JP2004188296A - 溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】有害有機化合物注入管の内壁を一定温度に維持することで、有害有機化合物注入管内部の閉塞を抑制し、装置の長寿命化を実現すること。
【解決手段】溶融塩供給装置２３と、有害物１０２を収容する有害物供給容器２４と、反応容器２２内で生成された反応ガスを処理するガス精製装置２５とがそれぞれ、溶融塩注入管３３と、溶融塩１０１中で終端開口する有害物注入管３４と、ガス排気管３５とによって反応容器２２に接続される。さらに、有害物注入管３４の内部を冷却するために、有害物注入管３４に、閉じた循環回路を有する冷却設備５１を備える。冷却設備５１は、冷却装置６１に接続された供給側冷却管６２および還流側冷却管６３によって熱交換部が形成される。
【選択図】 図１
【解決手段】溶融塩供給装置２３と、有害物１０２を収容する有害物供給容器２４と、反応容器２２内で生成された反応ガスを処理するガス精製装置２５とがそれぞれ、溶融塩注入管３３と、溶融塩１０１中で終端開口する有害物注入管３４と、ガス排気管３５とによって反応容器２２に接続される。さらに、有害物注入管３４の内部を冷却するために、有害物注入管３４に、閉じた循環回路を有する冷却設備５１を備える。冷却設備５１は、冷却装置６１に接続された供給側冷却管６２および還流側冷却管６３によって熱交換部が形成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイオキシンその他の有害有機化合物の分解・無害化処理の技術に係り、特に気体状態または気化させた有害有機化合物の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有害有機化合物（以下「有害物」という。）は、猛毒の化合物である。有害物として、例えば、ダイオキシン類、ポリクロロビニル類（ＰＣＢ）、ヘキサクロロシクロヘキサン（ＢＨＣ）等が挙げられる。
【０００３】
これらの有害物の無害化処理技術として、熱化学的分解法、生物処理法、物理化学的処理法が挙げられる。
【０００４】
熱化学分解法において、有害物を熱分解するためには高温を必要とするため、処理設備が大掛かりになる。また、高温燃焼排ガスはハロゲンを含むので、高温燃焼排ガスの冷却時に、ダイオキシン類、ベンゾフラン等の二次有害物質が発生する可能性がある。また、含ハロゲンの高温燃焼排ガスは、関連設備の腐食を加速させる原因となる。
【０００５】
生物処理法では、比較的低濃度で存在している場合には有効ではあるが、有害物が高濃度の場合、または処理量が大量の場合の処理を行うには適していない。また、特定の有害物の分解に好適な微生物が存在しても、あらゆる種類の有害物に対して有効な微生物はないので、この方法には実用性がない。
【０００６】
物理化学的処理法では、溶融塩による化合物の分解・無害化処理装置（以下「処理装置」という。）がある（例えば、特許文献１参照。）。この処理装置では、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩を加熱溶融させた溶融塩の中に、化合物を注入する。そして、化合物から、脱ハロゲンされた有機化合物に分解し、さらに、脱ハロゲン化された有機化合物を、無機化合物にまで分解・無害化処理する。
【０００７】
図１１は、従来の処理装置１の概略図を示す。
【０００８】
図１１は、処理装置１を示し、この処理装置１は、反応容器２２と、溶融塩供給装置２３と、有害物供給装置２４と、ガス精製装置２５と、溶融塩回収装置２６とがそれぞれ備えられる。
【０００９】
反応容器２２内部および溶融塩供給装置２３にはそれぞれ溶融塩１０１が具備される。さらに、有害物供給装置２４内部には、有害物１０２が具備される。
【００１０】
溶融塩供給装置２３に接続された溶融塩注入管３３と、ガス精製装置２５に接続されたガス排気管３５とが反応容器２２に接続され、それぞれ反応容器２２内部で終端開口する。また、有害物供給装置２４に接続された有害物注入管３４が反応容器２２に接続され、反応容器２２内部に収容される有害物１０２中で終端開口される。有害物注入管３４の開口部の浸漬深さをｄとする。さらに、反応容器２２に接続された溶融塩回収管３６が溶融塩回収装置２６に接続される。
【００１１】
さらに、ガス排気管３５には、反応容器２２における発生ガスを凝縮するベーパートラップ２７が備えられる。
【００１２】
加えて、溶融塩注入管３３の途中に溶融塩注入バルブ４３が、有害物注入管３４の途中に有害物注入バルブ４４が、ガス排気管３５の途中にガス排気バルブ４５が、溶融塩回収管３６の途中に溶融塩回収バルブ４６がそれぞれ具備される。なお、図１１に示された処理装置１の溶融塩注入バルブ４３、有害物注入バルブ４４、ガス排気バルブ４５、溶融塩回収バルブ４６は閉じている状態を示す。
【００１３】
続いて、図１１に示された処理装置１による処理動作について説明する。
【００１４】
まず、ガス排気バルブ４５を開く。続いて、ヒータ２１ａおよびヒータ２１ｃを稼動させることにより、反応容器２２および有害物供給装置２４内部の温度を上昇させ、溶融塩１０１を液化させ、有害物１０２を気化させる。
【００１５】
すなわち、反応容器２２内部の溶融塩１０１を液化させるために、反応容器２２内部の温度を溶融塩１０１の融点温度以上に制御する。また、有害物注入管３４内部の有害物１０２を気化させるために、有害物注入管３４内部の温度を有害物１０２の沸点温度以上に制御する。
【００１６】
ここで、有害物注入バルブ４４を開くと、有害物供給装置２４にて気化された有害物１０２が、有害物注入管３４を通って、有害物注入管３４の開口部から溶融塩１０１に接触し、有害物１０２の気泡が浸漬深さｄに従って溶融塩層を通過し、溶融塩１０１の表面に到達する間に無害な無機物に分解される。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−７０４７０号公報（第１５頁、図１３）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−７０４７０号公報による溶融塩による化合物の分解・処理装置１においては、有害物供給容器２４から有害物注入管３４を介して反応容器２２に有害物１０２を注入する。
【００１９】
しかし、図１１に示された処理装置１を用いると、有害物１０２の熱分解反応に従い、有害物注入管３４内部の開口部付近が閉塞され、有害物１０２の供給ができなくなるので、早期に有害物注入管３４が使用不能になる。早期の有害物注入管３４の使用不能が処理装置１の実用化の妨げとなっている。
【００２０】
また、図１２は、有害物１０２の温度と有害物１０２の分解率との関係を示す相関図である。
【００２１】
図１１に示された処理装置１において、反応容器２２における有害物１０２の分解率は、有害物１０２の温度と、有害物１０２の流量と、有害物注入管３４の浸漬深さｄと、有害物注入管３４の内径とに依存する。図１２に示された相関図の曲線は、有害物１０２の流量と、有害物注入管３４の浸漬深さｄと、有害物注入管３４の内径とを任意に固定したときの、有害物１０２の温度と有害物１０２との分解率との関係を示す。なお、図１２に示された相関図は、有害物１０２としてフロン１２（ＣＣｌ２Ｆ２）を用いた場合を示す。
【００２２】
図１２に示された相関図の曲線により、ＣＣｌ２Ｆ２の分解率は、ＣＣｌ２Ｆ２の温度が６００℃のとき最大で、７５％程度を示すことが分かる。
【００２３】
さらに図１２に示された相関図では表されていないが、ＣＣｌ２Ｆ２の温度が６００℃以上において、ＣＣｌ２Ｆ２１０２の温度が高くなる程、ＣＣｌ２Ｆ２の分解率は１００％に近づくことが分かっている。
【００２４】
また、図１２に示された相関図の曲線では、有害物１０２としてＣＣｌ２Ｆ２を用いた場合を示したが、ＣＣｌ２Ｆ２以外のその他の有害物１０２においても同様に、有害物１０２の温度が高くなる程、有害物１０２の分解率は上昇する。したがって、図１１に示された処理装置１において、反応容器２２の温度をヒータ２１ａによって上昇させ、反応容器２２内部の有害物１０２の温度を高温に設定することが望まれる。
【００２５】
ただし、図１１に示された処理装置１において、反応容器２２の温度の上昇に伴い、有害物注入管３４の開口部内部の閉塞速度が加速されるという弊害が発生する。有害物注入管３４の開口部内部の閉塞速度は、反応容器２２の温度の上昇と共に加速される。
【００２６】
有害物注入管３４内部の閉塞の１つの原因は、閉塞物質の化学分析から、ハロゲン化物を主とする有害物１０２の反応生成物の固着であることが判明している。この反応生成物の固着は、有害物注入管３４の開口部内部に侵入した溶融塩１０１が、有害物注入管３４の開口部内部にて、気化された有害物１０２と反応していることを意味する。
【００２７】
続けて、有害物注入管３４内部の閉塞の他の原因は、閉塞物質の化学分析から、ハロゲン化合物の熱分解生成物の固着であることが判明している。この熱分解生成物の固着は、有害物注入管３４内部で気化された有害物１０２の熱分解反応が進行していることを意味する。
【００２８】
なお、有害物注入管３４の材料としてステンレス鋼素材が使用される場合がほとんどであるが、特に、有害物注入管３４がステンレス鋼素材の場合は有害物注入管３４内部の熱分解生成物による閉塞が顕著に発生する。
【００２９】
このように、有害物１０２の分解率を良化させるためには、有害物１０２の温度を高温に維持し、高温で管理することが望まれるが、一方では、有害物１０２の温度上昇に伴い、有害物注入管３４および有害物注入管３４内部の温度も上昇する。そして、有害物注入管３４内部での溶融塩１０１と有害物１０２の反応、および溶融塩１０１の熱分解反応を促進させる。その結果、有害物注入管３４内部に、溶融塩１０１と有害物１０２との反応生成物、および溶融塩１０１の熱分解反応により発生する熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着し、有害物注入管３４を閉塞させる。
