JP2004033952A - Method for discharging salt from reaction vessel in hydrothermal reaction apparatus and hydrothermal reaction apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃棄物分解、エネルギー生成または化学物質製造を目的とする水熱酸化反応を、反応容器内の水の超臨界状態または亜臨界状態で行った結果、生成された塩を溶解させて反応容器から排出させる水熱反応処理装置における反応容器からの塩の排出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
被処理物を処理して酸化分解や加水分解を行うことにより、廃棄物を分解したり、エネルギーを生成したり、または、化学物質を製造する水熱反応処理は、長年に亘って研究され、利用されてきている。
特に、近年、374℃以上、22.1MPa(220気圧)以上の超臨界状態で、または、例えば374℃以上、2.5MPa(25気圧)以上22.1MPa未満、あるいは374℃未満、22.1MPa以上、あるいは374℃未満、22.1MPa未満であっても臨界点に近い高温高圧状態である亜臨界状態で、被処理物と、酸化剤を含んだ水とを反応させることにより、燃焼を含む水熱酸化反応を生じさせ、被処理物中の有機物を短時間でほぼ完全に分解する水熱反応処理が注目されている。
【0003】
このように水熱反応処理して被処理物を酸化分解する場合、被処理物、酸化剤、水を加熱、加圧して反応容器内へ供給し、反応させる。
そして、水熱反応処理の結果、有機物は酸化分解され、水と二酸化炭素(CO2)とからなる高温高圧流体、乾燥またはスラリー状の灰分や塩類等の固体からなる反応生成物が得られる。
【0004】
上記した塩の中には、反応容器の内側に付着して堆積するものがある。
このように反応容器の内側に塩が堆積すると、塩が塊のまま自重で落下することにより、または、反応領域を狭めるため、スクレーパーで塩を掻き落としたりすることにより、反応容器内の下部に塩が溜まるので、反応容器内の下部にクエンチ水を導入し、気相の水が液相になる温度まで反応容器内の下部を冷却し、液相の水およびクエンチ水で塩を溶解させて反応容器から排出させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、塩の中には液相状態の水にも溶けにくい塩、例えば炭酸ナトリウム(Na2CO3)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)などの炭酸塩や酸化物などがあるため、その塩の塊の大きさによっては、反応容器から反応生成物などを排出させる排出管、減圧弁などの排出配管系統を詰まらせてしまうという不都合があった。
【0006】
この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、反応容器から反応生成物などを排出させる排出配管系統が詰まるのを防止することのできる水熱反応処理装置における反応容器からの塩の排出方法、水熱反応処理装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、水熱反応処理装置における反応容器からの塩の排出方法において、塩を溶解させる塩溶解促進剤を反応容器内へ導入し、水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させて反応容器から排出させる水熱反応処理装置における反応容器からの塩の排出方法である。
そして、被処理物を水熱酸化反応させて処理する前の反応容器を所定温度に温める起動時に、または、被処理物を水熱酸化反応させて処理するのを終了して反応容器を冷却する停止時に、塩溶解促進剤を反応容器内へ導入し、水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させて反応容器から排出させるのが望ましい。
さらに、反応容器内の水が液相で存在する部分に、排出配管系統を詰まらせる大きさの固体を滞留させるのが望ましい。
【0008】
この発明は、反応容器内に供給される被処理物を、この反応容器内の水の超臨界状態または亜臨界状態の中で水熱酸化反応によって処理する水熱反応処理装置において、水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させる塩溶解促進剤を反応容器内へ供給する塩溶解促進剤供給手段を設けたものである。
そして、反応容器内の水が液相で存在する部分に、排出配管系統を詰まらせる大きさの固体を滞留させる滞留手段を設けるのが望ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1はこの発明の一実施形態である水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【0010】
