JP3571800B2 - 有機ハロゲン化合物の処理設備における排ガスの冷却装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、有機ハロゲン化合物の分解処理に関し、特に、高周波誘導熱プラズマを用いて、高温加水分解により有機ハロゲン化合物の分解処理を行ない、発生した有害成分を含む排ガスを処理する排ガスの冷却処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロンガスなどの有機ハロゲン化合物は、大気中に放出されるとオゾン層を破壊するなど環境に対して悪影響を与えるので、有機ハロゲン化合物を分解処理する技術として、高周波誘導熱プラズマを用いた高温加水分解法がある。
【０００３】
従来、有機ハロゲン化合物を高温加水分解処理する設備として、例えば、特開平７ー２４０８１号公報には、図２に示すような高周波誘導熱プラズマ装置を用いた有機ハロゲン化合物分解処理設備が開示されている。
【０００４】
前記分解処理設備は、ダウンカマー式分解処理排ガス冷却装置であり、その主要構成は、プラズマを発生させる高周波誘導熱プラズマ装置１、プラズマによる高温雰囲気で有機ハロゲン化合物を分解させるプラズマ反応炉２、プラズマ反応炉２の下部に接続された耐熱性及び耐腐食性に優れた材料で構成され、その下部にバッフルプレート１３を有するダウンカマーチューブ１２、排ガス処理液４が貯留される冷却缶３、冷却缶３からの排ガスを処理する排ガス処理装置７、冷却缶３と排ガス処理装置７へ排ガス処理液４を循環させる排ガス処理液循環ポンプ８、プラズマ反応炉内圧力を所定圧力、例えば２００〜４００ｔｏｒｒに保つ真空ポンプ１０を具備している。
【０００５】
高周波誘導熱プラズマ装置１及びプラズマ反応炉２によって、フロン（ＣＦＣー１２）を高温加水分解した場合、
ＣＣｌ２Ｆ２＋２Ｈ２Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ２・・・・・（１）
の分解反応が起こり、発生した排ガス中には、１０００°Ｃ以上の高温で、強酸性の有害ガスであるＨＣｌ及びＨＦが含まれる。これらの有害ガスを含む排ガスは、真空ポンプ１０によりダウンカマーチューブ１２に導かれ、ダウンカマーチューブ１２の下部に位置するバッフルプレート１３から冷却缶３に貯留されている排ガス処理液４に接し、排ガス中のＨＣｌ及びＨＦの酸性ガス成分は排ガス処理液４中にバブリングによる細かい泡として放出され、排ガスは排ガス処理液４に接するので、排ガス中の酸性ガス成分は、酸とアルカリの中和反応により排ガス処理液４に吸収されて無害化され、且つ高温状態から断熱冷却により熱を急激に奪われて６０〜７０°Ｃまで冷却される。冷却缶３を出た排ガスは、耐腐食性に優れた材質で構成された排ガスダクト１１を経て、排ガス処理装置７に導かれ、完全に無害化されて真空ポンプ１０により大気に放散される。また、排ガス処理液４は、排ガス処理液循環ポンプ８により排ガス処理液冷却器１４を経て排ガス処理装置７、冷却缶３へ循環させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の有機ハロゲン化合物の分解処理は、排ガスと冷却缶内アルカリ溶液とが十分に接触するので、酸性ガス成分のアルカリ吸収無害化能力及び断熱冷却による排ガスの急速冷却能力を有している点では優れている。
【０００７】
しかしながら、高周波誘導熱プラズマ装置を用いた有機ハロゲン化合物の分解処理設備は、排ガスがダウンカマーチューブ及びバッフルプレートから排ガス処理液を突き破りながら冷却缶内に出てくる際に安定的な連続バブリングが行なわれないため、プラズマ反応炉及びダウンカマーチューブ内の排ガスの流れに脈動が生じ、また、冷却缶内の排ガス処理液の液面変動を生じさせるので、その上部に位置する高周波誘導熱プラズマ装置のプラズマトーチ部に圧力変動が生じ、その結果、プラズマの安定性を損ない、有機ハロゲン化合物破壊処理効率の悪化を招き、また、プラズマを失火させ分解処理設備の緊急停止につながることがある。
