JP2003326149A - Hydrothermal reaction method - Google Patents

Hydrothermal reaction method

Info

Publication number
JP2003326149A
JP2003326149A JP2002132237A JP2002132237A JP2003326149A JP 2003326149 A JP2003326149 A JP 2003326149A JP 2002132237 A JP2002132237 A JP 2002132237A JP 2002132237 A JP2002132237 A JP 2002132237A JP 2003326149 A JP2003326149 A JP 2003326149A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrothermal
reactor
hydrothermal reaction
reaction
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002132237A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Nakayama
哲 中山
Masaaki Wakita
正明 脇田
Hironori Kako
啓憲 加来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Kurita Water Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd, Kurita Water Industries Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2002132237A priority Critical patent/JP2003326149A/en
Publication of JP2003326149A publication Critical patent/JP2003326149A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrothermal reaction method for efficiently treating a paraffinic compound which is in solid state at a normal temperature, at a low cost while preventing liquid transportation failure and inferior mixing with an oxidizing agent. <P>SOLUTION: A paraffinic compound and a petroleum-base solvent are introduced into a dissolution tank 1 and heated to dissolve the paraffinic compound in the petroleum-base solvent and obtain a solution 12. The solution 12 is sent to a supply apparatus 2a of a hydrothermal reactor 2 at a normal temperature through a line 13 by a high pressure pump P1. A waste liquid or water is sent to the supply apparatus 2a by a high pressure pump P2, and an oxidizing agent is sent to the supply apparatus 2a by an oxidizing agent supply means 15. In the supply apparatus 2a, a mixed solution of the solution 12 with the waste liquid or water and the oxidizing agent are mixed and supplied downward to the hydrothermal reactor 2 and subjected to hydrothermal reaction while being kept in supercritical or subcritical state. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水の超臨界または
亜臨界状態下で水熱反応を行う水熱反応方法、特にパラ
フィン系化合物の廃棄物の分解を行うのに好適な水熱反
応方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrothermal reaction method in which a hydrothermal reaction is carried out under a supercritical or subcritical state of water, and particularly a hydrothermal reaction method suitable for decomposing waste of paraffinic compounds. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】水の超臨界または亜臨界状態下で水熱反
応を行う水熱反応処理は廃液中の有機物を短時間で高レ
ベルまで酸化分解できる技術として注目されている。水
熱反応を行うことにより、被処理物中の有機成分は二酸
化炭素、窒素成分は窒素ガス(条件によってはアンモニ
アや硝酸性窒素も生成する)へと分解される。また、リ
ンや硫黄といったヘテロ原子はそれぞれリン酸イオンお
よび硫酸イオンにまで酸化される。
2. Description of the Related Art A hydrothermal reaction process in which a hydrothermal reaction is carried out under a supercritical or subcritical state of water is drawing attention as a technique capable of oxidatively decomposing organic matter in a waste liquid to a high level in a short time. By performing the hydrothermal reaction, the organic component in the object to be treated is decomposed into carbon dioxide, and the nitrogen component is decomposed into nitrogen gas (ammonia and nitrate nitrogen are also generated depending on the conditions). Heteroatoms such as phosphorus and sulfur are also oxidized to phosphate ions and sulfate ions, respectively.

【0003】上記のような水熱反応を利用して廃棄物を
処理する場合、通常液状の被処理物をポンプなどの手段
により連続的に水熱反応器へ供給して行われている。こ
のような水熱反応処理においてパラフィン系化合物を処
理する場合、パラフィン系化合物は常温では固体である
ので、水熱反応器に連続的に供給するのが難しく、この
ため効率よく処理することができない。
When the waste is treated by utilizing the hydrothermal reaction as described above, it is usually carried out by continuously supplying a liquid object to the hydrothermal reactor by means of a pump or the like. When treating a paraffinic compound in such a hydrothermal reaction treatment, since the paraffinic compound is a solid at room temperature, it is difficult to continuously supply it to the hydrothermal reactor, and therefore the treatment cannot be performed efficiently. .

【0004】パラフィン系化合物は加熱により流動化す
るので、加熱した状態で水熱反応器に連続的に供給する
ことは可能であるが、この場合パラフィン系化合物の流
動状態を保持するためには水熱反応器に導入するまで系
路を加熱する必要があり、また高温対応のポンプを使用
する必要があるなど、装置が大型化するとともにコスト
高になる。また、溶解や流動化が不十分で流動化物中に
固形のパラフィン系化合物が含まれる場合、管内付着に
よる送液不良、反応器内で酸化剤との混合不良を起こ
し、処理性能を悪化させる場合がある。
Since the paraffinic compound is fluidized by heating, it is possible to continuously supply it to the hydrothermal reactor in a heated state. In this case, in order to maintain the fluidized state of the paraffinic compound, water is used. It is necessary to heat the system passage until it is introduced into the thermal reactor, and it is necessary to use a pump that can handle high temperatures. This increases the size of the apparatus and increases the cost. In addition, when the solidified paraffinic compound is contained in the fluidized product due to insufficient dissolution or fluidization, poor liquid transfer due to adhesion inside the pipe, poor mixing with the oxidizer in the reactor, and deterioration of processing performance There is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、常温
で固体状のパラフィン系化合物を、送液不良や酸化剤と
の混合不良を防止して、低コストで効率よく処理するこ
とができる水熱反応方法を提案することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to efficiently treat paraffinic compounds, which are solid at room temperature, at low cost by preventing liquid transfer defects and mixing defects with oxidizing agents. It is to propose a hydrothermal reaction method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は次の水熱反応方
法である。 (1) パラフィン系化合物を石油系溶剤に溶解する溶
解工程と、溶解工程で得られた溶解液を水熱反応器に供
給する供給工程と、水熱反応器に供給された溶解液を水
および酸化剤の存在下に、水の超臨界または亜臨界状態
で水熱反応させる水熱反応工程とを含む水熱反応方法。 (2) 加熱して、パラフィン系化合物を石油系溶剤に
溶解する上記(1)記載の水熱反応方法。 (3) 水熱反応工程に必要な水として、廃液を水熱反
応器に供給する上記(1)または(2)記載の水熱反応
方法。
The present invention is the following hydrothermal reaction method. (1) A dissolving step of dissolving a paraffinic compound in a petroleum solvent, a supplying step of supplying the dissolving solution obtained in the dissolving step to a hydrothermal reactor, and a dissolving solution supplied to the hydrothermal reactor with water and And a hydrothermal reaction step in which hydrothermal reaction is carried out in a supercritical or subcritical state of water in the presence of an oxidizing agent. (2) The hydrothermal reaction method according to (1) above, wherein the paraffinic compound is dissolved in a petroleum solvent by heating. (3) The hydrothermal reaction method according to (1) or (2) above, wherein a waste liquid is supplied to the hydrothermal reactor as water necessary for the hydrothermal reaction step.

