要素には同一
の番号を付し、詳細な説明を省略する。第２実施形態が
第１実施形態と異なる点は、圧力制御弁６の下流にガス
吸収手段としてのガス吸収塔１２を設けた点である。
の番号を付し、詳細な説明を省略する。第２実施形態が
第１実施形態と異なる点は、圧力制御弁６の下流にガス
吸収手段としてのガス吸収塔１２を設けた点である。
【００４０】被処理物中に塩素等のハロゲン原子を含む
有機物が混入していると、超臨界水酸化分解により、塩
素ガス等が生成する場合がある。このような被処理物を
超臨界水酸化分解中に、反応器４内の圧力が異常に上昇
した場合、安全弁５が作動する前に圧力制御弁６が作動
する。圧力制御弁６が作動すると、反応器４から塩素ガ
ス等を含むガスが排出されるが、圧力制御弁６の下流に
ガス吸収塔１２を設けることにより、塩素ガス等を吸収
除去できる。
有機物が混入していると、超臨界水酸化分解により、塩
素ガス等が生成する場合がある。このような被処理物を
超臨界水酸化分解中に、反応器４内の圧力が異常に上昇
した場合、安全弁５が作動する前に圧力制御弁６が作動
する。圧力制御弁６が作動すると、反応器４から塩素ガ
ス等を含むガスが排出されるが、圧力制御弁６の下流に
ガス吸収塔１２を設けることにより、塩素ガス等を吸収
除去できる。
【００４１】なお、安全弁５の出口も共通管３０に連接
しているので、たとえ安全弁５が作動しても同様に排出
ガス中の塩素ガス等を吸収除去できる。
しているので、たとえ安全弁５が作動しても同様に排出
ガス中の塩素ガス等を吸収除去できる。
【００４２】（第３実施形態）図３は、被処理物を超臨
界水酸化分解する場合の本発明の第３実施形態を説明す
るためのフロー図である。
界水酸化分解する場合の本発明の第３実施形態を説明す
るためのフロー図である。
【００４３】図２の第２実施形態と同一の要素には同一
の番号を付し、詳細な説明を省略する。第３実施形態が
第２実施形態と異なるのは、ガス吸収塔１２の下流に活
性炭塔１３を設けた点である。
の番号を付し、詳細な説明を省略する。第３実施形態が
第２実施形態と異なるのは、ガス吸収塔１２の下流に活
性炭塔１３を設けた点である。
【００４４】圧力制御弁６が作動すると、反応器４中の
ガスが放出されるが、ガス中にガス吸収手段では除去で
きないジクロロベンゼン等の有害物質が含まれると、そ
のまま環境中に放出することはできない。そこでガス吸
収塔１２の下流に活性炭塔１３を設けることにより、ジ
クロロベンゼン等の有害物質を吸着除去して、排ガスを
排出する。
ガスが放出されるが、ガス中にガス吸収手段では除去で
きないジクロロベンゼン等の有害物質が含まれると、そ
のまま環境中に放出することはできない。そこでガス吸
収塔１２の下流に活性炭塔１３を設けることにより、ジ
クロロベンゼン等の有害物質を吸着除去して、排ガスを
排出する。
【００４５】（第４実施形態）図４は、被処理物を超臨
界水酸化分解する場合の本発明の第４実施形態を説明す
るためのフロー図である。
界水酸化分解する場合の本発明の第４実施形態を説明す
るためのフロー図である。
【００４６】図３の第３実施形態と同一の要素には同一
の番号を付し、詳細な説明を省略する。
の番号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４７】第４実施形態が第３実施形態と異なる点
は、ガス吸収塔１２もしくは活性炭塔１３の下流にバッ
ファタンク１４，１５を設けた点である。
は、ガス吸収塔１２もしくは活性炭塔１３の下流にバッ
ファタンク１４，１５を設けた点である。
【００４８】圧力制御弁６が作動した場合、反応器４中
のガスが圧力制御弁６から放出されるが、バッファタン
クはこの放出されるガスを１ＭＰａ以下で貯留できる大
きさとしておく。
のガスが圧力制御弁６から放出されるが、バッファタン
クはこの放出されるガスを１ＭＰａ以下で貯留できる大
きさとしておく。
【００４９】図４は、上述の考え方によって決定された
大きさのバッファタンクを２基有するものであるが、こ
れは、上述のように決定された１基のバッファタンクで
は収容できない場合を想定して、予備のバッファタンク
を設けたものであり、十分に収容可能な余裕をもって設
