JP2016166725A - 誘導プラズマによる有機化合物の熱破壊方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】行程は、a)供給物5がプラズマ中に導入され、酸素ガス9の供給が少なくとも一種のプラズマ形成ガス1および/またはプラズマ3もしくはプラズマの近傍にて達成され、それにより原子への分解が誘発されたガスが得られる工程;b)反応囲壁室6中において、原子への分解が誘発されたガスを熱破壊する第一運転が行われる工程;c)第一熱破壊運転を経たガスを空気および/または酸素と混合することにより、ガスを熱破壊する第二運転が行われる工程;d)混合からのガスの少なくとも一部を冷却することにより、再結合12が達成される工程;e)ガスが排出13される工程、からなる。
【選択図】図1
Description
CHCl3の式で表されるトリクロロメタンまたはクロロホルム、
C6H5Clの式で表されるクロロベンゼン。
−方法のエネルギー収量が不十分である;
−供給速度が限定される;
−アルゴンなどの高価なプラズマガスの使用により、産業上の用途の範囲において、上記方法は特に魅力的ではない;
−水と混和しない化合物を処理および分解することが困難である。
a)前記供給物が前記プラズマ中に導入され、酸素ガスの供給が前記少なくとも一種のプラズマ形成ガス、および/または前記プラズマもしくは前記プラズマの近傍にて達成され、それにより原子への分解が誘発されたガスが得られる工程;
b)反応囲壁室中において、原子への分解が誘発された前記ガスを熱破壊する第一運転が行われる工程;
c)前記第一熱破壊運転を経た前記ガスを空気および/または酸素と混合することにより、前記ガスを熱破壊する第二運転が行われる工程;
d)前記混合からの前記ガスの少なくとも一部を冷却することにより、再結合が達成される工程;
e)前記ガスが排出される工程。
−本発明の方法によると、エネルギー収量が非常に大幅に改善される;
−あらゆる種類の供給物、および水と混和しない液体供給物でさえ処理することが可能である。このことは、文献[8]に記載の方法では、可能ではあったが困難を伴うものであった。本発明の方法によると、そのような液体を容易にプラズマ中に導入し処理することができる。しがたって、本発明の方法により処理することができる供給物の範囲は、非常に広く、ほとんど限定されない;
−同サイズの設備に対して、供給量レベルが大幅に増加される。
−第一に、現在用いられているプラズマ形成ガスは空気、窒素またはアルゴンである。空気または窒素の使用は、多量の窒素酸化物の生成につながり、下流において通常アンモニア溶液を用いる接触還元カラムの設置が必要となる。それに関してアルゴンを用いることは、産業的利用にはコストがかかる。
−廃棄物、廃液分解能力が改善され、ガスの燃焼が最適化される;
−上記したように、水と混和しない液体供給物を処理することが可能である;
−方法の処理能力が大幅に増加する。
−少なくとも一つの誘導プラズマトーチ;
−該トーチ中に少なくとも一種のプラズマ形成ガスを導入する手段;
−必要に応じて、上記(複数の)プラズマガスが酸素から構成されない場合、酸素を含まない場合、または酸素をほとんど含まない場合、酸素ガスを上記プラズマ中または上記プラズマの近傍に運搬する手段;
−該供給物を該トーチ中に導入する手段;
−上記誘導プラズマトーチ(6)から流出したガスの熱破壊を行うことを可能とすることができる反応囲壁室または反応室(7);
−上記反応囲壁室または反応室(7)から流出したガスの混合を行うことを可能とする装置;
−上記混合装置(8)中に空気および/または酸素ガス(9)を導入する手段;
−上記混合装置(8)からのガスの少なくとも一部を、冷却により再結合させることを可能とする装置(10);を含み、
上記誘導プラズマトーチ(6)、上記囲壁室または反応室(7)、上記混合装置(8)および上記再結合装置(10)が、流動可能に連通されている装置に関する。
−アルミナなどの耐熱性材料から形成され、機械的構造を確保する管(87);
−ガラス、アルミナまたはジルコニアなどの耐熱性材料の繊維から形成される織物から構成され、その内部に、ロッドの一方の端部、すなわち該ロッドは通常垂直に保持されるため通常はその上端部(86)から通常流体である供給物(85)が導入される充填物または芯(88)、からなる。
CO + H2 + O2 → CO2 + H2O
HCl + NaOH → NaCl + H2O、
または、下記の反応に従って行われる:
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O
Claims (22)
- インダクターによりイオン化された少なくとも一種のプラズマ形成ガスにより形成された少なくとも一種の誘導プラズマにより、少なくとも一種の有機化合物を含む少なくとも一種の供給物を熱破壊する方法であって、下記の連続工程が行われる方法:
a)前記供給物が前記プラズマ中に導入され、酸素ガスの供給が前記少なくとも一種のプラズマ形成ガス、および/または前記プラズマもしくは前記プラズマの近傍にて達成され、それにより原子への分解が誘発されたガスが得られる工程;
b)反応囲壁室中において、原子への分解が誘発された前記ガスを熱破壊する第一運転が行われる工程;
c)前記第一熱破壊運転を経た前記ガスを空気および/または酸素と混合することにより、前記ガスを熱破壊する第二運転が行われる工程;