【0007】本発明で処理の対象となるパラフィン系化
合物は常温で固体かまたは流動性の小さいパラフィン系
化合物であり、例えばパラフィンろう、カルナウバろ
う、木ろう、みつろう、モンタンろう、ポリエチレンろ
う等の天然または合成ろう;ワセリンなどがあげられ
る。パラフィン系化合物は1種単独でも、2種類以上の
混合物でもよい。またパラフィン系化合物にはパラフィ
ン系化合物以外の有機物が含まれていてもよい。処理の
対象となるパラフィン系化合物の具体的なものとして
は、化学工場、製薬工場などから排出されるパラフィン
系化合物などがあげられる。廃液や排水中に含まれてい
るパラフィン系化合物を処理する場合は、廃液や排水を
固液分離し、固形分をパラフィン系化合物として処理に
供することができる。また分離液は水熱反応に必要な水
として水熱反応器(以下、単に反応器という場合があ
る)に供給することができる。
The paraffinic compound to be treated in the present invention is a paraffinic compound which is solid or has low fluidity at room temperature, and is a natural paraffin wax, carnauba wax, wood wax, beeswax, montan wax, polyethylene wax, etc. Or synthetic wax; Vaseline and the like can be mentioned. The paraffinic compound may be a single type or a mixture of two or more types. Further, the paraffinic compound may contain an organic substance other than the paraffinic compound. Specific examples of the paraffinic compound to be treated include paraffinic compounds discharged from chemical factories, pharmaceutical factories and the like. When treating the paraffinic compound contained in the waste liquid or the wastewater, the waste liquid or the wastewater can be subjected to solid-liquid separation, and the solid content can be used as the paraffinic compound for the treatment. Further, the separated liquid can be supplied to a hydrothermal reactor (hereinafter sometimes simply referred to as a reactor) as water necessary for the hydrothermal reaction.

【0008】本発明における溶解工程では、上記パラフ
ィン系化合物を石油系溶剤に溶解して、パラフィン系化
合物の溶解液を得る。上記石油系溶剤としてはパラフィ
ン系化合物を溶解できるものが制限なく使用でき、例え
ば灯油、m灯油、石油ナフタ、芳香族ナフタ、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、これらの混
合物などがあげられる。石油系溶剤は試薬や工業用品と
して使用される純度の高いものを使用する必要はなく、
廃棄物として処理される石油系溶剤、石油系溶剤を含む
廃棄物、石油系溶剤を含む液体などが使用できる。石油
系溶剤の使用量は、パラフィン系化合物を流動化できる
範囲で任意に決められるが、粘度が上昇すると送液が困
難となるため、パラフィン系化合物濃度が50重量%以
下となるように使用するのが好ましい。
In the dissolving step in the present invention, the paraffinic compound is dissolved in a petroleum solvent to obtain a paraffinic compound solution. As the petroleum solvent, any solvent capable of dissolving a paraffinic compound can be used without limitation, and examples thereof include kerosene, m kerosene, petroleum naphtha, aromatic naphtha, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, and a mixture thereof. Petroleum solvents do not need to be of high purity used as reagents or industrial supplies,
A petroleum solvent to be treated as a waste, a waste containing a petroleum solvent, a liquid containing a petroleum solvent, or the like can be used. The amount of the petroleum-based solvent used is arbitrarily determined within a range in which the paraffinic compound can be fluidized. However, when the viscosity increases, it becomes difficult to transfer the liquid. Is preferred.

【0009】パラフィン系化合物を石油系溶剤に溶解す
る場合、加熱してパラフィン系化合物を石油系溶剤に溶
解させるのが好ましい。例えば、パラフィン系化合物を
石油系溶剤に添加し、30〜80℃に加熱してパラフィ
ン系化合物を溶解させることができる。またパラフィン
系化合物を30〜80℃に加熱して流動化させた後石油
系溶剤に添加し、パラフィン系化合物を溶解させること
もできる。
When the paraffinic compound is dissolved in the petroleum solvent, it is preferable to heat the paraffinic compound to dissolve it in the petroleum solvent. For example, a paraffin compound can be added to a petroleum solvent and heated to 30 to 80 ° C. to dissolve the paraffin compound. Alternatively, the paraffinic compound may be heated to 30 to 80 ° C. to be fluidized and then added to a petroleum solvent to dissolve the paraffinic compound.

