JP3576510B2 - ハロゲン化有機化合物分解処理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスやコンデンサ等の電気機器類の絶縁油に使用されているＰＣＢ含有油等のようなハロゲン化有機化合物を分解処理するハロゲン化有機化合物分解処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、ハロゲン化有機化合物であるＰＣＢ（Ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｂｉｐｈｅｎｙｌ， ポリ塩化ビフェニル：ビフェニルの塩素化異性体の総称）が強い毒性を有することから、その製造および輸入が禁止されている。このＰＣＢは、１９５４年頃から国内で製造開始されたものの、カネミ油症事件をきっかけに生体・環境への悪影響が明らかになり、１９７２年に行政指導により製造中止、回収の指示（保管の義務）が出された経緯がある。
【０００３】
ＰＣＢは、ビフェニル骨格に塩素が１〜１０個置換したものであり、置換塩素の数や位置によって理論的に２０９種類の異性体が存在し、現在、市販のＰＣＢ製品において約１００種類以上の異性体が確認されている。また、この異性体間の物理・化学的性質や生体内安定性および環境動体が多様であるため、ＰＣＢの化学分析や環境汚染の様式を複雑にしているのが現状である。さらに、ＰＣＢは、残留性有機汚染物質のひとつであって、環境中で分解されにくく、脂溶性で生物濃縮率が高く、さらに半揮発性で大気経由の移動が可能であるという性質を持つ。また、水や生物など環境中に広く残留することが報告されている。この結果、ＰＣＢは体内で極めて安定であるので、体内に蓄積され慢性中毒（皮膚障害、肝臓障害等）を引き起し、また発癌性、生殖・発生毒性が認められている。
【０００４】
ＰＣＢは、従来からトランスやコンデンサなどの絶縁油として広く使用されてきた経緯があるので、ＰＣＢを処理する必要があり、本出願人は先に、ＰＣＢを無害化処理する水熱酸化分解装置を提案した（特開平１１−２５３７９５号公報、特開平１１−２５３７９６号公報、特開２０００−１２６５８８号公報他参照）。この水熱酸化分解装置の概要の一例を図１０に示すが、これに限定されるものではない。
【０００５】
図１０に示すように、水熱酸化分解装置１２０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の一次反応器１２２と、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、水（Ｈ２Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各液１２３ａ〜１２３ｄを前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄと、一次反応器１２２に供給する前記水を予熱する熱交換器１２５と、一次反応器１２２に連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器１２６と、二次反応器１２６からの処理液を冷却する冷却器１２７と、冷却器１２７からの処理液を減圧する減圧弁１２８と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離器１２９とを備えてなるものである。さらに、気液分離器１２９の気体送出側には、活性炭槽１３０が配置されており、排ガス（ＣＯ２ ）１３１が煙突１３２から外部へ排出され、液体送出側には、放出タンク１３４が配置されており、排水（Ｈ２ Ｏ，ＮａＣｌ）１３３が溜められ、必要に応じて別途排水処理される。
【０００６】
なお、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、Ｈ２ＯおよびＮａＯＨの各液１２３ａ〜１２３ｄは各タンク１３５ａ〜１３５ｄから配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ導入される。また、酸素（Ｏ２ ）等の酸化剤は高圧酸素供給設備１３８により供給され、供給配管１３９は、一次反応器１２２に対して直結されている。ここで、油（又は有機溶剤）を入れるのは、特に高濃度のＰＣＢの分解反応促進のためと、分解装置１２０の起動時において反応温度を最適温度まで昇温させるためである。
【０００７】
上記装置１２０において、各加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄは、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、ＮａＯＨ、Ｈ２Ｏの各液１２３ａ〜１２３ｄを各タンク１３５ａ〜１３５ｄ内から配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ加圧送給し、一次反応器１２２内を２６ＭＰａ程度まで昇圧する。また、熱交換器１２５は、Ｈ２Ｏを３００℃程度に予熱する。また、一次反応器１２２内には酸素が噴出しており、内部の反応熱により３７０℃〜４００℃まで昇温する。サイクロンセパレータ１２１は、一次反応器１２２内で析出したＮａ２ＣＯ３の結晶粒子の大きなものを分離し、Ｎａ２ＣＯ３の微粒子を二次反応器１２６に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用により、二次反応器１２６の閉塞が防止される。この段階までに、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、ＮａＣｌ、ＣＯ２およびＨ２Ｏに分解されている。つぎに、冷却器１２７では、二次反応器１２６からの流体を１００℃程度に冷却すると共に後段の減圧弁１２８にて大気圧まで減圧する。そして、気液分離器１２９によりＣＯ２および水蒸気と処理液とが分離され、ＣＯ２および水蒸気は、活性炭槽１３０を通過して環境中に排出される。
【０００８】
このような処理装置１２０を用いてＰＣＢ含有油（例えばトランスやコンデンサ等の絶縁油）等を処理することで、ＰＣＢが脱塩素化されビフェニル（（Ｃ６ Ｈ５ ）２ ）等の脱塩素化物とされ、該ビフェニルが酸化剤等の作用によりＣＯ２ 、Ｈ２ Ｏ等へと完全無害化がなされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような処理装置１２０においては、分解処理能力を一定に維持するため、排出された処理液の性状をオンラインで計測して上記反応をフィードバック制御するようにしている。しかしながら、このようにして上記反応を制御するようにすると、一次反応器１２２等内での反応滞留時間が数十分と長いことから、上記反応をリアルタイムに制御することが難しかった。
【００１０】
このようなことから、本発明は、迅速にフィードバック制御することができるハロゲン化有機化合物分解処理システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、加熱および加圧された反応器内において炭酸ナトリウムの存在下、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置を備えたハロゲン化有機化合物分解処理システムにおいて、前記反応器内の液密度および液面高さのうちの少なくとも一方を求め、その結果に基づいて、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第二番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目の発明において、前記水熱酸化分解装置が、サイクロンセパレータを併設した筒形状の一次反応器と、油又は有機溶剤，ハロゲン化有機化合物，水及びアルカリ液を前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプと、前記一次反応器に供給する前記水を予熱する予熱器と、前記一次反応器の前記サイクロンセパレータに連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器と、前記二次反応器からの処理液を冷却する冷却器と、前記冷却器からの処理液を減圧する減圧手段と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
第三番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目または第二番目の発明において、前記反応器内の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて、前記反応器内の液密度および当該反応器内の液面高さのうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された値が所定の値となるように、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する調整手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
第四番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整することを特徴とする。
【００１５】
第五番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整することを特徴とする。
【００１６】
第六番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の温度を高くするように調整することを特徴とする。
【００１７】
第七番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整することを特徴とする。
【００１８】
第八番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整することを特徴とする。
【００１９】
第九番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の温度を高くするように調整することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの実施の形態を図面を用いて以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００２１】
［第一番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第一番目の実施の形態を図１〜４を用いて説明する。図１は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図、図２は、一次反応器内の温度、圧力、液密度の経時変化を表すグラフ、図３は、液密度と温度との関係を表すグラフ、図４は、ＰＣＢ無害化処理システムの概略構成図である。なお、本実施の形態では、ハロゲン化有機化合物としてＰＣＢを例にして説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液密度を求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内へ供給する水酸化ナトリウムの量を制御する制御装置１００を備えたものである。
【００２３】
上記水熱酸化分解装置１２０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の一次反応器１２２と、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、水（Ｈ２Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各液１２３ａ〜１２３ｄを前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄと、一次反応器１２２に供給する前記水を予熱する熱交換器１２５と、一次反応器１２２に連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器１２６と、二次反応器１２６からの処理液を冷却する冷却器１２７と、冷却器１２７からの処理液を減圧する減圧弁１２８と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離器１２９とを備えてなるものである。
