JP3593095B2

JP3593095B2 - Hydrothermal oxidative decomposition equipment

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Publication number: JP3593095B2
Application number: JP2001379439A
Authority: JP
Inventors: 崇山元; 克彦篠田; 啓樹山口; 孝志筒場
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: JP2003175327A

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水熱酸化分解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリ塩化ビフェニル（Ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄｂｉｐｈｅｎｙｌ：ＰＣＢ−ビフェニルの塩素化異性体の総称）は、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。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や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、ＰＣＢは、異性体間の物理的性質や化学的性質、生体内安定性や環境動体等が多様であるため、化学分析や環境汚染の様式が複雑化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いばかりか、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ち、また、水や生物など環境中に広く残留することが判明している。このため、ＰＣＢは、体内で極めて安定しやすく、体内に蓄積されて慢性中毒（皮膚障害、肝臓障害等）を引き起してしまうだけでなく、発癌性、生殖・発生毒性が認められている。
【０００４】
このような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。このため、ＰＣＢを使用したトランスやコンデンサなどの絶縁油を高温高圧環境下で水熱酸化分解させる水熱酸化分解装置により、当該ＰＣＢを二酸化炭素や水や塩化ナトリウム等にまで分解して無害化処理するようにしている（例えば特開平１１−２５３７９６号公報、特開２０００−１２６５８８号公報他参照）。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述したような水熱酸化分解装置において、ＰＣＢは、分解中間物（クロロフェノール、クロロベンゼン、ベンゼン等）を経てから二酸化炭素や水や塩化ナトリウム等に分解されている。しかしながら、分解中間物は、ＰＣＢよりも分子量が小さいため、ＰＣＢよりも先に反応器内から送出されやすく、反応器内での滞留時間がＰＣＢに比べて短くなりやすいことから、最終段階にまで完全に分解されずに排出されてしまう虞がある。このため、反応器の高さを高くして前記各液を混合した処理液の滞留時間を十分に確保するようにしているものの、非常に大きくなってしまっていた。
【０００６】
このようなことから、本発明は、反応器の大きさを抑制しながらも、ＰＣＢやダイオキシン類等のようなハロゲン化有機化合物を完全に分解して無害化処理することができる水熱酸化分解装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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水熱酸化分解装置は、供給された処理液中のハロゲン化有機化合物を高温高圧環境下で分解する反応器を備えた水熱酸化分解装置において、前記反応器が、前段反応器と後段反応器とを備えてなり、前記前段反応器内の前記処理液を前記後段反応器の内部に供給する配管を設け、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、当該処理液を当該反応器の複数箇所から供給できるように当該反応器に複数連結されていることを特徴とする。
【０００９】
第二番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目の発明において、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、当該反応器の内部の内壁面に沿って当該処理液を供給できるように当該反応器に複数連結されていることを特徴とする。
【００１０】
第三番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目の発明において、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、供給した当該処理液を当該反応器の内部の中心で衝突させるように当該反応器に複数連結されていることを特徴とする。
【００１１】
第四番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、前記反応器の軸心線を中心にして線対称に位置するように当該反応器に複数連結されていることを特徴とする。
【００１２】
第五番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記後段反応器で処理された前記処理液が内部において流通する螺旋状の配管からなる二次反応器を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第六番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記ハロゲン化有機化合物が、ポリ塩化ビフェニル類、ダイオキシン類等の塩素化有機化合物であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による水熱酸化分解装置の実施の形態を以下に説明するが、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