図1において、1は被処理物としての廃液を貯留する被処理物貯留槽、2は被処理物貯留槽1内の廃液を後述する反応容器21内へ供給する供給管、3は供給管2に配設された高圧送液ポンプを示し、この高圧送液ポンプ3は、廃液を、例えば2.5MPa(25気圧)以上の高圧で反応容器21内へ供給するものである。
4は補助燃料を貯留する補助燃料貯留槽、5は補助燃料貯留槽4内の補助燃料を高圧送液ポンプ3よりも下流の供給管2内へ供給する供給管、6は供給管5に配設された高圧ポンプを示し、この高圧ポンプ6は、補助燃料を、例えば2.5MPa以上の高圧で供給管2内へ供給するものである。
【0011】
7は水を貯留する水槽、8は水槽7内の水を高圧送液ポンプ3よりも下流の供給管2内へ供給する供給管、9は供給管8に配設された高圧送液ポンプを示し、この高圧送液ポンプ9は、水を、例えば2.5MPa以上の高圧で供給管2内へ供給するものである。
10はエアーコンプレッサーを示し、酸化剤としての空気を、例えば2.5MPa以上の高圧で高圧送液ポンプ3よりも下流の供給管2内へ、供給管11を介して供給するものである。
12は供給管11に配設された予備加熱器を示し、エアーコンプレッサー10からの空気を所定の温度に予備加熱するものである。
【0012】
13はクエンチ水を貯留するクエンチ水貯留槽、14はクエンチ水貯留槽13内のクエンチ水を反応容器21内の下側(の冷却ゾーン26D:水が気相から液相になって存在する部分)へ供給する供給管、15は供給管14に配設された高圧送液ポンプを示し、この高圧送液ポンプ15は、クエンチ水を、例えば2.5MPa以上の高圧で反応容器21内へ供給するものである。
16は塩を溶解させる塩溶解促進剤を貯留する塩溶解促進剤貯留槽、17は塩溶解促進剤貯留槽16内の塩溶解促進剤を高圧送液ポンプ15よりも上流の供給管14内へ供給する供給管を示し、塩溶解促進剤貯留槽16、供給管17,14、高圧送液ポンプ15によって塩溶解促進剤供給機構(塩溶解促進剤供給手段)が構成されている。
【0013】
なお、塩溶解促進剤は、例えば塩酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)などの酸、または、水酸化ナトリウム(NaOH)などのアルカリを使用することができ、生成される塩によって使い分ける。
【0014】
21は円筒状をした縦型の反応容器を示し、上蓋(天井)に、供給管2から供給される廃液などを上側(の混合ゾーン26U)へ噴出するノズル(29)が設けられ、下側に、供給管14からクエンチ水が供給されるクエンチ水供給孔(22a)、反応生成物などを排出する排出口(孔)(24a)、所定の大きさ以上の塩などを滞留させる滞留手段としての網(31)などが設けられている。
【0015】
51は反応容器21の排出口(24a)に接続された排出管、52は排出管51に配設された開閉弁、53は開閉弁52よりも下流の排出管51に配設された冷却器を示し、この冷却器53は、反応容器21の排出口(24a)から排出される反応生成物などを冷却するものである。
なお、冷却器53は、開閉弁52よりも上流の排出管51に設けてもよい。
54は排出管51に接続された気液分離器を示し、排出管51から供給される反応生成物などを、気体と、固体を含む液体とに分離するものである。
【0016】
55は気液分離器54に接続された気体排出管、56は気体排出管55に配設された減圧弁を示し、この減圧弁56は、気液分離器54で分離した気体を減圧して放出するためのものである。
57は気液分離器54に接続された液体排出管、58は液体排出管57に配設された減圧弁を示し、この減圧弁58は、気液分離器54で分離した液体を減圧して放出するためのものである。
【0017】
図2は図1に示した反応容器の概略構成を示す断面図である。
【0018】
図2において、反応容器21は、内部に円柱状をした反応用の空間部が形成され、下端部分が漏斗状に中心へ向けて狭まっている円筒部22と、この円筒部22の内面に、腐蝕から保護する目的で配設されたライナー23と、複数のブロックを積層して構成され、円筒部22が載置される基台24とで構成されている。そして、円筒部22の天井には、中心部分に、供給管2に接続され、円筒部22内の上側の混合ゾーン26Uへ廃液などを供給するノズル29が円筒部22の軸方向へ向けて配設されている。
【0019】
さらに、円筒部22の下側部分には、供給管14を介して供給されるクエンチ水を円筒部22内の下側の冷却ゾーン26Dへ供給するためのクエンチ水供給孔22aが設けられている。
また、基台24には、円筒部22内の下側から反応生成物などを排出管51へ排出する排出口(孔)24aが上側部分に設けられ、後述する駆動機構46のチェーン47が挿入される開口24bが下側部分に設けられている。