【００２４】
さらに、気液分離器１２９の気体送出側には、活性炭槽１３０が配置されており、排ガス（ＣＯ２ ）１３１が煙突１３２から外部へ排出され、液体送出側には、放出タンク１３４が配置されており、排水（Ｈ２ Ｏ，ＮａＣｌ）１３３が溜められ、必要に応じて別途排水処理される。
【００２５】
なお、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、Ｈ２ＯおよびＮａＯＨの各液１２３ａ〜１２３ｄは各タンク１３５ａ〜１３５ｄから配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ導入される。また、酸素（Ｏ２ ）等の酸化剤は高圧酸素供給設備１３８により供給され、供給配管１３９は、一次反応器１２２に対して直結されている。
【００２６】
ここで、油（又は有機溶剤）を入れるのは、特に高濃度のＰＣＢの分解反応促進のためと、分解装置１２０の起動時において反応温度を最適温度まで昇温させるためである。
【００２７】
一方、前記制御装置１００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出する演算器１０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を調整する調整器１０３とを備えている。このような差圧計測センサ１０１、演算器１０２等により、本実施の形態では算出手段を構成している。
【００２８】
このようなＰＣＢ分解処理システムの作用を次に説明する。
各加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄは、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、ＮａＯＨ、Ｈ２Ｏの各液１２３ａ〜１２３ｄを各タンク１３５ａ〜１３５ｄ内から配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ加圧送給し、一次反応器１２２内を２６ＭＰａ程度まで昇圧する。また、熱交換器１２５は、Ｈ２Ｏを３００℃程度に予熱する。また、一次反応器１２２内には酸素が噴出しており、内部の反応熱により３７０℃〜４００℃まで昇温する。
【００２９】
サイクロンセパレータ１２１は、一次反応器１２２内で析出したＮａ２ＣＯ３の結晶粒子の大きなものを分離し、Ｎａ２ＣＯ３の微粒子を二次反応器１２６に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用により、二次反応器１２６の閉塞が防止される。この段階までに、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、ＮａＣｌ、ＣＯ２およびＨ２Ｏに分解されている。
【００３０】
つぎに、冷却器１２７では、二次反応器１２６からの流体を１００℃程度に冷却すると共に後段の減圧弁１２８にて大気圧まで減圧する。そして、気液分離器１２９によりＣＯ２および水蒸気と処理液とが分離され、ＣＯ２および水蒸気は、活性炭槽１３０を通過して環境中に排出される。
【００３１】
このような処理により、ＰＣＢ含有油（例えばトランスやコンデンサ等の絶縁油）のＰＣＢが脱ハロゲン化されビフェニル（（Ｃ６ Ｈ５ ）２ ）等の脱ハロゲン化物となり、さらにビフェニルが酸化剤等の作用により酸化分解されてＣＯ２ 、Ｈ２ Ｏ等となって完全無害化される。
【００３２】
このようなＰＣＢの分解処理中、前記制御装置１００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器１０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液密度をリアルタイムに算出している。
【００３３】
このとき、上記演算器１０２で算出された液密度の値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ よりも低い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を減らすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整し、上記演算器１０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を増やすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整する。
【００３４】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液密度が低下してしまうため、ＮａＯＨの供給量を増やしてＣＯ２ の中和吸収量を多くすることにより液密度の低下を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液密度が上昇してしまうため、ＮａＯＨの供給量を減らしてＣＯ２ の中和吸収量を少なくすることにより液密度の上昇を抑制するのである。
【００３５】
ここで、一次反応器１２２内の温度、圧力、液密度の経時変化を図２に示す。図２からわかるように、分解処理開始により、一次反応器１２２内の温度および圧力は次第に増加し、目的とする値（例えば３８０℃、２７ＭＰａ）にまで調整され、これに伴って、液密度が次第に減少し、所定の値（例えば４００±３０ｋｇ／ｍ３ ）を維持できるようにＮａＯＨの供給量が調整されるのである。
【００３６】
特に、ＮａＯＨ等のアルカリの供給量が不足すると、分解反応に伴うＣＯ２ の発生量が多くなり、液密度が低下し（例えば３２２ｋｇ／ｍ３ 以下）、液密度と温度との関係を表す図４に示すように、一次反応器１２２内が超臨界領域（純水は２２ＭＰａで３７４℃以上）に達してしまい、一次反応器１２２内の平均流速が速くなり、分解反応に必要な滞留時間を確保できずに、分解処理効率の低下を招いてしまうのである。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出し、この算出された液密度の値が所定の値となるように、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を調整するようにしたのである。
【００３８】
このため、高温高圧状態で温度や圧力程度しか計測できない一次反応器１２２の内部であっても、当該反応器１２２内の状態量を把握することができ、当該状態量に基づいて上記分解反応を制御することが可能となる。
【００３９】
したがって、本実施の形態によれば、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００４０】
＜ＰＣＢ無害化処理設備＞
次に、上記ＰＣＢ分解処理システムをＰＣＢ無害化処理システムに適用した場合を図４を用いて説明する。
【００４１】
図４に示すように、ＰＣＢ無害化処理システムは、有害物質であるＰＣＢが付着又は含有又は保存されている被処理物を無害化する有害物質処理システムであって、被処理物１００１である有害物質（ 例えばＰＣＢ）１００２ を保存する容器１００３から有害物質１００２を分離する分離手段１００４と、被処理物１００１を構成する構成材１００１ａ，ｂ，…を解体する解体手段１００５のいずれか一方又は両方を有する前処理手段１００６と、前処理手段１００６において処理された被処理物を構成する構成材であるコア１００１ａをコイル１００１ｂと鉄心１００１ｃとに分離するコア分離手段１００７と、分離されたコイル１００１ｂを銅線１００１ｄと紙・木１００１ｅとに分離するコイル分離手段１００８と、上記コア分離手段１００８で分離された鉄心１００１ｃと解体手段１００５で分離された金属製の容器 （容器本体及び蓋等）１００３ とコイル分離手段１００８で分離された銅線１００１ｄとを洗浄液１０１０で洗浄する洗浄手段１０１１と、洗浄後の洗浄廃液１０１２及び前処理手段で分離した有害物質１００２のいずれか一方又は両方を分解処理する有害物質分解処理手段１０１３とを具備する。
【００４２】
このようなＰＣＢ無害化処理システムにおいて、前記ＰＣＢ分解処理システムは、上記有害物質分解処理手段１０１３に適用される。これにより、常に効率的な分解処理がなされるようなフィードバック制御が可能となる。
【００４３】
なお、上記処理システムで処理可能な有害物質としては、ＰＣＢ（コプラナＰＣＢを含む）の他に、例えば、ポリ臭化ビフェニル、ダイオキシン類、臭化ダイオキシン類、塩化ビニルシート、有害廃棄塗料、廃棄燃料、有害薬品、廃棄樹脂、未処理爆薬等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
また、上記処理システムで処理可能な被処理物としては、例えばＰＣＢ含有油を使用したトランスやコンデンサの容器や各種部材、ＰＣＢ含有塗料の保管容器等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
［第二番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第二番目の実施の形態を図５を用いて説明する。図５は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００４６】
図５に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液密度を求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御する制御装置２００を備えたものである。
【００４７】
上記制御装置２００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出する演算器１０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の圧力を調整する調整器２０３とを備えている。
【００４８】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置２００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器１０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液密度をリアルタイムに算出する。
【００４９】
ここで、上記演算器１０２で算出された液密度の値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも低い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を高くするように前記減圧弁１２８を調整し、上記演算器１０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を低くするように前記減圧弁１２８を調整する。
【００５０】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液密度が低下してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を高めることにより液密度の低下を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液密度が上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を低くすることにより液密度の上昇を抑制するのである。
【００５１】
つまり、前述した第一番目の実施の形態では、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量により液密度を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の圧力により液密度を制御するようにしたのである。
【００５２】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００５３】
