JP2018001061A - 有機物を分解又は炭化する方法及びその方法で使用する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最小限のエネルギー及びスペースで、有機物を高い効率で炭化・分解する方法及び装置の提供。【解決手段】（１）水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする工程（ａ）、（２）前記水蒸気及び／又は微細な水滴と、有機物（ｄ）との混合物を得る工程（ｂ）、並びに（３）前記混合物を２００〜１６００℃の温度となるまで加熱することにより、前記混合物中の水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気にして、当該過熱水蒸気により前記有機物を分解又は炭化させる工程（ｃ）により有機物を分解又は炭化する方法。【選択図】図１

Description

本発明は、有機物を分解又は炭化する方法及びその方法で使用する装置に関する。

使用を終えた有機物（例えば、医療機器の滅菌で使用される酸化エチレン等）や、廃棄物として排出される有機物（例えば、ゴミを焼却した際に排出されるダイオキシン等）は、当該有機物が有毒であるか否かにかかわらず、適切に処理する必要がある。
従来は、焼却や触媒を用いた分解等により有機物が処理されてきた（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしながら、例えば、焼却処理においては、焼却処理を行う施設が大規模なものとなる、使用されるエネルギーが膨大なものとなる、及び燃焼が不完全な場合有害物質が発生し得る等の問題があった。また、触媒を用いた処理においては、必要とされるエネルギーの量は焼却処理ほど多くはないものの、一般的に触媒は反応特異性を有するため、対象となる有機物毎に触媒を選択しなければならず、また、処理対象である有機物が触媒表面と接触しなければならないため処理効率が決して高くはなかった。

上記観点から、有機物を最小限のエネルギーで効率よく処理できる技術として、過熱水蒸気を用いた処理が検討されている。過熱水蒸気とは、水蒸気を１８０℃以上の温度で過剰に加熱することにより得られる高温の水蒸気を指す。過熱水蒸気と、単純に空気を加熱した熱風とを比較すると、前者は無酸素状態で加熱できる等の点で直接加熱における使用に優れている。従って、過熱水蒸気は、主に、食品等の焼成・乾燥の用途で使用されてきた。
近年、上記のような過熱水蒸気の特性を生かして、有機物を処理する方法が検討されている。例えば、特許文献３は、加熱炉に有機物を入れ、当該加熱炉に過熱水蒸気を供給することにより、有機物を熱分解処理する方法及び当該方法で使用する装置を開示している。

特開２００８−３０８５３４号公報 特開２０１３−２０８５５７号公報 特開２０１２−１１２９９号公報

しかしながら、特許文献３の方法は以下の問題を有している。特許文献３の方法は加熱炉が必要とされるため、装置の規模を大きくせざるを得ない。また、過熱水蒸気を加熱炉に移動させる際に、過熱水蒸気の熱損失が生じ得る。さらに、処理対象である有機物が液体や気体である場合、過熱炉内で当該液体又は気体と過熱水蒸気との混合が不十分な部分が生じ得る。このように有機物と過熱水蒸気との混合が不十分な状態では、当該有機物の処理効率が低下する。これら問題を生じていたため、最小限のスペース及びエネルギーを用いて、有機物をより高い効率で処理できる処理方法及び装置が求められていた。