26Mは反応容器21内の栓状平行流ゾーンを示し、混合ゾーン26Uの下側で、冷却ゾーン26Dの上側に位置する。
【0020】
31は滞留手段としての網を示し、反応容器21から反応生成物などを排出させる排出管51、開閉弁52、減圧弁58などの排出配管系統を詰まらせる大きさ、例えば1mm以上の大きさの固体を滞留させるため、反応容器21内の水が液相で存在する部分、すなわち冷却ゾーン26Dの、クエンチ水供給孔22aよりも下側に配設されている。
【0021】
41はスクレーパーを示し、基台24に、回転可能に円筒部22の軸方向へ配設され、上部が網31を貫通して円筒部22内の下側へ突出した回転軸42と、この回転軸42の上部に取り付けられ、ライナー23の内側に付着した塩などを掻き取るようにライナー23の内面に下側から上側へ沿う形状に形成されたスクレーパー本体43とで構成されている。
そして、回転軸42の開口24bに対応する高さの周面には、駆動機構46のチェーン47に噛合する歯車が設けられている。
上記したスクレーパー本体43は、回転軸42の周囲に所定間隔、例えば60度間隔で6本取り付けられている棒状のものであったり、円筒状で円筒面の複数個所に開口を設けて刃を形成したもの等を用いることができる。
【0022】
上記した駆動機構46は、反応容器21の外に配置されたモータと、このモータと回転軸42の歯車とに張架され、開口24bに配設されたチェーン47とで構成されている。
なお、駆動機構46はオーバートルク時に作動する安全機構を備えている。
そして、網31と、反応容器21および回転軸42との間は1mm以上の大きさの固体が通過できないようにシールされ、他の部分も、シール材によってシールされている。
【0023】
次に、水熱反応処理方法の第1実施形態について説明する。
まず、開閉弁52を開放させた後、高圧ポンプ6、高圧送液ポンプ9,15、エアーコンプレッサー10および予備加熱器12を作動させ、補助燃料などを反応容器21内の混合ゾーン26Uへノズル29から供給して水熱酸化反応を起こさせるとともに、クエンチ水貯留槽13内のクエンチ水に塩溶解促進剤貯留槽16内の塩溶解促進剤を添加した液体を、反応容器21のクエンチ水供給孔22aから供給反応容器21内の冷却ゾーン26Dへ供給し、反応容器内21を所定の温度に上昇させる起動運転を開始する。
【0024】
このようにして水熱反応処理装置を起動させると、前回の運転(被処理物の水熱反応処理)によって反応容器21の内側へ付着して残った塩などが、反応容器21(ライナー23)との熱膨張率の差によって反応容器21の内側から剥離し、網31の上に堆積する。
このように、網31の上に塩などが堆積しても、排出配管系統(排出管51、開閉弁52、気液分離器54、液体排出管57、減圧弁58)を詰まらせる大きさの固体は網31の上に滞留するので、固体で排出配管系統を詰まらせることがなくなる。
【0025】
また、網31の上に滞留した溶解物、すなわち塩の塊は、水熱酸化反応によって気相となり、冷えて液相となった水、クエンチ水、および塩塩溶解促進剤に、冷却ゾーン26Dの高温で溶解を促進されて溶け、排出配管系統を詰まらせることのない1mm未満の大きさになると、網31の目から落下し、クエンチ水などによって気液分離器54へ排出される。
このようにして塩を溶解させて排出させるのを、所定時間継続する。
【0026】
そして、所定時間経過後、反応容器21内の温度が所定値に上昇したならば、高圧送液ポンプ3も作動させ、被処理物貯留槽1内の廃液を反応容器21内の混合ゾーン26Uへノズル29から供給し、水熱酸化反応させて処理する。
このようにして廃液を反応容器21内で水熱酸化反応させたとき、廃液が、例えば有機性廃液であると、有機性廃液は水熱酸化反応により、水、二酸化炭素(CO2)の高温高圧流体、乾燥またはスラリー状の灰分や塩類等の固体からなる反応生成物が得られる。
【0027】
そして、この運転(水熱酸化反応の処理)を継続すると、稼働時間の経過に伴って反応容器21の内側への塩などの付着量が多くなって反応領域が狭くなるので、稼働とともに駆動機構46でスクレーパー41を回転させると、回転するスクレーパー本体43で反応容器21(ライナー23)の内側に付着した塩などが掻き落とされ、網31の上に塩などが堆積する。
【0028】
このようにして網31の上に塩などが堆積しても、前述したように、排出配管系統を詰まらせる大きさ固体は網31の上に滞留するので、固体で排出配管系統を詰まらせることがなくなる。
そして、網31の上に滞留した塩の塊は、前述したように、水熱酸化反応によって液相となった水、クエンチ水、および塩溶解促進剤に、冷却ゾーン26Dの高温で溶解を促進されて溶け、排出配管系統を詰まらせることのない1mm未満の大きさになると、網31の目から落下し、クエンチ水などによって気液分離器54へ排出される。
【0029】