［第三番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第三番目の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一，二番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一，二番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００５４】
図６に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液密度を求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御する制御装置３００を備えたものである。
【００５５】
上記制御装置３００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出する演算器１０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の温度を調整する調整器３０３とを備えている。
【００５６】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置３００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器１０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液密度をリアルタイムに算出する。
【００５７】
ここで、上記演算器１０２で算出された液密度の値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも低い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を減らして一次反応器１２２内の温度を低くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整し、上記演算器１０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を増やして一次反応器１２２内の温度を高くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整する。
【００５８】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液密度が低下してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を低くすることにより液密度の低下を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液密度が上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を高めることにより液密度の上昇を抑制するのである。
【００５９】
つまり、前述した第一番目の実施の形態では、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量により液密度を制御し、前述した第二番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の圧力により液密度を制御したが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の温度により液密度を制御するようにしたのである。
【００６０】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一，二番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００６１】
［第四番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第四番目の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一〜三番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜三番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００６２】
図７に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液面高さを求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内へ供給する水酸化ナトリウムの量を制御する制御装置４００を備えたものである。
【００６３】
上記制御装置４００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液面高さを算出する演算器４０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を調整する調整器１０３とを備えている。このような差圧計測センサ１０１、演算器４０２等により、本実施の形態では算出手段を構成している。
【００６４】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置４００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器４０２が一次反応器１２２内の液面高さをリアルタイムに算出する。
【００６５】
ここで、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも低い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を減らすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整し、上記演算器４０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を増やすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整する。
【００６６】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液面高さが上昇してしまうため、ＮａＯＨの供給量を増やしてＣＯ２ の中和吸収量を多くすることにより液面高さの上昇を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液面高さが低下してしまうため、ＮａＯＨの供給量を減らしてＣＯ２ の中和吸収量を少なくすることにより液面高さの上昇を抑制するのである。
【００６７】
つまり、前述した第一番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度に基づいて、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の液面高さに基づいて、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を制御するようにしたのである。
【００６８】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００６９】
［第五番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第五番目の実施の形態を図８を用いて説明する。図８は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一〜四番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜四番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００７０】
図８に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液面高さを求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御する制御装置５００を備えたものである。
【００７１】
上記制御装置５００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液面高さを算出する演算器４０２と、この演算器４０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の圧力を調整する調整器２０３とを備えている。
【００７２】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置５００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器４０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液面高さをリアルタイムに算出する。
【００７３】
ここで、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも低い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を高くするように前記減圧弁１２８を調整し、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を低くするように前記減圧弁１２８を調整する。
【００７４】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液面高さが上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を低くすることにより液面高さの上昇を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液面高さが低下してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を高くすることにより液密度の低下を抑制するのである。
【００７５】
つまり、前述した第二番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度に基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の液面高さに基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御するようにしたのである。
【００７６】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第二番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
［第六番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第六番目の実施の形態を図９を用いて説明する。図９は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一〜五番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜五番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００７８】
図９に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液面高さを求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御する制御装置６００を備えたものである。
【００７９】
上記制御装置６００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液面高さを算出する演算器４０２と、この演算器４０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の温度を調整する調整器３０３とを備えている。
【００８０】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置６００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器４０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液面高さをリアルタイムに算出する。