本発明者らが上記問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、特定の方法及び装置により上記問題を解決できることを見いだし、本発明に至った。
すなわち本発明は、
［１］（１）水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする工程、
（２）前記水蒸気及び／又は微細な水滴と、有機物との混合物を得る工程、並びに
（３）前記混合物を２００〜１６００℃の温度となるまで加熱することにより、前記混合物中の水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気にして、当該過熱水蒸気により前記有機物を分解又は炭化させる工程、
を含む、有機物を分解又は炭化させる方法、
［２］さらに、（４）分解又は炭化処理後の過熱水蒸気を冷却する工程を含む、［１］に記載の方法、
［３］水を供給するための配管（ａ）、
前記配管（ａ）につながった、配管（ａ）から供給された水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする機器（ｂ）、
前記機器（ｂ）と配管（ｂｃ）を介してつながった、前記機器（ｂ）から供給された水蒸気及び／又は微細な水滴を２００〜１６００℃まで加熱して過熱水蒸気を発生させるための機器（ｃ）、並びに
前記配管（ａ）、機器（ｂ）及び配管（ｂｃ）の少なくとも１つにつながった、有機物を供給するための配管（ｄ）、
を含む装置、
［４］さらに、前記機器（ｃ）と配管（ｃｅ）を介してつながった、（ｃ）で発生させた過熱水蒸気を冷却する手段（ｅ）を含む、［３］に記載の装置、
［５］給水タンク（Ａ）、
前記給水タンク（Ａ）と後述する機器（Ｂ）とをつなぐ配管（ＡＢ）、
配管（ＡＢ）を介して給水タンク（Ａ）とつながった、給水タンク（Ａ）から供給された水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする機器（Ｂ）、
機器（Ｂ）と配管（ＢＣ）を介してつながった、機器（Ｂ）から供給された水蒸気及び／又は微細な水滴を２００〜１６００℃まで過熱して過熱水蒸気を発生させるための機器（Ｃ）、並びに
前記給水タンク（Ａ）、配管（ＡＢ）、機器（Ｂ）及び配管（ＢＣ）の少なくとも一つにつながった、有機物を供給するための配管（Ｄ）、
を含む装置、並びに
［６］さらに、前記機器（Ｃ）と配管（ＣＥ）を介してつながった、（Ｃ）で発生させた過熱水蒸気を冷却する手段（Ｅ）を含む、［５］に記載の装置、
に関する。

本発明の方法及び装置により、加熱炉のように有機物を処理するための個別のスペースを必要とせず、最小限の設備で有機物を処理することができる。また、水分を処理対象となる有機物を含んだ状態で過熱水蒸気に変化させるため、加熱炉に過熱水蒸気を吹き込んだときのように熱の損失がなく、過熱水蒸気と処理対象となる有機物とが十分に混合された状態を得ることができる。従って、本発明の方法及び装置により、非常に高い効率で有機物を炭化又は分解できる。

第一の装置の模式図 第二の装置の模式図 第三の装置の模式図 第四の装置の模式図 実施例の装置の模式図

１．本発明の方法
前述の通り、本発明の方法は、
（１）水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする工程（第一工程）、
（２）前記水蒸気及び／又は微細な水滴と、有機物との混合物を得る工程（第二工程）、並びに
（３）前記混合物を２００〜１６００℃の温度となるまで加熱することにより、前記混合物中の水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気にして、当該過熱水蒸気により前記有機物を分解又は炭化させる工程（第三工程）、
を含む。

第一工程
水から水蒸気及び／又は微細な水滴を得る方法として、例えば、加熱による蒸発、スプレー噴射、超音波、電磁波による蒸発及びプラズマ等が挙げられる。第一工程で使用する水は、蒸留水、水道水又は工業用水のいずれでも良い。また、第二工程において有機物の水蒸気及び／又は微細な水滴に対する溶解性を高める及び／又は第三工程における炭化又は分解を促進する等の目的により、触媒等の化合物や有機溶媒を水に添加して、その水から水蒸気及び／又は微細な水滴を得ても良い。このような化合物の例として、例えば、アンモニア、アミン化合物、過酸化水素、苛性ソーダ等が挙げられる。また、有機溶媒の例として、例えば、ヘキサン、トルエン、ベンゼン及びキシレン等の芳香族溶媒、メタノール及びエタノール等のアルコール類、並びにジエチルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。
「微細な水滴」として、例えば、スプレー装置を用いて噴霧又は超音波装置により霧化させた際に得られる霧状の水滴等が挙げられる。この場合における「水滴」の大きさは、例えば、１００〜０．００１μｍ、好ましくは２０〜０．１μｍ、より好ましくは１０〜１μｍである。

第二工程における「有機物」について特に制限は無いが、水蒸気及び／又は微細な水滴との混合物を形成できる有機物、例えば、常温で気体若しくは液体の有機物か、又は常温で気体、液体若しくは固体であるか否かを問わず水に溶解できる有機物であることが好ましい。このような有機物を処理対象として選択することにより、後述する第三工程において過熱水蒸気による分解又は炭化を効率よく進行できる。また、「有機物」は、人体や環境に有害であるか否かを問わない。