このようにして気液分離器54へ供給された反応生成物などは気体と、固定を含む液体とに分離され、分離された気体は減圧弁56で減圧された後、気体排出管55を介して排出され、分離された液体は減圧弁58で減圧された後、液体排出管57を介して排出される。
【0030】
そして、水熱反応処理を終了させるときは、高圧送液ポンプ3,9,15、高圧ポンプ6、エアーコンプレッサー10、予備加熱器12および駆動機構47の作動を停止させ、廃液、補助燃料などの反応容器21内への供給を停止する。
そして、所定時間経過後、開閉弁52を閉成させる。
【0031】
次に、水熱反応処理方法の第2実施形態について説明する。
なお、第2実施形態の水熱反応処理方法が、第1実施形態と異なる点は、水熱反応処理を終了させる部分であるので、その部分についてのみ説明する。
【0032】
まず、第1実施形態と同様にして水熱反応処理を開始し、水熱反応処理を終了させるとき、高圧送液ポンプ3,9、高圧ポンプ6、エアーコンプレッサー10、予備加熱器12および駆動機構47の作動を停止させ、廃液、補助燃料などの反応容器21内への供給を停止する。
そして、クエンチ水貯留槽13内のクエンチ水に塩溶解促進剤貯留槽16内の塩溶解促進剤を添加した液体を、反応容器21内へ供給しながら反応容器21を冷却させる。
【0033】
このようにして反応容器21を冷却すると、反応容器21の内側に付着していた塩などが、反応容器21(ライナー23)との熱膨張率の差によって反応容器21の内側から剥離し、網31の上に堆積する。
このように、網31の上に塩などが堆積しても、前述したように、排出配管系統を詰まらせる大きさの固体は網31の上に滞留するので、固体で排出配管系統を詰まらせることがなくなる。
【0034】
そして、網31の上に滞留した塩の塊は、前述したように、水熱酸化反応によって液相となった水、クエンチ水、および塩溶解促進剤に、冷却ゾーン26Dの高温で溶解を促進されて、排出配管系統を詰まらせることのない1mm未満の大きさになると、網31の目から落下し、クエンチ水などによって気液分離器54へ排出される。
このように、廃液などの反応容器21内への供給を停止させ、クエンチ水に塩溶解促進剤を添加した液体を、反応容器21内へ供給し、網31の上に堆積した塩の塊を溶解させて反応容器21から排出するのを所定時間行った後、高圧送液ポンプ15を停止させるとともに、開閉弁52を閉成させる。
【0035】
次に、水熱反応処理方法の第3実施形態について説明する。
なお、第3実施形態の水熱反応処理方法が、第1実施形態と異なる点は、起動時の部分であるので、その部分についてのみ説明する。
【0036】
まず、開閉弁52を閉成させたまま、高圧送液ポンプ15を作動させて反応容器21内へ、クエンチ水貯留槽13内のクエンチ水に塩溶解促進剤貯留槽16内の塩溶解促進剤を添加した液体を供給し、その液体を反応容器21内にほぼ充満させた後、高圧送液ポンプ15を停止させる。
そして、この状態を所定時間継続させ、前回の運転によって反応容器21の内側へ付着して残った塩を溶解させた後、開閉弁52を開放させ、反応容器21内の液体を排出させる。
【0037】
以後は、第1実施形態と同様に、水熱反応処理装置を起動させた後、廃液を反応容器21内へ供給し、廃液を水熱酸化反応させて処理する。
【0038】
次に、水熱反応処理方法の第4実施形態について説明する。
なお、第4実施形態の水熱反応処理方法が、第1実施形態と異なる点は、水熱反応処理を終了させる部分であるので、その部分についてのみ説明する。
【0039】
まず、第1実施形態と同様にして水熱反応処理を開始し、水熱反応処理を終了させるとき、高圧送液ポンプ3,9、高圧ポンプ6、エアーコンプレッサー10、予備加熱器12および駆動機構47の作動を停止させ、廃液、補助燃料などの反応容器21内への供給を停止するとともに、開閉弁52を閉成し、反応容器21内へ、クエンチ水貯留槽13内のクエンチ水に塩溶解促進剤貯留槽16内の塩溶解促進剤を添加した液体を供給し、その液体を反応容器21内にほぼ充満させた後、高圧送液ポンプ15を停止させる。
そして、この状態を所定時間継続させて反応容器21の内側に付着している塩を溶解させ、開閉弁52を開放させて反応容器21内の液体を排出させた後、開閉弁52を閉成させる。
【0040】
上述したように、この発明によれば、塩溶解促進剤を反応容器内へ導入し、水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させて反応容器から排出させるようにしたので、水熱酸化反応で生成された塩によって排出配管系統が詰まるのを防止することができる。
そして、水熱反応処理装置の起動時または停止時に塩溶解促進剤を反応容器内へ導入するようにしたので、排出配管系統を詰まらせることなく、効率よく塩を反応容器21から排出させることができる。
【0041】
また、水熱反応処理装置の起動時または停止時に塩溶解促進剤を反応容器21内へ導入する場合、塩溶解促進剤を添加した液体を反応容器21内にほぼ充満させるようにしたので、確実に塩を溶解させて排出させることができる。
