JP3448270B2 - Organic halogen compound decomposition equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フロン等の有機ハ
ロゲン化合物を分解する有機ハロゲン化合物の分解装置
に係り、特に、反応管の耐久性を向上させる技術に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic halogen compound decomposing apparatus for decomposing organic halogen compounds such as CFCs, and more particularly to a technique for improving the durability of a reaction tube.
【0002】[0002]
【従来の技術】分子内にフッ素、塩素、臭素等を含んだ
クロロフルオロカーボン(いわゆるフロン)、トリクロ
ロメタン等の有機ハロゲン化合物は、冷媒、溶剤、消火
剤等の幅広い用途に大量に使用されており、産業分野に
おける重要度は極めて高い。しかし、これら化合物は揮
発性が高く、未処理のまま大気、土壌、水等の環境に放
出されると、発ガン性物質の生成、オゾン層の破壊等、
環境に悪影響を及ぼすことがあるため、環境保全の見地
から無害化処理を行う必要がある。2. Description of the Related Art Organohalogen compounds such as chlorofluorocarbons (so-called CFCs) and trichloromethane containing fluorine, chlorine, bromine, etc. in their molecules are widely used in a wide range of applications such as refrigerants, solvents, fire extinguishing agents , The importance in the industrial field is extremely high. However, these compounds are highly volatile, and if they are left untreated and released into the environment such as the atmosphere, soil, and water, the formation of carcinogenic substances, destruction of the ozone layer, etc.
Since it may adversely affect the environment, it is necessary to detoxify it from the viewpoint of environmental protection.
【0003】従来から有機ハロゲン化合物の処理方法と
して報告されているものは、主として高温での熱分解反
応を利用したものがあり、この処理方法は更に焼却法と
プラズマ法とに大別される。焼却法は、有機ハロゲン化
合物を樹脂等の通常の廃棄物と一緒に焼却するものであ
るのに対し、プラズマ法は、プラズマ中で有機ハロゲン
化合物を水蒸気と反応させ、二酸化炭素、塩化水素、フ
ッ化水素に分解するものである。Conventionally, as a method for treating an organic halogen compound, there has been reported one mainly utilizing a thermal decomposition reaction at a high temperature, and this treating method is roughly classified into an incineration method and a plasma method. In the incineration method, an organic halogen compound is incinerated together with ordinary waste such as a resin, whereas in the plasma method, the organic halogen compound is reacted with water vapor in plasma to generate carbon dioxide, hydrogen chloride, and fluorine. It decomposes into hydrogen fluoride.
【0004】さらに、後者のプラズマ法に係る有機ハロ
ゲン化合物分解装置の運転制御方法については、マイク
ロ波を利用してプラズマを発生させるものが近年開発さ
れている。この分解方法に用いられる分解装置は、アル
カリ液を収容する排ガス処理タンクと、開口した下端部
をアルカリ液に浸漬した状態で配設される反応管と、該
反応管の上方において垂直方向に延在する円筒導波管
と、該円筒導波管の内部に配されその下端を貫通して反
応管に連通する放電管と、水平方向に延在しその一端部
近傍において円筒導波管に連接される方形導波管と、該
方形導波管の他端に装着されるマイクロ波発信器等を具
備してなる。Further, as the operation control method of the latter organic halogen compound decomposing apparatus according to the plasma method, a method of generating plasma using microwaves has been developed in recent years. The decomposition apparatus used in this decomposition method includes an exhaust gas treatment tank containing an alkaline liquid, a reaction tube disposed with the opened lower end portion immersed in the alkaline liquid, and a vertical extension above the reaction tube. An existing cylindrical waveguide, a discharge tube disposed inside the cylindrical waveguide and penetrating the lower end thereof to communicate with the reaction tube, and extending horizontally and connected to the cylindrical waveguide in the vicinity of one end thereof. And a microwave transmitter attached to the other end of the rectangular waveguide.
【0005】この分解装置では、放電管にフロンガスお
よび水蒸気が供給される一方で、マイクロ波発信器から
発信されたマイクロ波が方形導波管を介して円筒導波管
に伝送される。そして、円筒導波管の内部に形成された
マイクロ波電界で放電を起こし、反応管内でフロンガス
を熱プラズマにより分解する。他方、この分解反応によ
り酸性ガス(フッ化水素及び塩化水素)や一酸化炭素が
生成される。このうち、一酸化炭素はそのまま排出でき
ないため、反応管内に二次空気を混入して燃焼反応によ
り二酸化炭素とする。そして、酸性ガスは吹込管により
アルカリ液中に導かれて中和されるとともに、二酸化炭
素等を含む残りのガスは排気ダクトから排出される。In this decomposition apparatus, while the Freon gas and water vapor are supplied to the discharge tube, the microwave emitted from the microwave oscillator is transmitted to the cylindrical waveguide through the rectangular waveguide. Then, electric discharge is caused by the microwave electric field formed inside the cylindrical waveguide, and CFC gas is decomposed by thermal plasma in the reaction tube. On the other hand, this decomposition reaction produces acidic gas (hydrogen fluoride and hydrogen chloride) and carbon monoxide. Of these, carbon monoxide cannot be discharged as it is, so secondary air is mixed into the reaction tube and converted into carbon dioxide by a combustion reaction. Then, the acid gas is introduced into the alkaline liquid by the blowing pipe to be neutralized, and the remaining gas containing carbon dioxide and the like is discharged from the exhaust duct.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記プラズ
マ法に係る有機ハロゲン化合物の分解装置においては、
従来技術で説明したように、反応管で生成された分解ガ
スにはフッ化水素および塩化水素の酸性ガスや一酸化炭
素を含んでいる。このうち、一酸化炭素については、そ
のままの状態では外部へ排出できないため、反応管内に
二次空気を混入することで燃焼反応させ、二酸化炭素に
してから排出する必要がある。このような燃焼反応処理
を行うため、反応管はかなりの高温となり、しかもフッ
化水素及び塩化水素のような腐食ガスを含んでいること
から、極めて高い腐食性を示すこととなる。したがっ
て、有機ハロゲン化合物の分解装置においてその実用性
をさらに向上させるためには、反応管の腐食を抑制して
耐久性を増し、頻繁な点検や部品交換を改善することが
重要な課題となる。By the way, in the apparatus for decomposing an organohalogen compound according to the above plasma method,
As described in the prior art, the decomposed gas generated in the reaction tube contains hydrogen fluoride, an acidic gas of hydrogen chloride, and carbon monoxide. Of these, carbon monoxide cannot be discharged to the outside as it is. Therefore, it is necessary to mix secondary air into the reaction tube to cause a combustion reaction to form carbon dioxide and then discharge the carbon dioxide. Since such a combustion reaction process is performed, the temperature of the reaction tube becomes considerably high, and since it contains corrosive gases such as hydrogen fluoride and hydrogen chloride, it exhibits extremely high corrosiveness. Therefore, in order to further improve the practicability of the apparatus for decomposing organic halogen compounds, it is an important subject to suppress the corrosion of the reaction tube to increase the durability and improve the frequent inspection and replacement of parts.
【0007】このような反応管の腐食を抑制するため、
例えば反応管の周囲に遮熱板を設けたり、あるいは、特
開平9−148096号公報に記載されているように反
応管を水冷するといった従来技術がある。しかしなが
ら、上述した遮蔽板設置は、反応管を積極的に冷却する
ものではないため、腐食を促進する要因の一つである高
温という環境を十分に改善することはできなかった。ま
た、反応管を水冷するという従来技術では、冷却温度を
露点温度以上に保つためには加圧水を供給する必要があ
り、したがって、耐圧設計や水密設計など困難な問題が
生じてくる。なお、反応管を露点温度以下に冷却する
と、液腐食による急激な減肉という問題があるため好ま
しくない。In order to suppress such corrosion of the reaction tube,
For example, there is a conventional technique in which a heat shield plate is provided around the reaction tube, or the reaction tube is water-cooled as described in JP-A-9-148096. However, the above-mentioned installation of the shielding plate does not positively cool the reaction tube, so that the environment of high temperature, which is one of the factors that promotes corrosion, cannot be sufficiently improved. Further, in the conventional technique of cooling the reaction tube with water, it is necessary to supply pressurized water in order to keep the cooling temperature at the dew point temperature or higher, and therefore, difficult problems such as pressure resistance design and watertight design arise. It is not preferable to cool the reaction tube below the dew point temperature because there is a problem of rapid wall thinning due to liquid corrosion.