【0010】石油系溶剤にパラフィン系化合物を溶解さ
せた溶解液は、常温に戻してもパラフィン系化合物は溶
解した状態にあり、析出しない。このため、溶解液は常
温で送液可能であり、また送液路などへのパラフィン系
化合物の付着は防止される。さらに溶解液は水や酸化剤
などと容易に均一に混合することができ、効率よく水熱
反応を進行させて分解率を高くすることができる。
A solution obtained by dissolving a paraffinic compound in a petroleum solvent does not precipitate even if the paraffinic compound is in a dissolved state even after returning to room temperature. Therefore, the solution can be sent at room temperature, and the paraffinic compound is prevented from adhering to the solution sending path. Furthermore, the solution can be easily and uniformly mixed with water, an oxidizing agent, etc., and the hydrothermal reaction can be efficiently advanced to increase the decomposition rate.

【0011】供給工程では前記溶解工程で得られた溶解
液を水熱反応器に供給する。パラフィン系化合物を溶解
させた石油系溶剤は水熱反応における補助燃料としても
利用されるので、溶解液は補助燃料の代替物または補助
燃料の一部として水熱反応器に供給することができる。
溶解液は常温状態で水熱反応器に連続的に送液すること
ができるので、配管などを加熱する必要はなく、また送
液用のポンプも高温対応のポンプを使用する必要もな
く、送液不良を防止して低コストで簡単に処理できる。
In the supplying step, the solution obtained in the dissolving step is supplied to the hydrothermal reactor. Since the petroleum solvent in which the paraffinic compound is dissolved is also used as the auxiliary fuel in the hydrothermal reaction, the solution can be supplied to the hydrothermal reactor as a substitute for the auxiliary fuel or a part of the auxiliary fuel.
Since the dissolved solution can be continuously sent to the hydrothermal reactor at room temperature, it is not necessary to heat the pipes, and it is not necessary to use a pump for sending liquid or a pump compatible with high temperature. It is possible to prevent liquid defects and easily process at low cost.

【0012】水熱反応工程では溶解液を水および酸化剤
の存在下に、水の超臨界または亜臨界状態で水熱反応さ
せる。水熱反応に必要な水としては、工業用水を反応器
に供給して使用することもできるが、廃液を利用するの
が好ましい。廃液を利用すると、廃液中の有機物も分解
されるので、廃液の処理も同時に行うことができる。廃
液としては工場などから発生する廃液や排水を利用する
こともできるし、パラフィン系化合物を分離した分離液
を利用することもできる。
In the hydrothermal reaction step, the solution is hydrothermally reacted in the presence of water and an oxidizing agent in a supercritical or subcritical state of water. As water required for the hydrothermal reaction, industrial water can be supplied to the reactor and used, but it is preferable to use waste liquid. When the waste liquid is used, organic substances in the waste liquid are decomposed, so that the waste liquid can be treated at the same time. As the waste liquid, waste liquid or waste water generated from a factory or the like can be used, or a separation liquid obtained by separating a paraffinic compound can be used.

【0013】水熱反応は、前記溶解液および廃液などの
被処理物を水熱反応器に導入し、パラフィン系化合物、
石油系溶剤、廃液中の有機物などの有機物の酸化分解を
行う。水熱反応器は有機物を酸化剤の存在下に水の超臨
界または亜臨界状態で水熱反応により酸化分解するよう
に構成される。
In the hydrothermal reaction, the substances to be treated such as the above-mentioned solution and waste liquid are introduced into a hydrothermal reactor, and paraffin compounds,
Oxidative decomposition of organic substances such as petroleum solvents and organic substances in waste liquid. The hydrothermal reactor is configured to oxidatively decompose organic matter by a hydrothermal reaction in the presence of an oxidant in a supercritical or subcritical state of water.

【0014】ここで水熱反応とは、超臨界または亜臨界
状態の高温高圧の水および酸化剤の存在下に有機物を酸
化反応により酸化分解する反応である。超臨界状態とは
374℃以上、22MPa以上の状態である。また亜臨
界状態とは例えば374℃以上、2.5MPa以上22
MPa未満あるいは374℃未満、22MPa以上の状
態、あるいは374℃以下、22MPa未満であっても
臨界点に近い高温高圧状態をいう。
Here, the hydrothermal reaction is a reaction of oxidatively decomposing an organic substance by an oxidative reaction in the presence of water at high temperature and high pressure in a supercritical or subcritical state and an oxidizing agent. The supercritical state is a state of 374 ° C. or higher and 22 MPa or higher. The subcritical state is, for example, 374 ° C. or higher and 2.5 MPa or higher 22
A state of less than MPa, less than 374 ° C., 22 MPa or more, or a temperature of 374 ° C. or less, less than 22 MPa is a high temperature / high pressure state close to the critical point.

【0015】このような水熱反応は有機物が酸化剤と混
合した状態で水熱反応器において行われ、これらの混合
物が反応器内部で水熱反応を受ける。酸化剤としては、
空気、酸素、液体酸素、過酸化水素水、硝酸、亜硝酸、
硝酸塩、亜硝酸塩等を用いることができる。
Such a hydrothermal reaction is carried out in a hydrothermal reactor in a state where an organic substance is mixed with an oxidizing agent, and these mixtures undergo a hydrothermal reaction inside the reactor. As an oxidant,
Air, oxygen, liquid oxygen, hydrogen peroxide, nitric acid, nitrous acid,
Nitrate, nitrite and the like can be used.

