JP2750123B2 - 廃棄物処理方法及び装置 - Google Patents
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、廃棄物の処理に関する。より詳細には、必
ずしも限定されるわけではないが、本発明は、有機物に
基礎を置く放射性物質によって汚染された廃棄物の処理
に関する。
ずしも限定されるわけではないが、本発明は、有機物に
基礎を置く放射性物質によって汚染された廃棄物の処理
に関する。
本発明によれば、硝酸を含み電気化学的に再生可能な
第１の酸化種として銀イオンを含有する水性電解液が電
位差を受ける廃棄物処理方法において、第１の酸化種と
水性電解液との相互作用から第２の酸化種を作るため50
℃以上の温度で実施され、連続して又は定期的に廃棄物
を電解液に加え、これにより、最初に加えられた廃棄物
及び後で加えられた廃棄物の分解を、主として第２の酸
化種によって行い、第１の酸化種は、水性電解液との相
互作用中での還元に続いて、電位差によって再生される
ことを特徴とする方法が提供される。
第１の酸化種として銀イオンを含有する水性電解液が電
位差を受ける廃棄物処理方法において、第１の酸化種と
水性電解液との相互作用から第２の酸化種を作るため50
℃以上の温度で実施され、連続して又は定期的に廃棄物
を電解液に加え、これにより、最初に加えられた廃棄物
及び後で加えられた廃棄物の分解を、主として第２の酸
化種によって行い、第１の酸化種は、水性電解液との相
互作用中での還元に続いて、電位差によって再生される
ことを特徴とする方法が提供される。
電解液はまたコバルトイオンを含むのが有利であろ
う。
う。
本発明のある適用については、温度は55℃であるが、
他の適用については55℃〜80℃の温度範囲、70℃〜90℃
の温度範囲が分解プロセスを改善するため使用される。
他の適用については55℃〜80℃の温度範囲、70℃〜90℃
の温度範囲が分解プロセスを改善するため使用される。
廃棄物は水性電解液中に連続して又はバッチに分けて
まえに加えられた廃棄物の分解速度に合った速さで加え
られることができる。
まえに加えられた廃棄物の分解速度に合った速さで加え
られることができる。
本発明の効果は驚くべきものがある。何故ならば、銀
（II）と水との寄生的反応が処理の効率を小さくするこ
とが期待されるであろうからである。しかしながら、こ
の明らかに寄生的反応、例えばOH及び他の基からそのよ
うに作られた第２の酸化種は廃棄物を分解するのに有効
である。
（II）と水との寄生的反応が処理の効率を小さくするこ
とが期待されるであろうからである。しかしながら、こ
の明らかに寄生的反応、例えばOH及び他の基からそのよ
うに作られた第２の酸化種は廃棄物を分解するのに有効
である。
廃棄物は、放射性種のような有毒物質によって汚染さ
れているか、或いは炭化ウラン燃料のような使用済み核
燃料を含むことがある。
れているか、或いは炭化ウラン燃料のような使用済み核
燃料を含むことがある。
本発明は有機物に基礎を置く廃棄物の場合に特に適用
されるが、他の用途でも適当な酸化により分解可能であ
る物質を含む適用を排除するものではない。本明細書で
使用する用語“有機物に基礎を置く廃棄物”は、実質的
に有機物の群からなる廃棄物と、他の群をも含む廃棄物
の両方を意味する。
されるが、他の用途でも適当な酸化により分解可能であ
る物質を含む適用を排除するものではない。本明細書で
使用する用語“有機物に基礎を置く廃棄物”は、実質的
に有機物の群からなる廃棄物と、他の群をも含む廃棄物
の両方を意味する。
廃棄物は、核燃料の再処理から導かれる溶媒のような
液体、又は汚染した流体圧機器用流体、オイル、グリー
ス、又は可溶オイルを含むことがあるがシリコンに基づ
く液体は含まない。
液体、又は汚染した流体圧機器用流体、オイル、グリー
ス、又は可溶オイルを含むことがあるがシリコンに基づ
く液体は含まない。
廃棄物は、重合構造を持ち、セルローズ、ゴム、プラ
スチック、又はイオン交換体（陰イオン重合または陽イ
オン重合、デビニルベンゼン／スチレン共重合体または
フェノール／フォルムアルデヒドまたは類似の骨組）、
又はエポキシ樹脂を含むことがある。
スチック、又はイオン交換体（陰イオン重合または陽イ
オン重合、デビニルベンゼン／スチレン共重合体または
フェノール／フォルムアルデヒドまたは類似の骨組）、
又はエポキシ樹脂を含むことがある。
硝酸は4Mから16Mの範囲の濃度を持つことが好ましい
が、電解液は硝酸と硫酸または硝酸と燐酸を含む混合物
を含むことができる。
が、電解液は硝酸と硫酸または硝酸と燐酸を含む混合物
を含むことができる。
電解の際に硝酸から生ずる窒素酸化物を少なくとも部
分的に硝酸に変換するため、空気又は酸素が陰極液中に
通される。硝酸は、希釈硝酸または水を使って陰極で生
成されるNOxを抽出しスクラビングした後濃縮され、陰
極液に再循環される。
分的に硝酸に変換するため、空気又は酸素が陰極液中に
通される。硝酸は、希釈硝酸または水を使って陰極で生
成されるNOxを抽出しスクラビングした後濃縮され、陰
極液に再循環される。
好都合なことは、廃棄物は第２の酸化種によって分解
され、好適な場合、例えば二酸化炭素及び水のような非
毒性成分を形成する。或る適用では、廃棄物は燐酸トリ
ブチトルと軽油（TBP/OK）の混合物を含み、廃棄物は分
解されて二酸化炭素、水、微量の短鎖炭化化合物分子及
び非有機オキシ酸、即ち燐酸を作る。この適用では、燐
酸トリブチルは軽油よりも遅い速度で分解されて選択的
分解が達成される。
され、好適な場合、例えば二酸化炭素及び水のような非
毒性成分を形成する。或る適用では、廃棄物は燐酸トリ
ブチトルと軽油（TBP/OK）の混合物を含み、廃棄物は分
解されて二酸化炭素、水、微量の短鎖炭化化合物分子及
び非有機オキシ酸、即ち燐酸を作る。この適用では、燐
酸トリブチルは軽油よりも遅い速度で分解されて選択的
分解が達成される。
温度は90℃までの範囲にあり、例えば55℃〜80℃、或
いは70℃〜90℃の範囲にある。より高温になると、全体
的な分解速度が増加するであろう。
いは70℃〜90℃の範囲にある。より高温になると、全体
的な分解速度が増加するであろう。
本発明の方法は、廃棄物が部分的に分解されるか或い
は電解液中でより溶け易くするように処理される電解液
に電位を与える前に追加の工程を含むことができる。例
えば、追加の工程は、酸の加熱の際に、硝酸のような酸
と廃棄物を接触させることを含み、その場合廃棄物はあ
とで電解液に電位を加える前に所定の適当な温度に冷却
される。また、追加の工程は、廃棄物をオゾンで処理す
ることを含むことができる。
は電解液中でより溶け易くするように処理される電解液
に電位を与える前に追加の工程を含むことができる。例
えば、追加の工程は、酸の加熱の際に、硝酸のような酸
と廃棄物を接触させることを含み、その場合廃棄物はあ
とで電解液に電位を加える前に所定の適当な温度に冷却
される。また、追加の工程は、廃棄物をオゾンで処理す
ることを含むことができる。
次に、幾つかの例および添付図面を参照しつつ、単な
る例示として、本発明を以下に説明する。
る例示として、本発明を以下に説明する。
例 １ 陽極液:HNO3（6M）/AgNO3（1M） 陰極液:HNO3（12M） 陽極 ：白金、面積225cm2 陰極 ：水冷ステンレス鋼円筒体 TBM、軽油または30％のTBP/OKを含み、有機物を基礎