計しておくのならば、バッファタンクは１基でもよい。
大きさのバッファタンクを２基有するものであるが、こ
れは、上述のように決定された１基のバッファタンクで
は収容できない場合を想定して、予備のバッファタンク
を設けたものであり、十分に収容可能な余裕をもって設
計しておくのならば、バッファタンクは１基でもよい。
【００５０】図４において、圧力制御弁６が開口し、次
いで前述した通り圧力制御弁６が閉じるが、圧力制御弁
６が開口している際に放出されたガスはガス吸着塔１２
に流入し、当該ガス中の塩素ガス等はガス吸収塔１２内
の吸収液に吸収される。ガス吸着塔１２から流出するガ
スは次いで活性炭塔１３に流入し、ガス吸着塔１２で吸
収することができなかったジクロロベンゼン等の有害物
質を活性炭で吸着する。次いで活性炭塔１３から流出す
るガスは、バッファタンク１４に流入する。
いで前述した通り圧力制御弁６が閉じるが、圧力制御弁
６が開口している際に放出されたガスはガス吸着塔１２
に流入し、当該ガス中の塩素ガス等はガス吸収塔１２内
の吸収液に吸収される。ガス吸着塔１２から流出するガ
スは次いで活性炭塔１３に流入し、ガス吸着塔１２で吸
収することができなかったジクロロベンゼン等の有害物
質を活性炭で吸着する。次いで活性炭塔１３から流出す
るガスは、バッファタンク１４に流入する。
【００５１】分析計２４によってバッファタンク１４内
の貯留ガス中の有害物質を分析し、有害物質が検出され
ない場合はバッファタンク１４内のガスは大気に放出さ
れ、有害物質が検出された場合は、有害物質が検出され
なくなるまでバッファタンク１４内のガスは活性炭塔１
９に循環処理され、無害化後大気に放出される。
の貯留ガス中の有害物質を分析し、有害物質が検出され
ない場合はバッファタンク１４内のガスは大気に放出さ
れ、有害物質が検出された場合は、有害物質が検出され
なくなるまでバッファタンク１４内のガスは活性炭塔１
９に循環処理され、無害化後大気に放出される。
【００５２】例えば、バッファタンク１４におけるガス
の貯蔵から排出までの、ブロワー１８の運転および各弁
の開閉を表１に示す。表１において○印は、弁の開口あ
るいはブロワーの運転を示し、空白の部分は弁が閉じて
いる状態あるいはブロワーが運転されていない状態を示
す。
の貯蔵から排出までの、ブロワー１８の運転および各弁
の開閉を表１に示す。表１において○印は、弁の開口あ
るいはブロワーの運転を示し、空白の部分は弁が閉じて
いる状態あるいはブロワーが運転されていない状態を示
す。
【００５３】
【表１】
【００５４】なおバッファタンク１５においても表１に
準じて操作される。
準じて操作される。
【００５５】
【実施例】実施例１
図１に示すような構成の超臨界水反応装置を用いて、超
臨界水酸化分解反応を行った。反応器４は、設定圧力３
０ＭＰａの容積１００Ｌのインコネル６２５製の耐圧容
器を用いた。
臨界水酸化分解反応を行った。反応器４は、設定圧力３
０ＭＰａの容積１００Ｌのインコネル６２５製の耐圧容
器を用いた。
【００５６】表２に示すような条件で、酸化剤、被処理
物（ＩＰＡ：イソプロピルアルコール）および水を反応
器４に供給し、６００℃、２５ＭＰａの条件で超臨界水
酸化分解反応を行った。
物（ＩＰＡ：イソプロピルアルコール）および水を反応
器４に供給し、６００℃、２５ＭＰａの条件で超臨界水
酸化分解反応を行った。
【００５７】
【表２】
【００５８】処理流体を排出ラインｃから取り出し、冷
却器７で冷却した後、圧力調整弁８を介して、気液分離
器９により気液分離した。分離された排ガスは、気液分
離器９の圧力を１０ＭＰａに調整する圧力制御弁１０を
介して排出し、分離された液体は、気液分離器９内の液
面レベルを調整する液面制御弁１１を介して排出した。
却器７で冷却した後、圧力調整弁８を介して、気液分離
器９により気液分離した。分離された排ガスは、気液分
離器９の圧力を１０ＭＰａに調整する圧力制御弁１０を
介して排出し、分離された液体は、気液分離器９内の液
面レベルを調整する液面制御弁１１を介して排出した。
【００５９】また、反応器４に直結する安全弁５と圧力
制御弁６を設置し、安全弁５は吹き出し圧力を３０ＭＰ
ａとし、２６ＭＰａ以上の圧力で圧力制御弁６が作動す