［第一番目の実施の形態］
本発明による水熱酸化分解装置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、分解装置の概略構成図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢線視図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面矢線視図、図４は、ＰＣＢ無害化処理設備の全体概略構成図である。
【００１６】
図１に示すように、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、ＮａＯＨ、水の各液１２３ａ〜１２３ｄをそれぞれ貯蔵する各タンク１３５ａ〜１３５ｄは、これら各液１２３ａ〜１２３ｄを加圧して送給する各加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄにそれぞれ連結している。油１２３ａを送給する加圧ポンプ１２４ａは、配管１３６ａを介して混合器１３７に連結している。ＰＣＢ１２３ｂを送給する加圧ポンプ１２４ｂは、配管１３６ｂを介して前記配管１３６ａの途中に連結している。つまり、ＰＣＢ１２３ｂは、配管１３６ａで油１２３ａと一緒になって混合器１３７へ送給されるようになっているのである。
【００１７】
水１２３ｄを送給する加圧ポンプ１２４ｄは、配管１３６ｄを介して前記混合器１３７に連結している。配管１３６ｄの途中には、予備加熱（約３００℃程度）する予熱器１２５が設けられている。ＮａＯＨ液１２３ｃを送給する加圧ポンプ１２４ｃは、前記配管１３６ｄの前記加圧ポンプ１２４ｄと前記予熱器１２５との間に連結している。つまり、ＮａＯＨ液１２３ｃは、配管１３６ｄで水１２３ｄと一緒になって予熱器１２５で予熱されてから混合器１３７へ送給されるようになっているのである。
【００１８】
前記混合器１３７には、分岐する配管１４０ａと配管１４０ｂとが配管１４０を介して接続している。図１，２に示すように、配管１４０ａは、混合器１３７で混合された処理液１２３を円筒型をなす前段反応器１２１の内壁面に沿って送給できるように当該反応器１２１の側面の下方寄りに連結されている。また、配管１４０ｂは、前記前段反応器１２１の軸心線を中心に前記配管１４０ａに対して線対称に位置して前段反応器１２１の内壁面に沿って供給できるように当該反応器１２１の側面の下方寄りに連結されている。
【００１９】
つまり、混合器１３７で混合された処理液１２３は、その約半分が、配管１４０ａから前段反応器１２１の内部に内壁面に沿って供給され、残りの略半分が、前記配管１４０ａからの供給方向に対して当該反応器１２１の軸心線を中心とした線対称となる方向で配管１４０ｂから前段反応器１２１の内部に内壁面に沿って供給されるようになっているのである。このため、前段反応器１２１の内部に供給された処理液１２３は、当該反応器１２１内を効率よく旋回しながら下方から上方へ向けて流通するようになる。
【００２０】
前段反応器１２１の上部には、分岐する配管１４１ａと配管１４１ｂとが配管配管１４１を介して接続している。図１，３に示すように、配管１４１ａは、前段反応器１２１からの処理液１２３を円筒型をなす後段反応器１２２の内壁面に沿って送給できるように当該反応器１２２の側面の下方寄りに連結されている。また、配管１４１ｂは、前記後段反応器１２２の軸心線を中心に前記配管１４１ａに対して線対称に位置して後段反応器１２２の内壁面に沿って供給できるように当該反応器１２２の側面の下方寄りに連結されている。
【００２１】
つまり、前段反応器１２１からの処理液１２３は、その約半分が、配管１４１ａから後段反応器１２２の内部に内壁面に沿って供給され、残りの略半分が、前記配管１４１ａからの供給方向に対して当該反応器１２２の軸心線を中心とした線対称となる方向で配管１４１ｂから後段反応器１２２の内部に内壁面に沿って供給されるようになっているのである。このため、後段反応器１２２の内部に供給された処理液１２３は、当該反応器１２２内を効率よく旋回しながら下方から上方へ向けて流通するようになる。
【００２２】
また、図１に示すように、酸化剤である酸素１２３ｅを貯蔵するタンク１３５ｅは、当該酸素１２３ｅを高圧で送給する高圧酸素供給設備１３８へ連結している。高圧酸素供給設備１３８には、分岐する配管１３９ａと配管１３９ｂとが配管１３９を介して接続している。配管１３９ａは、前段反応器１２１の下部に連結されている。配管１３９ｂは、後段反応器１２２の下部に連結されている。
【００２３】
前記後段反応器１２２の上部は、配管１４２を介して冷却器１２７に連結している。冷却器１２７は、減圧弁１２８を介して気液分離器１２９に連結している。気液分離器１２９の気体送出口は、活性炭槽１３０を介して煙突１３２に連結している。気液分離器１２９の液体送出口は、放出タンク１３４に連結している。
【００２４】
このような水熱酸化分解装置１２０を使用したＰＣＢの分解処理方法を次に説明する。
【００２５】