とする液体を、250mlまで量に分けて50〜70℃の温度で
陽極液（５リットル）に加えた。70Aまでの電流を約8V
の電圧で流して液体を分解した。陽極液をリザーバから
陰極区画室に循環させ、次いで熱交換器を介してリザー
バに戻して硝酸を冷却しこれにより蒸発損失を防いだ。
電流が流れることによって生じた熱は、温度を50〜70℃
に維持するのに役立った。
とする液体を、250mlまで量に分けて50〜70℃の温度で
陽極液（５リットル）に加えた。70Aまでの電流を約8V
の電圧で流して液体を分解した。陽極液をリザーバから
陰極区画室に循環させ、次いで熱交換器を介してリザー
バに戻して硝酸を冷却しこれにより蒸発損失を防いだ。
電流が流れることによって生じた熱は、温度を50〜70℃
に維持するのに役立った。
分解の際に発生した排ガスは、質量分析法によって、
99％までの二酸化炭素、少量の酸素及び微量のアルカン
を含むことが示される。二酸化炭素の割合が高いこと
は、電気化学的効率が高いことを示唆している。
99％までの二酸化炭素、少量の酸素及び微量のアルカン
を含むことが示される。二酸化炭素の割合が高いこと
は、電気化学的効率が高いことを示唆している。
例 ２ 例１の陽極を34cm2の白金陽極と取り換えた。電解槽
の操作はそこで１アンペヤ/cm2以上の陽極電流密度まで
可能であった。電気化学的効率は増加する電流密度と共
に減小したが、陽極液の排ガス中のCO2の割合に基づく8
0〜90％の効率が、依然として１アンペヤ/cm2の電流密
度で達成できた。
の操作はそこで１アンペヤ/cm2以上の陽極電流密度まで
可能であった。電気化学的効率は増加する電流密度と共
に減小したが、陽極液の排ガス中のCO2の割合に基づく8
0〜90％の効率が、依然として１アンペヤ/cm2の電流密
度で達成できた。
例１の電解槽を20℃に冷却し、同じ陽極電流密度で操
作した。これらの条件の下では、陽極液の排ガス中のCO
2の割合に基づく電気化学的効率は、50〜70℃の温度で
達成される70〜90％に比較して、僅か40〜60％であっ
た。
作した。これらの条件の下では、陽極液の排ガス中のCO
2の割合に基づく電気化学的効率は、50〜70℃の温度で
達成される70〜90％に比較して、僅か40〜60％であっ
た。
TBP/OKからの酸化生成物の１つは燐酸である。銀オル
ト燐酸塩（Ag3PO4）は1M以上の硝酸の中では自由に溶解
するが、より弱い酸または中性溶液の中では小さい粒状
沈殿物となる。かくして、TBP/OKの分解の際、燐酸塩濃
度は陽極液中で或る程度まで増大することが許される
が、銀の価値は経済的には回収することを必要とする。
これを行なう１つの方法は、陽極液の酸度を小さくし分
解した沈殿物を陽極液の次のバッチを作るため新しい酸
のなかに溶かすことにより、銀をオルト燐酸塩として沈
殿させることである。多少の燐酸塩が陽極液に戻される
が、このことはプロセスに影響を与えない。
ト燐酸塩（Ag3PO4）は1M以上の硝酸の中では自由に溶解
するが、より弱い酸または中性溶液の中では小さい粒状
沈殿物となる。かくして、TBP/OKの分解の際、燐酸塩濃
度は陽極液中で或る程度まで増大することが許される
が、銀の価値は経済的には回収することを必要とする。
これを行なう１つの方法は、陽極液の酸度を小さくし分
解した沈殿物を陽極液の次のバッチを作るため新しい酸
のなかに溶かすことにより、銀をオルト燐酸塩として沈
殿させることである。多少の燐酸塩が陽極液に戻される
が、このことはプロセスに影響を与えない。
硝酸を回収しようとしない場合には、NaOH等を使う中
和によって、陽極液の酸度を小さくすることができる。
適当に低い酸度において、Ag3PO4は沈殿し、実質的に銀
を含まない上層液は捨てられる。酸の回収が必要である
場合には、蒸留によって陽極液から硝酸を除去して陽極
液の次のバッチを作るのに使用する。この溶液の中和
は、再循環用のAg3PO4を沈殿させて処分用の燐酸ソーダ
（主として）の中性溶液を残すであろう。
和によって、陽極液の酸度を小さくすることができる。
適当に低い酸度において、Ag3PO4は沈殿し、実質的に銀
を含まない上層液は捨てられる。酸の回収が必要である
場合には、蒸留によって陽極液から硝酸を除去して陽極
液の次のバッチを作るのに使用する。この溶液の中和
は、再循環用のAg3PO4を沈殿させて処分用の燐酸ソーダ
（主として）の中性溶液を残すであろう。
例 ３ 細断されたゴム手袋（9gr）の環流のもとで硝酸（6
M）中で1.5時間の間加熱して、ある反応と最終の4.8Mの
酸度を与えた。さらに、硝酸（50ml、16M）を加えて、
この結果得られた混合液を還流のもとで加熱した。１時
間後固形物はほとんど残らなかった。還流のものでの加
熱は夜間を通して続けられ、混合物は冷却され、AgNO3
を加えて0.1MのAgNO3とし、電流（2A）を通してゴムを
分解し、7.4Mの最終酸度を与え有機物の残留はなかっ
た。
M）中で1.5時間の間加熱して、ある反応と最終の4.8Mの
酸度を与えた。さらに、硝酸（50ml、16M）を加えて、
この結果得られた混合液を還流のもとで加熱した。１時
間後固形物はほとんど残らなかった。還流のものでの加
熱は夜間を通して続けられ、混合物は冷却され、AgNO3
を加えて0.1MのAgNO3とし、電流（2A）を通してゴムを
分解し、7.4Mの最終酸度を与え有機物の残留はなかっ
た。
ゴムと銀（II）／硝酸との直接反応は、陽極液を80〜
90℃に加熱することによって達成される。この温度で
は、酸化プロセスは、ゴムと銀（II）との反応、および
銀（II）と水の反応から起きる第２の酸化種とゴムとの
反応及びゴムのより低い分子量の有機種を形成するため
硝酸との反応の両方を含むと信じられている。前記より
低い分子量の有機種は次いで銀（II）または銀（II）と
水との反応から形成される第２の酸化種と反応すること
ができる。
90℃に加熱することによって達成される。この温度で
は、酸化プロセスは、ゴムと銀（II）との反応、および
銀（II）と水の反応から起きる第２の酸化種とゴムとの
反応及びゴムのより低い分子量の有機種を形成するため
硝酸との反応の両方を含むと信じられている。前記より
低い分子量の有機種は次いで銀（II）または銀（II）と
水との反応から形成される第２の酸化種と反応すること
ができる。
例 ４ 例３のプロセスと同様なプロセスが、ラテックス配合
物、ディテックス（10.5gr）と共にまた16Mの硝酸の50m
lを加えることと共に使用された。混合物は還流のもと
で４時間加熱されて黄色い溶液となった。この黄色溶液
は、冷却してAgNO3を加えた後、ラテックス配合物を分
解して有機物を残さなくするため２アンペヤの電流を受
けた。
物、ディテックス（10.5gr）と共にまた16Mの硝酸の50m
lを加えることと共に使用された。混合物は還流のもと
で４時間加熱されて黄色い溶液となった。この黄色溶液
は、冷却してAgNO3を加えた後、ラテックス配合物を分
解して有機物を残さなくするため２アンペヤの電流を受
けた。
例 ５ 高濃度のポリエチレンを含むピペットの尖端の形をし
た廃棄物は、還流のもとで硝酸（150ml、16M）の中で18
時間加熱された。分解がもはや生じていないと思われる
とき、溶液を濾過して、（劣化したポリエチレンを含
む）溶液と不溶性物質（5g）とを与えた。冷却された溶