【００８１】
ここで、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも低い場合には、調整器３０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を減らして一次反応器１２２内の温度を低くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整し、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を増やして一次反応器１２２内の温度を高くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整する。
【００８２】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液面高さが上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を低くすることにより液面高さの上昇を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液面高さが低下してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を高くすることにより液密度の低下を抑制するのである。
【００８３】
つまり、前述した第三番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度に基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の液面高さに基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御するようにしたのである。
【００８４】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第三番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００８５】
［他の実施の形態］
また、前述した第一〜六番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて一次反応器１２２内の液密度または液面高さを算出する演算器１０２，４０２と等により算出手段を構成したが、例えば、一次反応器１２２内の圧力を高さ方向で複数計測する圧力計測センサと、当該圧力計測センサでの計測結果から一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて一次反応器１２２内の液密度または液面高さを算出する演算器と等により算出手段を構成することも可能である。
【００８６】
また、前述した第一〜六番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度または液面高さに基づいて、一次反応器１２２内の圧力、一次反応器１２２内の温度、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量のうちのいずれかを制御するようにしたが、例えば、一次反応器１２２内の液密度および液面高さの両者に基づいて、一次反応器１２２内の圧力、一次反応器１２２内の温度、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量のすべてを複合的に制御することも可能である。
【００８７】
また、前述した第一，四番目の実施の形態においては、廃液のｐＨを計測し、当該ｐＨに基づいて一次反応器１２２内に供給するＮａＯＨの量を補助的に微調整するようにしてもよい。
【００８８】
また、前述した第一，四番目の実施の形態においては、ＮａＯＨを一次反応器１２２内へ供給するようにしたが、例えば、炭酸ナトリウム等の他のアルカリを供給するようにしてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
第一番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、加熱および加圧された反応器内において炭酸ナトリウムの存在下、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置を備えたハロゲン化有機化合物分解処理システムにおいて、前記反応器内の液密度および液面高さのうちの少なくとも一方を求め、その結果に基づいて、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する制御手段を備えたので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９０】
第二番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目の発明において、前記水熱酸化分解装置が、サイクロンセパレータを併設した筒形状の一次反応器と、油又は有機溶剤，ハロゲン化有機化合物，水及びアルカリ液を前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプと、前記一次反応器に供給する前記水を予熱する予熱器と、前記一次反応器の前記サイクロンセパレータに連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器と、前記二次反応器からの処理液を冷却する冷却器と、前記冷却器からの処理液を減圧する減圧手段と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離手段とを備えているので、ハロゲン化有機化合物を分解処理して無害化することが確実にできる。
【００９１】
第三番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目または第二番目の発明において、前記制御手段が、前記反応器内の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて、前記反応器内の液密度および当該反応器内の液面高さのうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された値が所定の値となるように、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する調整手段とを備えているので、高温高圧状態で温度や圧力程度しか計測できない反応器の内部であっても、当該反応器内の状態量を把握することができ、当該状態量に基づいて上記分解反応を迅速にフィードバック制御することができる。
【００９２】
第四番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９３】
第五番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９４】
第六番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の温度を高くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９５】
第七番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９６】
第八番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９７】
第九番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の温度を高くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図２】一次反応器内の温度、圧力、液密度の経時変化を表すグラフである。
【図３】液密度と温度との関係を表すグラフである。
【図４】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムをＰＣＢ無害化処理システムに適用した場合の第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図５】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第二番目の実施の形態の概略構成図である。
【図６】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第三番目の実施の形態の概略構成図である。
【図７】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第四番目の実施の形態の概略構成図である。
【図８】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第五番目の実施の形態の概略構成図である。
【図９】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第六番目の実施の形態の概略構成図である。
【図１０】水熱酸化分解装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００，６００ 制御装置
１０１ 差圧計測センサ
１０２，４０２ 演算器
１０３，２０３，３０３ 調整器
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスやコンデンサ等の電気機器類の絶縁油に使用されているＰＣＢ含有油等のようなハロゲン化有機化合物を分解処理するハロゲン化有機化合物分解処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、ハロゲン化有機化合物であるＰＣＢ（Ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｂｉｐｈｅｎｙｌ， ポリ塩化ビフェニル：ビフェニルの塩素化異性体の総称）が強い毒性を有することから、その製造および輸入が禁止されている。このＰＣＢは、１９５４年頃から国内で製造開始されたものの、カネミ油症事件をきっかけに生体・環境への悪影響が明らかになり、１９７２年に行政指導により製造中止、回収の指示（保管の義務）が出された経緯がある。
【０００３】
ＰＣＢは、ビフェニル骨格に塩素が１〜１０個置換したものであり、置換塩素の数や位置によって理論的に２０９種類の異性体が存在し、現在、市販のＰＣＢ製品において約１００種類以上の異性体が確認されている。また、この異性体間の物理・化学的性質や生体内安定性および環境動体が多様であるため、ＰＣＢの化学分析や環境汚染の様式を複雑にしているのが現状である。さらに、ＰＣＢは、残留性有機汚染物質のひとつであって、環境中で分解されにくく、脂溶性で生物濃縮率が高く、さらに半揮発性で大気経由の移動が可能であるという性質を持つ。また、水や生物など環境中に広く残留することが報告されている。この結果、ＰＣＢは体内で極めて安定であるので、体内に蓄積され慢性中毒（皮膚障害、肝臓障害等）を引き起し、また発癌性、生殖・発生毒性が認められている。
【０００４】
ＰＣＢは、従来からトランスやコンデンサなどの絶縁油として広く使用されてきた経緯があるので、ＰＣＢを処理する必要があり、本出願人は先に、ＰＣＢを無害化処理する水熱酸化分解装置を提案した（特開平１１−２５３７９５号公報、特開平１１−２５３７９６号公報、特開２０００−１２６５８８号公報他参照）。この水熱酸化分解装置の概要の一例を図１０に示すが、これに限定されるものではない。
【０００５】
