JP3470799B2 - 有機ハロゲン化合物の分解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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、反応管の素材が耐久性向上の重要な課題となり、例
えば一般的には耐食性の高い材料と言われているＳＵＳ
３１６Ｌを用いても１００時間の運転で数ｍｍもの腐食
量となる（図７参照）ため、頻繁な点検や部品交換が必
要となることは避けられず、実用には適さないという問
題がある。 【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、耐食性に優れた反応管とすることで耐久性を向上さ
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。 【０００８】 【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
ン化合物をプラズマ中で水蒸気と共に反応させて分解す
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、前記反応管をニッケル（Ｎｉ）もしくはニッケル
含有量が５０重量％以上であるニッケル合金を用いて製
造したことを特徴とするものである。 【０００９】このような有機ハロゲン化合物の分解装置
によれば、ニッケルもしくはニッケル含有量が５０重量
％以上のニッケル合金製の反応管としたので、フッ化水
素および塩化水素のような酸性ガスに対する耐食性が著
しく向上し、部品交換なしでの運転時間（耐久性）を大
幅に延長することができる。 【００１０】 【００１１】 【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。 【００１２】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。 【００１３】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。 【００１４】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。 【００１５】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。 【００１６】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。 【００１７】他方、外管１２の先端部は、外側導体８の
端板８Ａを貫通してニッケル製又はニッケル合金製の反
応管１５に連通し、また、外管１２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。 【００１８】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。 【００１９】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。 【００２０】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。 【００２１】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。 【００２２】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。 【００２３】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。 【００２４】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。 【００２５】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。 【００２６】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。 【００２７】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。 【００２８】（式１） ＣＣｌ２Ｆ２＋２Ｈ２Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ２ （式２） ２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)２→ＣａＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ ２ＨＦ ＋Ｃａ(ＯＨ)２→ＣａＦ２ ＋２Ｈ２Ｏ 【００２９】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。 【００３０】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。 【００３１】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。 【００３２】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。 【００３３】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。 【００３４】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。 【００３５】さて、上述した本発明における反応管１５
については、ニッケル製あるいはニッケル合金製とする
が、以下これを選択した理由を図５ないし図７に基づい
て詳細に説明する。図５は、一般に耐食性に優れた材料
といわれているステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ
３１０Ｓ）と、本発明で採用したニッケル合金例（Ｎｉ
合金１，Ｎｉ合金２）との化学成分を比較して示したも
のである。一方のステンレス鋼は、Ｆｅの含有量が重量
％で過半数を超え、Ｎｉの含有量は１２〜２０重量％程
度となっている。これに対し、例示したＮｉ合金におい
てはいずれもＮｉ含有量が５０重量％を超えており、二
番目に含有量が多い成分はＦｅではなくＣｒとなってい
る。なお、本発明における反応管１５に採用可能なニッ
ケル合金は、図５に示した化学成分のものに限定されな
いのはもちろんである。 【００３６】図６は、図５に示した４種類の金属材料に
ついて、浸漬試験の結果を示したものである。この浸漬
試験は、試験片を４５％濃度のフッ化水素（ＨＦ）水溶
液及び２０％濃度の塩化水素（ＨＣｌ）水溶液にそれぞ
れ６１時間浸漬して、その重量減少率（％）を測定した
ものである。この結果を見ると、フッ化水素及び塩化水
素の両方で、ニッケル合金の重量減少率が桁違いに低い
ことが分かる。すなわち、フッ化水素及び塩化水素に対
するニッケル合金の耐食性は、ステンレス鋼と比較して
非常に優れていることが分かる。 【００３７】また、図７は、上述した４種類の金属材料
からＮｉ合金１を除いた３種類について実際に反応管１
５を製作し、実際の運転環境（高温及び酸性ガス）にお
ける反応管腐食試験を実施した結果を示したものであ
る。この反応管腐食試験では時間と共に増加する減肉量
が示されており、この試験結果においても、浸漬試験と
同様にＮｉ合金１の耐食性がＳＵＳ３１６ＬやＳＵＳ３
１０Ｓと比較して極めて高いことが分かる。すなわち、
ニッケル及びニッケル合金は、Ｆｅの含有量が少ないた
め腐食により生じる酸化被膜が薄く、したがって熱影響
を受けても線膨張の差が小さくてすみ、いったん酸化膜
が形成されると剥離しにくい強固なものになると推測す
ることができる。そして、このような酸化被膜が保護膜
として残るため、表面が強化されて以後の酸化を抑制す
る機能を発揮し、結果として耐食性が向上しているもの
と考えられる。 【００３８】このような試験結果から、本発明では反応
管１５の素材としてニッケルあるいはニッケル合金を採
用した。そして、ニッケル合金におけるニッケル含有量
は、上述した試験結果から５０重量％以上とするのがよ
り好ましいのであるが、ニッケル含有量が３０重量％以
上のニッケル合金、例えば下記に示すように市販されて
いるため入手が容易なニッケル合金による試験でも、Ｆ
ｅの含有量が５０重量％以下とステンレス鋼に比べてか
なり少ないため、耐食材といわれるステンレス鋼よりは
反応管１５に適した良好な耐食性が得られた。 ＜市販ニッケル合金の化学成分例（重量％）＞Ｎｉ；３
２．０〜３８．００，Ｃｒ；１９．００〜２１．００，
Ｃｕ；３．００〜４．００，Ｍｏ；２．００〜３．０
０、Ｍｎ；２．００以下，その他少量のＳｉ，Ｐ，Ｓ等
を含有し、残部（３０〜４５重量％程度）がＦｅである
ニッケル合金。 【００３９】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。 【００４０】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。 【００４１】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。 【００４２】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。 【００４３】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。 【００４４】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。 【００４５】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。 【００４６】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。 【００４７】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。 【００４８】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。 【００４９】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。 【００５０】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。 【００５１】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。 【００５２】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。 【００５３】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。 【００５４】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。 【００５５】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。 【００５６】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。 【００５７】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、ニッケル製あるいはニッケル合
金製の反応管１５を採用しているので、従来より大幅に
耐食性が向上して耐久時を桁違いに延長することができ
る。 【００５８】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。 【００５９】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。 【００６０】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。 【００６１】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。 【００６２】（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。 【００６３】（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。 【００６４】（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。 【００６５】 【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ニッケル製あるいはニッケル合
金製としたことにより、耐食性が格段に向上して耐久時
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数千時
間という実用レベルまで長くできるといった顕著な効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】 【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。 【図２】 同分解装置の要部拡大図である。 【図３】 同分解装置の全体構成を示す斜視図である。 【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。 【図５】 ステンレス鋼及びニッケル合金の金属材料化
学成分例を示す図である。 【図６】 図５に示した金属材料を用いて浸漬試験を実
施した結果を示す図である。 【図７】 ニッケル合金（Ｎｉ合金２）及びステンレス
鋼により製作した反応管腐食試験の結果を示す図であ
る。 【符号の説明】 １５ 反応管 ４１ 排ガス処理タンク ４５ 吹込管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０７Ｃ 19/10 Ｃ２２Ｃ 19/05 Ｇ Ｃ２２Ｃ 19/05 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７−24081（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−94033（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−156144（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 19/08 C07B 35/06 C07B 37/06 C07C 19/10 C22C 19/05 A62D 3/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 有機ハロゲン化合物をプラズマ中で水蒸
   気と反応させて分解する反応管と、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、 前記反応管をニッケル（Ｎｉ）もしくはニッケル含有量
   が５０重量％以上であるニッケル合金を用いて製造した
   ことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。