るように設定した。
制御弁６を設置し、安全弁５は吹き出し圧力を３０ＭＰ
ａとし、２６ＭＰａ以上の圧力で圧力制御弁６が作動す
るように設定した。
【００６０】本条件で運転中に冷却器７で閉塞を起こ
し、圧力が２６ＭＰａに上昇した。この時、圧力制御弁
６が作動し、さらなる圧力上昇を回避し、安全弁５が作
動することはなかった。
し、圧力が２６ＭＰａに上昇した。この時、圧力制御弁
６が作動し、さらなる圧力上昇を回避し、安全弁５が作
動することはなかった。
【００６１】実施例２
図３に示すような構成の超臨界水反応装置を用いて、超
臨界水酸化分解反応を行った。使用した反応器４および
安全弁５の吹き出し圧力、圧力制御弁６の作動圧力は、
実施例１で使用したものと同一である。
臨界水酸化分解反応を行った。使用した反応器４および
安全弁５の吹き出し圧力、圧力制御弁６の作動圧力は、
実施例１で使用したものと同一である。
【００６２】表３に示すような条件で、酸化剤、被処理
物（ＤＣＢ：ジクロロベンゼン）および水を反応器４に
供給し、６００℃、２５ＭＰａの条件で超臨界水酸化分
解反応を行った。
物（ＤＣＢ：ジクロロベンゼン）および水を反応器４に
供給し、６００℃、２５ＭＰａの条件で超臨界水酸化分
解反応を行った。
【００６３】
【表３】
【００６４】本条件で運転中に、冷却器７で閉塞を起こ
し、圧力が２６ＭＰａに上昇した。この時圧力制御弁６
が作動し、塩酸ガスおよびＤＣＢを含む反応器内の気体
が排出された。塩酸ガスはガス吸収塔１２で除去し、水
への溶解度が低いＤＣＢは活性炭塔１３により除去し
た。環境中への、塩酸排出濃度は２ｐｐｍ以下、ＤＣＢ
排出濃度は１ｐｐｂ以下であった。
し、圧力が２６ＭＰａに上昇した。この時圧力制御弁６
が作動し、塩酸ガスおよびＤＣＢを含む反応器内の気体
が排出された。塩酸ガスはガス吸収塔１２で除去し、水
への溶解度が低いＤＣＢは活性炭塔１３により除去し
た。環境中への、塩酸排出濃度は２ｐｐｍ以下、ＤＣＢ
排出濃度は１ｐｐｂ以下であった。
【００６５】実施例３
図４に示すような構成の超臨界水反応装置を用いて、超
臨界水酸化分解反応を行った。使用した反応器４および
安全弁５の吹き出し圧力、圧力制御弁６の作動圧力は、
実施例１で使用したものと同一である。
臨界水酸化分解反応を行った。使用した反応器４および
安全弁５の吹き出し圧力、圧力制御弁６の作動圧力は、
実施例１で使用したものと同一である。
【００６６】表４に示すような条件で、酸化剤、被処理
物（ＤＣＢ：ジクロロベンゼン）および水を反応器４に
供給し、６００℃、２５ＭＰａの条件で超臨界水酸化分
解反応を行った。
物（ＤＣＢ：ジクロロベンゼン）および水を反応器４に
供給し、６００℃、２５ＭＰａの条件で超臨界水酸化分
解反応を行った。
【００６７】
【表４】
【００６８】本条件で運転中に、冷却器７で閉塞を起こ
し、圧力が２６ＭＰａに上昇した。この時圧力制御弁６
が作動し、塩酸ガスおよびＤＣＢを含む反応器内の気体
が排出された。塩酸ガスはガス吸収塔１２で除去し、水
への溶解度が低いＤＣＢは活性炭塔１３により除去し
た。活性炭塔１３から排出される排ガスが無害化されて
いるかどうかを確認するため、バッファタンク１４に一
旦貯留した。バッファタンク１４内の排ガスを分析した
結果、塩酸排出濃度は２ｐｐｍ以下、ＤＣＢ排出濃度は
１ｐｐｂ以下であったので、環境中へそのまま排出し
た。
し、圧力が２６ＭＰａに上昇した。この時圧力制御弁６
が作動し、塩酸ガスおよびＤＣＢを含む反応器内の気体
が排出された。塩酸ガスはガス吸収塔１２で除去し、水
への溶解度が低いＤＣＢは活性炭塔１３により除去し
た。活性炭塔１３から排出される排ガスが無害化されて
いるかどうかを確認するため、バッファタンク１４に一
旦貯留した。バッファタンク１４内の排ガスを分析した
結果、塩酸排出濃度は２ｐｐｍ以下、ＤＣＢ排出濃度は
１ｐｐｂ以下であったので、環境中へそのまま排出し
た。
【００６９】なお、圧力制御弁６が開口している間に放
出されたガスは、バッファタンク１４内に圧力１ＭＰａ
以内で貯留することができ、バッファタンク１５を用い
る必要がなかった。
出されたガスは、バッファタンク１４内に圧力１ＭＰａ