【００３０】
また、図１１に示された処理装置１では、有害物供給装置２４にて気化された有害物１０２が、有害物注入管３４を通って、有害物注入管３４の出口から溶融塩１０１に接触し、有害物１０２の気泡が浸漬深さｄに従って溶融塩層を通過し、溶融塩１０１の表面に到達する間に分解反応が進行する。しかし、有害物注入管３４の開口部から排出される有害物１０２の気泡は、表面張力により大きくなるので、溶融塩１０１の表面に到達する間に分解反応が殆ど進行せず、有害物１０２の充分な分解率が得られない。
【００３１】
さらに、処理装置１の処理効率を上げるため、有害物注入管３４内部による有害物１０２の流速を大きくすると、低分解率の結果は顕著に現れる。
【００３２】
有害物１０２の充分な分解率が得られない、すなわち、有害物１０２の排出基準を満たさない場合、処理装置１の系内に排ガス処理装置が必要となる。
【００３３】
加えて、有害物注入管３４の出口から排出される有害物１０２の気泡を小さくするために、有害物注入管３４の内径を小さくする方法も考えられる。その場合、有害物１０２の処理効率が低下することはもちろん、有害物注入管３４の出口から排出される小さな気泡は、排出されて間もなく、複数の気泡が互いに吸収されて大きな気泡となる。その結果、有害物注入管３４の内径に対応する小さな気泡を得ることはできず、溶融塩１０１の表面に到達する間に分解反応が殆ど進行せず、有害物１０２の充分な分解率が得られない。
【００３４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、有害有機化合物注入管の内壁を一定温度に維持することで、有害有機化合物注入管内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置を提供することを目的とする。
【００３５】
また、本発明の他の目的は、有害有機化合物注入管から排出される有害有機化合物の気泡を小さくすることで、有害有機化合物の高分解率および高処理効率を実現できる溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、上述した課題を解決するために請求項１に記載したように、溶融塩を収容する一方、前記溶融塩を加熱するヒータが具備された反応容器と、溶融塩を加熱するヒータが具備された溶融塩供給装置と、有害有機化合物を収容し、前記有害有機化合物を加熱するヒータが具備された有害有機化合物供給容器と、前記反応容器内で生成された反応ガスを処理するガス精製装置と、前記溶融塩供給装置から前記反応容器に接続された溶融塩注入管と、前記有害有機化合物供給容器から前記反応容器に接続され、前記反応容器内部に収容される溶融塩中で終端開口する有害有機化合物注入管と、前記反応容器からベーパートラップを介して前記ガス精製装置に接続されたガス排気管と、前記有害有機化合物注入管の内部を冷却するために、前記有害有機化合物注入管に備えられた冷却設備とを有することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項２に記載したように、前記冷却設備は閉じた循環回路を有し、前記冷却設備は、冷却装置に接続された供給側冷却管および還流側冷却管によって熱交換部が形成されたことを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項３に記載したように、前記熱交換部に断熱材が覆設されたことを特徴とする。
【００３９】
次いで、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項４に記載したように、前記熱交換部に断熱帯が覆設され、前記断熱帯に、不活性ガスを備えたことを特徴とする。
【００４０】
続いて、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項５に記載したように、前記断熱帯に真空吸引用ノズルが備えられたことを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項６に記載したように、前記断熱帯の内部に、金属製の輻射抑制板が備えられたことを特徴とする。
【００４２】
さらに、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項７に記載したように、前記有害有機有害物注入管および前記熱交換部に冷却フィンが挟持されたことを特徴とする。
【００４３】
次いで、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項８に記載したように、前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の熱応力が負荷される部分に伸縮管が備えられたことを特徴とする。
【００４４】
続いて、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項９に記載したように、前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の開口部側の末端面が隙間構造を有することを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項１０に記載したように、前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の開口部側の側面がスリット構造を有することを特徴とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４７】
図１は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第１実施の形態を示す概略図である。
【００４８】
図１において、符号１１は溶融塩による有害有機化合物（以下「有害物」という。）の分解・無害化処理装置（以下「処理装置」という。）を示し、この処理装置１１は、ヒータ２１ａを備えた反応容器２２と、ヒータ２１ｂを備えた溶融塩供給装置２３と、ヒータ２１ｃを備えた有害物供給装置２４と、生成ガスを精製するガス精製装置２５と、溶融塩回収装置２６とがそれぞれ備えられる。
【００４９】
反応容器２２内部および溶融塩供給装置２３には溶融塩１０１が具備され、溶融塩１０１として、例えば、ＮａＯＨがある。さらに、有害物供給装置２４内部には、有害物１０２が具備され、有害物１０２として、例えば、フロン１２（ＣＣｌ２Ｆ２）がある。
【００５０】
溶融塩供給装置２３に接続された溶融塩注入管３３と、ガス精製装置２５に接続されたガス排気管３５とが反応容器２２に接続され、それぞれ反応容器２２内部で終端開口する。また、有害物供給装置２４に接続された有害物注入管３４が反応容器２２に接続され、反応容器２２内部に収容される有害物１０２中で終端開口される。有害物注入管３４の開口部の浸漬深さをｄとする。さらに、反応容器２２に接続された溶融塩回収管３６が溶融塩回収装置２６に接続される。
【００５１】
さらに、ガス排気管３５には、反応容器２２における発生ガスを凝縮するベーパートラップ２７が備えられる。
【００５２】
加えて、溶融塩注入管３３の途中に溶融塩注入バルブ４３が、有害物注入管３４の途中に有害物注入バルブ４４が、ガス排気管３５の途中にガス排気バルブ４５が、溶融塩回収管３６の途中に溶融塩回収バルブ４６がそれぞれ具備される。なお、図１に示された処理装置１１の溶融塩注入バルブ４３、有害物注入バルブ４４、ガス排気バルブ４５、溶融塩回収バルブ４６は閉じている状態を示す。
【００５３】
ここで、処理装置１１には、冷却設備５１が備えられる。冷却設備５１は、冷却装置６１と、冷却装置６１の出口側に接続される供給側冷却管６２と、冷却装置６１の入口側に接続される還流側冷却管６３と、供給側冷却管６２に具備される循環ポンプ６４とによって構成される。なお、循環ポンプ６４は、還流側冷却管６３に具備してもよい。
【００５４】
冷却設備５１には冷却物質１１１が蓄えられ、冷却物質１１１として、例えば、Ｎ２ガスがある。
【００５５】
図２は、処理装置１１の溶融塩注入バルブ４３と、供給側冷却管６２と、還流側冷却管６３との配置を示す図１のＸ−Ｘ矢視図である。
【００５６】
循環ポンプ６４の出口側に接続された供給側冷却管６２が、有害物注入管３４に覆設される。また、循環ポンプ６４の入口側に接続された還流側冷却管６３が、供給側冷却管６２に覆設される。さらに、供給側冷却管６２と還流側冷却管６３とは、有害物注入管３４の出口側にて接続される。すなわち、有害物注入管３４に供給側冷却管６２を接触させ、さらに、供給側冷却管６２に供給側冷却管６２を接触させる３重管構造とする。
【００５７】
なお、図１に示された処理装置１１では、反応容器２２の上部から有害物注入管３４が接続されているが、特にこの構造に限らず、例えば、反応容器２２の側部または底部から有害物注入管３４が接続される構造でもよい。
【００５８】
続いて、図１に示された処理装置１１による処理動作について説明する。
【００５９】
まず、処理装置１１のガス排気バルブ４５を開く。続いて、ヒータ２１ａおよびヒータ２１ｃを稼動させることにより、反応容器２２および有害物供給装置２４内部の温度を上昇させ、溶融塩１０１であるＮａＯＨを液化させ、有害物１０２であるＣＣｌ２Ｆ２を気化させる。
【００６０】
すなわち、反応容器２２内部のＮａＯＨを液化させるために、反応容器２２内部の温度を、例えば、６００℃以上に加熱制御する。また、有害物注入管３４内部のＣＣｌ２Ｆ２を気化させるために、有害物注入管３４内部の温度を、例えば、３００℃以上に加熱制御する。
【００６１】
さらに、冷却設備５１の循環ポンプ６４を稼動させることによって、冷却物質１１１であるＮ２ガスを、冷却装置６１から、供給側冷却管６２、還流側冷却管６３、冷却装置６１へと順次循環させる。
【００６２】