【0016】溶解液と廃液とは水熱反応器の供給口に設
けられた多重管ノズルから別々に供給し、複層流として
供給することもできるし、溶解液を送液する系路に廃液
を供給して混合し、混合状態で水熱反応器に供給するこ
ともできる。また酸化剤は、被処理物と混合されて供給
されてもよいし、多重管ノズルから複層流として供給し
てもよい。また必要により触媒や中和剤等が添加される
場合があるが、これらは被処理物と混合して、あるいは
別々に反応器に供給することができる。
The dissolution liquid and the waste liquid can be separately supplied from a multi-tube nozzle provided at the supply port of the hydrothermal reactor and supplied as a multi-layer flow, or the waste liquid can be supplied to the system passage for sending the dissolution liquid. It is also possible to supply the above components and mix them, and to supply them to the hydrothermal reactor in a mixed state. The oxidizing agent may be mixed with the material to be treated and supplied, or may be supplied as a multi-layer flow from a multi-tube nozzle. If necessary, a catalyst, a neutralizing agent and the like may be added, and these can be mixed with the material to be treated or separately supplied to the reactor.

【0017】本発明で用いられる水熱反応器は超臨界ま
たは亜臨界状態で水熱反応を行うように、耐熱、耐圧材
料により、実質的に垂直方向に配置した筒状反応器で形
成される。反応熱だけでは超臨界または亜臨界状態に達
しない場合には外部加熱手段を設けることができる。反
応器の形状は円筒、だ円筒、多角筒のものを用いること
ができ、下端部はコーン状とすることができる。このよ
うな水熱反応器により超臨界または亜臨界状態で水熱反
応を行うと、有機物は酸化剤により酸化されて最終的に
水と二酸化炭素に分解され、あるいは加水分解により低
分子化し、無機物は固体あるいは溶融状態で分離する。
反応生成物はそのまま、または固形物を分離後、冷却、
気液分離、減圧、固液分離等の操作により、ガス分、液
分、固形分に分離される。
The hydrothermal reactor used in the present invention is made of a heat-resistant and pressure-resistant material in a cylindrical reactor arranged substantially vertically so as to carry out the hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical state. . If the reaction heat alone does not reach the supercritical or subcritical state, an external heating means can be provided. The reactor may have a cylindrical shape, an elliptic shape, or a polygonal shape, and the lower end portion may have a cone shape. When a hydrothermal reaction is carried out in a supercritical or subcritical state by such a hydrothermal reactor, organic substances are oxidized by an oxidant and finally decomposed into water and carbon dioxide, or hydrolyzed to lower molecular weight, and inorganic substances Separates in the solid or molten state.
The reaction product is as it is, or after solid matter is separated, cooled,
Gas, liquid and solid are separated by operations such as gas-liquid separation, decompression, solid-liquid separation and the like.

【0018】上記の水熱反応器は従来より水熱反応に用
いられているものをそのまま用いることができるが、特
開平11−156186号に示されているように、上部
に逆流を伴う混合反応域、下部に栓状流反応域を形成す
る実質的に垂直な反応器に、さらに上部に設けられた供
給装置から被処理物と酸化剤の混合流を下向流で供給し
て上部の混合反応域で逆流を伴う混合流を形成して水熱
反応を行い、下部の栓状流反応域で平行な下向栓流を形
成して追加の水熱反応を行う構造のものが好ましい。
As the above-mentioned hydrothermal reactor, the one conventionally used for the hydrothermal reaction can be used as it is, but as shown in JP-A-11-156186, a mixed reaction accompanied by a reverse flow in the upper part. In the upper and lower parts of the reactor, a mixed flow of the material to be treated and the oxidant is supplied in a downward flow from a supply device installed in the upper part to a substantially vertical reactor forming a plug flow reaction region in the lower part. A structure is preferred in which a mixed flow accompanied by backflow is formed in the reaction zone for hydrothermal reaction, and a parallel downward plug flow is formed in the lower plug flow reaction zone for additional hydrothermal reaction.

【0019】水熱反応器の材質は制限されないが、ハス
テロイ、インコネル、ステンレス等の耐食性の材質が好
ましい。水熱反応器には耐腐食性ライナーを設けるのが
好ましい。耐腐食性ライナーは特に限定されず、特開平
11−156186号に開示されたような耐腐食性ライ
ナーと圧力負荷壁との間に間隙が存在するような耐腐食
性ライナーを用いることができる。
The material of the hydrothermal reactor is not limited, but is preferably a corrosion resistant material such as Hastelloy, Inconel or stainless steel. The hydrothermal reactor is preferably provided with a corrosion resistant liner. The corrosion-resistant liner is not particularly limited, and a corrosion-resistant liner having a gap between the corrosion-resistant liner and the pressure load wall as disclosed in JP-A-11-156186 can be used.

【0020】水熱反応器には反応混合物を排出口から排
出する前に冷却するための冷却手段を設けることができ
る。冷却手段は特に限定されないが、反応器内に水を導
入して冷却し、無機塩を溶解してその排出を促進するこ
とができる。また、反応器内に酸やアルカリを含む水を
導入して冷却し、アルカリや酸の中和を行うことができ
る。固体の粘着性が著しい場合には、反応器の内壁に付
着した固体を除去するための機械的除去装置を設けるこ
とができる。固体除去のための機械的除去装置は特に限
定されないが、特開平11−156186号で開示され
た切欠窓部分を含む実質的に円筒状のスクレーパが好適
である。
The hydrothermal reactor may be provided with cooling means for cooling the reaction mixture before it is discharged from the outlet. The cooling means is not particularly limited, but water can be introduced into the reactor to cool it, and the inorganic salt can be dissolved to accelerate its discharge. Further, water containing an acid or an alkali may be introduced into the reactor and cooled to neutralize the alkali or the acid. If the solids are very sticky, a mechanical removal device can be provided to remove the solids adhering to the inner wall of the reactor. The mechanical removing device for removing solids is not particularly limited, but a substantially cylindrical scraper including a notched window portion disclosed in JP-A-11-156186 is suitable.