液にAgNO3加えて0.1Mの濃度とし、２〜４アンペアの電
流を通して有機物を分解した。
た廃棄物は、還流のもとで硝酸（150ml、16M）の中で18
時間加熱された。分解がもはや生じていないと思われる
とき、溶液を濾過して、（劣化したポリエチレンを含
む）溶液と不溶性物質（5g）とを与えた。冷却された溶
液にAgNO3加えて0.1Mの濃度とし、２〜４アンペアの電
流を通して有機物を分解した。
同一条件下で、低密度のポリエチレン片がより迅速に
分解された。
分解された。
例 ６ （ｉ）炭化ウラン（75gr）が硝酸（7M、100mls）に溶か
されて硝酸ウラニルと有機物の形の廃棄物を含み炭化ラ
ウニウムが硝酸の中に溶解して発生した黒赤色／褐色の
溶液を与えた。
されて硝酸ウラニルと有機物の形の廃棄物を含み炭化ラ
ウニウムが硝酸の中に溶解して発生した黒赤色／褐色の
溶液を与えた。
（ii）（ｉ）からの5mlsの溶液は白金電極と多孔性セパ
レータを使って電気分解された。約２アンペヤの電流が
90分間流され、そのあと赤い有機色は色あせて溶液は通
常の硝酸ニトリルの色となった。
レータを使って電気分解された。約２アンペヤの電流が
90分間流され、そのあと赤い有機色は色あせて溶液は通
常の硝酸ニトリルの色となった。
（iii）（ｉ）からの溶液のさらに50mlの分液が電流の
スイッチが切られるとき黒褐色が残るまで約２アンペヤ
の電流を使って銀（0.05M）の存在のもとで電気分解さ
れ、温度は電気分解のあいだ55℃に上昇した。
スイッチが切られるとき黒褐色が残るまで約２アンペヤ
の電流を使って銀（0.05M）の存在のもとで電気分解さ
れ、温度は電気分解のあいだ55℃に上昇した。
（iv）（ii）からの電気分解された溶液は銀の濃度が0.
05Mとなり２アンペヤの電流が流された。始めは、銀（I
I）の黒褐色の色は電流を切ったあと数秒以上は持続せ
ず、銀が存在しない電気分解実験（ii）の終わりのと
き、有機物が依然としてあったことを示した。約30分
後、陽極液中に本来の銀（II）の色が形成され、すべて
の有機物が分解されたことを示した。電解の際、陽極液
の温度は55℃まで上昇した。
05Mとなり２アンペヤの電流が流された。始めは、銀（I
I）の黒褐色の色は電流を切ったあと数秒以上は持続せ
ず、銀が存在しない電気分解実験（ii）の終わりのと
き、有機物が依然としてあったことを示した。約30分
後、陽極液中に本来の銀（II）の色が形成され、すべて
の有機物が分解されたことを示した。電解の際、陽極液
の温度は55℃まで上昇した。
以上の説明は、炭化ウランが硝酸中に溶解するとき、
例えばメリット酸のようなカルボン酸成分を含む有機物
質が発生するということである。銀（II）が存在しない
電気分解では、コルベ型の反応 2RCOO-→R2＋2CO2＋2e- 又は、 RCOO-→Ｒ＋CO2＋e- によってカルボン酸が分解される。
例えばメリット酸のようなカルボン酸成分を含む有機物
質が発生するということである。銀（II）が存在しない
電気分解では、コルベ型の反応 2RCOO-→R2＋2CO2＋2e- 又は、 RCOO-→Ｒ＋CO2＋e- によってカルボン酸が分解される。
第２の反応で生成される基はさらに反応して、銀（I
I）の存在の下で電気分解によって分解される有機生成
物を形成するであろう。第１の反応からの生成物は、炭
化ウラニウムが硝酸中で分解された後にメリット酸のよ
うなカルボン酸が存在する場合には、かなり大きな分子
量の芳香族炭化水素であろう。
I）の存在の下で電気分解によって分解される有機生成
物を形成するであろう。第１の反応からの生成物は、炭
化ウラニウムが硝酸中で分解された後にメリット酸のよ
うなカルボン酸が存在する場合には、かなり大きな分子
量の芳香族炭化水素であろう。
例 ７ 陽極液:HNO3（6M）/AgNO3（1M） 陰極液:HNO3（12M） 陽極 ：白金 陰極 ：白金 破壊し粉状にした“トフノル”（繊維補強エポキシ樹
脂複合材）が50〜70℃で陽極液のなかで撹拌されて６ア
ンペヤの電流が流された。始め褐色の銀（II）の色が陽
極の近くに僅かに見られてエポキシ樹脂が陽極液と反応
ていることを示した。陽極液からの排ガスの分析は、排
ガスが87％のCO2と５％のCOと残りO2を含むことを示し
た。陽極液中でのエポキシ樹脂と硝酸との反応の徴候が
あることが、陽極液排ガスのなかのNOxの褐色の色によ
って証明された。これは決して有害ではない。何故なら
ば、陽極液中の高い酸化条件は直接反応によるNOxの大
部分、HNO2、等がHNO3に再び酸化されることを保証する
からである。全体としての効果は、樹脂が酸化され、Ag
（II）が反応に含まれたかのように酸化種が再生される
ということである。
脂複合材）が50〜70℃で陽極液のなかで撹拌されて６ア
ンペヤの電流が流された。始め褐色の銀（II）の色が陽
極の近くに僅かに見られてエポキシ樹脂が陽極液と反応
ていることを示した。陽極液からの排ガスの分析は、排
ガスが87％のCO2と５％のCOと残りO2を含むことを示し
た。陽極液中でのエポキシ樹脂と硝酸との反応の徴候が
あることが、陽極液排ガスのなかのNOxの褐色の色によ
って証明された。これは決して有害ではない。何故なら
ば、陽極液中の高い酸化条件は直接反応によるNOxの大
部分、HNO2、等がHNO3に再び酸化されることを保証する
からである。全体としての効果は、樹脂が酸化され、Ag
（II）が反応に含まれたかのように酸化種が再生される
ということである。
結局、全部の溶液は始めから終わりまで銀（II）の存
在のために濃褐色になった。このことは、“トフノル”
のすべてが分解されてCO2と水に酸化されたことを示し
た。この段階での陽極液からの排ガスの分析は、それが
この段階を支持する酸素から大部分成り立つことを示し
た。
在のために濃褐色になった。このことは、“トフノル”
のすべてが分解されてCO2と水に酸化されたことを示し
た。この段階での陽極液からの排ガスの分析は、それが
この段階を支持する酸素から大部分成り立つことを示し
た。
例 ８ 条件は、例７と同様である。
11.68grの流体圧機器用オイル（シェルD46、燐酸エス
テル−おそらく芳香族エステル）を50〜70℃の陽極液に
加え、そのとき６アンペヤの電流を電解槽に通した。明
るい黄褐色が拡がり銀（II）の色は陽極の近くに限定さ
れ、反応が起こっていることを示した。陽極液の排ガス
の分析はそれが85％のCO2と11％のCO及びO2から成り立
つ残部を含むことを示した。やがて、陽極液全体は、流
体圧機器オイルのすべてがCO2と水とH3PO4に酸化された
とき、黒褐色の銀（II）の色を示した。本例および例７
の両方において、脂肪族基質が分解されているときより
も、かなり多くの割合のCOが発生した。
テル−おそらく芳香族エステル）を50〜70℃の陽極液に
加え、そのとき６アンペヤの電流を電解槽に通した。明
るい黄褐色が拡がり銀（II）の色は陽極の近くに限定さ
れ、反応が起こっていることを示した。陽極液の排ガス
の分析はそれが85％のCO2と11％のCO及びO2から成り立
つ残部を含むことを示した。やがて、陽極液全体は、流
体圧機器オイルのすべてがCO2と水とH3PO4に酸化された
とき、黒褐色の銀（II）の色を示した。本例および例７
の両方において、脂肪族基質が分解されているときより
も、かなり多くの割合のCOが発生した。