図１０に示すように、水熱酸化分解装置１２０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の一次反応器１２２と、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、水（Ｈ２Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各液１２３ａ〜１２３ｄを前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄと、一次反応器１２２に供給する前記水を予熱する熱交換器１２５と、一次反応器１２２に連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器１２６と、二次反応器１２６からの処理液を冷却する冷却器１２７と、冷却器１２７からの処理液を減圧する減圧弁１２８と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離器１２９とを備えてなるものである。さらに、気液分離器１２９の気体送出側には、活性炭槽１３０が配置されており、排ガス（ＣＯ２ ）１３１が煙突１３２から外部へ排出され、液体送出側には、放出タンク１３４が配置されており、排水（Ｈ２ Ｏ，ＮａＣｌ）１３３が溜められ、必要に応じて別途排水処理される。
【０００６】
なお、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、Ｈ２ＯおよびＮａＯＨの各液１２３ａ〜１２３ｄは各タンク１３５ａ〜１３５ｄから配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ導入される。また、酸素（Ｏ２ ）等の酸化剤は高圧酸素供給設備１３８により供給され、供給配管１３９は、一次反応器１２２に対して直結されている。ここで、油（又は有機溶剤）を入れるのは、特に高濃度のＰＣＢの分解反応促進のためと、分解装置１２０の起動時において反応温度を最適温度まで昇温させるためである。
【０００７】
上記装置１２０において、各加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄは、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、ＮａＯＨ、Ｈ２Ｏの各液１２３ａ〜１２３ｄを各タンク１３５ａ〜１３５ｄ内から配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ加圧送給し、一次反応器１２２内を２６ＭＰａ程度まで昇圧する。また、熱交換器１２５は、Ｈ２Ｏを３００℃程度に予熱する。また、一次反応器１２２内には酸素が噴出しており、内部の反応熱により３７０℃〜４００℃まで昇温する。サイクロンセパレータ１２１は、一次反応器１２２内で析出したＮａ２ＣＯ３の結晶粒子の大きなものを分離し、Ｎａ２ＣＯ３の微粒子を二次反応器１２６に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用により、二次反応器１２６の閉塞が防止される。この段階までに、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、ＮａＣｌ、ＣＯ２およびＨ２Ｏに分解されている。つぎに、冷却器１２７では、二次反応器１２６からの流体を１００℃程度に冷却すると共に後段の減圧弁１２８にて大気圧まで減圧する。そして、気液分離器１２９によりＣＯ２および水蒸気と処理液とが分離され、ＣＯ２および水蒸気は、活性炭槽１３０を通過して環境中に排出される。
【０００８】
このような処理装置１２０を用いてＰＣＢ含有油（例えばトランスやコンデンサ等の絶縁油）等を処理することで、ＰＣＢが脱塩素化されビフェニル（（Ｃ６ Ｈ５ ）２ ）等の脱塩素化物とされ、該ビフェニルが酸化剤等の作用によりＣＯ２ 、Ｈ２ Ｏ等へと完全無害化がなされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような処理装置１２０においては、分解処理能力を一定に維持するため、排出された処理液の性状をオンラインで計測して上記反応をフィードバック制御するようにしている。しかしながら、このようにして上記反応を制御するようにすると、一次反応器１２２等内での反応滞留時間が数十分と長いことから、上記反応をリアルタイムに制御することが難しかった。
【００１０】
このようなことから、本発明は、迅速にフィードバック制御することができるハロゲン化有機化合物分解処理システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、加熱および加圧された反応器内において炭酸ナトリウムの存在下、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置を備えたハロゲン化有機化合物分解処理システムにおいて、前記反応器内の液密度および液面高さのうちの少なくとも一方を求め、その結果に基づいて、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第二番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目の発明において、前記水熱酸化分解装置が、サイクロンセパレータを併設した筒形状の一次反応器と、油又は有機溶剤，ハロゲン化有機化合物，水及びアルカリ液を前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプと、前記一次反応器に供給する前記水を予熱する予熱器と、前記一次反応器の前記サイクロンセパレータに連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器と、前記二次反応器からの処理液を冷却する冷却器と、前記冷却器からの処理液を減圧する減圧手段と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
第三番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目または第二番目の発明において、前記反応器内の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて、前記反応器内の液密度および当該反応器内の液面高さのうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された値が所定の値となるように、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する調整手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
第四番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整することを特徴とする。
【００１５】
第五番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整することを特徴とする。
【００１６】
第六番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の温度を高くするように調整することを特徴とする。
【００１７】
第七番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整することを特徴とする。
【００１８】
第八番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整することを特徴とする。
【００１９】
第九番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の温度を高くするように調整することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの実施の形態を図面を用いて以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００２１】
［第一番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第一番目の実施の形態を図１〜４を用いて説明する。図１は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図、図２は、一次反応器内の温度、圧力、液密度の経時変化を表すグラフ、図３は、液密度と温度との関係を表すグラフ、図４は、ＰＣＢ無害化処理システムの概略構成図である。なお、本実施の形態では、ハロゲン化有機化合物としてＰＣＢを例にして説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液密度を求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内へ供給する水酸化ナトリウムの量を制御する制御装置１００を備えたものである。
【００２３】
上記水熱酸化分解装置１２０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の一次反応器１２２と、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、水（Ｈ２Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各液１２３ａ〜１２３ｄを前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄと、一次反応器１２２に供給する前記水を予熱する熱交換器１２５と、一次反応器１２２に連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器１２６と、二次反応器１２６からの処理液を冷却する冷却器１２７と、冷却器１２７からの処理液を減圧する減圧弁１２８と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離器１２９とを備えてなるものである。
【００２４】
さらに、気液分離器１２９の気体送出側には、活性炭槽１３０が配置されており、排ガス（ＣＯ２ ）１３１が煙突１３２から外部へ排出され、液体送出側には、放出タンク１３４が配置されており、排水（Ｈ２ Ｏ，ＮａＣｌ）１３３が溜められ、必要に応じて別途排水処理される。
【００２５】
なお、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、Ｈ２ＯおよびＮａＯＨの各液１２３ａ〜１２３ｄは各タンク１３５ａ〜１３５ｄから配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ導入される。また、酸素（Ｏ２ ）等の酸化剤は高圧酸素供給設備１３８により供給され、供給配管１３９は、一次反応器１２２に対して直結されている。
【００２６】
ここで、油（又は有機溶剤）を入れるのは、特に高濃度のＰＣＢの分解反応促進のためと、分解装置１２０の起動時において反応温度を最適温度まで昇温させるためである。
【００２７】
一方、前記制御装置１００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出する演算器１０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を調整する調整器１０３とを備えている。このような差圧計測センサ１０１、演算器１０２等により、本実施の形態では算出手段を構成している。
【００２８】
このようなＰＣＢ分解処理システムの作用を次に説明する。
各加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄは、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、ＮａＯＨ、Ｈ２Ｏの各液１２３ａ〜１２３ｄを各タンク１３５ａ〜１３５ｄ内から配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介して一次反応器１２２内にそれぞれ加圧送給し、一次反応器１２２内を２６ＭＰａ程度まで昇圧する。また、熱交換器１２５は、Ｈ２Ｏを３００℃程度に予熱する。また、一次反応器１２２内には酸素が噴出しており、内部の反応熱により３７０℃〜４００℃まで昇温する。
【００２９】
サイクロンセパレータ１２１は、一次反応器１２２内で析出したＮａ２ＣＯ３の結晶粒子の大きなものを分離し、Ｎａ２ＣＯ３の微粒子を二次反応器１２６に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用により、二次反応器１２６の閉塞が防止される。この段階までに、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、ＮａＣｌ、ＣＯ２およびＨ２Ｏに分解されている。