【0021】水熱反応の進行に伴って、水熱反応器内で
中和塩が堆積する場合は、水熱反応器内における塩の堆
積防止手段や排出手段の併用が望ましい。具体的な方法
としては、水熱反応器下部に水層を設けて塩を溶解、排
出する手段(特許2726293)や機械的に塩を掻き
取る手段(USP5,100,560、特開平10−1
5566、特開平11−253786)、反応器表面か
ら流体を噴出させて付着を防止する手段(特開平9−2
99966)など、公知の方法を採用することができ
る。
When a neutral salt is deposited in the hydrothermal reactor as the hydrothermal reaction progresses, it is desirable to use a salt deposition preventing means and a discharging means in the hydrothermal reactor. As a specific method, means for dissolving and discharging salt by providing a water layer in the lower part of the hydrothermal reactor (patent 2726293) and means for mechanically scraping salt (USP 5,100,560, JP-A-10-1)
5566, JP-A-11-253786), means for preventing adhesion by ejecting fluid from the reactor surface (JP-A-9-2).
Known methods such as 99966) can be adopted.

【0022】水熱反応器から排出される反応流体中の固
形物を分離する分離手段を設けることができる。特に、
超臨界状態の反応流体中では無機塩類が溶解せずに固体
として含まれているため、不溶化している無機物を分離
することにより、処理水の再利用が容易になる。固形物
分離手段は特に限定されず、水熱反応器から反応流体を
導入する流入口および固体を除去した流体を排出する流
出口を備えた容器と、容器内に配設されて前記反応流体
に含まれている前記固体を除去し、排出する手段とを備
えたものが使用できる。また、冷却、減圧の工程で、気
液分離や固液分離の手段を設けることもできる。
Separation means may be provided for separating solids in the reaction fluid discharged from the hydrothermal reactor. In particular,
Inorganic salts are not dissolved in the reaction fluid in the supercritical state but are contained as a solid, so that the treated water can be easily reused by separating the insolubilized inorganic substances. The solid matter separating means is not particularly limited, and a container having an inlet for introducing the reaction fluid from the hydrothermal reactor and an outlet for discharging the fluid from which the solid has been removed, and the reaction fluid disposed in the container to the reaction fluid. A means provided with a means for removing and discharging the contained solid can be used. Further, means for gas-liquid separation or solid-liquid separation can be provided in the steps of cooling and depressurizing.

【0023】水熱反応器による反応開始の手段は特に制
限されない。通常、反応器は反応開始にあたって所定の
反応温度付近に予熱される。予熱は加熱装置を反応器に
設けるか、あるいは被処理物および/または酸化剤供給
路に設けて加熱された水や空気を導入して実施すること
ができる。また、通常、反応器に水や酸化剤を供給し、
通常設けられる圧力調整弁によって所定の圧力に加圧さ
れる。所定の温度、圧力に調整された後、被処理物を含
む流体を供給して水熱反応を開始する。反応によって有
機物が分解され、反応熱が発生する。水熱反応器上部に
逆流を伴う混合反応域を設けた場合、ここで逆流を伴う
混合作用で有機物、酸化剤および反応器内容物などが十
分に混合されるため、流体の温度が上昇する。これによ
り供給される有機物は速やかに水熱反応を開始し、安定
した反応が継続されることになる。反応流体は反応器内
を下向きに移動し、栓状流反応域で継続反応した後、排
出口から排出される。反応器の長さ:直径の比は1:1
〜100:1が好ましい。
The means for starting the reaction by the hydrothermal reactor is not particularly limited. Usually, the reactor is preheated to around a predetermined reaction temperature at the start of the reaction. Preheating can be performed by providing a heating device in the reactor or by introducing heated water or air provided in the object to be treated and / or the oxidant supply passage. Also, normally, supplying water and an oxidant to the reactor,
It is pressurized to a predetermined pressure by a pressure adjusting valve that is usually provided. After the temperature and pressure have been adjusted to predetermined values, a fluid containing the material to be treated is supplied to start the hydrothermal reaction. Organic substances are decomposed by the reaction, and heat of reaction is generated. When a mixing reaction zone involving backflow is provided in the upper part of the hydrothermal reactor, the temperature of the fluid rises because the organic matter, the oxidant and the contents of the reactor are sufficiently mixed by the mixing action involving backflow. As a result, the supplied organic substance promptly starts the hydrothermal reaction, and the stable reaction is continued. The reaction fluid moves downward in the reactor, continuously reacts in the plug flow reaction region, and is then discharged from the discharge port. Reactor length: diameter ratio of 1: 1
~ 100: 1 is preferred.

【0024】水熱反応器を出た反応流体はそのまま、ま
たは固体を分離した後、気液分離し、気相、液相それぞ
れ減圧される。反応器内で冷却して液体が生成している
場合は反応器を出た段階で固体とともに液体を分離し、
必要によりさらに冷却、気液分離および固液分離を行う
ことができる。最終的に生成した水、気体、固体は、そ
のまま、エネルギー回収されたり、物質として再利用さ
れたり、そのままあるいは追加処理されて廃棄される。
The reaction fluid discharged from the hydrothermal reactor is used as it is, or after solids are separated, gas-liquid separation is carried out, and the pressures of the gas phase and the liquid phase are reduced. When liquid is produced by cooling in the reactor, the liquid is separated together with the solid at the stage of leaving the reactor,
If necessary, further cooling, gas-liquid separation and solid-liquid separation can be performed. The finally produced water, gas, and solid are directly recovered as energy, reused as a substance, or directly or additionally treated and disposed of.