さらに、反応容器21内の水が液相で存在する部分に網31を設け、1mm以上の大きさの固体を滞留させたので、塩の塊を、排出配管系統を詰まらせることのない1mm未満の大きさにして排出させることができる。
【0042】
上記した水熱反応処理装置は、スクレーパー41を設けた例を示したが、スクレーパー41を設けず、自然崩落によって堆積物を網31の上に落下させる構成であってもよい。
また、塩溶解促進剤をクエンチ水に添加する例を示したが、塩溶解促進剤を、高圧送液ポンプ3よりも上流の供給管2内の被処理物に添加したり、高圧送液ポンプ9よりも上流の供給管8内の水に添加したり、または、これらの3つから少なくとも2つを組み合わせても、同様な効果を得ることができる。
【0043】
さらに、塩溶解促進剤は、図1に示すように、連続的に供給したり、開閉弁を設け、この開閉弁を開閉することによって断続(間欠)的に供給してもよい。
そして、滞留手段の一例として網31を示したが、パンチングメタルなどのように、網31と同様に機能する他のものであってもよいことは言うまでもない。
【0044】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、塩溶解促進剤を反応容器内へ導入し、水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させて反応容器から排出させるようにしたので、水熱酸化反応で生成された塩によって排出配管系統が詰まるのを防止することができる。
そして、水熱反応処理装置の起動時または停止時に塩溶解促進剤を反応容器内へ導入するようにしたので、排出配管系統を詰まらせることなく、効率よく塩を反応容器から排出させることができる。
さらに、反応容器内の水が液相で存在する部分に、排出配管系統を詰まらせ大きさの固体を滞留させたので、塩の塊を、排出配管系統を詰まらせ大きさ未満にして排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態である水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した反応容器の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 被処理物貯留槽
2,5,8 供給管
3,9 高圧送液ポンプ
4 補助燃料貯留槽
6 高圧ポンプ
7 水槽
10 エアーコンプレッサー
11 供給管
12 予備加熱器
13 クエンチ水貯留槽
14,17 供給管(塩溶解促進剤供給手段)
15 高圧送液ポンプ(塩溶解促進剤供給手段)
16 塩溶解促進剤貯留槽(塩溶解促進剤供給手段)
21 反応容器
22 円筒部
22a クエンチ水供給孔
23 ライナー
24 基台
24a 排出口
24b 開口
26U 混合ゾーン
26M 栓状平行流ゾーン
26D 冷却ゾーン
29 ノズル
31 網(滞留手段)
41 スクレーパー
42 回転軸
43 スクレーパー本体
46 駆動機構
47 チェーン
51 排出管
52 開閉弁
53 冷却器
54 気液分離器
55 気体排出管
56,58 減圧弁
57 液体排出管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention dissolves a salt generated as a result of performing a hydrothermal oxidation reaction for the purpose of waste decomposition, energy generation or chemical substance production in a supercritical or subcritical state of water in a reaction vessel. The present invention relates to a method for discharging a salt from a reaction vessel in a hydrothermal reaction apparatus that discharges the salt from the reaction vessel.
[0002]
[Prior art]
Hydrothermal treatments that decompose waste, generate energy, or produce chemical substances by treating and oxidizing and hydrolyzing the material to be treated have been studied for many years, Has been used.