【００３０】
つぎに、冷却器１２７では、二次反応器１２６からの流体を１００℃程度に冷却すると共に後段の減圧弁１２８にて大気圧まで減圧する。そして、気液分離器１２９によりＣＯ２および水蒸気と処理液とが分離され、ＣＯ２および水蒸気は、活性炭槽１３０を通過して環境中に排出される。
【００３１】
このような処理により、ＰＣＢ含有油（例えばトランスやコンデンサ等の絶縁油）のＰＣＢが脱ハロゲン化されビフェニル（（Ｃ６ Ｈ５ ）２ ）等の脱ハロゲン化物となり、さらにビフェニルが酸化剤等の作用により酸化分解されてＣＯ２ 、Ｈ２ Ｏ等となって完全無害化される。
【００３２】
このようなＰＣＢの分解処理中、前記制御装置１００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器１０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液密度をリアルタイムに算出している。
【００３３】
このとき、上記演算器１０２で算出された液密度の値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ よりも低い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を減らすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整し、上記演算器１０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を増やすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整する。
【００３４】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液密度が低下してしまうため、ＮａＯＨの供給量を増やしてＣＯ２ の中和吸収量を多くすることにより液密度の低下を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液密度が上昇してしまうため、ＮａＯＨの供給量を減らしてＣＯ２ の中和吸収量を少なくすることにより液密度の上昇を抑制するのである。
【００３５】
ここで、一次反応器１２２内の温度、圧力、液密度の経時変化を図２に示す。図２からわかるように、分解処理開始により、一次反応器１２２内の温度および圧力は次第に増加し、目的とする値（例えば３８０℃、２７ＭＰａ）にまで調整され、これに伴って、液密度が次第に減少し、所定の値（例えば４００±３０ｋｇ／ｍ３ ）を維持できるようにＮａＯＨの供給量が調整されるのである。
【００３６】
特に、ＮａＯＨ等のアルカリの供給量が不足すると、分解反応に伴うＣＯ２ の発生量が多くなり、液密度が低下し（例えば３２２ｋｇ／ｍ３ 以下）、液密度と温度との関係を表す図４に示すように、一次反応器１２２内が超臨界領域（純水は２２ＭＰａで３７４℃以上）に達してしまい、一次反応器１２２内の平均流速が速くなり、分解反応に必要な滞留時間を確保できずに、分解処理効率の低下を招いてしまうのである。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出し、この算出された液密度の値が所定の値となるように、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を調整するようにしたのである。
【００３８】
このため、高温高圧状態で温度や圧力程度しか計測できない一次反応器１２２の内部であっても、当該反応器１２２内の状態量を把握することができ、当該状態量に基づいて上記分解反応を制御することが可能となる。
【００３９】
したがって、本実施の形態によれば、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００４０】
＜ＰＣＢ無害化処理設備＞
次に、上記ＰＣＢ分解処理システムをＰＣＢ無害化処理システムに適用した場合を図４を用いて説明する。
【００４１】
図４に示すように、ＰＣＢ無害化処理システムは、有害物質であるＰＣＢが付着又は含有又は保存されている被処理物を無害化する有害物質処理システムであって、被処理物１００１である有害物質（ 例えばＰＣＢ）１００２ を保存する容器１００３から有害物質１００２を分離する分離手段１００４と、被処理物１００１を構成する構成材１００１ａ，ｂ，…を解体する解体手段１００５のいずれか一方又は両方を有する前処理手段１００６と、前処理手段１００６において処理された被処理物を構成する構成材であるコア１００１ａをコイル１００１ｂと鉄心１００１ｃとに分離するコア分離手段１００７と、分離されたコイル１００１ｂを銅線１００１ｄと紙・木１００１ｅとに分離するコイル分離手段１００８と、上記コア分離手段１００８で分離された鉄心１００１ｃと解体手段１００５で分離された金属製の容器 （容器本体及び蓋等）１００３ とコイル分離手段１００８で分離された銅線１００１ｄとを洗浄液１０１０で洗浄する洗浄手段１０１１と、洗浄後の洗浄廃液１０１２及び前処理手段で分離した有害物質１００２のいずれか一方又は両方を分解処理する有害物質分解処理手段１０１３とを具備する。
【００４２】
このようなＰＣＢ無害化処理システムにおいて、前記ＰＣＢ分解処理システムは、上記有害物質分解処理手段１０１３に適用される。これにより、常に効率的な分解処理がなされるようなフィードバック制御が可能となる。
【００４３】
なお、上記処理システムで処理可能な有害物質としては、ＰＣＢ（コプラナＰＣＢを含む）の他に、例えば、ポリ臭化ビフェニル、ダイオキシン類、臭化ダイオキシン類、塩化ビニルシート、有害廃棄塗料、廃棄燃料、有害薬品、廃棄樹脂、未処理爆薬等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
また、上記処理システムで処理可能な被処理物としては、例えばＰＣＢ含有油を使用したトランスやコンデンサの容器や各種部材、ＰＣＢ含有塗料の保管容器等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
［第二番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第二番目の実施の形態を図５を用いて説明する。図５は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００４６】
図５に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液密度を求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御する制御装置２００を備えたものである。
【００４７】
上記制御装置２００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出する演算器１０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の圧力を調整する調整器２０３とを備えている。
【００４８】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置２００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器１０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液密度をリアルタイムに算出する。
【００４９】
ここで、上記演算器１０２で算出された液密度の値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも低い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を高くするように前記減圧弁１２８を調整し、上記演算器１０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を低くするように前記減圧弁１２８を調整する。
【００５０】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液密度が低下してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を高めることにより液密度の低下を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液密度が上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を低くすることにより液密度の上昇を抑制するのである。
【００５１】
つまり、前述した第一番目の実施の形態では、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量により液密度を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の圧力により液密度を制御するようにしたのである。
【００５２】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００５３】
［第三番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第三番目の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一，二番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一，二番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００５４】
図６に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液密度を求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御する制御装置３００を備えたものである。
【００５５】
上記制御装置３００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液密度を算出する演算器１０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の温度を調整する調整器３０３とを備えている。
【００５６】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置３００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器１０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液密度をリアルタイムに算出する。
【００５７】
ここで、上記演算器１０２で算出された液密度の値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも低い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を減らして一次反応器１２２内の温度を低くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整し、上記演算器１０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を増やして一次反応器１２２内の温度を高くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整する。
【００５８】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液密度が低下してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を低くすることにより液密度の低下を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液密度が上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を高めることにより液密度の上昇を抑制するのである。