【0008】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、露点温度以上の温度に容易に冷却することで反応管
の腐食を抑制し、実用性を向上させた有機ハロゲン化合
物の分解装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an apparatus for decomposing an organohalogen compound, which suppresses corrosion of a reaction tube by easily cooling it to a temperature equal to or higher than the dew point temperature and improves its practicality. The purpose is to do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては以下の構成を採用した。請求項1
に記載の有機ハロゲン化合物の分解装置は、有機ハロゲ
ン化合物を分解する反応管と、該反応管において分解さ
れた分解物を中和するアルカリ溶液が収容された排ガス
処理タンクと、開口した下端部を前記アルカリ液に浸漬
した状態で配設され、前記分解物を前記反応管からアル
カリ液中に吹き込む吹込管とを備えた有機ハロゲン化合
物の分解装置において、前記反応管の周囲に冷却室を形
成し、該冷却室内に空気を流通させて露点温度以上の温
度に冷却するように構成したことを特徴とするものであ
る。In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configurations. Claim 1
The apparatus for decomposing an organic halogen compound according to claim 1, comprises a reaction tube for decomposing the organic halogen compound, an exhaust gas treatment tank containing an alkaline solution for neutralizing the decomposition products decomposed in the reaction tube, and an open lower end. In a decomposition apparatus for an organohalogen compound, which is arranged in a state of being immersed in the alkaline liquid and comprises a blowing pipe for blowing the decomposition product into the alkaline liquid from the reaction pipe, a cooling chamber is formed around the reaction pipe. It is characterized in that air is circulated in the cooling chamber to cool it to a temperature above the dew point temperature.
【0010】このような有機ハロゲン化合物の分解装置
によれば、高温で酸性ガスに曝されるという腐食しやす
い環境にある反応管を空気により露点温度以上の温度に
冷却することが可能になるので、腐食の進行が抑制され
て反応管の寿命を延長することができる。なお、冷却温
度を露点温度(140℃)以上としたのは、液腐食回避
という理由によるものである。According to such an organic halogen compound decomposing apparatus, it is possible to cool the reaction tube in a corrosive environment where it is exposed to acid gas at high temperature to a temperature above the dew point temperature by air. The progress of corrosion can be suppressed and the life of the reaction tube can be extended. The reason why the cooling temperature is set to the dew point temperature (140 ° C.) or higher is to avoid the liquid corrosion.
【0011】請求項1に記載の有機ハロゲン化合物の分
解装置においては、前記反応管の冷却温度が200℃〜
300℃であることが好ましい。これは、200℃以下
では露点温度以上の冷却温度を維持するのが困難とな
り、また、300℃以上ではせっかくの腐食抑制効果が
低下してしまうためである。In the apparatus for decomposing an organohalogen compound according to claim 1, the cooling temperature of the reaction tube is from 200 ° C to
It is preferably 300 ° C. This is because it is difficult to maintain the cooling temperature above the dew point temperature at 200 ° C. or lower, and the corrosion suppression effect is reduced at 300 ° C. or higher.
【0012】また、請求項1または2に記載の有機ハロ
ゲン化合物の分解装置においては、前記冷却室が分割可
能に構成されたものが好ましく、これにより、反応管の
周囲に設けられる冷却室を分割して容易に着脱できるの
で、冷却室の再利用が可能になるだけでなく、反応管の
メンテナンスや交換作業も容易になる。Further, in the apparatus for decomposing an organic halogen compound according to claim 1 or 2, it is preferable that the cooling chamber is configured to be divisible so that the cooling chamber provided around the reaction tube is divided. Since it can be easily attached and detached, not only can the cooling chamber be reused, but also maintenance and replacement work of the reaction tube can be facilitated.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る有機ハロゲン
化合物の分解装置について、図1から図4を参照しなが
ら説明する。図1において、水平方向に延びる方形導波
管1は、その始端部に周波数2.45GHzのマイクロ
波を発信するマイクロ波発信器2を備えており、始端側
から終端側に向けてマイクロ波を伝送する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an apparatus for decomposing an organic halogen compound according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In FIG. 1, a rectangular waveguide 1 extending in the horizontal direction is provided with a microwave oscillator 2 for transmitting a microwave having a frequency of 2.45 GHz at the start end thereof, and the microwave is transmitted from the start end side to the end side. To transmit.
【0014】方形導波管1には、図1に示すように、そ
の終端部側で反射して始端部側に戻ってきたマイクロ波
を吸収することにより反射波の発信側への影響を防止す
るアイソレータ3と、複数の波動調整部材4を各々出入
りさせることにより電波の波動的な不整合量を調整して
放電管5に電波を収束させるチューナ6が設けられてい
る。As shown in FIG. 1, the rectangular waveguide 1 absorbs the microwave reflected at the terminal end side and returned to the starting end side to prevent the reflected wave from affecting the transmitting side. There is provided an isolator 3 and a tuner 6 that adjusts the amount of wave-like mismatch of radio waves by entering and exiting the plurality of wave adjusting members 4 to converge the radio waves on the discharge tube 5.
【0015】ここで、マイクロ波の発生動作について説
明する。マイクロ波発信器2は断面矩形の導波管の一端
に置かれマグネトロンを駆動して所定周波数の電磁波を
放射する。この電磁波の伝播現象は電磁波に関るマクス
ウェルの波動方程式を解くことによって特性が把握され
るわけであるが、結果的には伝播方向に電界成分を持た
ない電磁波TE波として伝播する。The microwave generation operation will be described below. The microwave transmitter 2 is placed at one end of a waveguide having a rectangular cross section to drive a magnetron and radiate an electromagnetic wave of a predetermined frequency. The characteristic of this electromagnetic wave propagation phenomenon can be understood by solving Maxwell's wave equation relating to the electromagnetic wave, but as a result, it propagates as an electromagnetic wave TE wave having no electric field component in the propagation direction.
【0016】この1次成分TE10の例を方向が交番す
る矢印で図2の方形導波管の伝播方向に示す。また、方
形導波管1の他端部に2重の円筒状導体からなる2重円
筒導波管の環状空洞には、導波管1を伝播する電磁波、
管端で反射する電磁波の導体9による結合作用により、
環状空洞部には、進行方向に電界成分を持つTM波が生
じる。この1次成分であるTM10波を同じく図2の環
状空洞部に矢印で示す。電磁波の波動の伝播に関る2次
以上の高調波に起因する微妙な調整はチューナ6で調整
される。アイソレータ3はマイクロ波発信器2に根本的
なダメージを及ぼすのを防止している。An example of this first-order component TE10 is shown by alternating arrows in the propagation direction of the rectangular waveguide of FIG. In addition, an electromagnetic wave propagating through the waveguide 1 is provided in the annular cavity of the double cylindrical waveguide formed of a double cylindrical conductor at the other end of the rectangular waveguide 1.
By the coupling action of the conductor 9 of the electromagnetic wave reflected at the pipe end,
A TM wave having an electric field component in the traveling direction is generated in the annular cavity. The TM10 wave, which is the first-order component, is also indicated by an arrow in the annular cavity of FIG. The tuner 6 makes fine adjustments due to the second and higher harmonics involved in the propagation of electromagnetic waves. The isolator 3 prevents the microwave oscillator 2 from being fundamentally damaged.
【0017】さて、図2に示すように、放電管5は内管
11と外管12とから構成され、円筒導波管7の中心軸
に対して同軸となるように配置されている。円筒導波管
7は、外側導体8と、それよりも小径の内側導体9とか
ら構成され、方形導波管1の終端部近傍において当該方
形導波管1に連通した状態で垂直方向に延びるように接
続されている。内側導体9は、方形導波管1の上部に固
定された状態で石英製の放電管5を囲みつつ外側導体8
の端板8Aに向けて延在し、この延在部分をプローブア
ンテナ9aとしている。また、放電管5の内管11に
は、点火トランス13に接続された点火電極14が挿入
されている。Now, as shown in FIG. 2, the discharge tube 5 is composed of an inner tube 11 and an outer tube 12, and is arranged so as to be coaxial with the central axis of the cylindrical waveguide 7. The cylindrical waveguide 7 is composed of an outer conductor 8 and an inner conductor 9 having a diameter smaller than that of the outer conductor 8, and extends in the vertical direction in a state of communicating with the rectangular waveguide 1 in the vicinity of the end of the rectangular waveguide 1. Are connected as. The inner conductor 9 surrounds the quartz discharge tube 5 while being fixed to the upper portion of the rectangular waveguide 1, and the outer conductor 8
Of the probe antenna 9a. Further, an ignition electrode 14 connected to an ignition transformer 13 is inserted in the inner tube 11 of the discharge tube 5.
