JP3477439B2 - 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、プラズマを利用し
た有機ハロゲン化合物の分解装置に係わり、特に、マイ
クロ波を利用してプラズマを発生させるようにした有機
ハロゲン化合物の分解処理方法および分解装置に関する
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）やトリクロ
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、主として高温での分解反応
を利用したものであり、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】近年、後者のプラズマ法に係る有機ハロゲ
ン化合物の分解装置については、マイクロ波を利用して
プラズマを発生させるものが開発されている。この分解
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プラズマ放電管と、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構成されている。

【０００５】この分解装置では、プラズマ放電管にフロ
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。分解反応により
生成された生成ガスはアルカリ液中を通って中和され、
二酸化炭素を含む残りのガスは排気ダクトから排出され
る。

【０００６】生成ガスが中和されると塩化カルシウムや
フッ化カルシウム等の中和生成物が生成され、これらは
中和反応後のアルカリ液中にスラリとして存在するよう
になるが、アルカリ液は排ガス処理タンクに戻されて再
利用されるので、この分離装置では、排ガス処理タンク
に固液分離器が付設され、液中に存在する中和生成物と
アルカリ液とが分離されるようになっている。アルカリ
液と分離された中和生成物は破棄物として処分される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の分解装置におい
ては、反応管内でのフロンガスの分解反応が十分に進ま
ない場合に一酸化炭素が生成されることがわかってい
る。上記の分解装置では、系内に残る水分を除去して着
火の安定性を高めること、また、系内に残るガスを排出
することを目的として、フロンガスとともに反応管に酸
素を供給しており、この酸素を反応管に導き一酸化炭素
と反応させて（一酸化炭素を燃焼させて）二酸化炭素を
生成して一酸化炭素の低減を図っているが、従来の構造
では一酸化炭素と酸素との反応が十分に進まず、十分な
一酸化炭素の低減効果を上げるには至っていないのが現
状である。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、有機ハロゲン化合物の分
解処理の過程で生成される一酸化炭素の低減を図ること
にある。

【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する。

【００１０】 すなわち、請求項１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含むガスに
マイクロ波によりエネルギーを投入することによって熱
プラズマを生成し、該熱プラズマ中で水蒸気と反応させ
て有機ハロゲン化合物を分解し、該有機ハロゲン化合物
と水蒸気との分解反応により生成された生成ガスをアル
カリ液と中和反応させる有機ハロゲン化合物の分解装置
であって、前記有機ハロゲン化合物と水蒸気との分解反
応が行われる反応管内に酸素を供給する酸素供給手段を
備え、該酸素供給手段による前記反応管への酸素供給位
置が、プラズマ放電管の終端に近接して設けられること
を特徴とする。

【００１１】 請求項２記載の有機ハロゲン化合物の分
解装置は、請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解装
置において、前記反応管が略円筒形をなし、該反応管内
に空気を供給する空気配管が、反応管に対し接線方向に
接続されていることを特徴とする。

【００１２】 請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分
解装置は、請求項１または２記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置において、前記プラズマ放電管と前記酸素供
給手段との間に、該酸素供給手段から供給される酸素の
流れを遮る遮蔽部が設けられることを特徴とする。

【００１３】 請求項４記載の有機ハロゲン化合物の分
解装置は、請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解装
置において、前記遮蔽部が、前記プラズマ放電管の終端
を取り囲む筒状に形成されていることを特徴とする。

【００１４】６０００℃もの高温に達するプラズマ放電
管に向けて直接酸素を供給すると、窒素酸化物の生成を
促すことになってしまう。そこで本発明においては、プ
ラズマ放電管の終端に近接した位置に酸素を供給するこ
とにより、窒素酸化物の生成を抑えつつ、有機ハロゲン
化合物の分解処理の過程で生成される一酸化炭素と酸素
とを反応（燃焼）させ、二酸化炭素を生成する。これに
より一酸化炭素の生成量を低減し大気中に放出される排
ガスの無害化を図る。

【００１５】さらに、略円筒形をなす反応管内に空気を
供給する空気配管を、反応管に対し接線方向に接続する
ことにより、反応管内に供給された空気が渦をまいて流
れるようになり（スワール流）、一酸化炭素との反応が
促進される。

【００１６】プラズマ放電管に酸素が直接当たってしま
うと、プラズマ放電管が冷却されて内部に結露が生じ、
これに有機ハロゲン化合物が吸収されてフッ酸の凝縮液
が生成される可能性がある。この凝縮液がプラズマ放電
管に付着すると、放電管自体を短期間のうちに腐蝕させ
てしまう恐れがある。この現象はプラズマ放電管の材料
に石英を用いた場合に顕著である。

【００１７】そこで本発明においては、プラズマ放電管
と酸素供給手段との間に遮蔽部を設け、酸素供給手段か
らプラズマ放電管に向けて供給される酸素の流れを遮る
ことにより、酸素によってプラズマ放電管が冷却される
ことを防止する。これにより、結露が発生せずフッ酸の
凝縮液が生成されることもない。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る有機ハロゲン化合物
分解処理方法および分解装置の第１の実施形態につい
て、図１から図４を参照して説明する。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。