第二工程における「混合物」は、その状態を問わず水蒸気及び／又は微細な水滴と、有機物とが混合された状態であればよい。例えば、混合物の状態としては、以下のような例が挙げられる：
（ａ）水蒸気及び／又は微細な水滴と、水不溶性の有機物の微細な液滴の混合物
（ｂ）水蒸気及び／又は微細な液滴と、水不溶性の有機物の気体の混合物
（ｃ）水溶性の有機物を含んだ水蒸気及び／又は微細な液滴
水蒸気及び／又は微細な液滴と有機物との混合物中における、有機物の混合比率については、処理対象となる有機物の種類、量及び方法の各種条件等により適宜変更可能である。尚、この場合における「有機物の微細な液滴」として、例えば、液状の有機物又は固形の有機物を溶媒に溶解させて得られた溶液を、スプレー装置を用いて噴霧又は超音波装置により霧化させた際に得られる霧状の液滴等が挙げられる。「有機物の微細な液滴」の大きさは、例えば、１００〜０．００１μｍ、好ましくは２０〜０．１μｍ、より好ましくは１０〜１μｍである。

第三工程
第二工程で得られた混合物を加熱する。加熱方法は、水蒸気及び／又は微細な水滴を加熱して過熱水蒸気を生成できる手段であれば特に制限はない。具体的な手段としては、例えば、パイプヒーター式の加熱蒸気発生器、誘導加熱方式等が挙げられる。これら手段の中では、例えば、誘導加熱方式を選択することが好ましい。誘導加熱方式を選択することにより、より高い熱効率で且つより低いコストで有機物を炭化又は分解できる。加熱温度は、炭化又は分解の対象となる有機物の種類及び量により変わり得る。一般的な加熱温度として、例えば、２００〜１６００℃、好ましくは３００〜１２００℃、より好ましくは４００〜９５０℃が挙げられる。具体的な温度として、有機物を炭化させる際には、例えば、２００〜１６００℃、好ましくは３００〜１２００℃、より好ましくは４００〜９５０℃まで加熱する。また、有機物を分解させる際には、２００〜１６００℃、好ましくは３００〜１２００℃、より好ましくは４００〜９５０℃まで加熱する。前記温度範囲とすることにより、後述する有機物の分解又は炭化をスムーズに進めつつ、過剰な熱をかけることによるエネルギーの損失を最小限にとどめることができる。尚、前記温度は、水蒸気及び／又は微細な水滴の加熱後における測定温度（即ち過熱水蒸気の測定温度）を意味する。

第二工程で得られた混合物を前記のように加熱することにより、混合物中に含まれた水蒸気及び／又は微細な水滴が過熱水蒸気に変化する。前記得られた過熱水蒸気の熱により、第二工程で得られた混合物に含まれた有機物が炭化又は分解される。また、加熱前の段階において、水蒸気及び／又は微細な水滴と、炭化又は分解対象である有機物とが混合された状態であり、加熱により過熱水蒸気が発生した場合、当該過熱水蒸気の熱が損失無く均一に有機物に伝わる。従って、本発明の方法により、加熱炉等の特別な反応炉を必要とせず、従来の過熱水蒸気を用いた有機物の処理方法よりもより小さいスペースで且つより高い効率で有機物を処理することができる。

本発明の方法は、前記第三工程が終了した後、分解又は炭化処理後の過熱水蒸気を冷却する工程（第四工程）を含んでも良い。第四工程により、前記過熱水蒸気を水にして（炭化の場合には、炭化された有機物と共に）回収される。回収された水を再度第一工程で使用しても良い。

２．本発明の方法で使用する装置
本発明の方法を実施する際に、特定の構成を有する装置を用いることができる。以下に、図面に基づいて前記装置の説明を行う。

３．第一の装置
図１は、本発明の装置の第一態様（以下、第一の装置）を示す模式図である。第一の装置は、
水を供給するための配管（ａ）、
前記配管（ａ）につながった、配管（ａ）から供給された水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする機器（ｂ）、
前記機器（ｂ）と配管（ｂｃ）を介してつながった、前記機器（ｂ）から供給された水蒸気及び／又は微細な水滴を２００〜１６００℃まで加熱して過熱水蒸気を発生させるための機器（ｃ）、並びに
前記配管（ａ）、機器（ｂ）及び配管（ｂｃ）の少なくとも１つにつながった、有機物を供給するための配管（ｄ）、
を含む。