【0025】本発明ではパラフィン系化合物を石油系溶
剤に溶解して水熱反応器に供給しているので、パラフィ
ン系化合物の流動性を保持するための加熱装置を系路な
どに設ける必要なく、また送液ポンプも高温対応ものを
使用する必要なく、送液不良を防止して低コストで効率
よく処理することができる。また溶解液は水や酸化剤と
などと容易に均一に混合するので、混合不良を防止して
効率よく水熱反応を進行させ、分解率を高くすることが
できる。
In the present invention, since the paraffinic compound is dissolved in the petroleum solvent and supplied to the hydrothermal reactor, it is not necessary to provide a heating device for maintaining the fluidity of the paraffinic compound in the system passage or the like. Further, it is not necessary to use a liquid transfer pump that can handle high temperatures, and it is possible to prevent liquid transfer failure and process efficiently at low cost. Further, since the solution is easily and uniformly mixed with water, an oxidizing agent, etc., it is possible to prevent improper mixing, allow the hydrothermal reaction to proceed efficiently, and increase the decomposition rate.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の水熱反応方法は、パラフィン系
化合物を石油系溶剤に溶解して水熱反応器に供給してい
るので、常温で固体状のパラフィン系化合物をを、送液
不良や酸化剤との混合不良を防止して、低コストで効率
よく処理することができる。
According to the hydrothermal reaction method of the present invention, the paraffinic compound is dissolved in the petroleum solvent and supplied to the hydrothermal reactor. It is possible to prevent poor mixing with the oxidant and the oxidant, and to perform the treatment efficiently at low cost.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図1は本発明の水熱反応方法を実施する
実施形態の水熱反応装置の系統図であり、1は溶解槽、
2は水熱反応器、3は酸化剤槽、4は気液分離器であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram of a hydrothermal reaction apparatus of an embodiment for carrying out the hydrothermal reaction method of the present invention, in which 1 is a melting tank,
2 is a hydrothermal reactor, 3 is an oxidizer tank, and 4 is a gas-liquid separator.

【0028】図1の装置による水熱反応処理は以下のよ
うに行われる。まず溶解槽1に系路10からパラフィン
系化合物、系路11から石油系溶剤を導入して混合し、
パラフィン系化合物を石油系溶剤に溶解させ、溶解液1
2を得る。この場合、パラフィン系化合物を石油系溶剤
に添加し、30〜80℃に加熱してパラフィン系化合物
を溶解させるか、パラフィン系化合物を30〜80℃に
加熱して流動化させた後石油系溶剤に添加し、パラフィ
ン系化合物を溶解させるのが好ましい。溶解液12は、
常温に戻してもパラフィン系化合物は析出せず、溶解し
たままの状態であるので、常温での送液が可能であり、
管内付着による送液不良なども生じない。
The hydrothermal reaction treatment by the apparatus of FIG. 1 is performed as follows. First, the paraffinic compound is introduced into the dissolution tank 1 from the system 10 and the petroleum solvent is introduced from the system 11 and mixed,
Dissolve paraffinic compound in petroleum solvent and dissolve 1
Get 2. In this case, the paraffinic compound is added to the petroleum solvent and heated to 30 to 80 ° C. to dissolve the paraffinic compound, or the paraffinic compound is heated to 30 to 80 ° C. and fluidized, and then the petroleum solvent. It is preferable that the paraffinic compound is dissolved in the solution. The solution 12 is
The paraffinic compound does not precipitate even after returning to room temperature, and remains in a dissolved state, so it is possible to transfer the solution at room temperature.
No liquid transfer failure due to adhesion inside the pipe will occur.

【0029】溶解液12は高圧ポンプP1により系路1
3を通して常温で水熱反応器2の供給装置2aに送る。
また廃液または水を高圧ポンプP2により系路14を通
して、系路13から供給される溶解液12と混合して供
給装置2aに送るとともに、酸化剤(例えば空気、過酸
化水素水)を酸化剤槽3から酸化剤供給手段15により
系路16を通して供給装置2aに送る。酸化剤供給手段
15としては、酸化剤として気体を使用する場合はエア
コンプレッサ等、液体を使用する場合は高圧ポンプ等が
使用できる。
The dissolution liquid 12 is supplied to the system 1 by the high pressure pump P1.
3 to the supply device 2a of the hydrothermal reactor 2 at room temperature.
Further, the waste liquid or water is mixed with the dissolving liquid 12 supplied from the system path 13 through the system path 14 by the high-pressure pump P2 and sent to the supply device 2a, and the oxidizing agent (for example, air, hydrogen peroxide solution) is supplied to the oxidizing agent tank. 3 from the oxidant supply means 15 to the supply device 2a through the system passage 16. As the oxidant supply means 15, an air compressor or the like can be used when a gas is used as the oxidant, and a high-pressure pump or the like can be used when a liquid is used.

【0030】供給装置2aでは、溶解液と廃液または水
との混合液、および酸化剤の混合流を水熱反応器2に下
向流で供給して水熱反応を行う。水熱反応器2としては
上部の混合反応域で逆流を伴う混合流を形成して水熱反
応を行い、下部の栓状流反応域で平行な下向栓流を形成
して追加の水熱反応を行う構造のものが好ましい。水熱
反応器2では反応開始時に系路13、14または16に
設けられる予熱器(図示は省略)により、加熱を行って
超臨界または亜臨界状態に保って水熱反応を行う。水熱
反応の開始後は、予熱器による加熱は省略することがで
きる。
In the supply device 2a, a mixed liquid of a solution and a waste liquid or water and a mixed flow of an oxidant are supplied to the hydrothermal reactor 2 in a downward flow to perform a hydrothermal reaction. As the hydrothermal reactor 2, a mixed flow accompanied by a backflow is formed in the upper mixing reaction region to perform hydrothermal reaction, and a parallel downward plug flow is formed in the lower plug flow reaction region to add additional hydrothermal heat. A structure having a reaction is preferable. In the hydrothermal reactor 2, a preheater (not shown) provided in the system passages 13, 14 or 16 at the start of the reaction performs heating to maintain the supercritical or subcritical state for the hydrothermal reaction. After the start of the hydrothermal reaction, heating by the preheater can be omitted.