【0018】さらに、内管11の先端(下端)は、プロ
ーブアンテナ9aの先端よりも所定の距離だけ内方に配
されている。Further, the tip (lower end) of the inner tube 11 is arranged inward by a predetermined distance from the tip of the probe antenna 9a.
【0019】他方、外管12の先端部は、外側導体8の
端板8Aを貫通して反応管15に連通し、また、外管1
2の基端側(上端側)は、内側導体9との間に隙間をあ
けた状態で取り付けられている。外側導体8の端板8A
と反応管15との間には、露出する外筒12に向けて光
センサ17が設けられている。光センサ17は、光度を
検出することによりプラズマの生成状態を監視するもの
である。On the other hand, the tip of the outer tube 12 penetrates the end plate 8A of the outer conductor 8 to communicate with the reaction tube 15, and the outer tube 1
The base end side (upper end side) of 2 is attached with a gap between it and the inner conductor 9. End plate 8A of outer conductor 8
An optical sensor 17 is provided between the reaction tube 15 and the reaction tube 15 toward the exposed outer cylinder 12. The optical sensor 17 monitors the plasma generation state by detecting the luminous intensity.
【0020】そして、内側導体9と外筒12の基端側と
の隙間には、ガス供給管16が、外管12と内管11と
により形成される環状通路の入口側で、接線方向に沿っ
て挿入されている。アルゴンガス(希ガス)、フロンガ
ス(有機ハロゲン化合物)、エア、および水蒸気は、ガ
ス供給管16を介して放電管5の環状通路に供給され
る。これらアルゴンガス、フロンガス、およびエアは、
図1に示す電磁弁19a、19b、19cの開閉動作に
より、それぞれの供給源から選択的にヒータ18へと送
られる。In the gap between the inner conductor 9 and the base end side of the outer cylinder 12, a gas supply pipe 16 is tangentially provided on the inlet side of the annular passage formed by the outer pipe 12 and the inner pipe 11. Are inserted along. Argon gas (rare gas), Freon gas (organic halogen compound), air, and water vapor are supplied to the annular passage of the discharge tube 5 via the gas supply pipe 16. These argon gas, CFC gas, and air are
By opening / closing operations of the solenoid valves 19a, 19b, 19c shown in FIG. 1, the respective supply sources are selectively sent to the heater 18.
【0021】アルゴンガスは、プラズマの発生に先立っ
て着火を容易にするために供給されるもので、アルゴン
ボンベ21に貯蔵されている。なお、アルゴンガスの
他、ヘリウム、ネオン等の希ガスを用いることができる
のは言うまでもない。このアルゴンボンベ21と電磁弁
19aとの間には、圧力調整機22と圧力スイッチ23
が設けられている。Argon gas is supplied to facilitate ignition prior to plasma generation, and is stored in the argon cylinder 21. Needless to say, a rare gas such as helium or neon can be used in addition to the argon gas. A pressure regulator 22 and a pressure switch 23 are provided between the argon cylinder 21 and the solenoid valve 19a.
Is provided.
【0022】エアは、系内に残存する水分を除去して着
火の安定性を高めるために、また、系内に残存するガス
を排出するために、エアコンプレッサ24から供給され
るもので、空気、窒素ガス、アルゴンガス等が用いられ
る。水蒸気は、フロンガスの分解に必要なもので、プラ
ンジャポンプ25によって貯水タンク26内の水をヒー
タ18に送り込むことで生成される。この貯水タンク2
6には、水位の変動を検知するレベルスイッチ27が設
けられている。The air is supplied from the air compressor 24 in order to remove the water remaining in the system to improve the stability of ignition and to discharge the gas remaining in the system. , Nitrogen gas, argon gas, etc. are used. The water vapor is necessary for decomposing the fluorocarbon gas, and is generated by sending the water in the water storage tank 26 to the heater 18 by the plunger pump 25. This water tank 2
6 is provided with a level switch 27 for detecting a change in water level.
【0023】フロンガスは、回収フロンボンベ28に液
貯蔵されていて、この回収フロンボンベ28と電磁弁1
9bとの間には、絞り装置31、ミストセパレータ3
2、および圧力スイッチ33が設けられている。絞り装
置31は、流れの定量化を図るために設けられたもの
で、例えばキャピラリ管とオリフィスとの組み合わせに
より構成されている。The chlorofluorocarbon gas is stored in the recovered chlorofluorocarbon cylinder 28 as a liquid, and the recovered chlorofluorocarbon cylinder 28 and the solenoid valve 1 are stored.
9b, the expansion device 31, the mist separator 3
2 and a pressure switch 33 are provided. The expansion device 31 is provided for the purpose of quantifying the flow, and is composed of, for example, a combination of a capillary tube and an orifice.
【0024】ミストセパレータ32は、フロンガス中に
含まれる油分(潤滑油)および水分を除去するためのも
ので、衝突式や遠心分離式のものが採用される。ヒータ
18は、フロンガスに反応させる水蒸気を生成するだけ
でなく、フロンガス等をあらかじめ加熱しておくことに
より、装置内で水蒸気がフロンガス等に冷やされて再凝
縮するといった不具合を回避することも意図して設けら
れており、電気式、スチーム式等の加熱方式が採用され
る。The mist separator 32 is for removing oil (lubricating oil) and water contained in the fluorocarbon gas, and is of a collision type or a centrifugal type. The heater 18 is intended not only to generate steam that reacts with CFC gas, but also to avoid the problem that steam is cooled to CFC gas and recondensed in the apparatus by preheating CFC gas and the like. The heating method such as electric type and steam type is adopted.
【0025】ヒータ18内には、並列する二つの流路3
4a、34bが形成されていて、一方の流路34aには
フロンガス、アルゴンガス、およびエアが導入され、他
方の流路34bには貯水タンク26から水が導入されて
水蒸気が生成される。この水蒸気を生成する側の流路3
4bには、該流路34b内を移動する水蒸気に抵抗を与
える抵抗体35が充填されていて、水蒸気が流路内を円
滑に流通することができないようになっている。Inside the heater 18, two flow paths 3 are arranged in parallel.
4a and 34b are formed, and the freon gas, the argon gas, and the air are introduced into one flow path 34a, and the water is introduced from the water storage tank 26 into the other flow path 34b to generate steam. Flow path 3 on the side that generates this water vapor
4b is filled with a resistor 35 that gives resistance to the water vapor moving in the flow path 34b, so that the water vapor cannot smoothly flow in the flow path.
【0026】この抵抗体35としては、無機または有機
の粒状、繊維状、多孔質のもの若しくはこれらを成形し
たものが採用されるが、高温下における劣化を防止する
観点からは、SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、ZrO2
等に代表される酸化物や、炭化物、窒化物等の無機材で
あることが好ましい。なお、ヒータ18の出口近傍に
は、熱電対36が設けられている。As the resistor 35, an inorganic or organic granular, fibrous or porous material or a molded product thereof is adopted. From the viewpoint of preventing deterioration at high temperatures, SiO 2 , Al are used. 2 O 3 , TiO 2 , MgO, ZrO 2
Inorganic materials such as oxides represented by, and carbides, nitrides and the like are preferable. A thermocouple 36 is provided near the outlet of the heater 18.
【0027】しかるに、ヒータ18を通過したフロンガ
ス等と水蒸気は、ミキサ37内で混合された後、ガス供
給管16を通って放電管5へと供給されるようになって
いる。However, the CFC gas and the steam having passed through the heater 18 are mixed in the mixer 37 and then supplied to the discharge tube 5 through the gas supply tube 16.