ここで、有害物注入バルブ４４を開くと、有害物供給装置２４にて気化されたＣＣｌ２Ｆ２が、有害物注入管３４を通って、有害物注入管３４の開口部からＮａＯＨに接触し、ＣＣｌ２Ｆ２の気泡が浸漬深さｄに従ってＮａＯＨ層を通過し、ＮａＯＨの表面に到達する間に、
【化１】
の反応式によって、ＮａＣｌと、ＮａＦと、Ｎａ２ＣＯ３と、Ｈ２Ｏとに分解される。よって、有害なＣＣｌ２Ｆ２は無害な無機物に分解されることになる。
【００６３】
なお、Ｈ２Ｏは、反応容器２２内部の高温により蒸発してガス排気管３５と、ベーパートラップ２７を介してガス生成装置２５に送出される。
【００６４】
ここで、有害物供給装置２４から反応容器２２内部に、有害物１０２であるＣＣｌ２Ｆ２の供給を続け、反応式（１）を進行させると、所要の時間経過後に、反応容器２２内部のＮａＯＨ濃度が減少するので、ＣＣｌ２Ｆ２の分解の分解率が減少する。
【００６５】
例えば、反応容器２２内部のＮａＯＨ濃度が３０％になったとき、有害物注入バルブ４４を閉じ、溶融塩回収バルブ４６開く。そして、反応容器２２内部に混在するＮａＯＨと、ＮａＣｌと、ＮａＦと、Ｎａ２ＣＯ３とを、溶融塩回収管３６を介して溶融塩回収装置２６に送出する。
【００６６】
さらに、溶融塩回収装置２６への送出の一部完了後または送出全部完了後、溶融塩回収バルブ４６閉じ、溶融塩注入バルブ４３を開いて、溶融塩供給装置２３から溶融塩供給管３３を介して、反応容器２２内部にＮａＯＨを流入させる。反応容器２２内部に所要のＮａＯＨを流入させ、溶融塩注入バルブ４３を閉じる。
【００６７】
続けて、有害物注入バルブ４４を開き、再び、反応式（１）によるＣＣｌ２Ｆ２の分解を行う。
【００６８】
ここで、冷却設備５１に備える冷却装置６１によって常温に維持されたＮ２ガスを循環させることによって、有害物注入管３４を冷却することができる。
【００６９】
図１に示された処理装置１１において、有害物注入管３４内壁の温度を反応容器２２内部のＮａＯＨの温度よりも数百℃低下させれば、有害物注入管３４内部における反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とを抑制することができる。処理装置１１では、Ｎ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。
【００７０】
よって、有害物注入管３４内部における反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制されるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００７１】
図１に示された処理装置１１を用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００７２】
図３は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第２実施の形態を示す概略図である。
【００７３】
図３は、処理装置１１Ａを示し、この処理装置１１Ａは、反応容器２２収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱材７１が覆設される。断熱材７１としては、熱伝導率の低い材料が適当であり、例えば、アルミナ系またはシリカ系の材料が用いられる。
【００７４】
なお、図３に示された処理装置１１Ａにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図３に示された処理装置１１Ａによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００７５】
図３に示された処理装置１１Ａによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００７６】
さらに、図３に示された処理装置１１Ａでは、断熱材７１によって熱抵抗を加えることによって、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００７７】
図３に示された処理装置１１Ａを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００７８】
図４は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第３実施の形態を示す概略図である。
【００７９】
図４は、処理装置１１Ｂを示し、この処理装置１１Ｂは、反応容器２２に収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱帯８１が覆設され、断熱帯８１内部には、熱吸収用の気体が含まれる。断熱帯８１の材料としては、例えば、ステンレス鋼が用いられる。また、気体としては、気体による断熱帯８１の酸化を抑制するために、例えば、Ｎ２ガスまたはＡｒガス等の不活性ガスが用いられる。
【００８０】
なお、図４に示された処理装置１１Ｂにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図４に示された処理装置１１Ｂによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００８１】
図４に示された処理装置１１Ｂによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００８２】
さらに、図４に示された処理装置１１Ｂでは、断熱帯８１によって熱抵抗を加えることによって、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００８３】
なお、図４に示された処理装置１１Ｂの断熱帯８１は密閉されているが、ポンプを介した配管を断熱帯８１に接続することによって、断熱帯８１内部の気体を循環させてもよい。
【００８４】
図４に示された処理装置１１Ｂを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００８５】
図５は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第４実施の形態を示す概略図である。
【００８６】
図５は、処理装置１１Ｃを示し、この処理装置１１Ｃは、反応容器２２に収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱帯８１が覆設される。断熱帯８１には真空吸引ノズル８２が備えられており、真空吸引ノズル８２から断熱帯８１内部のガスを吸引することによって、断熱帯８１内部状態を真空とする。
【００８７】
なお、図５に示された処理装置１１Ｃにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図５に示された処理装置１１Ｃによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００８８】
図５に示された処理装置１１Ｃによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００８９】
さらに、図５に示された処理装置１１Ｃでは、断熱帯８１内部状態を真空にすることによって、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への真空断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００９０】
図５に示された処理装置１１Ｃを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００９１】
図６は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第５実施の形態を示す概略図である。
【００９２】
図６は、処理装置１１Ｄを示し、この処理装置１１Ｄは、反応容器２２に収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱帯８１が覆設される。さらに、断熱帯８１内部には輻射抑制板８３が備えられている。輻射抑制板８３としては、輻射を反射でき、熱の進入を抑制する材料、例えば、ステンレスまたはチタンが用いられる。
【００９３】
なお、図６に示された処理装置１１Ｄにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図６に示された処理装置１１Ｄによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００９４】
図６に示された処理装置１１Ｄによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００９５】
さらに、図６に示された処理装置１１Ｄでは、輻射抑制板８３が設けられる断熱帯８１によって、高温のＮａＯＨの輻射熱を遮断することによって、ＮａＯＨから還流側冷却管６３への真空断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００９６】
なお、図６に示された処理装置１１Ｄでは、断熱帯８１内部に輻射抑制板８３が設けられるが、断熱帯８１内部状態を真空にした上で、断熱帯８１内部に輻射抑制板８３が設けるとさらに断熱効果が大きい。
【００９７】
図６に示された処理装置１１Ｄを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００９８】
図７は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第６実施の形態を示す概略図である。
【００９９】
図７は、処理装置１１Ｅを示し、この処理装置１１Ｅは、供給側冷却管６２の有害物注入管３４に対する接触面積を増大させるため、有害物注入管３４と供給側冷却管６２との間に、冷却フィン８４が挟持される。
【０１００】
図８は、処理装置１１Ｅの有害物注入管３４と、供給側冷却管６２と、還流側冷却管６３と、断熱帯８１と、冷却フィン８４との配置を示す図７のＹ−Ｙ矢視図である。