例 ９ 条件は、例７と同様である。
15.2grのアンバーライトIR400陰イオン交換（第四ア
ンモニア族と架橋結合したディビニルベンジン／スチレ
ン）が例７に使った陽極液中で50〜70℃で７アンペヤの
電流を流して撹拌された。もう１度、銀（II）の色が陽
極の近くに限定されて反応が起こっていることを示し
た。陽極液の排ガスの試料が２時間の酸化のあと採取さ
れ、それは77％のCO2、18％のCO及び５％のO2から成り
立った。樹脂は供給されたままの塩素の形で反応させら
れたので、Cl2を排ガスのなかで探したが検出されず、A
gClの沈殿物もなかった。樹脂からの塩素は酸化されて
銀（II）によって塩素酸塩または過塩素酸塩になったと
推量される。一晩中の反応のあと、樹脂は完全になくな
り溶液は黒褐色の銀（II）の色となった。この色は電源
を切っても急速に退色することはなく、陽極液中に有機
物がないことを示した。
ンモニア族と架橋結合したディビニルベンジン／スチレ
ン）が例７に使った陽極液中で50〜70℃で７アンペヤの
電流を流して撹拌された。もう１度、銀（II）の色が陽
極の近くに限定されて反応が起こっていることを示し
た。陽極液の排ガスの試料が２時間の酸化のあと採取さ
れ、それは77％のCO2、18％のCO及び５％のO2から成り
立った。樹脂は供給されたままの塩素の形で反応させら
れたので、Cl2を排ガスのなかで探したが検出されず、A
gClの沈殿物もなかった。樹脂からの塩素は酸化されて
銀（II）によって塩素酸塩または過塩素酸塩になったと
推量される。一晩中の反応のあと、樹脂は完全になくな
り溶液は黒褐色の銀（II）の色となった。この色は電源
を切っても急速に退色することはなく、陽極液中に有機
物がないことを示した。
例 10 条件は、例７と同様である。
陽極液は200メッシュのアンバーライトIR120陽イオン
交換樹脂（ズルフォン酸族と架橋結合してディビニルベ
ンジン／スチレン共重合体）の200grを50〜70℃で６ア
ンペヤの電流で分解するのに再び使用された。陽極液の
排ガスの２時間の分析はそれが77％のCO2、20％のCO及
び３％のO2を含むことを示した。電流は一晩中流され、
そのあと陽極液は濃い褐色の銀（II）の色を全体的に示
し、何等有機物が残っていないこと、また樹脂の全部が
破壊されたことを示した。
交換樹脂（ズルフォン酸族と架橋結合してディビニルベ
ンジン／スチレン共重合体）の200grを50〜70℃で６ア
ンペヤの電流で分解するのに再び使用された。陽極液の
排ガスの２時間の分析はそれが77％のCO2、20％のCO及
び３％のO2を含むことを示した。電流は一晩中流され、
そのあと陽極液は濃い褐色の銀（II）の色を全体的に示
し、何等有機物が残っていないこと、また樹脂の全部が
破壊されたことを示した。
例 11 条件は、例７と同様である。
陽極液がドウオライトARC9359（H+の形のスルフォン
化したフェノール／フォルム・アルデヒド）の17.4grを
50〜70℃で６アンペヤの電流を流して分解するのに使用
された。この樹脂と陽極液との直接反応の徴候が排ガス
のなかに見られた。７時間後すべての樹脂は破壊され、
陽極液全体は濃い褐色の銀（II）の色となり、溶液中に
有機物が残っていないことを示した。分解中に採取した
排ガスの試料には、CO2とCO（IR分光分析）が含まれて
いた。
化したフェノール／フォルム・アルデヒド）の17.4grを
50〜70℃で６アンペヤの電流を流して分解するのに使用
された。この樹脂と陽極液との直接反応の徴候が排ガス
のなかに見られた。７時間後すべての樹脂は破壊され、
陽極液全体は濃い褐色の銀（II）の色となり、溶液中に
有機物が残っていないことを示した。分解中に採取した
排ガスの試料には、CO2とCO（IR分光分析）が含まれて
いた。
以上の例のすべてにおいて、ガラス焼結又はセラミッ
ク材料を含む有孔セパレータによって陽極液と陰極液と
を分離したが、所要の多孔性と化学的抵抗力を備えた適
当な多孔性セパレータ（例えば微孔質PTFE）を使用して
もよい。或いは、イオン交換薄膜、例えばスルホン化し
たフルオポリマー（“ナフィオン”）または類似の薄膜
を使用することもできる。
ク材料を含む有孔セパレータによって陽極液と陰極液と
を分離したが、所要の多孔性と化学的抵抗力を備えた適
当な多孔性セパレータ（例えば微孔質PTFE）を使用して
もよい。或いは、イオン交換薄膜、例えばスルホン化し
たフルオポリマー（“ナフィオン”）または類似の薄膜
を使用することもできる。
次に第１図を参照すると、硝酸を含む電解液11を収容
する電解槽10が、全体として垂直に延びる脚部14、16を
有する容器12を含み、脚部14、16は、これらの上端およ
び下端に隣接した略平行な導管17、18によって、それぞ
れ互いに連結されている。脚部14、16および導管17、18
は断面が円形であり、代表的には直径が20cm程度の管で
ある。
する電解槽10が、全体として垂直に延びる脚部14、16を
有する容器12を含み、脚部14、16は、これらの上端およ
び下端に隣接した略平行な導管17、18によって、それぞ
れ互いに連結されている。脚部14、16および導管17、18
は断面が円形であり、代表的には直径が20cm程度の管で
ある。
両端が開放した管状の陽極20が、陽極20の長さ方向軸
線と脚部14の長さ方向軸線が同一になるように、脚部14
の内部に配置されている。中実又は孔開きメッシュ構造
の陽極20は、陽極20の一端に接続された陽極支持体22を
介して電源（図示せず）に接続されている。中実円筒形
の陰極28が、陽極20の長さ方向に延びるように、陰極28
を電源に接続する陰極支持体30によって支持されてい
る。下端が閉鎖した中空円筒形の多孔性セパレータ24
が、脚部14の上端から垂下しており、セパレータ24の下
方部分は、陽極20と陰極28との間に構成された環状空間
に配置される。脚部14の上端には、多孔性セパレータ24
によって取り囲まれている空間と連通するベント26が設
けられており、脚部16の上端には、廃棄物導入用の入口
31が設けられている。分解生成物のベントとして、他の
開口（図示せず）を設けてもよい。
線と脚部14の長さ方向軸線が同一になるように、脚部14
の内部に配置されている。中実又は孔開きメッシュ構造
の陽極20は、陽極20の一端に接続された陽極支持体22を
介して電源（図示せず）に接続されている。中実円筒形
の陰極28が、陽極20の長さ方向に延びるように、陰極28
を電源に接続する陰極支持体30によって支持されてい
る。下端が閉鎖した中空円筒形の多孔性セパレータ24
が、脚部14の上端から垂下しており、セパレータ24の下
方部分は、陽極20と陰極28との間に構成された環状空間
に配置される。脚部14の上端には、多孔性セパレータ24
によって取り囲まれている空間と連通するベント26が設
けられており、脚部16の上端には、廃棄物導入用の入口
31が設けられている。分解生成物のベントとして、他の
開口（図示せず）を設けてもよい。
羽根車32が、電解液11を陽極20を越えて循環させるた
め、脚部16内に配置されている。熱交換器34が導管17内
に配置されており、導管17は、電解槽10内に形成され又
は維持されるべき温度条件および電解槽10内で生ずる発
熱反応に応じて冷却器または加熱器として選択的に作動
される。
め、脚部16内に配置されている。熱交換器34が導管17内