【0028】また、反応管15の周囲には、外周面を取
り囲むようにして冷却室70が形成されている。この冷
却室70は、内部に冷却用の空気を流通させて反応管1
5を露点温度(140℃)以上の温度に冷却するもので
ある。すなわち、冷却室70は、冷却用空気の供給源と
して設けた送風機80と配管で接続されており、反応管
15が露点温度より低くなるまで冷却しすぎないように
温度管理しながら冷却室内部に空気を流通させて、反応
管15を外周側から冷却するように構成されている。A cooling chamber 70 is formed around the reaction tube 15 so as to surround the outer peripheral surface. In the cooling chamber 70, the cooling air is circulated inside so that the reaction tube 1
5 is cooled to a temperature above the dew point temperature (140 ° C.). That is, the cooling chamber 70 is connected to the blower 80 provided as a supply source of the cooling air by a pipe, and is placed inside the cooling chamber while controlling the temperature so as not to overcool the reaction tube 15 until it becomes lower than the dew point temperature. The reaction tube 15 is configured to be cooled from the outer peripheral side by circulating air.
【0029】好適な冷却温度は、反応管15内に結露が
生じないようにするため、露点温度以上とするが、より
好ましい冷却温度は、露点温度の140℃より高い20
0℃〜300℃の範囲である。すなわち、200℃より
低い冷却温度では、露点温度と近すぎて露点温度以上に
維持するという温度管理の制御が困難になり、また、3
00℃より高い冷却温度とすれば、温度を下げて腐食を
抑制するという本来の目的の作用効果が低下することに
なる。なお、上述した冷却温度の管理及び制御は、冷却
室70内の適所に温度検出用のセンサ(図示省略)を設
置し、同センサの検出温度に応じて送風機80の運転を
制御すればよい。A suitable cooling temperature is not lower than the dew point temperature in order to prevent dew condensation in the reaction tube 15, but a more preferable cooling temperature is higher than the dew point temperature of 140 ° C. 20
It is in the range of 0 ° C to 300 ° C. That is, if the cooling temperature is lower than 200 ° C., it is difficult to control the temperature control such that the cooling temperature is too close to the dew point temperature to maintain the dew point temperature or higher.
If the cooling temperature is higher than 00 ° C., the intended effect of lowering the temperature and suppressing corrosion will be reduced. In addition, in order to manage and control the cooling temperature described above, a temperature detecting sensor (not shown) may be installed in an appropriate place in the cooling chamber 70, and the operation of the blower 80 may be controlled according to the temperature detected by the sensor.
【0030】また、上述した冷却室70は、例えば図5
に示すように、反応管15の外周側で容易に着脱できる
ようにするため、左右に分割可能な構造としてある。図
5に示した分割構造例では、角柱を二分割してなる断面
コ字状の右ケース71R及び左ケース71Lをビス72
で複数箇所締め付けて一体化し、上面及び下面に設けて
あるフランジ面にそれぞれ右アッパープレート73R,
左アッパープレート73L及び右ロワープレート74
R,左ロワープレート74Lをビス止めして、冷却室7
0を覆う空間が反応管15の外側に形成されるように構
成されている。そして、右アッパープレート73R,左
アッパープレート73L及び右ロワープレート74R,
左ロワープレート74Lには、それぞれ反応管15の外
周面に密着するよう半円状の切欠を設けてある。なお、
冷却室70の分割構造はこれに限定されるものではな
く、反応管15の外周部で分割可能な種々の変形例が可
能である。Further, the cooling chamber 70 described above is provided, for example, in FIG.
As shown in, in order to be easily attached and detached on the outer peripheral side of the reaction tube 15, it has a structure that can be divided into left and right. In the example of the divided structure shown in FIG. 5, the right case 71R and the left case 71L, which are formed by dividing a prism into two and have a U-shaped cross section, are provided with screws 72.
Are fastened together at multiple locations with the right upper plate 73R and the flange surfaces provided on the upper and lower surfaces, respectively.
Left upper plate 73L and right lower plate 74
R, left lower plate 74L with screws, cooling chamber 7
A space covering 0 is formed outside the reaction tube 15. Then, the right upper plate 73R, the left upper plate 73L and the right lower plate 74R,
The left lower plate 74L is provided with a semicircular cutout so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the reaction tube 15. In addition,
The division structure of the cooling chamber 70 is not limited to this, and various modifications that can be divided at the outer peripheral portion of the reaction tube 15 are possible.
【0031】また、図中の符号75は冷却用空気の入口
開口、76は出口開口であり、入口開口75にはガスケ
ット77を介して送風機80との間を接続する配管のフ
ランジ(図示省略)が結合され、出口開口76には冷却
した空気を大気に放出するフード78が取り付けられ
る。このような構造とすれば、反応管15をそのままの
状態にして、冷却室70及び該冷却室70に接続される
配管類を容易に分解及び着脱でき、しかも、再度の組立
が可能なため何度でも繰り返して使用することができ
る。なお、冷却室70の内部には、すなわち右ケース7
1R及び左ケース71Lの内面には、入口開口75から
流入した冷却用空気が直接出口開口76から流出しない
ようにするため適当な導風板(図示省略)を設けるのが
好ましく、これにより、冷却用空気が反応管15の外周
面を旋回して流れ、反応管15の全面をまんべんなく冷
却することができる。なおまた、反応管15の外表面又
は冷却室70内にフィンを設け、冷却空気との接触面積
を増すことで冷却効率の向上を図ることも可能である。Further, reference numeral 75 in the drawing is an inlet opening for cooling air, and 76 is an outlet opening, and a flange (not shown) of a pipe connecting the inlet opening 75 and a blower 80 via a gasket 77. And a hood 78 for discharging cooled air to the atmosphere is attached to the outlet opening 76. With such a structure, the cooling chamber 70 and the pipes connected to the cooling chamber 70 can be easily disassembled and attached and detached while the reaction tube 15 is left as it is. It can be used repeatedly even once. In addition, inside the cooling chamber 70, that is, the right case 7
It is preferable to provide an appropriate air guide plate (not shown) on the inner surfaces of the 1R and the left case 71L so that the cooling air that has flowed in from the inlet opening 75 does not flow out directly from the outlet opening 76. The working air swirls around the outer peripheral surface of the reaction tube 15 and can cool the entire surface of the reaction tube 15 evenly. It is also possible to improve the cooling efficiency by providing fins on the outer surface of the reaction tube 15 or in the cooling chamber 70 to increase the contact area with the cooling air.
【0032】また、反応管15には、図2に示すように
交換継手44を介して吹込管45が設けられている。交
換継手44は、反応管15と吹込管45との間に着脱可
能に接続されている。Further, as shown in FIG. 2, the reaction tube 15 is provided with a blowing tube 45 via an exchange joint 44. The exchange joint 44 is detachably connected between the reaction tube 15 and the blow tube 45.
【0033】排ガス処理タンク41は、フロンガスを分
解した際に生成されて吹込管45から吹き出される酸性
ガス(フッ化水素および塩化水素)を中和して無害化す
るために設けられたものであり、水に水酸化カルシウム
を加えたアルカリ性懸濁液(以下では単にアルカリ液と
呼称する)が収容されている。例えば、分解するフロン
ガスが廃冷蔵庫から回収した冷媒用のフロンR12の場
合には、式1に示す分解反応により生成された酸性ガス
は式2に示す中和反応により無害化される。The exhaust gas treatment tank 41 is provided to neutralize and detoxify the acidic gas (hydrogen fluoride and hydrogen chloride) generated when the CFC gas is decomposed and blown out from the blowing pipe 45. There, an alkaline suspension prepared by adding calcium hydroxide to water (hereinafter simply referred to as an alkaline solution) is contained. For example, in the case where the CFC to be decomposed is CFC R12 for a refrigerant recovered from a waste refrigerator, the acid gas generated by the decomposition reaction shown in Formula 1 is rendered harmless by the neutralization reaction shown in Formula 2.
【0034】(式1) CCl2F2+2H2O→2HCl+2HF+CO2 (式2) 2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O 2HF +Ca(OH)2→CaF2 +2H2O(Equation 1) CCl2F2 + 2H2O → 2HCl + 2HF + CO2 (Formula 2) 2HCl + Ca (OH) 2 → CaCl2 + 2H2O 2HF + Ca (OH) 2 → CaF2 + 2H2O
【0035】式2の中和反応により生成された中和生成
物(塩化カルシウムおよびフッ化カルシウム)は溶解度
が小さいため、一部はアルカリ液に溶解するが、ほとん
どはスラリーとして存在する。また、式1の分解反応に
より生成された二酸化炭素と、式2の中和反応により排
出基準値以下の微少量に低減された酸性ガスは、排ガス
処理タンク41の上方に接続された排気ダクト42から
ブロア43により系外に排出される。Since the neutralized products (calcium chloride and calcium fluoride) produced by the neutralization reaction of the formula 2 have a low solubility, some of them are dissolved in the alkaline solution, but most of them exist as a slurry. Further, the carbon dioxide produced by the decomposition reaction of the formula 1 and the acid gas reduced to a very small amount equal to or less than the emission reference value by the neutralization reaction of the formula 2 are exhaust duct 42 connected above the exhaust gas treatment tank 41. Is discharged from the system by the blower 43.