以内で貯留することができ、バッファタンク１５を用い
る必要がなかった。
【００７０】
【発明の効果】請求項１に記載の発明により、反応器内
の圧力が異常上昇しても、安全弁が作動する前に圧力制
御弁で反応器内の圧力を制御することができるので、水
熱反応を緊急停止することなく、種々の対策を講ずるこ
とができる。
の圧力が異常上昇しても、安全弁が作動する前に圧力制
御弁で反応器内の圧力を制御することができるので、水
熱反応を緊急停止することなく、種々の対策を講ずるこ
とができる。
【００７１】請求項２に記載の発明により、圧力制御弁
が作動して、反応器内のガスが排出されても、排出ガス
中に含まれる塩酸等の有害ガスを除去することができ
る。
が作動して、反応器内のガスが排出されても、排出ガス
中に含まれる塩酸等の有害ガスを除去することができ
る。
【００７２】請求項３に記載の発明により、圧力制御弁
が作動して、反応器内のガスが排出されても、排出ガス
中に含まれる水に不溶の有害物質を除去することができ
る。
が作動して、反応器内のガスが排出されても、排出ガス
中に含まれる水に不溶の有害物質を除去することができ
る。
【００７３】請求項４に記載の発明により、圧力制御弁
が作動して、反応器内のガスが排出されても、排出ガス
中に含まれる有害物質の有無を分析した後、安全性を確
認して、ガスを環境中に放出することができる。
が作動して、反応器内のガスが排出されても、排出ガス
中に含まれる有害物質の有無を分析した後、安全性を確
認して、ガスを環境中に放出することができる。
【図１】本発明の第１実施形態のフロー図
【図２】本発明の第２実施形態のフロー図
【図３】本発明の第３実施形態のフロー図
【図４】本発明の第４実施形態のフロー図
【図５】従来の超臨界水反応装置のフロー図
１ 加圧供給手段
２ 加圧供給手段
３ 加圧供給手段
４ 反応器
５ 安全弁
６ 圧力調整弁
７ 冷却器
８ 圧力制御弁
９ 気液分離器
１０ 圧力調整弁
１１ 液面制御弁
１２ ガス吸収塔
１３ 活性炭塔
１４、１５ バッファタンク
３０ 共通管
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）
Ｂ０１Ｊ 3/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４Ｂ
3/04 ＺＡＢ
19/00 １３４Ｅ
Ｃ０７Ｃ 25/08
Ｆターム(参考） 4D002 AA19 AA21 AC10 BA02 BA04
CA01 CA02 CA07 DA35 DA41
DA44 EA02 GA03 GB03 GB04
4G075 AA03 AA37 AA51 BB04 CA54
CA65 CA66 DA01 EB01 ED01
EE31 FB02
4H006 AA05 AC13 BD82 BD84
Claims (4)
- 【請求項１】 高温高圧流体の存在下に有機物を水熱反
応により分解する反応器と、反応器に設置された安全弁
とを有する水熱反応装置において、安全弁のラインと並
列に安全弁の設定圧力よりやや低い圧力で作動する圧力
制御弁を設けたことを特徴とする水熱反応装置。 - 【請求項２】 前記圧力制御弁の下流にガス吸収手段を
設けたことを特徴とする請求項１に記載の水熱反応装
置。 - 【請求項３】 前記ガス吸収手段の下流に有害物質吸着
手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の水熱反
応装置。 - 【請求項４】 前記ガス吸収手段もしくは有害物質吸着
手段の下流にバッファタンクを設けたことを特徴とする
請求項２または請求項３に記載の水熱反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001262302A JP2003073305A (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 水熱反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001262302A JP2003073305A (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 水熱反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003073305A true JP2003073305A (ja) | 2003-03-12 |