In particular, in recent years, in a supercritical state of 374 ° C. or more and 22.1 MPa (220 atm) or more, or, for example, 374 ° C. or more, 2.5 MPa (25 atm) or more and less than 22.1 MPa, or less than 374 ° C. or 22.1 MPa Including combustion by reacting an object to be treated with water containing an oxidizing agent in a subcritical state, which is a high temperature and high pressure state close to a critical point even if the temperature is lower than 374 ° C. or lower than 22.1 MPa, Attention has been paid to a hydrothermal reaction treatment that causes a hydrothermal oxidation reaction and almost completely decomposes an organic substance in an object to be treated in a short time.
[0003]
When the object to be treated is oxidatively decomposed by the hydrothermal reaction treatment as described above, the object to be treated, the oxidizing agent, and water are heated, pressurized, supplied into the reaction vessel, and reacted.
As a result of the hydrothermal reaction, the organic matter is oxidatively decomposed to obtain a high-temperature and high-pressure fluid composed of water and carbon dioxide (CO 2 ), and a reaction product composed of a dried or slurry-like solid such as ash and salts.
[0004]
Some of the above salts adhere to and accumulate on the inside of the reaction vessel.
When salt accumulates inside the reaction vessel in this way, the salt falls under its own weight as a lump, or by scraping off the salt with a scraper to narrow the reaction area, Since salt accumulates, quench water is introduced into the lower part of the reaction vessel, the lower part of the reaction vessel is cooled to a temperature at which gaseous water becomes a liquid phase, and the salt is dissolved with the liquid phase water and quench water. It is discharged from the reaction vessel.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, some salts are hardly soluble in water in a liquid state, for example, carbonates such as sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium oxide (CaO), and magnesium oxide (MgO). There is an inconvenience that, depending on the size of the lump of the salt, a discharge pipe for discharging a reaction product and the like from the reaction vessel and a discharge piping system such as a pressure reducing valve are clogged.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described inconveniences, and has been developed from a reaction vessel in a hydrothermal reaction processing apparatus capable of preventing a discharge piping system for discharging a reaction product or the like from the reaction vessel from being clogged. The present invention provides a method for discharging a salt and a hydrothermal treatment apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a method for discharging a salt from a reaction vessel in a hydrothermal reaction apparatus, wherein a salt dissolution promoter for dissolving the salt is introduced into the reaction vessel, and the salt generated by the hydrothermal oxidation reaction is dissolved to react. This is a method for discharging salt from a reaction vessel in a hydrothermal reaction apparatus that discharges from a vessel.
Then, at the time of start-up in which the reaction container is heated to a predetermined temperature before the object is subjected to the hydrothermal oxidation reaction, or when the object is terminated by the hydrothermal oxidation reaction, the reaction container is cooled. At the time of shutdown, it is desirable to introduce a salt dissolution promoter into the reaction vessel, dissolve the salt generated by the hydrothermal oxidation reaction, and discharge the salt from the reaction vessel.
Further, it is desirable that a solid having a size that clogs the discharge piping system is retained in a portion of the reaction vessel where water exists in the liquid phase.
[0008]
The present invention provides a hydrothermal reaction apparatus for treating an object to be supplied supplied to a reaction vessel in a supercritical state or a subcritical state of water in the reaction vessel by a hydrothermal oxidation reaction. A salt dissolution promoter supplying means for supplying a salt dissolution promoter for dissolving the salt generated by the reaction into the reaction vessel is provided.
Then, it is desirable to provide a retention means for retaining a solid having a size that clogs the discharge piping system in a portion where water in the reaction vessel exists in the liquid phase.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a hydrothermal reaction apparatus according to one embodiment of the present invention.
[0010]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an object storage tank for storing waste liquid as an object to be processed, 2 denotes a supply pipe for supplying the waste liquid in the object storage tank 1 into a
Reference numeral 4 denotes an auxiliary fuel storage tank for storing auxiliary fuel,
[0011]
7 is a water tank for storing water, 8 is a supply pipe for supplying the water in the water tank 7 into the
[0012]
16 is a salt dissolution promoter storage tank for storing a salt dissolution promoter for dissolving salt, and 17 is a salt dissolution promoter in the salt dissolution
[0013]
As the salt dissolution accelerator, for example, an acid such as hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), nitric acid (HNO 3 ), or an alkali such as sodium hydroxide (NaOH) can be used. Depending on the salt used.
[0014]
[0015]
51 is a discharge pipe connected to the discharge port (24a) of the
The
[0016]
[0017]
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of the reaction vessel shown in FIG.
[0018]
In FIG. 2, a
[0019]
Further, a quench
The
26M denotes a plug-shaped parallel flow zone in the
[0020]
[0021]
A gear that meshes with the
The above-mentioned
[0022]
The drive mechanism 46 includes a motor disposed outside the
The drive mechanism 46 has a safety mechanism that operates when over torque occurs.