【0036】吹込管45の先端(下端)からは、式1の
分解反応による生成ガスがアルカリ液中に気泡となって
放出されるが、アルカリ液中での中和反応は、気泡とア
ルカリ液との接触面積が大きく、気泡が液面に到達する
までの時間が長いほど促進されるため、排ガス処理タン
ク41内には、気泡を細かく分断させることで式2の中
和反応を促進させる気泡分断手段52が設けられてい
る。From the tip (lower end) of the blow pipe 45, the gas produced by the decomposition reaction of the formula 1 is released as bubbles in the alkaline liquid. Since the larger the contact area with the bubble and the longer it takes for the bubbles to reach the liquid surface, the bubbles are promoted in the exhaust gas treatment tank 41 by finely dividing the bubbles to promote the neutralization reaction of Formula 2. A dividing means 52 is provided.
【0037】気泡分断手段52は、モータ52aにより
回転駆動される6つのブレード52bを備えている。気
泡分断手段52は、ブレード52bが吹込管45の先端
の上方に位置するように配置されていて、吹込管45の
先端から浮上する気泡は、約300rpmで回転するブ
レード52bに当たって直径約3mm〜5mmの気泡に
細かく分断される。また、この気泡分断手段52は、排
ガス処理タンク41に投入した水酸化カルシウムの粉末
を撹拌することにより、水に不溶性の水酸化カルシウム
と水の懸濁液を作る役目も果たしている。気泡分断手段
52は、プラズマ分解装置の操業開始から操業終了ま
で、作動状態を保つ。分解装置操業期間中以外は停止状
態を保つ。The bubble cutting means 52 is provided with six blades 52b which are rotationally driven by a motor 52a. The bubble dividing means 52 is arranged such that the blade 52b is located above the tip of the blow tube 45, and the bubbles floating from the tip of the blow tube 45 hit the blade 52b rotating at about 300 rpm and have a diameter of about 3 mm to 5 mm. It is divided into small bubbles. Further, the bubble dividing means 52 also plays a role of producing a suspension of water-insoluble calcium hydroxide and water by stirring the calcium hydroxide powder put into the exhaust gas treatment tank 41. The bubble dividing means 52 keeps the operating state from the start of operation of the plasma decomposition apparatus to the end of operation thereof. Keep it in a stopped state except during the operating period of the disassembling device.
【0038】さらに、排ガス処理タンク41には、pH
センサ55が設けられている。アルカリ液のpH値は、
このpHセンサ55を介して常に制御装置61(図3参
照)により監視されており、例えばpH値が9(運転開
始時は11〜12)になると、制御装置61からの指令
によって警報手段が作動するとともに、分解運転が停止
するようになっている。警報手段としては、周囲に注意
を喚起できるものであれば何でもよく、例えばランプを
点滅させたり、警笛をならす等の手段が採用される。Further, the exhaust gas treatment tank 41 has a pH value of
A sensor 55 is provided. The pH value of alkaline solution is
It is constantly monitored by the control device 61 (see FIG. 3) via the pH sensor 55. For example, when the pH value becomes 9 (11 to 12 at the start of operation), the alarm means is activated by a command from the control device 61. At the same time, the disassembly operation is stopped. As the alarm means, any means can be used as long as it can draw attention to the surroundings, and for example, a means such as blinking a lamp or smoothing a horn is adopted.
【0039】また、排ガス処理タンク41には、式2の
中和反応が発熱反応であることから、アルカリ液を冷却
する冷却器53が設けられている。この冷却器53は、
排ガス処理タンク41の底部からアルカリ液を取り出す
ポンプ53aと、アルカリ液が通過するとともにファン
53bによって冷却される放熱部53cとを備えてい
る。放熱部53cを通過して冷却されたアルカリ液は、
再び排ガス処理タンク41に戻されるようになってい
る。ちなみに、タンク内温度は熱電対54により検出さ
れる。Further, since the neutralization reaction of the equation 2 is an exothermic reaction, the exhaust gas treatment tank 41 is provided with a cooler 53 for cooling the alkaline liquid. This cooler 53
The exhaust gas processing tank 41 is provided with a pump 53a for taking out the alkaline liquid from the bottom, and a heat radiating portion 53c through which the alkaline liquid passes and is cooled by a fan 53b. The alkaline liquid cooled by passing through the heat dissipation portion 53c is
It is returned to the exhaust gas treatment tank 41 again. By the way, the temperature inside the tank is detected by the thermocouple 54.
【0040】さらに、前記放熱部53cの下流側には三
方弁56が設けられており、この三方弁56を切り換え
ることによって処理液としてスラリーを含むアルカリ液
を沈降槽62に送ることができるようになっている。沈
降槽62内部には撹拌器62aが設けられており、処理
液に凝集剤を添加して凝集させた後、沈降槽62の下方
に設けられた脱水かご63によって固液分離されるよう
になっている。Further, a three-way valve 56 is provided on the downstream side of the heat radiating portion 53c, and by switching the three-way valve 56, an alkaline liquid containing slurry as a processing liquid can be sent to the settling tank 62. Has become. A stirrer 62a is provided inside the settling tank 62 so that a coagulant is added to the treatment liquid to cause coagulation and then solid-liquid separation is performed by a dehydrating basket 63 provided below the settling tank 62. ing.
【0041】以上の構成からなる有機ハロゲン化合物の
分解装置において、フロン分解の手順について説明す
る。電磁弁の開閉動作および点火トランス13の点火動
作は、制御装置61によって図4に示すように制御され
る。この図から明らかなように、この分解装置では、8
時間を1サイクルとしたバッチ処理によりフロンガスの
分解が行われる。A procedure for decomposing fluorocarbons in the decomposition apparatus for an organic halogen compound having the above structure will be described. The opening / closing operation of the solenoid valve and the ignition operation of the ignition transformer 13 are controlled by the control device 61 as shown in FIG. As can be seen from this figure, this decomposition device
Freon gas is decomposed by batch processing in which the time is one cycle.
【0042】すなわち、フロンガスや水蒸気を供給する
前に、まず、系内に残留する水分の除去を目的として加
熱されたエアを所定の時間(3分間)供給することによ
り、分解装置の操業を開始する。このとき、気泡分断手
段52の作動も同時に開始する。エア供給停止後、着火
の安定性向上を目的としてアルゴンガスの供給を開始す
る。そして、アルゴンガス供給中に、マイクロ波を発信
して点火トランス13による着火を行うとともに水蒸気
およびフロンガスを供給しフロンの分解を行う。その
後、アルゴンガスの供給を停止する。なお、エアを乾燥
させることにより水分除去を行うこととしてもよい。That is, before supplying CFC gas or water vapor, first, the air heated for the purpose of removing the water remaining in the system is supplied for a predetermined time (3 minutes) to start the operation of the decomposition apparatus. To do. At this time, the operation of the bubble dividing means 52 is also started at the same time. After the air supply is stopped, the supply of argon gas is started to improve the ignition stability. Then, while the argon gas is being supplied, microwaves are emitted to ignite by the ignition transformer 13, and steam and chlorofluorocarbon are supplied to decompose chlorofluorocarbon. Then, the supply of argon gas is stopped. The water may be removed by drying the air.
【0043】分解運転の停止後は、安全性を確保するこ
とを目的として掃気ガスとしてのエアを所定時間(5
分)供給し、残留酸性ガスをパージする。パージされた
酸性ガスは排ガス処理タンク41内で中和される。この
とき、気泡分断手段52を作動状態に保っておくことに
より、アルカリ液が撹拌されて中和が促進される。その
後、パージを停止して分解装置の操業を終了する。同時
にモータ52aを停止し、気泡分断手段52の作動を停
止させる。気泡分断手段52の停止により排ガス処理タ
ンク41内の撹拌が停止するので、該タンク41内でス
ラリーが沈澱する。After the disassembling operation is stopped, air as scavenging gas is kept for a predetermined time (5
Min) is supplied and residual acid gas is purged. The purged acidic gas is neutralized in the exhaust gas treatment tank 41. At this time, by keeping the bubble dividing means 52 in an operating state, the alkaline liquid is stirred and neutralization is promoted. Then, the purging is stopped and the operation of the decomposition apparatus is completed. At the same time, the motor 52a is stopped and the operation of the bubble cutting means 52 is stopped. Since the stirring in the exhaust gas treatment tank 41 is stopped by stopping the bubble dividing means 52, the slurry is precipitated in the tank 41.