【００５９】
つまり、前述した第一番目の実施の形態では、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量により液密度を制御し、前述した第二番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の圧力により液密度を制御したが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の温度により液密度を制御するようにしたのである。
【００６０】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一，二番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００６１】
［第四番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第四番目の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一〜三番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜三番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００６２】
図７に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液面高さを求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内へ供給する水酸化ナトリウムの量を制御する制御装置４００を備えたものである。
【００６３】
上記制御装置４００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液面高さを算出する演算器４０２と、この演算器１０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を調整する調整器１０３とを備えている。このような差圧計測センサ１０１、演算器４０２等により、本実施の形態では算出手段を構成している。
【００６４】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置４００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器４０２が一次反応器１２２内の液面高さをリアルタイムに算出する。
【００６５】
ここで、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも低い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を減らすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整し、上記演算器４０２で算出された値が所定の値（３５０〜６００ｋｇ／ｍ３ ）よりも高い場合には、調整器１０３が、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を増やすように前記加圧ポンプ１２４ｃを調整する。
【００６６】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液面高さが上昇してしまうため、ＮａＯＨの供給量を増やしてＣＯ２ の中和吸収量を多くすることにより液面高さの上昇を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液面高さが低下してしまうため、ＮａＯＨの供給量を減らしてＣＯ２ の中和吸収量を少なくすることにより液面高さの上昇を抑制するのである。
【００６７】
つまり、前述した第一番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度に基づいて、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の液面高さに基づいて、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量を制御するようにしたのである。
【００６８】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００６９】
［第五番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第五番目の実施の形態を図８を用いて説明する。図８は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一〜四番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜四番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００７０】
図８に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液面高さを求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御する制御装置５００を備えたものである。
【００７１】
上記制御装置５００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液面高さを算出する演算器４０２と、この演算器４０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の圧力を調整する調整器２０３とを備えている。
【００７２】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置５００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器４０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液面高さをリアルタイムに算出する。
【００７３】
ここで、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも低い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を高くするように前記減圧弁１２８を調整し、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内の圧力を低くするように前記減圧弁１２８を調整する。
【００７４】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液面高さが上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を低くすることにより液面高さの上昇を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液面高さが低下してしまうため、一次反応器１２２の内部圧力を高くすることにより液密度の低下を抑制するのである。
【００７５】
つまり、前述した第二番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度に基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の液面高さに基づいて、一次反応器１２２内の圧力を制御するようにしたのである。
【００７６】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第二番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
［第六番目の実施の形態］
本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第六番目の実施の形態を図９を用いて説明する。図９は、ハロゲン化有機化合物分解処理システムの概略構成図である。ただし、前述した第一〜五番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜五番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を図面に付すことにより、その重複する説明を省略する。
【００７８】
図９に示すように、本実施の形態にかかるＰＣＢ分解処理システムは、加熱および加圧された一次反応器１２２内において炭酸ナトリウムの存在下、ＰＣＢを脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置１２０を備えたＰＣＢ分解処理システムにおいて、一次反応器１２２内の液面高さを求め、その結果に基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御する制御装置６００を備えたものである。
【００７９】
上記制御装置６００は、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、一次反応器１２２内の液面高さを算出する演算器４０２と、この演算器４０２で算出された値が所定の値となるように、一次反応器１２２内の温度を調整する調整器３０３とを備えている。
【００８０】
このようなＰＣＢ分解処理システムにおいて、前記制御装置６００は、差圧計測センサ１０１により、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測し、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて、演算器４０２が一次反応器１２２内の高さ方向の液面高さをリアルタイムに算出する。
【００８１】
ここで、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも低い場合には、調整器３０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を減らして一次反応器１２２内の温度を低くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整し、上記演算器４０２で算出された液面高さが予め設定された一定の高さ（所定の値）よりも高い場合には、調整器２０３が、一次反応器１２２内への油（又は有機溶媒）の供給量を増やして一次反応器１２２内の温度を高くするように前記加圧ポンプ１２４ａを調整する。
【００８２】
すなわち、一次反応器１２２内では、上記分解処理に伴ってＣＯ２ が発生し、ＣＯ２ の発生量が多いと液面高さが上昇してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を低くすることにより液面高さの上昇を抑制し、ＣＯ２ の発生量が少ないと液面高さが低下してしまうため、一次反応器１２２の内部温度を高くすることにより液密度の低下を抑制するのである。
【００８３】
つまり、前述した第三番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度に基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御するようにしたが、本実施の形態では、一次反応器１２２内の液面高さに基づいて、一次反応器１２２内の温度を制御するようにしたのである。
【００８４】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第三番目の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００８５】
［他の実施の形態］
また、前述した第一〜六番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を計測する複数の差圧計測センサ１０１と、差圧計測センサ１０１での計測結果に基づいて一次反応器１２２内の液密度または液面高さを算出する演算器１０２，４０２と等により算出手段を構成したが、例えば、一次反応器１２２内の圧力を高さ方向で複数計測する圧力計測センサと、当該圧力計測センサでの計測結果から一次反応器１２２内の高さ方向の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて一次反応器１２２内の液密度または液面高さを算出する演算器と等により算出手段を構成することも可能である。