水を供給する配管（ａ）は、機器（ｂ）に水を供給するための配管である。水は、ポンプ等の機器を用いて供給可能である（図示せず）。配管（ａ）を通った水が、機器（ｂ）によって水蒸気及び／又は微細な水滴にされる。「微細な水滴」として、例えば、スプレー装置を用いて噴霧又は超音波装置により霧化させた霧状の水滴等が挙げられる。この場合における「水滴」の大きさは、例えば、１００〜０．００１μｍ、好ましくは２０〜０．１μｍ、より好ましくは１０〜１μｍである。機器（ｂ）は、水を水蒸気及び／又は微細な水滴にできる機器であれば特に制限は無い。このような機器の例として、例えば、スプレー、電気ヒーター、パイプヒーター、ガスコンロ、超音波装置及びプラズマ装置等が挙げられる。供給される水は、蒸留水、水道水又は工業用水のいずれでも良い。また前記水は、後述する配管（ｄ）を介して供給される有機物の水に対する溶解性を高める及び／又は当該有機物の炭化又は分解を促進する等の目的により、触媒等の化合物や有機溶媒を含んでも良い。このような化合物の例として、例えば、アンモニア、アミン化合物、過酸化水素、苛性ソーダ等が挙げられる。また、有機溶媒の例として、例えば、ヘキサン、トルエン、ベンゼン及びキシレン等の芳香族溶媒、メタノール及びエタノール等のアルコール類、並びにジエチルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。

配管（ａ）、機器（ｂ）及び配管（ｂｃ）の少なくとも１つには、炭化又は分解させる対象である有機物を供給する配管（ｄ）が接続されている。配管（ｄ）からの有機物の供給量をコントロールすることにより、機器（ｃ）において加熱される水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物との混合物における、有機物の比率をコントロールできる。いずれの箇所に配管（ｄ）を接続するかは、装置の規模、分解対象である有機物の種類等によって適宜変更可能である。勿論、上記３カ所の全てに配管（ｄ）を接続することも可能である。また、複数の箇所に配管（ｄ）をつなげる場合、それぞれの配管から同じ有機物を供給しても、それぞれ異なる有機物を供給しても良い。

図１の例においては、配管（ａ）に配管（ｄ_１）が、機器（ｂ）に配管（ｄ_２）が、配管（ｂｃ）に配管（ｄ_３）が接続されている。例えば、配管（ｄ_１）及び（ｄ_２）からは、気体の有機物、液体の有機物又は水溶性の固体有機物が供給され、配管（ａ）若しくは機器（ｂ）中の水又は機器（ｂ）内で発生させた水蒸気及び／又は微細な水滴とこれら有機物との混合物が得られる。また、例えば、配管（ｄ_３）からは、気体の有機物又は液体の有機物が供給され、配管（ｂｃ）中の水蒸気及び／又は微細な水滴とこれら有機物との混合物が得られる。

配管（ｄ）を介して液体の有機物、特に水不溶性である液体の有機物を供給する場合には、当該液体有機物を微細な液滴の状態にして供給することが好ましい。「有機物の微細な液滴」として、例えば、液状の有機物又は固形の有機物を溶媒に溶解させて得られた溶液を、スプレー装置を用いて噴霧又は超音波装置により霧化させた霧状の液滴等が挙げられる。「有機物の微細な液滴」の大きさは、例えば、１００〜０．００１μｍ、好ましくは２０〜０．１μｍ、より好ましくは１０〜１μｍである。水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物とを十分に混合するために、例えば、機器（ｂ）の内部に攪拌羽を設けたり、配管（ａ）及び／又は配管（ｂｃ）の中間に攪拌羽を有する攪拌室を設けたりしてもよい（図示せず）。また、必要に応じて、空気を供給する配管（図示せず）を配管（ｂｃ）につなげて当該配管を通じて空気を供給することにより、機器（ｃ）における加熱時における混合物と空気の比率をコントロールしてもよい。

前記得られた水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物との混合物は、ポンプ等を用いて（図示せず）機器（ｃ）に供給される。機器（ｃ）は、前記水蒸気及び／又は微細な水滴を含む混合物を２００〜１６００℃、好ましくは４００〜１２００℃、より好ましくは５００〜９５０℃まで加熱し、混合物に含まれた水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気にする。このような加熱機器（ｃ）の具体例として、例えば、パイプヒーター式の過熱蒸気発生器、誘導加熱式の過熱蒸気発生器等が挙げられる。前記のような機器を用いて得られた過熱水蒸気は、前記機器（ｃ）の内部において前記混合物に含まれた有機物を炭化又は分解する。従って、本発明の装置においては加熱炉が必要なく、大幅なスペースの省略が可能である。また、水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物とを混合した状態で、前記水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気に変換するため、加熱炉を用いたときのような熱損失が生じることがなく、過熱水蒸気による有機物の炭化又は分解を高い効率で行うことができる。炭化又は分解させた後の過熱水蒸気を、排出口（図示せず）を通じて、大気中に放出しても、後述のように回収しても良い。