d)前記混合からの前記ガスの少なくとも一部を冷却することにより、再結合が達成される工程;
e)前記ガスを排出する。 - 前記酸素ガスの供給が、純酸素を単独プラズマ形成ガスとして用いることにより達成される請求項1に記載の方法。
- 前記(複数の)プラズマ形成ガスが酸素から構成されない、酸素を含まない、または酸素をほとんど含まないガスであり、酸素ガスを前記プラズマ中または前記プラズマの近傍に運搬することにより、前記酸素ガスの供給が達成される請求項1に記載の方法。
- 酸素ガスを、前記供給物が導入される位置と同一または前記位置に近い位置において後者と同時に前記プラズマ中に導入することにより、前記酸素ガスの供給が達成される請求項3に記載の方法。
- 前記(複数の)有機化合物に供給される前記酸素ガスのモル比が、化学量論的燃焼比よりも大きい請求項3または4に記載の方法。
- 工程c)において、空気および/または酸素ガスが投入されるベンチュリ装置を用いて前記混合が達成される前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 特に前記供給物が少なくとも一種の鉱物充填剤をさらに含有する場合、工程c)において、前記反応囲壁室の主軸に向けて空気および/または酸素としてを投入する、空気および/または酸素配給リングによって混合が達成される請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 工程d)の最後に、前記ガスを化学的に処理する少なくとも一つの工程d1)が設けられている前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガスを化学的に処理する前記少なくとも一つの工程d1)が、脱ハロゲン化または中和工程、窒素酸化物の脱酸化工程、および脱硫工程から選ばれる請求項8に記載の方法。
- 前記供給物が少なくとも一種の鉱物充填剤をさらに含有し、工程d)の後および工程d1)の前にガスろ過工程が設けられている請求項8または請求項9に記載の方法。
- 前記ガスの化学的処理工程d1)の最後に、前記ガスが液滴捕捉コンデンサにて処理される請求項8乃至10のいずれか一項に記載の方法。
- 複数の同一種または異種の供給物が、複数のプラズマを用いて処理される前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- インダクターによりイオン化された少なくとも一種のプラズマ形成ガスにより形成された少なくとも一種の誘導プラズマにより、少なくとも一種の有機化合物を含む少なくとも一種の供給物を分解する装置であって、
−少なくとも一つの誘導プラズマトーチ;
−前記トーチ中に少なくとも一種のプラズマ形成ガスを導入する手段;
−必要に応じて、前記(複数の)プラズマ形成ガスが酸素から構成されない場合、酸素を含まない場合、または酸素をほとんど含まない場合、酸素ガスを前記プラズマ中または前記プラズマの近傍に運搬する手段;
−前記供給物を前記トーチ中に導入する手段;
−前記誘導プラズマトーチ(6)から流出した前記ガスの熱破壊を行うことを可能とすることができる反応囲壁室(7);
−前記反応囲壁室(7)から流出した前記ガスの混合を行うことを可能とする装置(8);
−前記混合装置(8)中に空気および/または酸素ガス(9)を導入する手段;
−前記混合装置(8)からの前記ガスの少なくとも一部を、冷却により再結合させることを可能とする装置(10);を含み、
前記誘導トーチ(6)、前記反応囲壁室(7)、前記混合装置(8)および前記再結合装置(10)が、流動可能に連通されている装置。 - 前記供給物を前記トーチ中に導入する前記手段が、耐熱性材料から形成され、その内部に耐熱性材料の繊維から形成される織物が充填された管からなる請求項13に記載の装置。
- 前記耐熱性材料から形成される前記管が、その中央に、酸素ガスを前記プラズマ中に運搬するための管をさらに含む請求項14に記載の装置。
- 前記ガスの混合が達成されることを可能とする前記装置が、ベンチュリ装置である請求項13乃至15のいずれか一項に記載の熱破壊装置。
- 前記ガスの混合が行われることを可能とする前記装置が、前記反応囲壁室の主軸に向けて空気および/または酸素を投入することが可能な配給リングである請求項13乃至15のいずれか一項に記載の熱破壊装置。
- 前記ガス再結合装置から前記ガスの循環方向の下流に位置する、前記再結合装置からの前記ガスを化学的に処理することを可能とする少なくとも一つの装置をさらに含むことを特徴とする請求項13乃至17のいずれか一項に記載の熱破壊装置。
- 前記再結合装置からの前記ガスを化学的に処理することを可能とする前記少なくとも一つの装置が、脱ハロゲン化、窒素酸化物(16)の脱酸化、および脱硫から選ばれる少なくとも一つの反応を達成することを特徴とする請求項18に記載の熱破壊装置。
- 前記ガス循環方向において前記ガス再結合装置の下流、および前記再結合装置からの前記ガスを化学的に処理することを可能とする前記少なくとも一つの装置の上流に、ろ過手段をさらに含むことを特徴とする請求項18乃至19のいずれか一項に記載の装置。
- 複数のプラズマトーチを含む請求項13乃至20のいずれか一項に記載の装置。
- 移動手段に搭載されていることを特徴とする請求項13乃至21のいずれか一項に記載の装置。
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