【００８６】
また、前述した第一〜六番目の実施の形態では、一次反応器１２２内の液密度または液面高さに基づいて、一次反応器１２２内の圧力、一次反応器１２２内の温度、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量のうちのいずれかを制御するようにしたが、例えば、一次反応器１２２内の液密度および液面高さの両者に基づいて、一次反応器１２２内の圧力、一次反応器１２２内の温度、一次反応器１２２内へ供給するＮａＯＨの量のすべてを複合的に制御することも可能である。
【００８７】
また、前述した第一，四番目の実施の形態においては、廃液のｐＨを計測し、当該ｐＨに基づいて一次反応器１２２内に供給するＮａＯＨの量を補助的に微調整するようにしてもよい。
【００８８】
また、前述した第一，四番目の実施の形態においては、ＮａＯＨを一次反応器１２２内へ供給するようにしたが、例えば、炭酸ナトリウム等の他のアルカリを供給するようにしてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
第一番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、加熱および加圧された反応器内において炭酸ナトリウムの存在下、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置を備えたハロゲン化有機化合物分解処理システムにおいて、前記反応器内の液密度および液面高さのうちの少なくとも一方を求め、その結果に基づいて、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する制御手段を備えたので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９０】
第二番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目の発明において、前記水熱酸化分解装置が、サイクロンセパレータを併設した筒形状の一次反応器と、油又は有機溶剤，ハロゲン化有機化合物，水及びアルカリ液を前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプと、前記一次反応器に供給する前記水を予熱する予熱器と、前記一次反応器の前記サイクロンセパレータに連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器と、前記二次反応器からの処理液を冷却する冷却器と、前記冷却器からの処理液を減圧する減圧手段と、減圧された前記処理液を気液分離する気液分離手段とを備えているので、ハロゲン化有機化合物を分解処理して無害化することが確実にできる。
【００９１】
第三番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第一番目または第二番目の発明において、前記制御手段が、前記反応器内の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて、前記反応器内の液密度および当該反応器内の液面高さのうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された値が所定の値となるように、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する調整手段とを備えているので、高温高圧状態で温度や圧力程度しか計測できない反応器の内部であっても、当該反応器内の状態量を把握することができ、当該状態量に基づいて上記分解反応を迅速にフィードバック制御することができる。
【００９２】
第四番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９３】
第五番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９４】
第六番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の高さ方向の液密度を算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の温度を高くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９５】
第七番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９６】
第八番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【００９７】
第九番目の発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムは、第三番目の発明において、前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の温度を高くするように調整するので、上記分解反応状態をリアルタイムに把握して迅速にフィードバック制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図２】一次反応器内の温度、圧力、液密度の経時変化を表すグラフである。
【図３】液密度と温度との関係を表すグラフである。
【図４】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムをＰＣＢ無害化処理システムに適用した場合の第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図５】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第二番目の実施の形態の概略構成図である。
【図６】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第三番目の実施の形態の概略構成図である。
【図７】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第四番目の実施の形態の概略構成図である。
【図８】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第五番目の実施の形態の概略構成図である。
【図９】本発明によるハロゲン化有機化合物分解処理システムの第六番目の実施の形態の概略構成図である。
【図１０】水熱酸化分解装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００，６００ 制御装置
１０１ 差圧計測センサ
１０２，４０２ 演算器
１０３，２０３，３０３ 調整器
Claims (9)
- 加熱および加圧された反応器内において炭酸ナトリウムの存在下、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化反応および酸化分解反応で無害化させる水熱酸化分解装置を備えたハロゲン化有機化合物分解処理システムにおいて、
前記反応器内の液密度および液面高さのうちの少なくとも一方を求め、その結果に基づいて、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する制御手段を備えたことを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項１において、
前記水熱酸化分解装置が、
サイクロンセパレータを併設した筒形状の一次反応器と、
油又は有機溶剤，ハロゲン化有機化合物，水及びアルカリ液を前記一次反応器内に加圧して送給する加圧ポンプと、
前記一次反応器に供給する前記水を予熱する予熱器と、
前記一次反応器の前記サイクロンセパレータに連結されて配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器と、
前記二次反応器からの処理液を冷却する冷却器と、
前記冷却器からの処理液を減圧する減圧手段と、
減圧された前記処理液を気液分離する気液分離手段と
を備えていることを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項１または請求項２において、
前記制御手段が、
前記反応器内の圧力差を求め、当該圧力差に基づいて、前記反応器内の液密度および当該反応器内の液面高さのうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された値が所定の値となるように、前記反応器内の圧力、前記反応器内の温度、前記反応器内へ供給するアルカリ量のうちの少なくとも１つを調整する調整手段と
を備えていることを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項３において、
前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液密度を算出し、
前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整する
ことを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項３において、
前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液密度を算出し、
前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整する
ことを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項３において、
前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液密度を算出し、
前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも小さい場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも大きい場合には前記反応器内の温度を高くするように調整する
ことを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項３において、
前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、
前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を減らすように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内へ供給するアルカリ量を増やすように調整する
ことを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項３において、
前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、
前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の圧力を高くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の圧力を低くするように調整する
ことを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。 - 請求項３において、
前記算出手段が、前記反応器内の圧力差に基づいて、当該反応器内の液面高さを算出し、
前記調整手段が、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも低い場合には前記反応器内の温度を低くするように調整し、前記算出手段で算出された値が所定の値よりも高い場合には前記反応器内の温度を高くするように調整する
ことを特徴とするハロゲン化有機化合物分解処理システム。
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