４．第二の装置
図２は、第一の装置に、さらに、前記機器（ｃ）と配管（ｃｅ）を介してつながった、機器（ｃ）で発生させた過熱水蒸気を冷却する手段（ｅ）を加えた装置（第二の装置）を図示している。このような手段（ｅ）で過熱水蒸気を冷却することにより、過熱水蒸気を水に戻し、また、過熱水蒸気により炭化された炭化物も回収できる。このような手段の具体例として、例えば、空冷管、水冷管（例えば、ソックスレー式冷却管）、熱交換式冷却装置等が挙げられる。

５．第三の装置
図３は、本発明の装置の第三態様（以下、第三の装置）を示す模式図である。第三の装置は、
給水タンク（Ａ）、
前記給水タンク（Ａ）と後述する機器（Ｂ）とをつなぐ配管（ＡＢ）、
配管（ＡＢ）を介して給水タンク（Ａ）とつながった、給水タンク（Ａ）から供給された水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする機器（Ｂ）、
機器（Ｂ）と配管（ＢＣ）を介してつながった、機器（Ｂ）から供給された水蒸気及び／又は微細な水滴を２００〜１６００℃まで過熱して過熱水蒸気を発生させるための機器（Ｃ）、並びに
前記給水タンク（Ａ）、配管（ＡＢ）、機器（Ｂ）及び配管（ＢＣ）の少なくとも一つにつながった、有機物を供給するための配管（Ｄ）、
を含む。

給水タンク（Ａ）は、配管（ＡＢ）を介して機器（Ｂ）に供給される水を貯蔵するためのタンクである。水は、ポンプ等の機器を用いて供給される（図示せず）。給水タンク（Ａ）の容量や形状に特に制限は無く、装置を使用する場所、装置の用途、装置の使用頻度等の要因に基づいて容易に変更可能である。給水タンク（Ａ）中の水は、蒸留水、水道水又は工業用水のいずれでも良い。また前記水は、後述する配管（Ｄ）を介して供給される有機物の水に対する溶解性を高める及び／又は当該有機物の炭化又は分解を促進する等の目的により、触媒等の化合物や有機溶媒を含んでも良い。このような化合物の例として、例えば、アンモニア、アミン化合物、過酸化水素、苛性ソーダ等が挙げられる。また、有機溶媒の例として、例えば、ヘキサン、トルエン、ベンゼン及びキシレン等の芳香族溶媒、メタノール及びエタノール等のアルコール類、並びにジエチルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。

機器（Ｂ）は、第一の装置における機器（ｂ）と同様に、給水タンク（Ａ）から供給された水を水蒸気及び／又は微細な水滴にするための機器である。機器（Ｂ）として、第一の装置における機器（ｂ）と同じものを選択できる。この場合における「微細な水滴」として、例えば、スプレー装置を用いて噴霧又は超音波装置により霧化させた霧状の水滴等が挙げられる。この場合における「水滴」の大きさは、例えば、１００〜０．００１μｍ、好ましくは２０〜０．１μｍ、より好ましくは１０〜１μｍである。

給水タンク（Ａ）、配管（ＡＢ）、機器（Ｂ）及び後述する配管（ＢＣ）の少なくとも１つには、炭化又は分解させる対象である有機物を供給する配管（Ｄ）が接続されている。配管（Ｄ）からの有機物の供給量をコントロールすることにより、機器（Ｃ）において加熱される水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物との混合物における、有機物の比率をコントロールできる。いずれの箇所に配管（Ｄ）を接続するかは、装置の規模、分解対象である有機物の種類等によって適宜変更可能である。勿論、上記４カ所の全てに配管（Ｄ）を接続することも可能である。また、複数の箇所に配管（Ｄ）をつなげる場合、それぞれの配管から同じ有機物を供給しても、それぞれ異なる有機物を供給しても良い。