【0044】以上の工程では、アルゴンガスの供給とフ
ロンガスの供給とがオーバーラップしているときがある
が、フロンガスの供給を始めてからアルゴンガスの供給
を止めるまでの間は、ごくわずかでよい。その理由は、
着火の状態が安定しさえすれば、アルゴンガスを供給し
続ける必要はなくなり、また、低コスト化を図る観点か
らもアルゴン消費量を低く抑える必要があるからであ
る。特に、他のプラズマ、例えば高周波誘導プラズマに
比べ、マイクロ波によるプラズマは安定性が高いため、
アルゴンガスの供給を停止してもフロンガスのプラズマ
化への影響は殆どない。In the above steps, the supply of the argon gas and the supply of the freon gas may overlap each other, but the time from the start of the supply of the freon gas to the stop of the supply of the argon gas may be very small. The reason is,
This is because it is not necessary to continue supplying the argon gas as long as the ignition state is stable, and it is necessary to keep the argon consumption low from the viewpoint of cost reduction. In particular, microwave plasma is more stable than other plasmas such as high frequency induction plasma,
Even if the supply of the argon gas is stopped, there is almost no effect on the plasma conversion of the CFC gas.
【0045】また、制御装置61は、圧力スイッチ2
3、33、熱電対36、54、レベルスイッチ27、光
センサ17等の各種センサから信号を受信することによ
り、アルゴンガスおよびフロンガスのヒータ18への供
給圧、貯水タンク26内の液位、プラズマの生成状態、
排ガス処理タンク41内の温度を常に監視しており、こ
れらが規定値を外れた場合には、運転が正常または効率
的に行われていないおそれがあるため、運転を停止す
る。そして、運転停止後は、安全性を確保すべく上記の
通りエアを供給し、装置内の残留ガスを掃気する。Further, the control device 61 includes the pressure switch 2
By receiving signals from various sensors such as 3, 33, thermocouples 36, 54, level switch 27, and optical sensor 17, the supply pressure of argon gas and Freon gas to the heater 18, the liquid level in the water storage tank 26, the plasma The generation state of
The temperature inside the exhaust gas treatment tank 41 is constantly monitored, and if these deviate from the specified values, the operation may be stopped normally or efficiently, so the operation is stopped. Then, after the operation is stopped, air is supplied as described above to ensure safety, and residual gas in the device is scavenged.
【0046】次に、本発明のフロン分解装置について、
その作用をフロン分解の工程に基づいてさらに詳細に説
明する。まず、電磁弁19a,19bを閉にするととも
に電磁弁19cを開にして、エアコンプレッサ24から
のエアをガス供給管16を介して放電管5に3分間供給
する。このエアは、ヒータ18を通過することにより、
100〜180℃に加熱されている。このため、装置内
の残留水分は確実に除去され、着火の安定性が向上す
る。Next, regarding the CFC decomposition apparatus of the present invention,
The action will be described in more detail based on the process of CFC decomposition. First, the electromagnetic valves 19a and 19b are closed and the electromagnetic valve 19c is opened to supply the air from the air compressor 24 to the discharge tube 5 through the gas supply tube 16 for 3 minutes. This air passes through the heater 18,
It is heated to 100 to 180 ° C. For this reason, the residual moisture in the device is surely removed, and the stability of ignition is improved.
【0047】そして、電磁弁19cを閉にするとともに
電磁弁19aを開にして、アルゴンガスを放電管5に供
給する。このとき、アルゴンガスは、外管12の接線方
向から供給されて螺旋状に流下するため、内管11の先
端近傍によどみが形成され、プラズマが保持されやすく
なる。Then, the electromagnetic valve 19c is closed and the electromagnetic valve 19a is opened to supply argon gas to the discharge tube 5. At this time, since the argon gas is supplied from the tangential direction of the outer tube 12 and flows down in a spiral shape, stagnation is formed near the tip of the inner tube 11 and the plasma is easily retained.
【0048】また、このときのガス供給量は、4〜40
l/min、望ましくは15l/min以上に設定する。この設定
範囲では、よどみが効果的に形成されてプラズマが一層
保持され易くなるとともに、プラズマの熱的影響を放電
管5が受け難くなり、その溶融変形や破損が効果的に防
止されることになる。The gas supply amount at this time is 4 to 40.
l / min, preferably 15 l / min or more. In this setting range, stagnation is effectively formed, plasma is more easily retained, and the discharge tube 5 is less susceptible to the thermal influence of plasma, and its melt deformation and damage are effectively prevented. Become.
【0049】そして、アルゴンガスの供給開始から一定
の間隔をおいて、マイクロ波発信器2からマイクロ波を
発信する。マイクロ波は、方形導波管1によりその後端
部側に伝送され、さらに円筒導波管7へと伝送される。Then, a microwave is transmitted from the microwave transmitter 2 at a constant interval from the start of supplying the argon gas. The microwave is transmitted to the rear end side of the rectangular waveguide 1 and further to the cylindrical waveguide 7.
【0050】このとき、円筒導波管7内の電界として
は、電界強度の大きなTM01モードが形成され、しか
も、内側導体9により、方形導波管1内の電界モード
と、円筒導波管7内の電界モードとがカップリングされ
ているため、円筒導波管7内の電界は安定している。当
然のことながら磁界は電解に直交叉する方向に生じてい
る。この振動する電磁界により放電管5に導入されたガ
スはプラズマ状態に加熱される。At this time, as the electric field in the cylindrical waveguide 7, the TM01 mode having a large electric field strength is formed, and the inner conductor 9 causes the electric field mode in the rectangular waveguide 1 and the cylindrical waveguide 7 to be generated. Since the internal electric field mode is coupled, the electric field in the cylindrical waveguide 7 is stable. Naturally, the magnetic field is generated in the direction orthogonal to the electrolysis. The gas introduced into the discharge tube 5 is heated to a plasma state by the vibrating electromagnetic field.
【0051】次に、点火トランス13に連結された点火
電極14に高電圧を印加し、内側導体9との間に火花放
電を発生させ着火させる。このとき、放電管5の内部
は、エアにより水分が除去され、かつ着火し易いアルゴ
ンガスがあらかじめ供給されているため、容易に着火す
る。次いで、プランジャポンプ25により貯水タンク2
6から水を吸引し、これをヒータ18に通して生成した
水蒸気を放電管5に供給する。Next, a high voltage is applied to the ignition electrode 14 connected to the ignition transformer 13 to generate a spark discharge between itself and the inner conductor 9 to ignite it. At this time, the interior of the discharge tube 5 is easily ignited because the moisture is removed by air and the argon gas which is easy to ignite is supplied in advance. Next, the water tank 2 is driven by the plunger pump 25.
Water is sucked from 6 and passed through the heater 18 to supply the generated steam to the discharge tube 5.
【0052】水蒸気の供給開始の後、後述のようにフロ
ンガスの供給を開始するが、水蒸気を先に供給する理由
は以下の通りである。本実施形態に係る有機ハロゲン化
合物の分解装置の運転制御方法においては、フロンガス
と水蒸気とを一定のモル比で供給して分解、反応させ、
酸性ガスを発生させる。フロンガスのみをプラズマ化す
ると、解離された原子の再結合によって予想外の有害な
ハロゲン化合物が発生し、無害化処理することができな
くなる為である。したがって、上記のように水蒸気を放
電管5に供給してからフロンガスを供給して、フロン分
解時には水蒸気が存在する状態としておくことにより、
安全にフロンを分解することができる。After the supply of steam is started, the supply of CFC gas is started as described later. The reason for supplying steam first is as follows. In the method for controlling the operation of the decomposition apparatus for an organohalogen compound according to the present embodiment, CFCs and water vapor are supplied at a constant molar ratio for decomposition and reaction,
Generates acid gas. This is because if only the Freon gas is turned into plasma, unexpectedly harmful halogen compounds are generated due to recombination of dissociated atoms, and the harmless treatment cannot be performed. Therefore, as described above, by supplying the steam to the discharge tube 5 and then supplying the chlorofluorocarbon gas so that the steam is present during the chlorofluorocarbon decomposition,
CFC can be safely disassembled.