【0031】供給装置2aから供給される混合流は水熱
反応器2の上部では逆流を伴う混合反応域を形成し、パ
ラフィン系化合物を含む有機物の酸化分解が行われ、下
部では乱流は解消して栓状流反応域を形成して追加反応
が行われる。石油系溶剤は補助燃料となるので、石油系
溶剤以外の補助燃料は不要であるか、使用する場合でも
使用量が少なくなる。
The mixed flow supplied from the supply device 2a forms a mixed reaction zone accompanied by a reverse flow in the upper part of the hydrothermal reactor 2, oxidative decomposition of organic compounds containing paraffinic compounds is carried out, and turbulent flow is eliminated in the lower part. Then, a plug flow reaction zone is formed and an additional reaction is carried out. Since petroleum-based solvents serve as auxiliary fuels, auxiliary fuels other than petroleum-based solvents are unnecessary, or the amount used is small even when used.

【0032】水熱反応器2の反応流体は系路17から冷
却器18に導入し、冷却水路19から供給する冷却水で
冷却して気液分離器4に導入して気液分離する。分離し
た気体は系路21から減圧手段22に送って減圧し、気
体排出路23から処理ガスとして排出する。また分離し
た液体は系路25から減圧手段26に送って減圧したの
ち液体排出路27から処理水として排出する。減圧手段
22、26としては、減圧弁、減圧器などが使用でき
る。液体排出路27から排出される処理水は有機物、ア
ンモニア、その他被反応物は分解され、高水質であり、
回収利用も可能である。
The reaction fluid of the hydrothermal reactor 2 is introduced into the cooler 18 from the system passage 17, cooled by the cooling water supplied from the cooling water passage 19 and introduced into the gas-liquid separator 4 for gas-liquid separation. The separated gas is sent from the system path 21 to the decompression means 22 to be decompressed, and is discharged as a processing gas from the gas discharge path 23. The separated liquid is sent from the system path 25 to the decompression means 26 to be decompressed and then discharged from the liquid discharge path 27 as treated water. As the pressure reducing means 22 and 26, a pressure reducing valve, a pressure reducing device or the like can be used. The treated water discharged from the liquid discharge path 27 has a high water quality because organic substances, ammonia, and other substances to be reacted are decomposed.
It can also be recovered and used.

【0033】上記方法では、固体状のパラフィン系化合
物を石油系溶剤に溶解させているので、高圧ポンプP1
としては高温対応のものを使用する必要がない。また溶
解液12は常温でもパラフィン系化合物が固体として析
出しないので、パラフィン系化合物の流動性を保持する
ための加熱装置を系路13などに設ける必要はなく、ま
た系路13内に付着するなどの送液不良も生じない。さ
らに、溶解液に廃液または水を混合した混合液と、酸化
剤とは容易に均一に混合するので、効率よく水熱反応を
進行させて分解率を高くすることができる。
In the above method, since the solid paraffinic compound is dissolved in the petroleum solvent, the high pressure pump P1
As for, it is not necessary to use a high temperature one. Further, since the paraffinic compound does not precipitate as a solid in the solution 12 even at room temperature, it is not necessary to provide a heating device for maintaining the fluidity of the paraffinic compound in the system passage 13 or the like, and the solution 12 is attached to the system passage 13. It does not cause poor delivery. Further, since the oxidizer is easily and uniformly mixed with the mixed liquid in which the waste liquid or water is mixed with the dissolving liquid, the hydrothermal reaction can be efficiently advanced to increase the decomposition rate.

【0034】図1では、供給装置2aから溶解液、廃液
または水、および酸化剤を別々に複層流として水熱反応
器2に供給するように構成することもできる。また、水
熱反応器2の後段に固体分離器を設けることもできる。
In FIG. 1, the solution, the waste liquid or water, and the oxidant may be separately supplied from the supply device 2a to the hydrothermal reactor 2 as a multilayer flow. Further, a solid separator may be provided at the subsequent stage of the hydrothermal reactor 2.

【0035】[0035]

【実施例】実施例1 灯油10 liter中にワセリン3kgを添加し、60℃程
度に加温してワセリンを灯油に溶解させた。この溶解液
は室温に戻してもワセリンは固化せず、流動性を保って
いた。この溶解液を室温状態で図1の水熱反応装置に供
給して分解処理し、分解率99%以上を確認した。
EXAMPLES Example 1 3 kg of petrolatum was added to 10 liters of kerosene and heated to about 60 ° C. to dissolve petrolatum in kerosene. Even when the solution was returned to room temperature, the petrolatum did not solidify and maintained the fluidity. This solution was supplied to the hydrothermal reaction apparatus of FIG. 1 at room temperature for decomposition treatment, and a decomposition rate of 99% or higher was confirmed.

【0036】実施例2 ワセリン3kgを単独で60℃程度に加温して流動化さ
せた後、30℃のm灯油10 literと混合し、溶解させ
た。この溶解液は室温に戻してもワセリンは固化せず、
流動性を保っていた。この溶解液を室温状態で図1の水
熱反応装置に供給して分解処理し、分解率99%以上を
確認した。
Example 2 3 kg of vaseline alone was heated to about 60 ° C. for fluidization, and then mixed with 10 liters of m kerosene at 30 ° C. and dissolved. Vaseline does not solidify even when this solution is returned to room temperature,
It was liquid. This solution was supplied to the hydrothermal reaction apparatus of FIG. 1 at room temperature for decomposition treatment, and a decomposition rate of 99% or higher was confirmed.

