JP2017127845A - 亜臨界水処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)圧力容器内に、高温、高圧の水蒸気を供給して、該圧力容器内の処理対象物を攪拌しつつ加温、加圧する過程と、前記圧力容器内の温度が150℃以上の範囲で、前記圧力容器内の、中心位置における頂点を含む少なくとも3個所のうち1個所の温度の急上昇を検出する過程と、前記の検出の後、前記圧力容器内の温度を、前記急上昇開始時の温度以上に5〜10分間維持するように、前記水蒸気の供給量を調整する過程と、その後、水蒸気の供給を停止し、前記圧力容器内の水蒸気を排出する過程と、を有することを特徴とする亜臨界水処理方法。
22…圧力容器
22A…投入口
22B…取出口
22C…水蒸気注入口
23A…クラッチドア
24…水蒸気供給装置
24A…ボイラー
24B…圧力調整弁
26…攪拌装置
26A…回転シャフト
26B…攪拌翼
27…モーター
28…減速機
30…水蒸気制御装置
32A、32B、32C…温度センサー
34A、34B…圧力センサー
36…蒸気開閉弁
37…水蒸気排出装置(蒸気排出弁)
37A、37B…蒸気排出口
38…開閉弁駆動装置
40…制御装置本体
50…回転シャフト制御装置
52A…回転速度センサー
52B…回転トルクセンサー
Claims (15)
- 圧力容器内に、高温、高圧の水蒸気を供給して、該圧力容器内の処理対象物を攪拌しつつ加温、加圧する過程と、
前記圧力容器内の温度が150℃以上の範囲で、前記圧力容器内の、中心位置における頂点を含む少なくとも3個所のうち1個所の温度の急上昇を検出する過程と、
前記の検出の後、前記圧力容器内の温度を、前記急上昇開始時の温度以上に5〜10分間維持するように、前記水蒸気の供給量を調整する過程と、
その後、水蒸気の供給を停止し、前記圧力容器内の水蒸気を排出する過程と、を有することを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項1において、
前記温度の急上昇を検出する箇所を、少なくとも前記圧力容器内の、中心部での頂点、及び、その両側に50cm〜150cm離間した位置での頂点の3個所としたことを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項2において、
前記圧力容器が水平方向に長い筒状体を含むとき、前記温度の急上昇を検出する箇所を、前記圧力容器内の頂点で、且つ、前記筒状体の長手方向中央位置、及び、長手方向両端位置の3個所を含むようにしたことを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記圧力容器内への高温、高圧の水蒸気の注入により、温度が一定の割合で上昇していく上昇曲線の傾きに対して20%以上大きい傾きの上昇曲線に沿って上昇するときを、前記温度の急上昇のときとすることを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記処理対象物を攪拌する攪拌装置の回転シャフトの回転トルクと回転速度との積が一定となるように、前記回転シャフトの回転速度を制御することを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項5において、
前記圧力容器内の温度が150℃を越えること、及び、前記回転シャフトの回転トルクの変動幅が一定値以下となることの一方の条件が充足されたときから、前記圧力容器内の温度の急上昇開始時の検知を開始することを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記処理対象物に、処理促進剤として、前記処理対象物の重量の2%乃至15%重量の、シリコン樹脂を除く合成樹脂、稲わら、樹木の枝、枯草、枯葉、材木のうち少なくとも一つを加えて処理することを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記処理対象物における含有物の種類毎に予め、前記圧力容器内における前記急上昇の開始時の温度及び急上昇終了の温度を測定しておき、前記圧力容器内の温度が、前記予め測定された急上昇開始時の温度から急上昇終了時の温度の間に到達したとき、前記水蒸気の供給量の調整を開始することを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 請求項8において、
前記予め測定された温度のうち、前記急上昇開始時の温度が最も低い種類の前記含有物についての前記急上昇開始時の温度が測定されたとき、前記水蒸気の供給量の調整を開始することを特徴とする亜臨界水処理方法。 - 圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を注入して、該圧力容器内の処理対象物を、亜臨界状態として分解する亜臨界水処理装置であって、
前記圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、
前記圧力容器内で、前記処理対象物を攪拌する複数の攪拌翼、及び、この攪拌翼を駆動する回転シャフトを含む攪拌装置と、
前記水蒸気供給装置を制御して、前記圧力容器への水蒸気供給量を制御する水蒸気制御装置と、
前記圧力容器に設けられた、前記処理対象物の投入口、処理済の前記処理対象物を取出すための取出口、前記高温、高圧の水蒸気を注入するための水蒸気注入口、及び、前記圧力容器内の水蒸気を排出するための水蒸気排出装置と、
を有してなり、
前記水蒸気制御装置は、圧力容器内の、中心位置における頂点を含む少なくとも3個所の温度を各々測定する温度センサーと、圧力容器内の1以上の個所の圧力を測定する圧力センサーと、これらのセンサー出力信号が入力される制御装置本体と、この制御装置本体からの指令信号に基づいて、前記水蒸気供給装置による水蒸気供給量を調節する蒸気開閉弁を駆動する開閉弁駆動装置と、を有し、
前記制御装置本体は、前記圧力容器内の温度が150℃を越えた範囲で、少なくとも3個所のうち1個所での、前記温度センサーによる検出温度が急上昇したとき、前記開閉弁駆動装置に対して、前記圧力容器内における前記急上昇開始時の温度を5〜10分間維持するように、前記蒸気開閉弁を制御する指令信号を出力し、且つ、前記5〜10分間の経過後に、前記蒸気開閉弁を閉じる指令信号を出力するとともに前記圧力容器内の水蒸気を排出する指令信号を出力するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。 - 請求項10において、
前記温度センサーは、少なくとも前記圧力容器内の、中心部での頂点、及び、その両側に50cm〜150cm離間した位置での頂点の3個所の温度を測定するように配置されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。 - 請求項11において、
前記圧力容器は、前記回転シャフトを水平に内包する、水平に長い筒状体を有し、前記温度センサーは、前記圧力容器内の頂点で、且つ、前記筒状体の長手方向中央位置、及び、長手方向両端位置の3個所を含むことを特徴とする亜臨界水処理装置。 - 請求項10乃至12のいずれかにおいて、
前記制御装置本体は、前記圧力容器内への高温、高圧の水蒸気の注入により、温度が一定の割合で上昇していく上昇曲線の傾きに対して20%以上大きい傾きの上昇曲線に沿って上昇するときを、前記温度の急上昇のときと判断するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。 - 請求項10乃至13のいずれかにおいて、
前記回転シャフトの回転速度センサー及び回転トルクを検出する回転トルクセンサーと、
この回転速度センサー及び回転トルクセンサーの出力信号が入力される回転シャフト制御装置と、を更に有し、
この回転シャフト制御装置は、前記回転シャフトの回転速度と回転トルクとの積が一定値となるように、前記回転シャフトを駆動するモータの回転速度を制御するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。 - 請求項10乃至14のいずれかにおいて、
前記制御装置本体は、前記処理対象物における含有物及び処理促進剤の種類毎に予め測定された前記急上昇開始時の温度が記憶されている記憶部を有し、且つ、温度が、前記圧力容器内に投入された前記処理対象物における含有物及び前記処理促進剤の種類に対応する前記記憶された温度のうち最も低い温度に到達したときの前記温度センサーの出力信号に基づき、前記水蒸気の供給量の調節を開始する指令信号を前記水蒸気制御装置に出力するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。
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