【０１０１】
冷却フィン８４が有害物注入管３４に覆設され、冷却装置６１の出口側に接続された供給側冷却管６２が、冷却フィン８４に覆設される。また、冷却装置６１の入口側に接続された還流側冷却管６３が、供給側冷却管６２に覆設され、供給側冷却管６２は、断熱帯８１に覆設される。さらに、供給側冷却管６２と還流側冷却管６３とは、有害物注入管３４の開口部側にて接続される。
【０１０２】
なお、図７に示された処理装置１１Ｅにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図７に示された処理装置１１Ｅによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【０１０３】
図７に示された処理装置１１Ｅによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【０１０４】
さらに、図７に示された処理装置１１Ｅでは、有害物注入管３４と供給側冷却管６２との間に冷却フィン８４が狭持されることで、有害物注入管３４の供給側冷却管６２側接触面積に対する供給側冷却管６２の有害物注入管３４側接触面積を増大できるので、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への真空断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【０１０５】
図７に示された処理装置１１Ｅを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【０１０６】
図９は、有害物注入管３４を示す概略図である。
【０１０７】
図１に示された処理装置１１による処理動作は、冷却設備５１に備える供給側冷却管６２と、還流側冷却管６３とによって熱交換を行うものであるが、有害物注入管３４は、供給側冷却管６２と還流側冷却管６３とによって、物理的に拘束されるため、有害物注入管３４は、熱膨張による熱応力によって破損する場合がある。
【０１０８】
そこで、図９に示された有害物注入管３４は、図１に示された処理装置１１の有害物注入管３４、供給側冷却管６２、還流側冷却管６３に伸縮管（ベローズ）８８を設けるものである。ベローズ８８の材料として、例えば、ステンレス鋼が用いられる。また、ベローズ８８は、軸方向に伸縮自在であるものとする。
【０１０９】
なお、図９に示されたベローズ８８は、図３に示された処理装置１１Ａから、図６に示された処理装置１１Ｅの有害物注入管３４にも適用できる。
【０１１０】
図９に示された有害物注入管３４を用いると、熱応力による有害物注入管３４の破損を防止できる。
【０１１１】
図１０は、有害物注入管３４の開口部を示す概略図である。
【０１１２】
図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部は、図１に示された処理装置１１から、図６に示された処理装置１１Ｅの有害物注入管３４を示す。
【０１１３】
図１０（ｂ）に示された有害物注入管３４ａの開口部は、図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部の末端面９１に、所要の隙間９２を有する。なお、図１０（ｂ）に示された有害物注入管３４ａの開口部の隙間９２は、ＣＣｌ２Ｆ２の流量により所要の隙間数と所要の隙間寸法とをそれぞれ設定するものとする。
【０１１４】
図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部は、図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部に、所要の寸法のスリット９３が形成される。なお、図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部のスリット９３は、ＣＣｌ２Ｆ２の流量により所要のスリット数と所要のスリット寸法とを設定するものとする。
【０１１５】
また、スリット９３の寸法の設計は、ＣＣｌ２Ｆ２の気泡が、スリット９３の根元部から流出するようにする。よって、スリット９３の根元部と、末端面９１との間にガス空間９５を有す。
【０１１６】
図１における処理装置１の有害物注入管３４の開口部として、有害物注入管３４ａの開口部を用いた場合、図中の上部からのＣＣｌ２Ｆ２は有害物注入管３４ａの下方へ流動し、有害物注入管３４ａの開口部の隙間９２から、ＮａＯＨに流出する。その結果、有害物注入管３４ａから流出するＣＣｌ２Ｆ２が、隙間９２の寸法に相当する大きさの気泡として流出する。すなわち、有害物注入管３４ａの開口部側から流出する気泡の大きさを制御することができる。
【０１１７】
同様に、図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部を用いた場合も、スリット９３の寸法によって、気泡の大きさを制御することができる。なお、図中の上部からのＣＣｌ２Ｆ２は有害物注入管３４ｂの下方へ流動し、スリット９３の根元部から流出する。
【０１１８】
加えて、図１における処理装置１１において、図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部を長時間用いた場合、結果的には有害物注入管３４内部が閉塞する。一方、有害物注入管３４の開口部を用いた場合と同一の処理条件で、図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部を用いた場合、さらに有害物注入管３４ｂ内部の閉塞を抑制できる。
【０１１９】
これは、有害物注入管３４ｂのスリット９３先端部に備えるガス空間９５が、断熱部としての効果を有するため、高温のＮａＯＨによる有害物注入管３４ｂ内部の温度上昇を抑制するためである。
【０１２０】
図１０（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示された有害物注入管３４ａ，３４ｂの開口部を用いると、排出される有害有機化合物の気泡を小さくすることができ、有害有機化合物の高分解率および高処理効率を実現できる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、有害有機化合物注入管の内壁を一定温度に維持することで、有害有機化合物注入管内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【０１２２】
また、本発明によれば、有害有機化合物注入管から排出される有害有機化合物の気泡を小さくすることができ、有害有機化合物の高分解率および高処理効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第１実施の形態を示す概略図。
【図２】処理装置の溶融塩注入バルブと、供給側冷却管と、還流側冷却管との配置を示す図１のＸ−Ｘ矢視図。
【図３】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第２実施の形態を示す概略図。
【図４】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第３実施の形態を示す概略図。
【図５】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第４実施の形態を示す概略図。
【図６】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第５実施の形態を示す概略図。
【図７】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第６実施の形態を示す概略図。
【図８】処理装置の溶融塩注入バルブと、供給側冷却管と、還流側冷却管と、冷却フィンとの配置を示す図７のＹ−Ｙ矢視図。
【図９】有害物注入管を示す概略図。
【図１０】（ａ）は有害物注入管の開口部を示す概略図、（ｂ）は有害物注入管の開口部を示す概略図、（ｃ）は有害物注入管の開口部を示す概略図。
【図１１】従来例の溶融塩による有害有機化合物の分解・処理装置を示す概略図。
【図１２】有害物の温度と有害物の分解率との関係を示す相関図。
【符号の説明】
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ 処理装置
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ ヒータ
２２ 反応容器
２３ 溶融塩供給装置
２４ 有害物供給装置
２５ ガス精製装置
２６ 溶融塩回収装置
２７ ベーパートラップ
３３ 溶融塩注入管
３４，３４ａ，３４ｂ 有害物注入管
３５ ガス排気管
３６ 溶融塩回収管
５１ 冷却設備
６１ 冷却装置
６２ 供給側冷却管
６３ 還流側冷却管
６４ 循環ポンプ
７１ 断熱材
８１ 断熱帯
８２ 真空吸引ノズル
８３ 輻射抑制板
８４ 冷却フィン
８８ ベローズ
９１ 末端面
９２ 隙間
９３ スリット
９５ ガス空間
１０１ 溶融塩
１０２ 有害物
１１１ 冷却物質
【発明の属する技術分野】
本発明はダイオキシンその他の有害有機化合物の分解・無害化処理の技術に係り、特に気体状態または気化させた有害有機化合物の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有害有機化合物（以下「有害物」という。）は、猛毒の化合物である。有害物として、例えば、ダイオキシン類、ポリクロロビニル類（ＰＣＢ）、ヘキサクロロシクロヘキサン（ＢＨＣ）等が挙げられる。
【０００３】
これらの有害物の無害化処理技術として、熱化学的分解法、生物処理法、物理化学的処理法が挙げられる。
【０００４】
熱化学分解法において、有害物を熱分解するためには高温を必要とするため、処理設備が大掛かりになる。また、高温燃焼排ガスはハロゲンを含むので、高温燃焼排ガスの冷却時に、ダイオキシン類、ベンゾフラン等の二次有害物質が発生する可能性がある。また、含ハロゲンの高温燃焼排ガスは、関連設備の腐食を加速させる原因となる。