【0037】比較例1 ワセリン3kgを単独で60℃程度に加温して流動化さ
せた。この流体を図1の水熱反応装置に供給して分解処
理したところ、分解率は80%であった。
Comparative Example 1 3 kg of vaseline alone was heated to about 60 ° C. and fluidized. When this fluid was supplied to the hydrothermal reactor of FIG. 1 and decomposed, the decomposition rate was 80%.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の水熱反応方法を実施する実施形態の水
熱反応装置の系統図である。
FIG. 1 is a system diagram of a hydrothermal reaction device of an embodiment for carrying out the hydrothermal reaction method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶解槽 2 水熱反応器 3 酸化剤槽 4 気液分離器 10、11、13、14、16、17、21、25 系
路 12 溶解液 15 酸化剤供給手段 18 冷却器 19 冷却水路 22、26 減圧手段 23 気体排出路 27 液体排出路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dissolution tank 2 Hydrothermal reactor 3 Oxidizing agent tank 4 Gas-liquid separator 10, 11, 13, 14, 16, 17, 21, 25 System path 12 Dissolution solution 15 Oxidizing agent supply means 18 Cooler 19 Cooling water path 22, 26 decompression means 23 gas discharge path 27 liquid discharge path

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 正明 東京都新宿区西新宿三丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 加来 啓憲 東京都新宿区西新宿三丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 Fターム(参考) 4D004 AA14 AC04 CA39 CC02 CC03 DA02 DA06 DA07 4G035 AA19    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masaaki Wakita             Kurita, 3-4-3 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo             Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hironori Karai             Kurita, 3-4-3 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo             Industry Co., Ltd. F-term (reference) 4D004 AA14 AC04 CA39 CC02 CC03                       DA02 DA06 DA07                 4G035 AA19

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パラフィン系化合物を石油系溶剤に溶解
する溶解工程と、 溶解工程で得られた溶解液を水熱反応器に供給する供給
工程と、 水熱反応器に供給された溶解液を水および酸化剤の存在
下に、水の超臨界または亜臨界状態で水熱反応させる水
熱反応工程とを含む水熱反応方法。
1. A dissolving step of dissolving a paraffinic compound in a petroleum solvent, a supplying step of supplying the dissolving solution obtained in the dissolving step to a hydrothermal reactor, and a dissolving solution supplied to the hydrothermal reactor. A hydrothermal reaction method, which comprises performing a hydrothermal reaction in the supercritical or subcritical state of water in the presence of water and an oxidizing agent.
【請求項2】 加熱して、パラフィン系化合物を石油系
溶剤に溶解する請求項1記載の水熱反応方法。
2. The hydrothermal reaction method according to claim 1, wherein the paraffinic compound is dissolved in a petroleum solvent by heating.
【請求項3】 水熱反応工程に必要な水として、廃液を
水熱反応器に供給する請求項1または2記載の水熱反応
方法。
3. The hydrothermal reaction method according to claim 1, wherein a waste liquid is supplied to the hydrothermal reactor as water necessary for the hydrothermal reaction step.
JP2002132237A 2002-05-08 2002-05-08 Hydrothermal reaction method Pending JP2003326149A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002132237A JP2003326149A (en) 2002-05-08 2002-05-08 Hydrothermal reaction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002132237A JP2003326149A (en) 2002-05-08 2002-05-08 Hydrothermal reaction method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003326149A true JP2003326149A (en) 2003-11-18

Family

ID=29695963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002132237A Pending JP2003326149A (en) 2002-05-08 2002-05-08 Hydrothermal reaction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003326149A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10370276B2 (en) Near-zero-release treatment system and method for high concentrated organic wastewater
JP3987646B2 (en) Hydrothermal reaction treatment method and hydrothermal reaction treatment vessel
US6475396B1 (en) Apparatus and method for applying an oxidant in a hydrothermal oxidation process
WO2002085796A1 (en) Process for hydrothermal treatment of materials
AU2002338425A1 (en) Process for hydrothermal treatment of materials
CN211471051U (en) Contain salt organic waste liquid processing system
JP2002102672A (en) Method and apparatus for hydrothermal reaction
JP2003326149A (en) Hydrothermal reaction method
JP3836270B2 (en) Method for shutting down supercritical water reactor
JP2003236594A (en) Apparatus for treating sludge
JP2003299941A (en) Hydrothermal oxidative reaction treatment apparatus and method using the same
JP4857459B2 (en) Hydrothermal reaction method and apparatus
JP2002273459A (en) Method and equipment for hydrothermal oxidation reaction
JP2002355697A (en) Supercritical water oxidative decomposition apparatus and method
JP2003236569A (en) Method of hydrothermal oxidation reaction
JP2003340262A (en) Method and apparatus for treating hydrothermal reaction
JP2001259696A (en) Method and device for treating night soil and/or septic- tank sludge
JP2002119996A (en) Method and apparatus for treating excretion and/or septic tank sludge
JP2002355696A (en) Supercritical water oxidative decomposition apparatus
WO2000002977A1 (en) Method for converting chlorine-containing waste plastic to oil
JP2003236364A (en) Process for hydrothermal reaction
JP2003326150A (en) Hydrothermal reaction method and apparatus thereof
JP2003181272A (en) Hydrothermal reaction method
JP3801803B2 (en) Descale removal method for supercritical water oxidation equipment
JP2002273195A (en) Hydrothermal reaction method