に配置されており、導管17は、電解槽10内に形成され又
は維持されるべき温度条件および電解槽10内で生ずる発
熱反応に応じて冷却器または加熱器として選択的に作動
される。
使用に際し、代表的には（少なくとも0.05Mの）硝酸
銀を含む硝酸（４〜12M）の陽極液と硝酸（６〜16M）の
陰極液とからなる電解液11は、羽根車32によって、分解
すべき廃棄物と混合される。廃棄物は、連続的に又はバ
ッチで入口31から導入され、羽根車32によって下方に引
かれて陰極液と混合される。電解槽10の混合物は、脚部
16を通って下方に通され、導管17に沿って脚部14を通り
陽極20を越えて上方に通され、導管18を介して再び脚部
16に入る。電解分解によって硝酸から発生した窒素酸化
物は、ベント26を通って電解槽10から出ていき、引き続
きスクラビングされる。スクラビングされた窒素酸化物
は、硝酸に転化されて電解槽10に戻されるか、或いは、
新しい硝酸が電解槽10に加えられて窒素ガスの発生によ
って失われた硝酸の代わりとなる。
銀を含む硝酸（４〜12M）の陽極液と硝酸（６〜16M）の
陰極液とからなる電解液11は、羽根車32によって、分解
すべき廃棄物と混合される。廃棄物は、連続的に又はバ
ッチで入口31から導入され、羽根車32によって下方に引
かれて陰極液と混合される。電解槽10の混合物は、脚部
16を通って下方に通され、導管17に沿って脚部14を通り
陽極20を越えて上方に通され、導管18を介して再び脚部
16に入る。電解分解によって硝酸から発生した窒素酸化
物は、ベント26を通って電解槽10から出ていき、引き続
きスクラビングされる。スクラビングされた窒素酸化物
は、硝酸に転化されて電解槽10に戻されるか、或いは、
新しい硝酸が電解槽10に加えられて窒素ガスの発生によ
って失われた硝酸の代わりとなる。
電解槽10の作動には銀イオンの存在が必要であるが、
電解液11にコバルトイオンを添加すると経済的に利益が
ある。電解液中のコバルト自体は、陽極でのコバルト
（II）の酸化速度の遅さのため、低い電気化学的効率し
か有しないが、低濃度の銀（II）の添加により効率が改
善される。例えば、5MのHNO3内での0.6Mの硝酸コバルト
と0.0025Mの硝酸銀は、電解液中でコバルト単独よりも
かなり効率よく作動したが、これは、（CO＋Ag）混合物
からの相乗効果によるものである。銀（II）は、陽極か
ら溶液中のCO（II）への酸化力のキャリヤとして機能
し、CO（II）をCO（III）に酸化させて電解液中でAg（I
I）のように反応させる。別の利点として、コバルト
は、銀との沈殿を引き起こすハロゲン化合物イオンによ
って甚だしく影響を受けることはない。したがって、ハ
ロゲンを含む廃棄物または他の物質を処理することがで
きる。
電解液11にコバルトイオンを添加すると経済的に利益が
ある。電解液中のコバルト自体は、陽極でのコバルト
（II）の酸化速度の遅さのため、低い電気化学的効率し
か有しないが、低濃度の銀（II）の添加により効率が改
善される。例えば、5MのHNO3内での0.6Mの硝酸コバルト
と0.0025Mの硝酸銀は、電解液中でコバルト単独よりも
かなり効率よく作動したが、これは、（CO＋Ag）混合物
からの相乗効果によるものである。銀（II）は、陽極か
ら溶液中のCO（II）への酸化力のキャリヤとして機能
し、CO（II）をCO（III）に酸化させて電解液中でAg（I
I）のように反応させる。別の利点として、コバルト
は、銀との沈殿を引き起こすハロゲン化合物イオンによ
って甚だしく影響を受けることはない。したがって、ハ
ロゲンを含む廃棄物または他の物質を処理することがで
きる。
陰極28は、白金、白金被覆チタニウム、金、金メッキ
したチタニウム、又はステンレス鋼で構成されるが、材
料の選択は、コストおよび入手容易性による。白金又は
金の使用には利点がある。何故ならば、これが陰極の分
極を減少させてセルの電位を下げ、これにより運転コス
トを節約するからである。
したチタニウム、又はステンレス鋼で構成されるが、材
料の選択は、コストおよび入手容易性による。白金又は
金の使用には利点がある。何故ならば、これが陰極の分
極を減少させてセルの電位を下げ、これにより運転コス
トを節約するからである。
廃棄物が燐酸トリブチルと軽油（TBP/OK）の混合物の
ような液体を含むときは、液体は電解液11の頂部に層33
を形成し、そこから液体が羽根車32によって引かれ電解
槽10中を循環させられる。
ような液体を含むときは、液体は電解液11の頂部に層33
を形成し、そこから液体が羽根車32によって引かれ電解
槽10中を循環させられる。
廃棄物が繊維、ゴム又はプラスチックのような固形物
を含むとき、廃棄物は、電解槽10中に導入される前に細
かく切断される。また、前処理段階、例えば硝酸中で予
熱することが行なわれる場合には、この段階は、熱交換
器34で電解槽10の内容物を加熱して同じ電解槽10の中で
行われる。この段階に続いて、AgNO3の添加および電解
分解の前に、熱交換器34を使用して電解槽の温度が調節
される。
を含むとき、廃棄物は、電解槽10中に導入される前に細
かく切断される。また、前処理段階、例えば硝酸中で予
熱することが行なわれる場合には、この段階は、熱交換
器34で電解槽10の内容物を加熱して同じ電解槽10の中で
行われる。この段階に続いて、AgNO3の添加および電解
分解の前に、熱交換器34を使用して電解槽の温度が調節
される。
電解槽10が脚部14、16を有するものとして図示されて
いるが、他の形式の電解槽を使用してもよい。図示した
電解槽10の型式は、液体が核分裂アイソトープ、例えば
ウラニウム235またはプルトニウム239を含有するときに
好適である。何故ならば、電解槽の幾何学的形状によっ
て、および、中性子吸収物質を脚部14と脚部16との間に
置くことによって、臨界を回避することができるからで
ある。
いるが、他の形式の電解槽を使用してもよい。図示した
電解槽10の型式は、液体が核分裂アイソトープ、例えば
ウラニウム235またはプルトニウム239を含有するときに
好適である。何故ならば、電解槽の幾何学的形状によっ
て、および、中性子吸収物質を脚部14と脚部16との間に
置くことによって、臨界を回避することができるからで
ある。
廃棄物がTBP/OKを含むとき、TBP/OKは銀（II）によっ
て酸化分解されて二酸化炭素、水および燐酸となり、銀
（II）は銀（Ｉ）に転化される。銀（II）は、電解液か
ら第２の酸化種を発生させることによって間接的にTBP/
OKに支配的に作用し、次いで第２の酸化種はTBP/OKに作
用する。銀（Ｉ）は陽極で酸化されて銀（II）に返り、
次いで銀（II）は上述のようにさらに作用する。80℃又
はそれ以上の比較的高温（例えば90℃以上）を使用し
て、電気化学的反応の効率を改善することができる。有
機物に基づく液体の分解が室温で進行するが、より有利
な分解を達成するため、50℃以上の温度が好ましい。
て酸化分解されて二酸化炭素、水および燐酸となり、銀
（II）は銀（Ｉ）に転化される。銀（II）は、電解液か
ら第２の酸化種を発生させることによって間接的にTBP/
OKに支配的に作用し、次いで第２の酸化種はTBP/OKに作
用する。銀（Ｉ）は陽極で酸化されて銀（II）に返り、
次いで銀（II）は上述のようにさらに作用する。80℃又
はそれ以上の比較的高温（例えば90℃以上）を使用し