| JP2003073305A5 JP2003073305A5 (ja) | 2008-04-17 |
Family
ID=19089218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001262302A Pending JP2003073305A (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 水熱反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003073305A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005034808A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Hyogo Prefecture | 亜臨界水又は超臨界水を用いた連続処理装置及びこれを用いて得られる有機物の加水分解物 |
| CN116983905A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种自调压生物质水热炭化装置及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000283896A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Japan Organo Co Ltd | 超臨界水反応実験装置 |
| JP2001131334A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-15 | Sony Corp | スチロール樹脂廃材のリサイクル方法 |
-
2001
- 2001-08-30 JP JP2001262302A patent/JP2003073305A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000283896A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Japan Organo Co Ltd | 超臨界水反応実験装置 |
| JP2001131334A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-15 | Sony Corp | スチロール樹脂廃材のリサイクル方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005034808A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Hyogo Prefecture | 亜臨界水又は超臨界水を用いた連続処理装置及びこれを用いて得られる有機物の加水分解物 |
| JP4664580B2 (ja) * | 2003-07-18 | 2011-04-06 | 兵庫県 | 亜臨界水又は超臨界水を用いた連続処理装置 |
| CN116983905A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种自调压生物质水热炭化装置及方法 |
| CN116983905B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-02 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种自调压生物质水热炭化装置及方法 |
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| A02 | Decision of refusal |
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