【００１９】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
プラズマ放電管５に電波を収束させるチューナ６が設け
られている。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】さて、図２に示すように、プラズマ放電管
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プラズマ放電管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、プラズ
マ放電管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。

【００２４】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。他方、外管１２の先端部は、外側導体８の
端板８Ａを貫通して銅製の反応管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。

【００２５】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を介してプラズマ放電管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。

【００２６】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。アルゴンボンベ２１と電磁弁１９
ａ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。

【００２７】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。

【００２８】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。また、貯
水タンク２６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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】しかるに、ヒータ１８を通過したフロンガ
ス等と水蒸気は、ミキサー３７内で混合された後、ガス
供給管１６を通ってプラズマ放電管５へと供給されるよ
うになっている。

【００３４】反応管１５は断面円筒形をなし、基端（上
端）をプラズマ放電管５の終端と連結されている。反応
管１５の内部はプラズマ放電管５の環状通路と連通し、
該環状通路を通じてアルゴンガス、フロンガス、および
水蒸気が流入するようになっている。

【００３５】反応管１５には、内部に向けてエアを供給
する酸素供給手段として、エアコンプレッサ４６が接続
され、エアを供給する配管系には電磁弁１９ｄが設けら
れている。反応管１５へのエアの供給位置は、図２に示
すようにプラズマ放電管５の終端に近接して設けられて
いる。

【００３６】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
能に接続されており、また、吹込管４５はＳＵＳ材によ
り構成されており、図１に示すように排ガス処理タンク
４１内に収容されて途中で折曲されている。

【００３７】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。

【００３８】（式１） ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂ （式２） ２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ ２ＨＦ ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＦ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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４参
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。

【００４４】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、中和反応後のアル
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。

【００４５】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を沈降（中継槽）槽６２に送るこ
とができるようになっている。沈降槽６２の内部には攪
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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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内でスラリが沈澱する。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】次に、図４に示されたフロン分解の工程に
ついて、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
てプラズマ放電管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。

【００５４】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、アルゴンガスをプラズマ放電
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。

【００５５】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プラ
ズマ放電管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。

【００５６】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。

【００５７】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プラズマ放電管５に導入
されたガスはプラズマ状態に加熱される。

【００５８】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、プラズマ放電管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２６から水を吸引し、これをヒータ１８に通して生
成した水蒸気をプラズマ放電管５に供給する。

【００５９】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
なるためである。したがって、上記のように水蒸気をプ
ラズマ放電管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。

【００６０】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、ミキサー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。

【００６１】次いで、電磁弁１９ｂを開にして、フロン
ガスをプラズマ放電管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３２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る。

【００６２】このようにしてプラズマ放電管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、プラズマ
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、プラズマ放電管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。

【００６３】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。

【００６４】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分解さ
れるが、反応管１５内でのフロンガスの分解反応が十分
に進まない場合にはＣＯ（一酸化炭素）ガスが生成され
る。

【００６５】そこで、電磁弁１９ｄを開としてエアコン
プレッサ４６から反応管１５内にエアを供給すると、エ
アは空気配管４８を通じて反応管１５内に流入し、ＣＯ
ガスと反応（燃焼）してＣＯ₂ガスを生成する。ときに
６０００℃もの高温に達するプラズマ放電管５に向けて
直接酸素を供給すれば、窒素酸化物の生成を促すことに
もなりかねないが、空気配管４８はプラズマ放電管５の
終端に向けて空気を吹き出すように設けられているた
め、窒素酸化物の生成を抑えつつ、ＣＯ₂ガスが生成さ
れる。これにより、一酸化炭素の生成量を低減し大気中
に放出される排ガスの無害化が図れる。

【００６６】分解反応による生成ガスは、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。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、中
和反応後の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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】沈降槽６２に移した処理液を攪拌器６２ａ
で攪拌しつつ凝集剤を均一に添加し、攪拌器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。

【００７０】次に、本発明に係る有機ハロゲン化合物分
解処理方法および分解装置の第２の実施形態について、
図５、図６を参照して説明する。なお、上記第１の実施
形態において説明した構成要素には同一符号を付して説
明は省略する。図５に示すように、プラズマ放電管５に
連結される反応管１５の基端は、他の部位よりも小径に
形成されており、反応管１５を側方視すると２段の段付
き形状をなしている。そして、反応管１５内に空気を供
給する空気配管４８は、小径に形成された反応管１５の
縮径部１５Ａに対し図６に示すように接線方向に接続さ
れている。

【００７１】反応管１５が上記のように構成されること
で、空気配管４８を通じて反応管１５内に流入するエア
は、渦をまくような流れをなす（これをスワール流とい
う）。これにより、ＣＯガスとエアとの混合が促進され
る。