【０００８】
また、同設備のダウンカマー式分解処理排ガス冷却装置は、排ガスを冷却缶内に貯留されている排ガス処理液中に放出させ、バブリングにより細かい泡にするため、処理過程での圧力損失が大きく、後流部に位置する真空ポンプに過大な能力を持たせなければならないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、高周波誘導熱プラズマ装置のプラズマトーチ部及びプラズマ反応炉内の圧力変動を極力小さくして、所定圧力に一定に保ち、プラズマの運転を安定させ、且つ真空ポンプの能力を小さくすることにより運転費を軽減させる排ガスの冷却処理装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高周波誘導熱プラズマ装置を用いた有機ハロゲン化合物の高温加水分解により発生した排ガスの冷却処理装置において、プラズマを発生させる高周波誘導熱プラズマ装置と、前記プラズマによる高温雰囲気で有機ハロゲン化合物を分解させるプラズマ反応炉と、その下部に接続されたプラズマ反応炉からの排ガスを冷却する排ガス処理液を噴霧する高温ガス用噴霧式冷却器と、その下部に接続された低温ガス用噴霧式冷却器と、その下部に前記排ガスを冷却する排ガス処理液が貯留され上部に空洞部を有する冷却缶とを設け、前記高温ガス用噴霧式冷却器は内管を浸透性カーボンの材質とし外管を不浸透性カーボンの材質としてなる二重管構造とし、前記低温ガス用噴霧式冷却器は不浸透性カーボンの材質からなる管材とすると共に、前記冷却缶における空洞部の口径を前記高温ガス用噴霧式冷却器及び低温ガス用噴霧式冷却器の口径より大なるように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
本発明は、高周波誘導熱プラズマ装置を用いた有機ハロゲン化合物の分解処理設備において、噴霧式冷却管を採用することによって、排ガスを直接冷却でき、圧力変動が小さいので、高周波誘導熱プラズマ装置のプラズマトーチ部及びプラズマ反応炉内部圧力を所定の圧力に一定に保つことができる。
【００１３】
【実施例】
本発明の１実施例を図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、出力１００ＫＷ高周波誘導熱プラズマを用いてフロンを５０〜８０ｋｇ／ｈの処理能力で分解処理した場合のものである。
【００１５】
本発明による有機ハロゲン化合物の分解処理設備は、有機ハロゲン化合物を分解処理するためのプラズマを発生させる高周波誘導熱プラズマ装置１、プラズマで１４００〜２０００°Ｃの高温雰囲気で有機ハロゲン化合物を分解させるため耐熱及び耐腐食性に優れた高アルミナ系耐火物で構成されているプラズマ反応炉２、その下部に接続され冷却缶３からの排ガス処理液４が噴霧される高温ガス用冷却器５、低温ガス用冷却器６、排ガス処理液４が貯留される冷却缶３、冷却缶３からの排ガスを無害化する排ガス処理装置７、排ガス処理液循環ポンプ８、排ガス処理液冷却器９、プラズマ反応炉内の圧力を２００〜４００ｔｏｒｒに保つ真空ポンプ１０により構成されている。
【００１６】
高周波誘導熱プラズマ装置１及びプラズマ反応炉２で有機ハロゲン化合物の高温加水分解により発生する排ガスは、前述のとおりＨＣｌあるいはＨＦのような高温で強酸性のガスを含有するものであり、真空ポンプ１０により高温ガス用冷却器５に導かれる。
【００１７】