図３の例においては、給水タンク（Ａ）に配管（Ｄ_１）が、配管（ＡＢ）に配管（Ｄ_２）が、機器（Ｂ）に配管（Ｄ_３）が、配管（ＢＣ）に配管（Ｄ_４）が接続されている。例えば、配管（Ｄ_１）、（Ｄ_２）及び（Ｄ_３）からは、気体の有機物、液体の有機物又は水溶性の固体有機物が供給され、給水タンク（Ａ）、配管（ＡＢ）若しくは機器（Ｂ）中の水又は機器（Ｂ）内で発生させた水蒸気及び／又は微細な水滴とこれら有機物との混合物が得られる。また、例えば、配管（Ｄ_４）からは、気体及び／又は液体の有機物が供給され、配管（ＢＣ）中の水蒸気及び／又は微細な水滴とこれら有機物との混合物が得られる。

配管（Ｄ）を介して液体の有機物、特に水不溶性である液体の有機物を供給する場合には、当該液体有機物を微細な液滴の状態にして供給することが好ましい。「有機物の微細な液滴」として、例えば、液状の有機物又は固形の有機物を溶媒に溶解させて得られた溶液を、スプレー装置を用いて噴霧又は超音波装置により霧化させた霧状の液滴等が挙げられる。「有機物の微細な液滴」の大きさは、例えば、１００〜０．００１μｍ、好ましくは２０〜０．１μｍ、より好ましくは１０〜１μｍである。水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物とを十分に混合するために、例えば、給水タンク（Ａ）及び／又は機器（Ｂ）の内部に攪拌羽を設けたり、配管（ＡＢ）及び／又は配管（ＢＣ）の中間に攪拌羽を有する攪拌室を設けたりしてもよい（図示せず）。また、必要に応じて、空気を供給する配管（図示せず）を配管（ＢＣ）につなげて当該配管を通じて空気を供給することにより、機器（Ｃ）における加熱時における混合物と空気の比率をコントロール可能である。

前記得られた水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物との混合物は、ポンプ等を用いて（図示せず）機器（Ｃ）に供給される。機器（Ｃ）は、前記水蒸気及び／又は微細な水滴を含む混合物を２００〜１６００℃、好ましくは３００〜１２００℃、より好ましくは４００〜９５０℃まで加熱し、混合物に含まれた水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気にする。このような加熱機器（Ｃ）の具体例として、例えば、パイプヒーター式の過熱蒸気発生器、誘導加熱式の過熱蒸気発生器等が挙げられる。前記のような機器を用いて得られた過熱水蒸気は、前記機器（Ｃ）の内部において前記混合物に含まれた有機物を炭化又は分解する。従って、本発明の装置においては反応炉が必要なく、大幅なスペースの省略が可能である。また、水蒸気及び／又は微細な水滴と有機物とを混合した状態で、前記水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気に変換するため、加熱炉を用いたときのような熱損失が生じることがなく、過熱水蒸気による有機物の炭化又は分解を高い効率で行うことができる。炭化又は分解させた後の過熱水蒸気を、排出口（図示せず）を通じて、大気中に放出しても、後述のように回収しても良い。

６．第四の装置
図４は、第三の装置に、さらに、前記機器（Ｃ）と配管（ＣＥ）を介してつながった、機器（Ｃ）で発生させた過熱水蒸気を冷却する手段（Ｅ）を加えた装置（第四の装置）を図示している。このような手段（ｅ）で過熱水蒸気を冷却することにより、過熱水蒸気を水に戻し、また、過熱水蒸気により炭化された炭化物も回収できる。このような手段の具体例として、例えば、空冷管、水冷管（例えば、ソックスレー式冷却管）、熱交換式冷却装置等が挙げられる。