The space between the net 31 and the
[0023]
Next, a first embodiment of the hydrothermal reaction method will be described.
First, after opening the on-off
[0024]
When the hydrothermal reaction processing apparatus is started in this way, salts and the like remaining on the inside of the
As described above, even if salt or the like is deposited on the net 31, the discharge pipe system (the
[0025]
Further, the dissolved matter retained on the net 31, that is, the lump of salt is turned into a gas phase by the hydrothermal oxidation reaction, and is cooled by the water, quenching water, and the salt and salt dissolution promoter, which are turned into a liquid phase, into the cooling zone 26D. When the size becomes less than 1 mm so as not to block the discharge piping system by melting at a high temperature, the water drops from the
Dissolving and discharging the salt in this manner is continued for a predetermined time.
[0026]
Then, after a lapse of a predetermined time, if the temperature in the
When the waste liquid is subjected to the hydrothermal oxidation reaction in the
[0027]
If this operation (processing of the hydrothermal oxidation reaction) is continued, the amount of adhesion of salts and the like to the inside of the
[0028]
Even if salt or the like accumulates on the net 31 in this way, as described above, the solids that clog the discharge piping system stay on the net 31, so the solids may clog the discharge piping system. Disappears.
As described above, the lump of salt retained on the net 31 promotes the dissolution of water, quench water, and the salt dissolution promoter in a liquid phase by the hydrothermal oxidation reaction at a high temperature in the cooling zone 26D. When it is melted and reduced to a size of less than 1 mm without clogging the discharge piping system, it falls from the
[0029]
The reaction product and the like supplied to the gas-
[0030]
When terminating the hydrothermal reaction process, the operations of the high-pressure liquid sending pumps 3, 9, and 15, the high-pressure pump 6, the
After a lapse of a predetermined time, the on-off
[0031]
Next, a second embodiment of the hydrothermal reaction treatment method will be described.
Note that the difference between the hydrothermal reaction processing method of the second embodiment and the first embodiment is a part for ending the hydrothermal reaction processing, and therefore only that part will be described.
[0032]
First, the hydrothermal reaction process is started in the same manner as in the first embodiment, and when the hydrothermal reaction process is terminated, the high-pressure liquid sending pumps 3, 9, the high-pressure pump 6, the
Then, the
[0033]
When the
As described above, even if salt or the like accumulates on the net 31, as described above, the solid having a size that clogs the discharge pipe system stays on the net 31, so that the solid blocks the discharge pipe system. Is gone.
[0034]
As described above, the lump of salt retained on the net 31 promotes the dissolution of water, quench water, and the salt dissolution promoter in a liquid phase by the hydrothermal oxidation reaction at a high temperature in the cooling zone 26D. Then, when the size becomes less than 1 mm so as not to block the discharge piping system, it falls from the
In this way, the supply of the waste liquid into the
[0035]
Next, a third embodiment of the hydrothermal reaction processing method will be described.
Note that the difference between the hydrothermal reaction processing method of the third embodiment and the first embodiment is a portion at the time of startup, and therefore only that portion will be described.
[0036]
First, with the on-off
Then, this state is continued for a predetermined time, and after the salt remaining on the inside of the
[0037]
Thereafter, as in the first embodiment, after activating the hydrothermal reaction processing apparatus, the waste liquid is supplied into the
[0038]
Next, a fourth embodiment of the hydrothermal reaction treatment method will be described.
Note that the difference between the hydrothermal reaction processing method of the fourth embodiment and the first embodiment is a part for ending the hydrothermal reaction processing, and therefore only that part will be described.
[0039]
First, the hydrothermal reaction process is started in the same manner as in the first embodiment, and when the hydrothermal reaction process is terminated, the high-pressure liquid sending pumps 3, 9, the high-pressure pump 6, the
Then, this state is continued for a predetermined time to dissolve the salt attached to the inside of the
[0040]
As described above, according to the present invention, the salt dissolution promoter is introduced into the reaction vessel, and the salt generated by the hydrothermal oxidation reaction is dissolved and discharged from the reaction vessel. It is possible to prevent the discharge piping system from being clogged by the salt generated in step (1).