高温ガス用冷却器５は、例えば、内径２２０ｍｍ、高さ５５０ｍｍで二重管構造となっており、内管の材質は浸透性カーボン、外管の材質は不浸透性カーボンで、両者は共に耐熱及び耐腐食性に優れている。高温ガス用冷却器５の二重管部には、冷却缶３から排ガス処理液４がポンプ９により３６００ｋｇ／ｈで排ガス処理液冷却器９を経て供給され、且つ循環しており、高温ガス用冷却器５内管を冷却するとともに内管に設置されたカーボン製のスプレーノズルより排ガス処理液を小さな粒子として破壊処理排ガス中に噴霧し、主に排ガスの冷却を行なう。高温ガス用冷却器５により冷却された排ガスは、次に低温ガス用冷却器６に導かれる。低温ガス冷却器６は、例えば、内径２２０ｍｍ、高さ７９０ｍｍの不浸透カーボン製の円筒にスプレーノズルが設置されたものであり、高温ガス用冷却器５により冷却された排ガス中に排ガス処理液４を５０００Ｋｇ／ｈで噴霧し、排ガスと排ガス処理液とを十分に混合して冷却すると共に酸成分を吸収する。
【００１８】
低温ガス用冷却器６により冷却され、その酸成分を排ガス処理液に吸収された排ガスと排ガス処理液の混合物は次の冷却缶３に導かれる。冷却缶３は、例えば、内径１２００ｍｍ、高さ１６００ｍｍの炭素鋼製円筒容器で、その内部に耐腐食性に優れたゴムライニングを施している。排ガスと排ガス処理液の混合物は、冷却缶３で排ガスと排ガス処理液に分離される。
【００１９】
冷却缶３内の排ガスと排ガス処理液との混合物より分離された排ガスは、耐腐食性に優れた材質で構成された排ガスダクト１１を経て、排ガス処理装置７に導かれ、完全に無害化されて真空ポンプにより大気に放散される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の効果は、次のとおりである。
【００２１】
（１） 本発明は、有機ハロゲン化合物の分解処理設備において、高温で、且つ強酸性の分解処理排ガスの冷却及びその酸成分の吸収可能な高周波誘導熱プラズマ装置のプラズマトーチ部及びプラズマ反応炉内部の圧力変動を軽減させ、一定圧力を保つことでプラズマの安定性及び対象物の分解処理効率を向上させることができる。また、排ガスの冷却及び酸成分の吸収における圧力損失が従来法に比べて小さいため、真空ポンプの運転費も低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による破壊処理排ガス処理装置の説明図。
【図２】従来の破壊処理排ガス処理装置の説明図。
【符号の説明】
１ 高周波誘導熱プラズマ装置、 ２ プラズマ反応炉、 ３ 冷却缶、 ４排ガス処理液、 ５ 高温ガス用冷却器、 ６ 低温ガス用冷却器、７ 排ガス処理装置、 ８ 排ガス処理液循環ポンプ、 ９ 排ガス処理液冷却器、 １０ 真空ポンプ、 １１ 排ガスダクト、 １２ ダウンカマーチューブ、 １３ バッフルプレート
Claims (1)
- 高周波誘導熱プラズマ装置を用いた有機ハロゲン化合物の高温加水分解により発生した排ガスの冷却処理装置において、プラズマを発生させる高周波誘導熱プラズマ装置と、前記プラズマによる高温雰囲気で有機ハロゲン化合物を分解させるプラズマ反応炉と、その下部に接続されたプラズマ反応炉からの排ガスを冷却する排ガス処理液を噴霧する高温ガス用噴霧式冷却器と、その下部に接続された低温ガス用噴霧式冷却器と、その下部に前記排ガスを冷却する排ガス処理液が貯留され上部に空洞部を有する冷却缶とを設け、前記高温ガス用噴霧式冷却器は内管を浸透性カーボンの材質とし外管を不浸透性カーボンの材質としてなる二重管構造とし、前記低温ガス用噴霧式冷却器は不浸透性カーボンの材質からなる管材とすると共に、前記冷却缶における空洞部の口径を前記高温ガス用噴霧式冷却器及び低温ガス用噴霧式冷却器の口径より大なるように構成したことを特徴とする排ガスの冷却処理装置。
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