【０００５】
生物処理法では、比較的低濃度で存在している場合には有効ではあるが、有害物が高濃度の場合、または処理量が大量の場合の処理を行うには適していない。また、特定の有害物の分解に好適な微生物が存在しても、あらゆる種類の有害物に対して有効な微生物はないので、この方法には実用性がない。
【０００６】
物理化学的処理法では、溶融塩による化合物の分解・無害化処理装置（以下「処理装置」という。）がある（例えば、特許文献１参照。）。この処理装置では、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩を加熱溶融させた溶融塩の中に、化合物を注入する。そして、化合物から、脱ハロゲンされた有機化合物に分解し、さらに、脱ハロゲン化された有機化合物を、無機化合物にまで分解・無害化処理する。
【０００７】
図１１は、従来の処理装置１の概略図を示す。
【０００８】
図１１は、処理装置１を示し、この処理装置１は、反応容器２２と、溶融塩供給装置２３と、有害物供給装置２４と、ガス精製装置２５と、溶融塩回収装置２６とがそれぞれ備えられる。
【０００９】
反応容器２２内部および溶融塩供給装置２３にはそれぞれ溶融塩１０１が具備される。さらに、有害物供給装置２４内部には、有害物１０２が具備される。
【００１０】
溶融塩供給装置２３に接続された溶融塩注入管３３と、ガス精製装置２５に接続されたガス排気管３５とが反応容器２２に接続され、それぞれ反応容器２２内部で終端開口する。また、有害物供給装置２４に接続された有害物注入管３４が反応容器２２に接続され、反応容器２２内部に収容される有害物１０２中で終端開口される。有害物注入管３４の開口部の浸漬深さをｄとする。さらに、反応容器２２に接続された溶融塩回収管３６が溶融塩回収装置２６に接続される。
【００１１】
さらに、ガス排気管３５には、反応容器２２における発生ガスを凝縮するベーパートラップ２７が備えられる。
【００１２】
加えて、溶融塩注入管３３の途中に溶融塩注入バルブ４３が、有害物注入管３４の途中に有害物注入バルブ４４が、ガス排気管３５の途中にガス排気バルブ４５が、溶融塩回収管３６の途中に溶融塩回収バルブ４６がそれぞれ具備される。なお、図１１に示された処理装置１の溶融塩注入バルブ４３、有害物注入バルブ４４、ガス排気バルブ４５、溶融塩回収バルブ４６は閉じている状態を示す。
【００１３】
続いて、図１１に示された処理装置１による処理動作について説明する。
【００１４】
まず、ガス排気バルブ４５を開く。続いて、ヒータ２１ａおよびヒータ２１ｃを稼動させることにより、反応容器２２および有害物供給装置２４内部の温度を上昇させ、溶融塩１０１を液化させ、有害物１０２を気化させる。
【００１５】
すなわち、反応容器２２内部の溶融塩１０１を液化させるために、反応容器２２内部の温度を溶融塩１０１の融点温度以上に制御する。また、有害物注入管３４内部の有害物１０２を気化させるために、有害物注入管３４内部の温度を有害物１０２の沸点温度以上に制御する。
【００１６】
ここで、有害物注入バルブ４４を開くと、有害物供給装置２４にて気化された有害物１０２が、有害物注入管３４を通って、有害物注入管３４の開口部から溶融塩１０１に接触し、有害物１０２の気泡が浸漬深さｄに従って溶融塩層を通過し、溶融塩１０１の表面に到達する間に無害な無機物に分解される。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−７０４７０号公報（第１５頁、図１３）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−７０４７０号公報による溶融塩による化合物の分解・処理装置１においては、有害物供給容器２４から有害物注入管３４を介して反応容器２２に有害物１０２を注入する。
【００１９】
しかし、図１１に示された処理装置１を用いると、有害物１０２の熱分解反応に従い、有害物注入管３４内部の開口部付近が閉塞され、有害物１０２の供給ができなくなるので、早期に有害物注入管３４が使用不能になる。早期の有害物注入管３４の使用不能が処理装置１の実用化の妨げとなっている。
【００２０】
また、図１２は、有害物１０２の温度と有害物１０２の分解率との関係を示す相関図である。
【００２１】
図１１に示された処理装置１において、反応容器２２における有害物１０２の分解率は、有害物１０２の温度と、有害物１０２の流量と、有害物注入管３４の浸漬深さｄと、有害物注入管３４の内径とに依存する。図１２に示された相関図の曲線は、有害物１０２の流量と、有害物注入管３４の浸漬深さｄと、有害物注入管３４の内径とを任意に固定したときの、有害物１０２の温度と有害物１０２との分解率との関係を示す。なお、図１２に示された相関図は、有害物１０２としてフロン１２（ＣＣｌ２Ｆ２）を用いた場合を示す。
【００２２】
図１２に示された相関図の曲線により、ＣＣｌ２Ｆ２の分解率は、ＣＣｌ２Ｆ２の温度が６００℃のとき最大で、７５％程度を示すことが分かる。
【００２３】
さらに図１２に示された相関図では表されていないが、ＣＣｌ２Ｆ２の温度が６００℃以上において、ＣＣｌ２Ｆ２１０２の温度が高くなる程、ＣＣｌ２Ｆ２の分解率は１００％に近づくことが分かっている。
【００２４】
また、図１２に示された相関図の曲線では、有害物１０２としてＣＣｌ２Ｆ２を用いた場合を示したが、ＣＣｌ２Ｆ２以外のその他の有害物１０２においても同様に、有害物１０２の温度が高くなる程、有害物１０２の分解率は上昇する。したがって、図１１に示された処理装置１において、反応容器２２の温度をヒータ２１ａによって上昇させ、反応容器２２内部の有害物１０２の温度を高温に設定することが望まれる。
【００２５】
ただし、図１１に示された処理装置１において、反応容器２２の温度の上昇に伴い、有害物注入管３４の開口部内部の閉塞速度が加速されるという弊害が発生する。有害物注入管３４の開口部内部の閉塞速度は、反応容器２２の温度の上昇と共に加速される。
【００２６】
有害物注入管３４内部の閉塞の１つの原因は、閉塞物質の化学分析から、ハロゲン化物を主とする有害物１０２の反応生成物の固着であることが判明している。この反応生成物の固着は、有害物注入管３４の開口部内部に侵入した溶融塩１０１が、有害物注入管３４の開口部内部にて、気化された有害物１０２と反応していることを意味する。
【００２７】
続けて、有害物注入管３４内部の閉塞の他の原因は、閉塞物質の化学分析から、ハロゲン化合物の熱分解生成物の固着であることが判明している。この熱分解生成物の固着は、有害物注入管３４内部で気化された有害物１０２の熱分解反応が進行していることを意味する。
【００２８】
なお、有害物注入管３４の材料としてステンレス鋼素材が使用される場合がほとんどであるが、特に、有害物注入管３４がステンレス鋼素材の場合は有害物注入管３４内部の熱分解生成物による閉塞が顕著に発生する。
【００２９】
このように、有害物１０２の分解率を良化させるためには、有害物１０２の温度を高温に維持し、高温で管理することが望まれるが、一方では、有害物１０２の温度上昇に伴い、有害物注入管３４および有害物注入管３４内部の温度も上昇する。そして、有害物注入管３４内部での溶融塩１０１と有害物１０２の反応、および溶融塩１０１の熱分解反応を促進させる。その結果、有害物注入管３４内部に、溶融塩１０１と有害物１０２との反応生成物、および溶融塩１０１の熱分解反応により発生する熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着し、有害物注入管３４を閉塞させる。
【００３０】
また、図１１に示された処理装置１では、有害物供給装置２４にて気化された有害物１０２が、有害物注入管３４を通って、有害物注入管３４の出口から溶融塩１０１に接触し、有害物１０２の気泡が浸漬深さｄに従って溶融塩層を通過し、溶融塩１０１の表面に到達する間に分解反応が進行する。しかし、有害物注入管３４の開口部から排出される有害物１０２の気泡は、表面張力により大きくなるので、溶融塩１０１の表面に到達する間に分解反応が殆ど進行せず、有害物１０２の充分な分解率が得られない。
【００３１】
さらに、処理装置１の処理効率を上げるため、有害物注入管３４内部による有害物１０２の流速を大きくすると、低分解率の結果は顕著に現れる。
【００３２】
有害物１０２の充分な分解率が得られない、すなわち、有害物１０２の排出基準を満たさない場合、処理装置１の系内に排ガス処理装置が必要となる。
【００３３】
加えて、有害物注入管３４の出口から排出される有害物１０２の気泡を小さくするために、有害物注入管３４の内径を小さくする方法も考えられる。その場合、有害物１０２の処理効率が低下することはもちろん、有害物注入管３４の出口から排出される小さな気泡は、排出されて間もなく、複数の気泡が互いに吸収されて大きな気泡となる。その結果、有害物注入管３４の内径に対応する小さな気泡を得ることはできず、溶融塩１０１の表面に到達する間に分解反応が殆ど進行せず、有害物１０２の充分な分解率が得られない。
【００３４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、有害有機化合物注入管の内壁を一定温度に維持することで、有害有機化合物注入管内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置を提供することを目的とする。
【００３５】