Since the salt dissolution promoter is introduced into the reaction vessel when the hydrothermal reaction apparatus starts or stops, the salt can be efficiently discharged from the
[0041]
In addition, when the salt dissolution promoter is introduced into the
Further, a net 31 is provided in a portion where water in the
[0042]
Although the above-described hydrothermal treatment apparatus has been described with the example in which the
In addition, the example in which the salt dissolution promoter is added to the quench water has been described. However, the salt dissolution promoter is added to the material to be treated in the
[0043]
Further, as shown in FIG. 1, the salt dissolution promoter may be supplied continuously, or may be provided intermittently (intermittently) by opening and closing an on-off valve.
And although the net 31 was shown as an example of the staying means, it is needless to say that other things that function similarly to the net 31 such as punched metal may be used.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the salt dissolution promoter is introduced into the reaction vessel, and the salt generated by the hydrothermal oxidation reaction is dissolved and discharged from the reaction vessel. It is possible to prevent the discharge piping system from being clogged by the salt generated in step (1).
Then, the salt dissolution promoter is introduced into the reaction vessel when the hydrothermal reaction apparatus is started or stopped, so that the salt can be efficiently discharged from the reaction vessel without clogging the discharge piping system. .
Furthermore, since solids of a size that clog the discharge piping system and stay in the portion where water in the reaction vessel is present in the liquid phase are retained, the lump of salt is clogged and discharged to a size smaller than the discharge piping system. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a hydrothermal reaction apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a reaction vessel shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing
15 High-pressure liquid feed pump (Salt dissolution promoter supply means)
16 Salt dissolution promoter storage tank (Salt dissolution promoter supply means)
21
41
Claims (5)
塩を溶解させる塩溶解促進剤を前記反応容器内へ導入し、水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させて反応容器から排出させる、
ことを特徴とする水熱反応処理装置における反応容器からの塩の排出方法。In a method for discharging salt from a reaction vessel in a hydrothermal reaction treatment device,
Introducing a salt dissolution accelerator for dissolving the salt into the reaction vessel, dissolving the salt generated by the hydrothermal oxidation reaction and discharging the salt from the reaction vessel,
A method for discharging salt from a reaction vessel in a hydrothermal reaction apparatus.
前記被処理物を水熱酸化反応させて処理する前の前記反応容器を所定温度に温める起動時に、または、前記被処理物を水熱酸化反応させて処理するのを終了して前記反応容器を冷却する停止時に、前記塩溶解促進剤を前記反応容器内へ導入し、前記水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させて反応容器から排出させる、
ことを特徴とする水熱反応処理装置における反応容器からの塩の排出方法。A method for discharging salt from a reaction vessel in the hydrothermal reaction treatment apparatus according to claim 1,
At the time of starting the reaction vessel to be heated to a predetermined temperature before the treatment object is subjected to the hydrothermal oxidation reaction, or when the treatment object is subjected to the hydrothermal oxidation reaction and terminated, the reaction vessel is treated. When cooling is stopped, the salt dissolution promoter is introduced into the reaction vessel, and the salt generated by the hydrothermal oxidation reaction is dissolved and discharged from the reaction vessel.
A method for discharging salt from a reaction vessel in a hydrothermal reaction apparatus.
前記反応容器内の水が液相で存在する部分に、排出配管系統を詰まらせる大きさの固体を滞留させる、
ことを特徴とする水熱反応処理装置における反応容器からの塩の排出方法。A method for discharging salt from a reaction vessel in the hydrothermal treatment apparatus according to claim 1 or 2,
In the portion where the water in the reaction vessel exists in the liquid phase, a solid having a size that clogs the discharge piping system is retained,
A method for discharging salt from a reaction vessel in a hydrothermal reaction apparatus.
水熱酸化反応によって生成された塩を溶解させる塩溶解促進剤を前記反応容器内へ供給する塩溶解促進剤供給手段を設けた、
ことを特徴とする水熱反応処理装置。In a hydrothermal reaction processing apparatus for processing an object to be supplied into a reaction vessel by a hydrothermal oxidation reaction in a supercritical state or a subcritical state of water in the reaction vessel,
A salt dissolution promoter supplying means for supplying a salt dissolution promoter for dissolving the salt generated by the hydrothermal oxidation reaction into the reaction vessel,
A hydrothermal treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
前記反応容器内の水が液相で存在する部分に、排出配管系統を詰まらせる大きさの固体を滞留させる滞留手段を設けた、
ことを特徴とする水熱反応処理装置。The hydrothermal reaction apparatus according to claim 4,
In the portion where the water in the reaction vessel is present in the liquid phase, a retaining means for retaining a solid having a size that clogs the discharge piping system is provided.
A hydrothermal treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
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