て、電気化学的反応の効率を改善することができる。有
機物に基づく液体の分解が室温で進行するが、より有利
な分解を達成するため、50℃以上の温度が好ましい。
このプロセスは、廃棄物がゴム、繊維、プラスチック
又はイオン交換物質を含むときと同様である。
又はイオン交換物質を含むときと同様である。
硝酸を含む電解液の使用によって、プルトニウムのよ
うな廃棄物中の放射性汚染物は、廃棄物の分解の際、硝
酸中に溶解される。硝酸は電解槽から定期的に取り出さ
れ、廃棄物から生ずるプルトニウムは溶媒の抽出によっ
て回収される。
うな廃棄物中の放射性汚染物は、廃棄物の分解の際、硝
酸中に溶解される。硝酸は電解槽から定期的に取り出さ
れ、廃棄物から生ずるプルトニウムは溶媒の抽出によっ
て回収される。
有機物に基礎を持つ物質を含む有毒物質によって廃棄
物自体が汚染されている。ときは、有毒物質は、非毒性
成分に分解される。このようにして廃棄物を分解するこ
とによって、貯蔵を必要とする廃棄物量の減少が達成さ
れる。何故ならば、分解生成物が大気に放出される揮発
性の非毒性分子を含むので特にそうである。
物自体が汚染されている。ときは、有毒物質は、非毒性
成分に分解される。このようにして廃棄物を分解するこ
とによって、貯蔵を必要とする廃棄物量の減少が達成さ
れる。何故ならば、分解生成物が大気に放出される揮発
性の非毒性分子を含むので特にそうである。
第２の酸化種が連続して発生するので、分解が連続し
て行なわれることが理解されるであろう。連続した作動
においては、非揮発性の分解生成物は定期的に又は連続
して電解槽から排出され、電解液の強さは定期的に又は
連続して調整される。
て行なわれることが理解されるであろう。連続した作動
においては、非揮発性の分解生成物は定期的に又は連続
して電解槽から排出され、電解液の強さは定期的に又は
連続して調整される。
陰極28での硝酸陰極液の還元は硝酸、二酸化窒素、酸
化窒素を含む生成物を生じさせ、生成物は陰極物質およ
び／又は電流密度によって決定される。プロセスの規模
と性質に応じて、減少した酸を補うために新しい酸を追
加するか、或いは、適正な濃度に戻すために、酸を回収
して適当な処理の後に再生利用する。水又は希釈した酸
を使用してベント26のところで陰極液放出ガスから窒素
酸化物をスクラビングし、しかる後、酸が陰極液に戻さ
れる前に（必要ならば）蒸発器内で濃縮することによっ
て、酸を回収することができる。しかしながら、本発明
の第２の観点は、陰極液の硝酸を、エネルギを必要とす
る蒸発／凝縮の段階の必要性なしに、或いは、かなりの
程度にガスの発生を伴う陰極プロセスなしに、陰極液の
硝酸を再生する方法を提供する。
化窒素を含む生成物を生じさせ、生成物は陰極物質およ
び／又は電流密度によって決定される。プロセスの規模
と性質に応じて、減少した酸を補うために新しい酸を追
加するか、或いは、適正な濃度に戻すために、酸を回収
して適当な処理の後に再生利用する。水又は希釈した酸
を使用してベント26のところで陰極液放出ガスから窒素
酸化物をスクラビングし、しかる後、酸が陰極液に戻さ
れる前に（必要ならば）蒸発器内で濃縮することによっ
て、酸を回収することができる。しかしながら、本発明
の第２の観点は、陰極液の硝酸を、エネルギを必要とす
る蒸発／凝縮の段階の必要性なしに、或いは、かなりの
程度にガスの発生を伴う陰極プロセスなしに、陰極液の
硝酸を再生する方法を提供する。
好ましい陰極反応は硝酸の亜硝酸への還元であり、こ
れは陰極28にガスの発生を生じさせない。これは、電極
密度の一定の限度内におけるチタニウムステンレス鋼又
は白金の陰極のところでの主要な反応である。亜硝酸の
濃度が陰極液中で増加する場合には、さらにNO2またはN
Oへの還元が起こり、正しい路順は陰極液の酸度などで
決まる。この結果、陰極28のところでガスが発生し、こ
れにより、電解液の抵抗を大きくする発泡とガスによっ
て包み込まれる弊害を生じさせる可能性がある。
れは陰極28にガスの発生を生じさせない。これは、電極
密度の一定の限度内におけるチタニウムステンレス鋼又
は白金の陰極のところでの主要な反応である。亜硝酸の
濃度が陰極液中で増加する場合には、さらにNO2またはN
Oへの還元が起こり、正しい路順は陰極液の酸度などで
決まる。この結果、陰極28のところでガスが発生し、こ
れにより、電解液の抵抗を大きくする発泡とガスによっ
て包み込まれる弊害を生じさせる可能性がある。
次に第２図を参照すると、第１図と同様な電解槽が参
照番号40で図式的に示されており、陽極区画室46からセ
パレータ44によって分解された陰極区画室42を有する。
水供給部41、溶媒供給部43および二酸化炭素用ベント45
が陽極区画室46と連結しており、冷却システム47が陽極
液を陽極区画室46から再循環させる。
照番号40で図式的に示されており、陽極区画室46からセ
パレータ44によって分解された陰極区画室42を有する。
水供給部41、溶媒供給部43および二酸化炭素用ベント45
が陽極区画室46と連結しており、冷却システム47が陽極
液を陽極区画室46から再循環させる。
陰極液は、供給タンク43および再生熱交換器48を介し
て陰極区画室42から連続して回収され、充填塔50の頂部
に供給される。蒸気加熱式のボイラ52が充填塔50の下方
にあり、ボイラ52は、陰極液の濃度の硝酸を収容し充填
塔50に還流させる。空気または酸素が、導管56を通って
ボイラ52内の還流する硝酸の上方の蒸気空間58に導入さ
れる。硝酸と亜硫酸を含む陰極液が、充填塔50内を下降
するとき、還流する硝酸の沸騰点（代表的には107〜112
℃）まで加熱され、硝酸はHNO3、NO2、NOおよび水に分
解される。NOは空気および酸素によってNO2に酸化さ
れ、循環する陰極液と硝酸ボイラ52から充填塔のなかに
還流する凝縮液から構成される、充填塔を下降する液体
に吸収される。これにより、ボイラ52に到達する液体
は、実質的に純粋な硝酸を含む。ボイラ52の還流速度
は、充填塔50の適当な長さが還流温度に維持されるよう
に維持されている。このことは、降下する陰極液中の硝
酸のすべてが、液体がボイラ52に到達するまでには消失
することを確保する。陰極液の循環速度は、スクラビン
グをする塔の通常の設計条件によって決まるような、充
填塔50を適当に湿らせるのに必要な速度であるが、これ
は重要ではない。NOx等の吸収の大部分が行なわれる充
填塔50の高温部分での全液体の流れは、陰極液流とボイ
ラ52からの還流する酸の流れから構成されるが、後者
は、充填塔50の活性部分を正しい流動形態にするように
ボイラ52の還流速度を増減することによって調整され
る。充填塔50の活性部分を降下しボイラ52に入る液体流
の大部分が、陰極区画室から液体ではなく、凝縮液から
構成されるのが望ましい。凝縮液は実質的に亜硝酸また
はNOxを含んでおらず、降下する陰極液と組合わされた
液体が陰極液の亜硝酸を分解することから発生するNOx
をより効率的にスクラビングするように、降下する陰極
液を希釈する。充填塔50に入る陰極液は、亜硝酸を含有
するために、NOxを不十分にスクラビングするにすぎな
い。
て陰極区画室42から連続して回収され、充填塔50の頂部
に供給される。蒸気加熱式のボイラ52が充填塔50の下方
にあり、ボイラ52は、陰極液の濃度の硝酸を収容し充填
塔50に還流させる。空気または酸素が、導管56を通って