【0053】また、この水蒸気は、ヒータ18内に充填
された抵抗体35によって、流路内を円滑に流通するこ
とができず、ヒータ18内には常に一定量の水蒸気が滞
留した状態になる。このため、脈動や突沸による飛散を
防いで水蒸気の流出量が安定し、ミキサ37上流側の流
量変動を効果的に抑制することができる。よって、プラ
ズマの消失を招くことなくプラズマを安定化させて、処
理能力の向上を図ることができる。Further, the water vapor cannot smoothly flow in the flow passage due to the resistor 35 filled in the heater 18, and a constant amount of water vapor is always retained in the heater 18. . Therefore, it is possible to prevent scattering due to pulsation and bumping, stabilize the outflow amount of water vapor, and effectively suppress the flow rate fluctuation on the upstream side of the mixer 37. Therefore, the plasma can be stabilized without causing the plasma to disappear, and the processing capacity can be improved.
【0054】次いで、電磁弁19bを開にして、フロン
ガスを放電管5に供給する。このとき、回収フロンボン
ベ28から流出したフロンガスは、ミストセパレータ3
2を通過することで油分および水分が除去されている。
このため、フロンガス中の潤滑油による配管等の汚れお
よび副生成物の生成が抑制されて、フロンガス等の効率
的かつ安定的な供給が可能になり、しかも余分な水分供
給を防止し得てプラズマの消失を招くこともない。よっ
て、プラズマを安定化させて、処理能力の向上を図るこ
とができる。Then, the solenoid valve 19b is opened to supply the CFC gas to the discharge tube 5. At this time, the fluorocarbon gas flowing out from the recovered fluorocarbon cylinder 28 is collected by the mist separator 3
Oil and water are removed by passing through 2.
Therefore, the contamination of piping etc. and the generation of by-products due to the lubricating oil in the CFC gas are suppressed, and the CFC gas can be efficiently and stably supplied. Will not be lost. Therefore, it is possible to stabilize the plasma and improve the processing capacity.
【0055】また、ヒータ18を通過してミキサ37内
に流入した水蒸気、アルゴンガス、およびフロンガス
は、均一に混合された状態で流出して、放電管5に供給
されることになる。このため、式1の分解反応が十分に
行われることになって、塩素ガスや一酸化炭素等の副生
成物の生成を抑制することができる。Further, the water vapor, the argon gas, and the chlorofluorocarbon gas that have passed through the heater 18 and flowed into the mixer 37 flow out in a uniformly mixed state and are supplied to the discharge tube 5. Therefore, the decomposition reaction of Formula 1 is sufficiently performed, and the production of by-products such as chlorine gas and carbon monoxide can be suppressed.
【0056】このようにして放電管5に供給されたフロ
ンガスにマイクロ波が照射されると、放電管5内には、
電子エネルギーが高く、しかも温度が2,000K〜
6,000Kに高められた熱プラズマが発生する。この
とき、放電管5には、フロンガスと水蒸気のみならず、
アルゴンガスも同時に供給されているため、プラズマの
消失を招くこともない。When the Freon gas supplied to the discharge tube 5 in this way is irradiated with microwaves, the inside of the discharge tube 5 is
High electron energy and temperature of 2,000K ~
A thermal plasma of 6,000K is generated. At this time, in the discharge tube 5, not only CFC gas and water vapor,
Since argon gas is also supplied at the same time, the plasma does not disappear.
【0057】また、内管11の先端が、プローブアンテ
ナ9aの先端よりも所定の距離だけ内方に配置されてい
るため、生成されたプラズマの熱的影響を回避し得て、
内管11の溶融破損が防止される。これにより、プラズ
マ形状の著しい変形をなくして、安定した分解運転が可
能になる。Further, since the tip of the inner tube 11 is arranged inward of the tip of the probe antenna 9a by a predetermined distance, the thermal influence of the generated plasma can be avoided,
Melt damage of the inner pipe 11 is prevented. As a result, a stable decomposition operation is possible without significant deformation of the plasma shape.
【0058】しかして、熱プラズマの発生により、フロ
ンガスは塩素原子、フッ素原子、および水素原子に解離
し易い状態になるため、式1に示すように、水蒸気と反
応して容易に分解される。そして、プラズマが安定した
ら、電磁弁19aを閉にしてアルゴンガスの供給を止め
る。したがって、長時間にわたるフロンガスの分解時に
おいては、アルゴンの供給は不要であり、アルゴン消費
量が低く抑えられる。However, due to the generation of thermal plasma, the CFC gas is in a state of being easily dissociated into chlorine atoms, fluorine atoms, and hydrogen atoms, so that it is easily decomposed by reacting with water vapor as shown in Formula 1. When the plasma stabilizes, the electromagnetic valve 19a is closed to stop the supply of argon gas. Therefore, when the CFC gas is decomposed for a long time, it is not necessary to supply argon, and the consumption of argon can be suppressed to a low level.
【0059】分解反応による生成ガスは、反応管15、
交換継手44および吹込管45を通って排ガス処理タン
ク41内のアルカリ液中に放出される。この時、反応管
15では、二次空気を混入して一酸化炭素を燃焼反応さ
せ、二酸化炭素として排出する。このため、反応管15
は、高温の状態で酸性ガスが通過するという極めて腐食
しやすい環境にあるが、冷却室70が露点温度以下にな
らないよう温度管理されて冷却空気による冷却がなされ
るので、従来より大幅に腐食が抑制されて反応管15の
寿命を延ばすことができる。なお、上述した反応管15
の冷却と共に、反応管15の素材を酸性ガスに対する耐
食製がより優れたものに変えることで、両者の相乗効果
により大幅な寿命の延長が期待できる。The gas produced by the decomposition reaction is the reaction tube 15,
It is discharged into the alkaline liquid in the exhaust gas treatment tank 41 through the exchange joint 44 and the blow pipe 45. At this time, in the reaction tube 15, secondary air is mixed to cause carbon monoxide to burn and react, and is discharged as carbon dioxide. Therefore, the reaction tube 15
Is in an environment in which acid gas passes at a high temperature and is extremely corrosive, but since the cooling chamber 70 is temperature-controlled and cooled by cooling air so as not to fall below the dew point temperature, it is significantly corroded as compared with the conventional case. It can be suppressed and the life of the reaction tube 15 can be extended. The reaction tube 15 described above
When the material of the reaction tube 15 is changed to a material having a better corrosion resistance against acid gas together with the cooling of 1, the life of the reaction tube 15 can be expected to be greatly extended by the synergistic effect of both.
【0060】しかして、吹込管45を通ってアルカリ液
中に放出された生成ガスは、式2の中和反応によって無
害化される。この中和反応は発熱反応であるため、アル
カリ液の温度は冷却器53によって60℃程度以下に保
持される。The product gas released into the alkaline solution through the blow pipe 45 is rendered harmless by the neutralization reaction of the equation 2. Since this neutralization reaction is an exothermic reaction, the temperature of the alkaline liquid is maintained at about 60 ° C. or lower by the cooler 53.
【0061】また、吹込管45の先端から気泡として放
出された生成ガスは、気泡分断手段52のブレード52
dに当たって細かく分断させられるため、アルカリ液と
の接触面積が増大するとともに液面までに達する時間も
長くなり、中和反応が促進されることになる。これによ
り、中和処理不足によって基準値を超える量の酸性ガス
が系外に排出されるといったことがない。The produced gas released as bubbles from the tip of the blow pipe 45 is the blade 52 of the bubble dividing means 52.
Since it is finely divided upon hitting d, the contact area with the alkaline liquid increases and the time to reach the liquid surface also increases, facilitating the neutralization reaction. This prevents the amount of acid gas exceeding the standard value from being discharged out of the system due to insufficient neutralization treatment.