以下、実施例により本発明の内容をさらに詳しく説明する。実施例により、本発明の範囲が限定されないことは言うまでも無い。

１．使用した機器
（１）５００ｍｌ丸底フラスコ
（２）ガスコンロ
（３）パイプヒーター式過熱水蒸気発生器（株式会社東洋技研社製）
（４）ソックスレー式冷却管
（５）検知管（ガステック社製、型番Ｎｏ．１６３Ｌ）
２．試験装置の構成
図５に示すように、５００ｍｌ丸底フラスコ（ｂ）を３本のガラス管を通したゴム栓で蓋をした。（ａ）のガラス管を、水を供給するためのガラス管とした。（ｄ）のガラス管を、分解対象となる有機物のガスを供給するガラス管とした。（ｂｃ）のガラス管を、パイプヒーター式過熱水蒸気発生器（ｃ）に接続した。パイプヒーター式過熱水蒸気発生器から排出される気体を冷却するソックスレー式冷却管を、（ｂｃ）のガラス管に接続した（図示せず）。
３．分解対象：酸化エチレンガス（２０％）
４．評価方法
（ａ）のガラス管を通じて水を供給しながら、前記フラスコ（ｂ）をガスコンロで１００℃に加熱して、水蒸気を得た。同時に、（ｄ）のガラス管を通じて酸化エチレンガスを供給し、フラスコ（ｂ）内で、水蒸気と酸化エチレンガスの混合物を得た。前記混合物を、ガラス管（ｂｃ）を通じてパイプヒーター式加熱蒸気発生器（ｃ）により覆われたガラス管に供給し、パイプヒーター式加熱蒸気発生器（ｃ）により、前記混合物を５００℃まで加熱した。
図５における矢印ア〜ウの点にてサンプリングを行い、検知管で酸化エチレンガスの濃度を測定した。尚、アの点において酸化エチレンガスの初期濃度を、イの点において水蒸気と混合された酸化エチレンガスの濃度を、ウの点において分解処理後の酸化エチレンガスの濃度を測定した。

試験結果
ア〜ウで測定した酸化エチレンガスの濃度が以下の表１に示されている。

表１の結果からも明らかなように、本発明の方法により酸化エチレンガスが分解されていることが明らかである。

本発明の方法及び装置により、最小限のエネルギー及びスペースで有機物を炭化又は分解できる方法が確立された。本発明の方法及び装置により、例えば、処理対象となる有機物が発生する現場で当該有機物を処理できるため、有機物の輸送・貯蔵等のコストを大幅に削減できる廃棄物処理システムが確立できる。

Claims (6)

1. （１）水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする工程、
   （２）前記水蒸気及び／又は微細な水滴と、有機物との混合物を得る工程、並びに
   （３）前記混合物を２００〜１６００℃の温度となるまで加熱することにより、前記混合物中の水蒸気及び／又は微細な水滴を過熱水蒸気にして、当該過熱水蒸気により前記有機物を分解又は炭化させる工程、
   を含む、有機物を分解又は炭化させる方法。
2. さらに、（４）分解又は炭化処理後の過熱水蒸気を冷却する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 水を供給するための配管（ａ）、
   前記配管（ａ）につながった、配管（ａ）から供給された水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする機器（ｂ）、
   前記機器（ｂ）と配管（ｂｃ）を介してつながった、前記機器（ｂ）から供給された水蒸気及び／又は微細な水滴を２００〜１６００℃まで加熱して過熱水蒸気を発生させるための機器（ｃ）、並びに
   前記配管（ａ）、機器（ｂ）及び配管（ｂｃ）の少なくとも１つにつながった、有機物を供給するための配管（ｄ）、
   を含む装置。
4. さらに、前記機器（ｃ）と配管（ｃｅ）を介してつながった、（ｃ）で発生させた過熱水蒸気を冷却する手段（ｅ）を含む、請求項３に記載の装置。
5. 給水タンク（Ａ）、
   前記給水タンク（Ａ）と後述する機器（Ｂ）とをつなぐ配管（ＡＢ）、
   配管（ＡＢ）を介して給水タンク（Ａ）とつながった、給水タンク（Ａ）から供給された水を水蒸気及び／又は微細な水滴にする機器（Ｂ）、
   機器（Ｂ）と配管（ＢＣ）を介してつながった、機器（Ｂ）から供給された水蒸気及び／又は微細な水滴を２００〜１６００℃まで過熱して過熱水蒸気を発生させるための機器（Ｃ）、並びに
   前記給水タンク（Ａ）、配管（ＡＢ）、機器（Ｂ）及び配管（ＢＣ）の少なくとも一つにつながった、有機物を供給するための配管（Ｄ）、
   を含む装置。
6. さらに、前記機器（Ｃ）と配管（ＣＥ）を介してつながった、（Ｃ）で発生させた過熱水蒸気を冷却する手段（Ｅ）を含む、請求項５に記載の装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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