また、本発明の他の目的は、有害有機化合物注入管から排出される有害有機化合物の気泡を小さくすることで、有害有機化合物の高分解率および高処理効率を実現できる溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、上述した課題を解決するために請求項１に記載したように、溶融塩を収容する一方、前記溶融塩を加熱するヒータが具備された反応容器と、溶融塩を加熱するヒータが具備された溶融塩供給装置と、有害有機化合物を収容し、前記有害有機化合物を加熱するヒータが具備された有害有機化合物供給容器と、前記反応容器内で生成された反応ガスを処理するガス精製装置と、前記溶融塩供給装置から前記反応容器に接続された溶融塩注入管と、前記有害有機化合物供給容器から前記反応容器に接続され、前記反応容器内部に収容される溶融塩中で終端開口する有害有機化合物注入管と、前記反応容器からベーパートラップを介して前記ガス精製装置に接続されたガス排気管と、前記有害有機化合物注入管の内部を冷却するために、前記有害有機化合物注入管に備えられた冷却設備とを有することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項２に記載したように、前記冷却設備は閉じた循環回路を有し、前記冷却設備は、冷却装置に接続された供給側冷却管および還流側冷却管によって熱交換部が形成されたことを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項３に記載したように、前記熱交換部に断熱材が覆設されたことを特徴とする。
【００３９】
次いで、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項４に記載したように、前記熱交換部に断熱帯が覆設され、前記断熱帯に、不活性ガスを備えたことを特徴とする。
【００４０】
続いて、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項５に記載したように、前記断熱帯に真空吸引用ノズルが備えられたことを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項６に記載したように、前記断熱帯の内部に、金属製の輻射抑制板が備えられたことを特徴とする。
【００４２】
さらに、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項７に記載したように、前記有害有機有害物注入管および前記熱交換部に冷却フィンが挟持されたことを特徴とする。
【００４３】
次いで、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項８に記載したように、前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の熱応力が負荷される部分に伸縮管が備えられたことを特徴とする。
【００４４】
続いて、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項９に記載したように、前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の開口部側の末端面が隙間構造を有することを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置は、請求項１０に記載したように、前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の開口部側の側面がスリット構造を有することを特徴とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４７】
図１は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第１実施の形態を示す概略図である。
【００４８】
図１において、符号１１は溶融塩による有害有機化合物（以下「有害物」という。）の分解・無害化処理装置（以下「処理装置」という。）を示し、この処理装置１１は、ヒータ２１ａを備えた反応容器２２と、ヒータ２１ｂを備えた溶融塩供給装置２３と、ヒータ２１ｃを備えた有害物供給装置２４と、生成ガスを精製するガス精製装置２５と、溶融塩回収装置２６とがそれぞれ備えられる。
【００４９】
反応容器２２内部および溶融塩供給装置２３には溶融塩１０１が具備され、溶融塩１０１として、例えば、ＮａＯＨがある。さらに、有害物供給装置２４内部には、有害物１０２が具備され、有害物１０２として、例えば、フロン１２（ＣＣｌ２Ｆ２）がある。
【００５０】
溶融塩供給装置２３に接続された溶融塩注入管３３と、ガス精製装置２５に接続されたガス排気管３５とが反応容器２２に接続され、それぞれ反応容器２２内部で終端開口する。また、有害物供給装置２４に接続された有害物注入管３４が反応容器２２に接続され、反応容器２２内部に収容される有害物１０２中で終端開口される。有害物注入管３４の開口部の浸漬深さをｄとする。さらに、反応容器２２に接続された溶融塩回収管３６が溶融塩回収装置２６に接続される。
【００５１】
さらに、ガス排気管３５には、反応容器２２における発生ガスを凝縮するベーパートラップ２７が備えられる。
【００５２】
加えて、溶融塩注入管３３の途中に溶融塩注入バルブ４３が、有害物注入管３４の途中に有害物注入バルブ４４が、ガス排気管３５の途中にガス排気バルブ４５が、溶融塩回収管３６の途中に溶融塩回収バルブ４６がそれぞれ具備される。なお、図１に示された処理装置１１の溶融塩注入バルブ４３、有害物注入バルブ４４、ガス排気バルブ４５、溶融塩回収バルブ４６は閉じている状態を示す。
【００５３】
ここで、処理装置１１には、冷却設備５１が備えられる。冷却設備５１は、冷却装置６１と、冷却装置６１の出口側に接続される供給側冷却管６２と、冷却装置６１の入口側に接続される還流側冷却管６３と、供給側冷却管６２に具備される循環ポンプ６４とによって構成される。なお、循環ポンプ６４は、還流側冷却管６３に具備してもよい。
【００５４】
冷却設備５１には冷却物質１１１が蓄えられ、冷却物質１１１として、例えば、Ｎ２ガスがある。
【００５５】
図２は、処理装置１１の溶融塩注入バルブ４３と、供給側冷却管６２と、還流側冷却管６３との配置を示す図１のＸ−Ｘ矢視図である。
【００５６】
循環ポンプ６４の出口側に接続された供給側冷却管６２が、有害物注入管３４に覆設される。また、循環ポンプ６４の入口側に接続された還流側冷却管６３が、供給側冷却管６２に覆設される。さらに、供給側冷却管６２と還流側冷却管６３とは、有害物注入管３４の出口側にて接続される。すなわち、有害物注入管３４に供給側冷却管６２を接触させ、さらに、供給側冷却管６２に供給側冷却管６２を接触させる３重管構造とする。
【００５７】
なお、図１に示された処理装置１１では、反応容器２２の上部から有害物注入管３４が接続されているが、特にこの構造に限らず、例えば、反応容器２２の側部または底部から有害物注入管３４が接続される構造でもよい。
【００５８】
続いて、図１に示された処理装置１１による処理動作について説明する。
【００５９】
まず、処理装置１１のガス排気バルブ４５を開く。続いて、ヒータ２１ａおよびヒータ２１ｃを稼動させることにより、反応容器２２および有害物供給装置２４内部の温度を上昇させ、溶融塩１０１であるＮａＯＨを液化させ、有害物１０２であるＣＣｌ２Ｆ２を気化させる。
【００６０】
すなわち、反応容器２２内部のＮａＯＨを液化させるために、反応容器２２内部の温度を、例えば、６００℃以上に加熱制御する。また、有害物注入管３４内部のＣＣｌ２Ｆ２を気化させるために、有害物注入管３４内部の温度を、例えば、３００℃以上に加熱制御する。
【００６１】
さらに、冷却設備５１の循環ポンプ６４を稼動させることによって、冷却物質１１１であるＮ２ガスを、冷却装置６１から、供給側冷却管６２、還流側冷却管６３、冷却装置６１へと順次循環させる。
【００６２】
ここで、有害物注入バルブ４４を開くと、有害物供給装置２４にて気化されたＣＣｌ２Ｆ２が、有害物注入管３４を通って、有害物注入管３４の開口部からＮａＯＨに接触し、ＣＣｌ２Ｆ２の気泡が浸漬深さｄに従ってＮａＯＨ層を通過し、ＮａＯＨの表面に到達する間に、
【化１】
【００６３】
なお、Ｈ２Ｏは、反応容器２２内部の高温により蒸発してガス排気管３５と、ベーパートラップ２７を介してガス生成装置２５に送出される。
【００６４】
ここで、有害物供給装置２４から反応容器２２内部に、有害物１０２であるＣＣｌ２Ｆ２の供給を続け、反応式（１）を進行させると、所要の時間経過後に、反応容器２２内部のＮａＯＨ濃度が減少するので、ＣＣｌ２Ｆ２の分解の分解率が減少する。
【００６５】
例えば、反応容器２２内部のＮａＯＨ濃度が３０％になったとき、有害物注入バルブ４４を閉じ、溶融塩回収バルブ４６開く。そして、反応容器２２内部に混在するＮａＯＨと、ＮａＣｌと、ＮａＦと、Ｎａ２ＣＯ３とを、溶融塩回収管３６を介して溶融塩回収装置２６に送出する。
【００６６】
さらに、溶融塩回収装置２６への送出の一部完了後または送出全部完了後、溶融塩回収バルブ４６閉じ、溶融塩注入バルブ４３を開いて、溶融塩供給装置２３から溶融塩供給管３３を介して、反応容器２２内部にＮａＯＨを流入させる。反応容器２２内部に所要のＮａＯＨを流入させ、溶融塩注入バルブ４３を閉じる。
【００６７】
続けて、有害物注入バルブ４４を開き、再び、反応式（１）によるＣＣｌ２Ｆ２の分解を行う。
【００６８】
ここで、冷却設備５１に備える冷却装置６１によって常温に維持されたＮ２ガスを循環させることによって、有害物注入管３４を冷却することができる。
【００６９】
図１に示された処理装置１１において、有害物注入管３４内壁の温度を反応容器２２内部のＮａＯＨの温度よりも数百℃低下させれば、有害物注入管３４内部における反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とを抑制することができる。処理装置１１では、Ｎ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。
【００７０】
よって、有害物注入管３４内部における反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制されるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００７１】