【0062】さて、中和反応により無害化された生成ガ
スのうち、気体は排気ダクト42から排出され、気体以
外はアルカリ液中にスラリーとして残る。分解運転停止
後は気泡分断手段52を停止させたのちポンプ53aで
処理液を汲み上げ、三方弁56を切り換えてこれを沈降
槽62に移す。沈降槽62に移した処理液を撹拌器62
aで撹拌しつつ凝集剤を均一に添加し、撹拌器62aを
停止させて沈殿させた後、脱水かご63において固液分
離し、液体分は廃水処理し、固形分は廃棄処理される。
なお、分解運転停止後は、エアコンプレッサ24を駆動
することにより、装置内に残留する酸性ガスを掃気する
ようにしているため、安全性も高められる。Of the produced gas detoxified by the neutralization reaction, the gas is discharged from the exhaust duct 42, and the gas other than the gas remains as a slurry in the alkaline liquid. After the decomposition operation is stopped, the bubble dividing means 52 is stopped, and then the treatment liquid is pumped up by the pump 53a, and the three-way valve 56 is switched to transfer it to the settling tank 62. The treatment liquid transferred to the settling tank 62 is stirred by a stirrer 62.
The aggregating agent is uniformly added while agitating at a, and the stirrer 62a is stopped to cause precipitation, and then solid-liquid separation is performed in the dehydration basket 63, the liquid content is treated as waste water, and the solid content is disposed of.
After the disassembly operation is stopped, the air compressor 24 is driven to scavenge the acidic gas remaining in the apparatus, so that the safety can be improved.
【0063】なお、本発明に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置は、上述の実施形態に限定されるものではな
く、以下の形態をも含むものである。The apparatus for decomposing an organohalogen compound according to the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment but includes the following modes.
【0064】(1)中和処理不足による酸性ガスの系外
排出を未然に回避する手段として、アルカリ液のpH管
理に代えて、モータ電流値を管理するようにしてもよ
い。すなわち、モータ回転数が低下したり停止すると、
吹込管45から放出された気泡が十分に分断されず、中
和反応が十分に行われないことがある。そこで、モータ
回転の異常をモータ電流値に基づき検出し、制御装置6
1からの指令によって分解装置の運転を停止させるよう
にすれば、酸性ガスの系外排出を未然に防止することが
できる。(1) As a means for preventing the acid gas from being discharged out of the system due to insufficient neutralization treatment, the motor current value may be controlled instead of the pH control of the alkaline solution. That is, if the motor speed drops or stops,
The bubbles discharged from the blow-in pipe 45 may not be sufficiently divided and the neutralization reaction may not be sufficiently performed. Therefore, the motor rotation abnormality is detected based on the motor current value, and the control device 6
If the operation of the decomposition apparatus is stopped according to the command from No. 1, it is possible to prevent the acid gas from being discharged from the system.
【0065】(2)点火電極14の先端を放電管5の内
部に配置する代わりに、放電管5の外部に配置して、火
花放電で着火するようにしてもよい。
(3)内管11の先端がプローブアンテナ9aの先端か
ら内方に離間する距離は、内管11が溶融しなければプ
ローブアンテナ9aの先端とマイクロ波によるエネルギ
ー集中部との距離に等しく設定するのが最適であるが、
内管11の溶融を考慮して適宜変更してもよい。(2) Instead of arranging the tip of the ignition electrode 14 inside the discharge tube 5, it may be arranged outside the discharge tube 5 to ignite by spark discharge. (3) The distance at which the tip of the inner tube 11 is spaced inward from the tip of the probe antenna 9a is set equal to the distance between the tip of the probe antenna 9a and the energy concentrating portion due to the microwave unless the inner tube 11 is melted. Is best, but
It may be appropriately changed in consideration of melting of the inner pipe 11.
【0066】(4)気泡分断手段52は、軸部の先端に
プロペラを固定してなるスクリュー式のものであっても
よい。
(5)排ガス処理タンク41に貯留される中和液は、上
記のアルカリ性懸濁液に限らず、水酸化ナトリウム水溶
液等のアルカリ性水溶液を用いても構わない。(4) The bubble dividing means 52 may be of a screw type in which a propeller is fixed to the tip of the shaft portion. (5) The neutralization liquid stored in the exhaust gas treatment tank 41 is not limited to the above alkaline suspension, and an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution may be used.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の有機ハロゲン化合物の分解装置によれば、高温で酸性
ガスに曝される反応管を露点温度以上の冷却温度で空冷
することにより、腐食の進行が抑制されて反応管の耐久
時間を大幅に延長することが可能となる。このため、反
応管に関する定期点検や部品交換のインターバルを長く
設定することができ、また、反応管を交換したり点検し
たりする際には冷却室を容易に分解及び着脱でき、しか
も冷却室の繰り返し利用が可能になるといった顕著な効
果を奏する。そして、反応管の冷却を空冷としたので、
冷却用空気を流通させることで容易に冷却でき、例えば
加圧水を必要とする水冷と比較して耐圧や水密といった
配慮が不要になり、温度管理や構造が簡単なものとな
る。As is clear from the above description, according to the apparatus for decomposing organic halogen compounds of the present invention, the reaction tube exposed to acid gas at a high temperature is air-cooled at a cooling temperature higher than the dew point temperature. The progress of corrosion is suppressed, and the durability time of the reaction tube can be significantly extended. For this reason, it is possible to set a long interval for periodical inspection and parts replacement for the reaction tube, and to easily disassemble and remove the cooling chamber when exchanging or inspecting the reaction tube. It has a remarkable effect that it can be used repeatedly. And since the reaction tube was cooled by air cooling,
Cooling can be easily performed by circulating the cooling air. For example, pressure control and watertightness are not required as compared with water cooling that requires pressurized water, and temperature management and structure are simplified.
【図1】 本発明に係る有機ハロゲン化合物の分解装置
の一実施形態を示すシステム系統図である。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an organic halogen compound decomposing apparatus according to the present invention.
【図2】 同分解装置の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the disassembling apparatus.
【図3】 同分解装置の全体構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an overall configuration of the disassembling apparatus.
【図4】 同分解装置においてマイクロ波、アルゴンガ
ス等が供給される時期と点火の時期を経時的に示す比較
図である。FIG. 4 is a comparative diagram showing the timing of supplying microwaves, argon gas, etc. and the timing of ignition over time in the decomposition apparatus.
【図5】 本発明に係る冷却室の構成例を示す分解斜視
図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration example of a cooling chamber according to the present invention.
15 反応管 41 排ガス処理タンク 45 吹込管 70 冷却室 80 送風機 15 reaction tubes 41 Exhaust gas treatment tank 45 blow pipe 70 Cooling room 80 blower
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07B 61/00 B01D 53/34 134E (72)発明者 松尾 識 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番 地 三菱重工業株式会社 名古屋研究所 内 (72)発明者 岡田 有二 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町3丁目 1番地 三菱重工業株式会社 冷熱事業 本部内 (56)参考文献 特開 平11−156144(JP,A) 特開 平7−24081(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 19/08 A62D 3/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C07B 61/00 B01D 53/34 134E (72) Inventor Satoshi Matsuo 1 Takadō, Iwazuka-cho, Nakamura-ku, Aichi Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Nagoya Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Yuji Okada 3-chome, Asahi-cho, Nishibiwajima-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling & Heat Business Division (56) Reference JP-A-11-156144 (JP, A ) JP-A-7-24081 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B01J 19/08 A62D 3/00
Claims (3)
と、該反応管において分解された分解物を中和するアル
カリ溶液が収容された排ガス処理タンクと、開口した下
端部を前記アルカリ液に浸漬した状態で配設され、前記
分解物を前記反応管からアルカリ液中に吹き込む吹込管
とを備えた有機ハロゲン化合物の分解装置において、 前記反応管の周囲に冷却室を形成し、該冷却室内に空気
を流通させて露点温度以上の温度に冷却するように構成
したことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。1. A reaction tube for decomposing an organic halogen compound, an exhaust gas treatment tank containing an alkaline solution for neutralizing decomposition products decomposed in the reaction tube, and an open lower end portion thereof are immersed in the alkaline solution. In the apparatus for decomposing an organohalogen compound, which is provided in a state of being equipped with a blow-in tube for blowing the decomposed product into the alkaline liquid from the reaction tube, a cooling chamber is formed around the reaction tube, and air is provided in the cooling chamber. An apparatus for decomposing an organohalogen compound, characterized in that it is circulated and cooled to a temperature above the dew point temperature.
0℃であることを特徴とする請求項1に記載の有機ハロ
ゲン化合物の分解装置。2. The cooling temperature of the reaction tube is 200 ° C. to 30 ° C.
It is 0 degreeC, The decomposition | disassembly apparatus of the organohalogen compound of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
を特徴とする請求項1または2に記載の有機ハロゲン化
合物の分解装置。3. The apparatus for decomposing an organohalogen compound according to claim 1, wherein the cooling chamber is dividable.
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