【００７２】次に、本発明に係る有機ハロゲン化合物分
解処理方法および分解装置の第３の実施形態について、
図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態にお
いて説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略
する。図７に示すように、反応管１５内部には、プラズ
マ放電管５の終端を取り囲むようにして筒状の壁体（遮
蔽部）７０が設けられている。壁体７０の下端はプラズ
マ放電管５の終端と同位であり、空気配管４８の配設方
向から見るとプラズマ放電管５は壁体７０によって隔て
られている。

【００７３】壁体７０を設けることで、空気配管４８か
らプラズマ放電管５に向けて吹き出すエアの流れが遮ら
れるので、エアによりプラズマ放電管５が冷却されるこ
とがなく、結露の発生が防止される。したがって、フッ
酸の凝縮液が生成されることもないので、これを原因と
するプラズマ放電管５の腐蝕を防止して耐久性を向上さ
せることができる。

【００７４】さらに、壁体７０を筒状としプラズマ放電
管５の周囲を取り囲むようにすることで、エアの回り込
みを防止して結露の発生を防止することができる。

【００７５】なお、本実施形態においては壁体７０をプ
ラズマ放電管５を取り囲む筒状に形成したが、遮蔽部を
なす壁体は、空気配管４８の吹出位置とプラズマ放電管
５との間にあって空気配管４８から吹き出すエアがプラ
ズマ放電管５に直接当たらないようにエアの流れを遮る
役割を果たしていれば、必ずしも筒状である必要はな
い。また、エアの凝縮を防止するため、空気配管４８の
上流に、エアを除湿するための設備を設けてもよい。こ
の技術は本実施形態のみならず、第１、第２の実施形態
に適用しても有効である。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下の効果を奏することができる。 (ａ)プラズマ放電管の終端に近接した位置に酸素を供給
することにより、窒素酸化物の生成を抑えつつ、有機ハ
ロゲン化合物の分解処理の過程で生成される一酸化炭素
と酸素とを反応（燃焼）させ、二酸化炭素を生成する。
これにより、一酸化炭素の生成量を低減し大気中に放出
される排ガスの無害化を図ることができる。

【００７７】(ｂ)略円筒形をなす反応管内に空気を供給
する空気配管を、反応管に対し接線方向に接続すること
により、反応管内に供給された空気が渦をまいて流れる
ようになって一酸化炭素との反応がより一層促進される
ので、一酸化炭素の生成量を低減することができる。

【００７８】(ｃ)プラズマ放電管と酸素供給手段との間
に遮蔽部を設け、酸素供給手段からプラズマ放電管に向
けて供給される酸素の流れを遮ることにより、酸素によ
りプラズマ放電管が冷却されることを防止する。これに
より、結露が発生せずフッ酸の凝縮液が生成されること
もないので、プラズマ放電管の腐蝕を防止して耐久性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る分解装置の第１の実施形態を示
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とを経時的に示す比
較図である。

【図５】 本発明に係る分解装置の第２の実施形態を示
す図であって、プラズマ放電管とこれに連通する反応管
の要部拡大図である。

【図６】 図５におけるVI-VI線矢視断面図である。

【図７】 本発明に係る分解装置の第３の実施形態を示
す図であって、プラズマ放電管とこれに連通する反応管
の要部拡大図である。

【符号の説明】

１ 方形導波管 ２ マイクロ波発信器 ５ プラズマ放電管 ７ 円筒導波管 １５ 反応管 ４１ 排ガス処理タンク（中和処理槽） ４６ エアコンプレッサ ４８ 空気配管 ７０ 壁体（遮蔽部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０７Ｂ 61/00 Ｈ０５Ｈ 1/24 // Ｈ０５Ｈ 1/24 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４Ｅ (72)発明者 別所 正博 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 (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

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイク
   ロ波によりエネルギーを投入することによって熱プラズ
   マを生成し、該熱プラズマ中で水蒸気と反応させて有機
   ハロゲン化合物を分解し、該有機ハロゲン化合物と水蒸
   気との分解反応により生成された生成ガスをアルカリ液
   と中和反応させる有機ハロゲン化合物の分解装置であっ
   て、 前記有機ハロゲン化合物と水蒸気との分解反応が行われ
   る反応管内に酸素を供給する酸素供給手段を備え、該酸
   素供給手段による前記反応管への酸素供給位置が、プラ
   ズマ放電管の終端に近接して設けられることを特徴とす
   る有機ハロゲン化合物の分解装置。
2. 【請求項２】 前記反応管が略円筒形をなし、該反応管
   内に空気を供給する空気配管が、反応管に対し接線方向
   に接続されていることを特徴とする請求項１記載の有機
   ハロゲン化合物の分解装置。
3. 【請求項３】 前記プラズマ放電管と前記酸素供給手段
   との間に、該酸素供給手段から供給される酸素の流れを
   遮る遮蔽部が設けられることを特徴とする請求項１また
   は２記載の有機ハロゲン化合物の分解装置。
4. 【請求項４】 前記遮蔽部が、前記プラズマ放電管の終
   端を取り囲む筒状に形成されていることを特徴とする請
   求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解装置。