図１に示された処理装置１１を用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００７２】
図３は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第２実施の形態を示す概略図である。
【００７３】
図３は、処理装置１１Ａを示し、この処理装置１１Ａは、反応容器２２収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱材７１が覆設される。断熱材７１としては、熱伝導率の低い材料が適当であり、例えば、アルミナ系またはシリカ系の材料が用いられる。
【００７４】
なお、図３に示された処理装置１１Ａにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図３に示された処理装置１１Ａによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００７５】
図３に示された処理装置１１Ａによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００７６】
さらに、図３に示された処理装置１１Ａでは、断熱材７１によって熱抵抗を加えることによって、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００７７】
図３に示された処理装置１１Ａを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００７８】
図４は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第３実施の形態を示す概略図である。
【００７９】
図４は、処理装置１１Ｂを示し、この処理装置１１Ｂは、反応容器２２に収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱帯８１が覆設され、断熱帯８１内部には、熱吸収用の気体が含まれる。断熱帯８１の材料としては、例えば、ステンレス鋼が用いられる。また、気体としては、気体による断熱帯８１の酸化を抑制するために、例えば、Ｎ２ガスまたはＡｒガス等の不活性ガスが用いられる。
【００８０】
なお、図４に示された処理装置１１Ｂにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図４に示された処理装置１１Ｂによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００８１】
図４に示された処理装置１１Ｂによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００８２】
さらに、図４に示された処理装置１１Ｂでは、断熱帯８１によって熱抵抗を加えることによって、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００８３】
なお、図４に示された処理装置１１Ｂの断熱帯８１は密閉されているが、ポンプを介した配管を断熱帯８１に接続することによって、断熱帯８１内部の気体を循環させてもよい。
【００８４】
図４に示された処理装置１１Ｂを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００８５】
図５は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第４実施の形態を示す概略図である。
【００８６】
図５は、処理装置１１Ｃを示し、この処理装置１１Ｃは、反応容器２２に収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱帯８１が覆設される。断熱帯８１には真空吸引ノズル８２が備えられており、真空吸引ノズル８２から断熱帯８１内部のガスを吸引することによって、断熱帯８１内部状態を真空とする。
【００８７】
なお、図５に示された処理装置１１Ｃにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図５に示された処理装置１１Ｃによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００８８】
図５に示された処理装置１１Ｃによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００８９】
さらに、図５に示された処理装置１１Ｃでは、断熱帯８１内部状態を真空にすることによって、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への真空断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００９０】
図５に示された処理装置１１Ｃを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００９１】
図６は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第５実施の形態を示す概略図である。
【００９２】
図６は、処理装置１１Ｄを示し、この処理装置１１Ｄは、反応容器２２に収容される溶融塩１０１であるＮａＯＨからの熱を遮断する目的で、還流側冷却管６３に断熱帯８１が覆設される。さらに、断熱帯８１内部には輻射抑制板８３が備えられている。輻射抑制板８３としては、輻射を反射でき、熱の進入を抑制する材料、例えば、ステンレスまたはチタンが用いられる。
【００９３】
なお、図６に示された処理装置１１Ｄにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図６に示された処理装置１１Ｄによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【００９４】
図６に示された処理装置１１Ｄによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【００９５】
さらに、図６に示された処理装置１１Ｄでは、輻射抑制板８３が設けられる断熱帯８１によって、高温のＮａＯＨの輻射熱を遮断することによって、ＮａＯＨから還流側冷却管６３への真空断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【００９６】
なお、図６に示された処理装置１１Ｄでは、断熱帯８１内部に輻射抑制板８３が設けられるが、断熱帯８１内部状態を真空にした上で、断熱帯８１内部に輻射抑制板８３が設けるとさらに断熱効果が大きい。
【００９７】
図６に示された処理装置１１Ｄを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【００９８】
図７は、本発明に係る溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第６実施の形態を示す概略図である。
【００９９】
図７は、処理装置１１Ｅを示し、この処理装置１１Ｅは、供給側冷却管６２の有害物注入管３４に対する接触面積を増大させるため、有害物注入管３４と供給側冷却管６２との間に、冷却フィン８４が挟持される。
【０１００】
図８は、処理装置１１Ｅの有害物注入管３４と、供給側冷却管６２と、還流側冷却管６３と、断熱帯８１と、冷却フィン８４との配置を示す図７のＹ−Ｙ矢視図である。
【０１０１】
冷却フィン８４が有害物注入管３４に覆設され、冷却装置６１の出口側に接続された供給側冷却管６２が、冷却フィン８４に覆設される。また、冷却装置６１の入口側に接続された還流側冷却管６３が、供給側冷却管６２に覆設され、供給側冷却管６２は、断熱帯８１に覆設される。さらに、供給側冷却管６２と還流側冷却管６３とは、有害物注入管３４の開口部側にて接続される。
【０１０２】
なお、図７に示された処理装置１１Ｅにおいて、図１に示された処理装置１１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図７に示された処理装置１１Ｅによる処理動作についても、図１に示された処理装置１１による処理動作と同一の処理動作については説明を省略する。
【０１０３】
図７に示された処理装置１１Ｅによると、冷却物質１１１であるＮ２ガスを供給側冷却管６２および還流側冷却管６３を介して循環させることによって、有害物注入管３４内壁の温度を下げることができる。よって、有害物注入管３４内部での反応式（１）の反応と、ＣＣｌ２Ｆ２の熱分解反応とが抑制できるので、ＣＣｌ２Ｆ２の反応生成物および熱分解生成物が有害物注入管３４内部に固着することを抑制することができる。
【０１０４】
さらに、図７に示された処理装置１１Ｅでは、有害物注入管３４と供給側冷却管６２との間に冷却フィン８４が狭持されることで、有害物注入管３４の供給側冷却管６２側接触面積に対する供給側冷却管６２の有害物注入管３４側接触面積を増大できるので、高温のＮａＯＨから還流側冷却管６３への真空断熱効果がある。よって、供給側冷却管６２および還流側冷却管６３のよる熱交換が効率的に行われるので、Ｎ２ガスの循環の流量を低減できる。
【０１０５】
図７に示された処理装置１１Ｅを用いると、有害物注入管３４の内壁を一定温度に維持することで、有害物注入管３４内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【０１０６】
図９は、有害物注入管３４を示す概略図である。
【０１０７】
図１に示された処理装置１１による処理動作は、冷却設備５１に備える供給側冷却管６２と、還流側冷却管６３とによって熱交換を行うものであるが、有害物注入管３４は、供給側冷却管６２と還流側冷却管６３とによって、物理的に拘束されるため、有害物注入管３４は、熱膨張による熱応力によって破損する場合がある。
【０１０８】