ボイラ52内の還流する硝酸の上方の蒸気空間58に導入さ
れる。硝酸と亜硫酸を含む陰極液が、充填塔50内を下降
するとき、還流する硝酸の沸騰点（代表的には107〜112
℃）まで加熱され、硝酸はHNO3、NO2、NOおよび水に分
解される。NOは空気および酸素によってNO2に酸化さ
れ、循環する陰極液と硝酸ボイラ52から充填塔のなかに
還流する凝縮液から構成される、充填塔を下降する液体
に吸収される。これにより、ボイラ52に到達する液体
は、実質的に純粋な硝酸を含む。ボイラ52の還流速度
は、充填塔50の適当な長さが還流温度に維持されるよう
に維持されている。このことは、降下する陰極液中の硝
酸のすべてが、液体がボイラ52に到達するまでには消失
することを確保する。陰極液の循環速度は、スクラビン
グをする塔の通常の設計条件によって決まるような、充
填塔50を適当に湿らせるのに必要な速度であるが、これ
は重要ではない。NOx等の吸収の大部分が行なわれる充
填塔50の高温部分での全液体の流れは、陰極液流とボイ
ラ52からの還流する酸の流れから構成されるが、後者
は、充填塔50の活性部分を正しい流動形態にするように
ボイラ52の還流速度を増減することによって調整され
る。充填塔50の活性部分を降下しボイラ52に入る液体流
の大部分が、陰極区画室から液体ではなく、凝縮液から
構成されるのが望ましい。凝縮液は実質的に亜硝酸また
はNOxを含んでおらず、降下する陰極液と組合わされた
液体が陰極液の亜硝酸を分解することから発生するNOx
をより効率的にスクラビングするように、降下する陰極
液を希釈する。充填塔50に入る陰極液は、亜硝酸を含有
するために、NOxを不十分にスクラビングするにすぎな
い。
ボイラ52内の液体は流入する陰極液と同じ速度で除去
さる、充填塔52に入る前に陰極液を加熱する再生熱交換
器48に送られる。次いで、液体は冷却器60に送られ、そ
こで液体の温度は、電解槽40の正確な要求事項に応じた
水準まで減少され、次いで供給タンク63に通され、クラ
ンバ64の頂部から噴射される。充填塔50から逃げるNOx
および陰極区画室42で発生したNOxがスクラバ64の底部
に通気され、降下する亜硝酸を含まない陰極液によって
吸収される。ボイラの蒸気空間58に注入された空気また
は酸素は、充填塔50とスクラバ64の両方においてNOをNO
2に酸化するのに十分な速度で供給される。スクラバ64
の底部に到達する液体は、電解槽40の陰極区画室44に、
必要ならばリザーバ66を介して戻される。充填塔50が適
当に作動している場合には、充填塔50から逃げるNOxの
量は、スクラバ64が省略される程に十分小さい。スクラ
バ64を装備すべきか否かの決定は、システムからのNOx
の許容放出量、硝酸の損失およびその補充コストの評価
を基にして、追加のスクラバおよび関連設備などの投下
資本および運転コストと比較してなされるべきである。
さる、充填塔52に入る前に陰極液を加熱する再生熱交換
器48に送られる。次いで、液体は冷却器60に送られ、そ
こで液体の温度は、電解槽40の正確な要求事項に応じた
水準まで減少され、次いで供給タンク63に通され、クラ
ンバ64の頂部から噴射される。充填塔50から逃げるNOx
および陰極区画室42で発生したNOxがスクラバ64の底部
に通気され、降下する亜硝酸を含まない陰極液によって
吸収される。ボイラの蒸気空間58に注入された空気また
は酸素は、充填塔50とスクラバ64の両方においてNOをNO
2に酸化するのに十分な速度で供給される。スクラバ64
の底部に到達する液体は、電解槽40の陰極区画室44に、
必要ならばリザーバ66を介して戻される。充填塔50が適
当に作動している場合には、充填塔50から逃げるNOxの
量は、スクラバ64が省略される程に十分小さい。スクラ
バ64を装備すべきか否かの決定は、システムからのNOx
の許容放出量、硝酸の損失およびその補充コストの評価
を基にして、追加のスクラバおよび関連設備などの投下
資本および運転コストと比較してなされるべきである。
電解槽40および充填塔50の放出ガスからNOxをスクラ
ビングするのに戻り陰極液を使用することは、別個のス
クラバ（或いは蒸発器）のシステムを備える必要性をな
くすであろう。スクラビングする液体として陰極液を使
用すると、陰極区画室に戻る液体中の硝酸の濃度が僅か
に増加し、陰極においてNOxが僅かに増加する可能性が
生ずる。しかしながら、試験操業によれば、システムが
正常に作動している場合には、スクラバ64の負担は極め
て軽微であり、陰極液中での硝酸の極めて低い濃度によ
り陰極ではNOxは殆ど発生せず、かくして、零ではない
陰極の硝酸濃度については黙認することができる。
ビングするのに戻り陰極液を使用することは、別個のス
クラバ（或いは蒸発器）のシステムを備える必要性をな
くすであろう。スクラビングする液体として陰極液を使
用すると、陰極区画室に戻る液体中の硝酸の濃度が僅か
に増加し、陰極においてNOxが僅かに増加する可能性が
生ずる。しかしながら、試験操業によれば、システムが
正常に作動している場合には、スクラバ64の負担は極め
て軽微であり、陰極液中での硝酸の極めて低い濃度によ
り陰極ではNOxは殆ど発生せず、かくして、零ではない
陰極の硝酸濃度については黙認することができる。
第２図に示す実施例は、陰極流全体が充填塔50を介し
て送られることを示している。このことはプロセスの作
動にとって重要ではなく、冷却目的のため陰極液を熱交
換器（図示せず）を通って迅速に循環させるが、陰極で
の硝酸生成速度によって設定される速度および陰極液中
の所望の濃度で、充填塔50を通ってゆっくりと循環させ
るのが望ましい。このことは、陰極流を沸騰させるまで
加熱しなければならない速度を減少させ、エネルギコス
トを節約する。
て送られることを示している。このことはプロセスの作
動にとって重要ではなく、冷却目的のため陰極液を熱交
換器（図示せず）を通って迅速に循環させるが、陰極で
の硝酸生成速度によって設定される速度および陰極液中
の所望の濃度で、充填塔50を通ってゆっくりと循環させ
るのが望ましい。このことは、陰極流を沸騰させるまで
加熱しなければならない速度を減少させ、エネルギコス
トを節約する。
さらに別の予期しなかった利点が、第２図のシステム
を使用することから得られる。第２図のシステムでは、
陰極液の酸度および電解槽の電圧が上昇する傾向は非常
に小さい。電解槽40を極めて低い定常状態の陰極硝酸濃
度で運転すると、陰極でのNOxの形成が抑制され、電解
槽の電圧が減少される。すると、セパレータ44の硝酸濃
度勾配は、殆ど或いは全く存在せず、亜硝酸塩の陽極液
への移行は抑えられ、その結果、陽極液の酸度が良好に
制御される。或いは、亜硝酸塩のような陰イオンの陰極
液から陽極液への移行を阻止する陰イオン交換膜を使用
すると、陰極液の酸度に甚だしい悪影響を及ぼすことな
しに、より高い硝酸濃度の陰極液にも耐えることができ
る。これは、陰極液の一部のみが第２図のシステムによ
って再生されるときに利点である。
を使用することから得られる。第２図のシステムでは、
陰極液の酸度および電解槽の電圧が上昇する傾向は非常
に小さい。電解槽40を極めて低い定常状態の陰極硝酸濃
度で運転すると、陰極でのNOxの形成が抑制され、電解
槽の電圧が減少される。すると、セパレータ44の硝酸濃
度勾配は、殆ど或いは全く存在せず、亜硝酸塩の陽極液