そこで、図９に示された有害物注入管３４は、図１に示された処理装置１１の有害物注入管３４、供給側冷却管６２、還流側冷却管６３に伸縮管（ベローズ）８８を設けるものである。ベローズ８８の材料として、例えば、ステンレス鋼が用いられる。また、ベローズ８８は、軸方向に伸縮自在であるものとする。
【０１０９】
なお、図９に示されたベローズ８８は、図３に示された処理装置１１Ａから、図６に示された処理装置１１Ｅの有害物注入管３４にも適用できる。
【０１１０】
図９に示された有害物注入管３４を用いると、熱応力による有害物注入管３４の破損を防止できる。
【０１１１】
図１０は、有害物注入管３４の開口部を示す概略図である。
【０１１２】
図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部は、図１に示された処理装置１１から、図６に示された処理装置１１Ｅの有害物注入管３４を示す。
【０１１３】
図１０（ｂ）に示された有害物注入管３４ａの開口部は、図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部の末端面９１に、所要の隙間９２を有する。なお、図１０（ｂ）に示された有害物注入管３４ａの開口部の隙間９２は、ＣＣｌ２Ｆ２の流量により所要の隙間数と所要の隙間寸法とをそれぞれ設定するものとする。
【０１１４】
図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部は、図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部に、所要の寸法のスリット９３が形成される。なお、図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部のスリット９３は、ＣＣｌ２Ｆ２の流量により所要のスリット数と所要のスリット寸法とを設定するものとする。
【０１１５】
また、スリット９３の寸法の設計は、ＣＣｌ２Ｆ２の気泡が、スリット９３の根元部から流出するようにする。よって、スリット９３の根元部と、末端面９１との間にガス空間９５を有す。
【０１１６】
図１における処理装置１の有害物注入管３４の開口部として、有害物注入管３４ａの開口部を用いた場合、図中の上部からのＣＣｌ２Ｆ２は有害物注入管３４ａの下方へ流動し、有害物注入管３４ａの開口部の隙間９２から、ＮａＯＨに流出する。その結果、有害物注入管３４ａから流出するＣＣｌ２Ｆ２が、隙間９２の寸法に相当する大きさの気泡として流出する。すなわち、有害物注入管３４ａの開口部側から流出する気泡の大きさを制御することができる。
【０１１７】
同様に、図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部を用いた場合も、スリット９３の寸法によって、気泡の大きさを制御することができる。なお、図中の上部からのＣＣｌ２Ｆ２は有害物注入管３４ｂの下方へ流動し、スリット９３の根元部から流出する。
【０１１８】
加えて、図１における処理装置１１において、図１０（ａ）に示された有害物注入管３４の開口部を長時間用いた場合、結果的には有害物注入管３４内部が閉塞する。一方、有害物注入管３４の開口部を用いた場合と同一の処理条件で、図１０（ｃ）に示された有害物注入管３４ｂの開口部を用いた場合、さらに有害物注入管３４ｂ内部の閉塞を抑制できる。
【０１１９】
これは、有害物注入管３４ｂのスリット９３先端部に備えるガス空間９５が、断熱部としての効果を有するため、高温のＮａＯＨによる有害物注入管３４ｂ内部の温度上昇を抑制するためである。
【０１２０】
図１０（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示された有害物注入管３４ａ，３４ｂの開口部を用いると、排出される有害有機化合物の気泡を小さくすることができ、有害有機化合物の高分解率および高処理効率を実現できる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、有害有機化合物注入管の内壁を一定温度に維持することで、有害有機化合物注入管内部の閉塞を抑制することができるので、装置の長寿命化を実現できる。
【０１２２】
また、本発明によれば、有害有機化合物注入管から排出される有害有機化合物の気泡を小さくすることができ、有害有機化合物の高分解率および高処理効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第１実施の形態を示す概略図。
【図２】処理装置の溶融塩注入バルブと、供給側冷却管と、還流側冷却管との配置を示す図１のＸ−Ｘ矢視図。
【図３】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第２実施の形態を示す概略図。
【図４】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第３実施の形態を示す概略図。
【図５】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第４実施の形態を示す概略図。
【図６】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第５実施の形態を示す概略図。
【図７】本発明に係る有害有機化合物の分解・無害化処理装置の第６実施の形態を示す概略図。
【図８】処理装置の溶融塩注入バルブと、供給側冷却管と、還流側冷却管と、冷却フィンとの配置を示す図７のＹ−Ｙ矢視図。
【図９】有害物注入管を示す概略図。
【図１０】（ａ）は有害物注入管の開口部を示す概略図、（ｂ）は有害物注入管の開口部を示す概略図、（ｃ）は有害物注入管の開口部を示す概略図。
【図１１】従来例の溶融塩による有害有機化合物の分解・処理装置を示す概略図。
【図１２】有害物の温度と有害物の分解率との関係を示す相関図。
【符号の説明】
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ 処理装置
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ ヒータ
２２ 反応容器
２３ 溶融塩供給装置
２４ 有害物供給装置
２５ ガス精製装置
２６ 溶融塩回収装置
２７ ベーパートラップ
３３ 溶融塩注入管
３４，３４ａ，３４ｂ 有害物注入管
３５ ガス排気管
３６ 溶融塩回収管
５１ 冷却設備
６１ 冷却装置
６２ 供給側冷却管
６３ 還流側冷却管
６４ 循環ポンプ
７１ 断熱材
８１ 断熱帯
８２ 真空吸引ノズル
８３ 輻射抑制板
８４ 冷却フィン
８８ ベローズ
９１ 末端面
９２ 隙間
９３ スリット
９５ ガス空間
１０１ 溶融塩
１０２ 有害物
１１１ 冷却物質
Claims (10)
- 溶融塩を収容する一方、前記溶融塩を加熱するヒータが具備された反応容器と、
溶融塩を加熱するヒータが具備された溶融塩供給装置と、
有害有機化合物を収容し、前記有害有機化合物を加熱するヒータが具備された有害有機化合物供給容器と、
前記反応容器内で生成された反応ガスを処理するガス精製装置と、
前記溶融塩供給装置から前記反応容器に接続された溶融塩注入管と、
前記有害有機化合物供給容器から前記反応容器に接続され、前記反応容器内部に収容される溶融塩中で終端開口する有害有機化合物注入管と、
前記反応容器からベーパートラップを介して前記ガス精製装置に接続されたガス排気管と、
前記有害有機化合物注入管の内部を冷却するために、前記有害有機化合物注入管に備えられた冷却設備とを有することを特徴とする溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。 - 前記冷却設備は閉じた循環回路を有し、前記冷却設備は、冷却装置に接続された供給側冷却管および還流側冷却管によって熱交換部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
- 前記熱交換部に断熱材が覆設されたことを特徴とする請求項２記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
- 前記熱交換部に断熱帯が覆設され、前記断熱帯に不活性ガスを備えたことを特徴とする請求項２記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
- 前記断熱帯に真空吸引用ノズルが備えられたことを特徴とする請求項４記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
- 前記断熱帯の内部に、金属製の輻射抑制板が備えられたことを特徴とする請求項４記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理方法。
- 前記有害有機有害物注入管および前記熱交換部に冷却フィンが挟持されたことを特徴とする請求項１または２記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
- 前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の熱応力が負荷される部分に伸縮管が備えられたことを特徴とする請求項１記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
- 前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の開口部側の末端面が隙間構造を有することを特徴とする請求項１記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
- 前記有害有機有害物注入管は、前記有害有機有害物注入管の開口部側の側面がスリット構造を有することを特徴とする請求項１記載の溶融塩による有害有機化合物の分解・無害化処理装置。
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