への移行は抑えられ、その結果、陽極液の酸度が良好に
制御される。或いは、亜硝酸塩のような陰イオンの陰極
液から陽極液への移行を阻止する陰イオン交換膜を使用
すると、陰極液の酸度に甚だしい悪影響を及ぼすことな
しに、より高い硝酸濃度の陰極液にも耐えることができ
る。これは、陰極液の一部のみが第２図のシステムによ
って再生されるときに利点である。
本発明の第２の観点の方法および第２図のシステム
は、本発明の第１の観点の方法と関連して使用されると
きには電解槽の作動に利点があるけれども、必ずしも電
解槽と関連して使用する必要はない。
は、本発明の第１の観点の方法と関連して使用されると
きには電解槽の作動に利点があるけれども、必ずしも電
解槽と関連して使用する必要はない。
本発明は、銀イオンとコバルトイオンを含む電解液が
電位差を受けており、この電解液に加えられる物質を処
理する電気化学的方法を含むことが理解されるであろ
う。
電位差を受けており、この電解液に加えられる物質を処
理する電気化学的方法を含むことが理解されるであろ
う。
第１図は廃棄物の分解を行なう電解槽を図式的に表わし
た図であり、第２図は第１図の電解槽から硝酸陰極液を
再生するためのシステムの概略図である。 10……電解槽、11……電解液 17、18……導管、20……陽極 24……セパレータ、28……陰極 32……羽根車、34……熱交換器 40……電解槽、42……陰極区画室 44……セパレータ、46……陽極区画室 48……熱交換器、50……充填塔 52……ボイラ、64……スクラバ
た図であり、第２図は第１図の電解槽から硝酸陰極液を
再生するためのシステムの概略図である。 10……電解槽、11……電解液 17、18……導管、20……陽極 24……セパレータ、28……陰極 32……羽根車、34……熱交換器 40……電解槽、42……陰極区画室 44……セパレータ、46……陽極区画室 48……熱交換器、50……充填塔 52……ボイラ、64……スクラバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ２１Ｆ 9/28 ５７１ Ｇ２１Ｆ 9/28 ５７１Ｅ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｊ
Claims (12)
- 【請求項１】硝酸を含み電気化学的に再生可能な第１の
酸化種として銀イオンを含有する水性電解液が電位差を
受ける廃棄物処理方法において、 第１の酸化種と水性電解液との相互作用から第２の酸化
種を作るため50℃以上の温度で実施され、連続して又は
定期的に有機物を含む廃棄物を電解液に加え、これによ
り、最初に加えられた廃棄有機物及び後で加えられた廃
棄有機物の分解を、主として第２の酸化種によって行
い、第１の酸化種は、水性電解液との相互作用中での還
元に続いて、電位差によって再生されることを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】電解液はコバルトイオンを含むことを特徴
とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】温度は55℃〜80℃であることを特徴とする
請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】温度は70℃〜90℃であることを特徴とする
請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項５】硝酸は4M〜16Mの範囲にあることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項６】電解液は5Mの硝酸を含み、0.6Mの硝酸コバ
ルトと0.0025Mの硝酸銀とを有することを特徴とする請
求項２に記載の方法。 - 【請求項７】電位を加える前に、廃棄有機物が部分的に
分解されるか或いは電解液中でより溶解しやすくなる温
度まで、電解液中で廃棄有機物を加熱することを特徴と
する請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】廃棄有機物は電解液中のオゾンで処理され
ることを特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】廃棄有機物はセルロース又はゴム又はプラ
スチック材料又はイオン交換物質を含むことを特徴とす
る請求項１乃至８のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１０】廃棄有機物は非シリコン有機液体を含む
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載
の方法。 - 【請求項１１】液体は燐酸トリブチルおよび軽油を含
み、電解液から生成される陽極液を中和して燐酸銀を沈
殿させ、引き続き、硝酸中の沈殿した燐酸銀を分解して
陽極液を生成する段階を有することを特徴とする請求項
10に記載の方法。 - 【請求項１２】硝酸の陰極還元の結果として、硝酸及び
／又は二酸化窒素及び／又は酸化窒素を含む電解液を再
生するために、前記電解液の少なくとも一部を回収し、
充填塔を通って降下するように液体を充填塔に供給し、
硝酸を含む水性液を加熱して充填塔に還流し、酸素を含
むガスを液体に通し、これにより、液体が充填塔を降下
するとき、液体を硝酸に実質的に転化すること、を特徴
とする請求項１乃至11のいずれか１つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB878715196A GB8715196D0 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Treatment of waste matter |
| GB878715195A GB8715195D0 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Treatment of liquids |
| GB8715196 | 1987-06-29 | ||
| GB8715195 | 1987-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6430689A JPS6430689A (en) | 1989-02-01 |
| JP2750123B2 true JP2750123B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=26292417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63162361A Expired - Fee Related JP2750123B2 (ja) | 1987-06-29 | 1988-06-29 | 廃棄物処理方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4874485A (ja) |
| EP (1) | EP0297738B1 (ja) |
| JP (1) | JP2750123B2 (ja) |
| DE (1) | DE3869490D1 (ja) |
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