各加圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄを作動して、各タンク１３５ａ〜１３５ｄ内の各液１２３ａ〜１２３ｄを配管１３６ａ〜１３６ｄ及び混合器１３７に送給し、混合された処理液１２３は、配管１４０を介して、その略半分が配管１４０ａから前段反応器１２１の下方内部に当該前段反応器１２１の内壁面に沿うようにして供給され、残りの略半分が配管１４０ｂから前段反応器１２１の下方内部に当該前段反応器１２１の内壁面に沿うようにして供給されることにより、当該前段反応器１２１の内部を螺旋状に旋回しながら上方へ流れるように当該前段反応器１２１の内部へ供給されると共に、高圧酸素供給設備１３８により酸素１２３ｅを配管１３９を介して配管１３９ａから前段反応器１２１の内部に送給された酸素１２３ｅが、前記処理液１２３の旋回流により当該処理液１２３とまんべんなく混合されながら当該処理液１２３と共に前段反応器１２１内を螺旋状に旋回しながら上昇し、亜臨界状態（約３７０〜４００℃、約２７ＭＰａ）での反応により、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、無害化処理（ＮａＣｌ、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等に分解）される。
【００２６】
ここで、油１２３ａ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】
このようにして前段反応器１２１内を上昇した前記処理液１２３は、当該反応器１２１の上部から当該反応器１２１よりも径サイズの小さい配管１４１内に流入することにより、流動および各種物質濃度分布が均一化された後、その略半分が配管１４１ａから後段反応器１２２の下方内部に当該後段反応器１２２の内壁面に沿うようにして供給され、残りの略半分が配管１４１ｂから後段反応器１２２の下方内部に当該後段反応器１２２の内壁面に沿うようにして供給されることにより、当該後段反応器１２２の内部を螺旋状に旋回しながら上方へ流れるように当該後段反応器１２２の内部へ供給されると共に、高圧酸素供給設備１３８により酸素１２３ｅを配管１３９を介して配管１３９ｂから後段反応器１２２の内部に送給された酸素１２３ｅが、前記処理液１２３の旋回流により当該処理液１２３とまんべんなく混合されながら当該処理液１２３と共に後段反応器１２１内を螺旋状に旋回しながら上昇し、亜臨界状態（約３７０〜４００℃、約２７ＭＰａ）での反応により、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、無害化処理（ＮａＣｌ、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等に分解）される。
【００２８】
このようにして後段反応器１２２内を上昇した前記処理液１２３は、配管１４２を介して冷却器１２７で冷却（約１００℃程度）され、減圧弁１２８で常圧にまで減圧された後、気液分離器１２９で排ガス１３１（ＣＯ_２、水蒸気等）と廃水１３３（水、ＮａＣｌ等）とに分離され、後処理された後に排出される。
【００２９】
つまり、本実施の形態による水熱酸化分解装置１２０においては、前記処理液１２３を前段反応器１２１内に螺旋状に旋回させながら供給すると共に、前段反応器１２１から配管１４１に一旦流入させて当該処理液１２３の流動および各種物質濃度分布を均一化させた後に、当該処理液１２３を後段反応器１２２内に螺旋状に旋回させながら供給するようにしたのである。このようにした理由は以下の通りである。
【００３０】
反応器内において、ＰＣＢは、上述したようにしてＮａＣｌ、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等に分解処理されるが、ＰＣＢよりも分子量の小さい分解中間物（クロロフェノール、クロロベンゼン、ベンゼン等）は、ＰＣＢよりも先に反応器内から送出されやすく、反応器内での滞留時間がＰＣＢに比べて短くなりやすいため、最終段階にまで完全に分解されずに排出されてしまう虞がある。このため、反応器の高さを高くして前記処理液の滞留時間を十分に確保する必要があるものの、非常に大きくなってしまう。
【００３１】
そこで、前記反応器１２１，１２２内で前記処理液１２３を螺旋状に旋回させながら流通させることにより、当該反応器１２１，１２２内での当該処理液１２３の滞留時間を長くしながら混合効率を高めると共に、前段反応器１２１と後段反応器１２２とに別けて当該反応器１２１，１２２間を配管１４１で連結し、前記処理液１２３を前段反応器１２１から一旦絞り込んで後段反応器１２２に送給することにより、前記処理液１２３の流動および各種物質濃度分布を均一化させて、ＰＣＢよりも分子量の小さい分解中間物（クロロフェノール、クロロベンゼン、ベンゼン等）の先行流出を抑制するようにしたのである。これにより、前記反応器１２１，１２２のサイズが小さくても前記処理液の滞留時間を十分に確保することができる。
【００３２】
よって、前記反応器１２１，１２２は、その合計高さが従来の単塔の反応器の高さよりも小さくても、ＰＣＢを完全無害化処理することができる。
【００３３】
したがって、本実施の形態によれば、前記反応器１２１，１２２の大きさを抑制しながらも、ＰＣＢを完全に分解して無害化処理することができる。
【００３４】
このような水熱酸化分解装置１２０を例えばＰＣＢ無害化処理設備に適用した場合について次に説明する。
【００３５】
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水熱酸化分解装置である有害物質分解処理手段１０１３とを、具備してなるものである。
【００３６】
ここで、上記有害物質としては、ＰＣＢの他、例えば、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、環境汚染に起因する塩素化有機化合物等のようなハロゲン化有機化合物であればこれらに限定されるものではない。
【００３７】
また、上記被処理物としては、例えば、絶縁油としてＰＣＢを用いているトランスやコンデンサ、有害物質である塗料等を保存している保存容器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。
【００３８】
また、蛍光灯用の安定器においても従来はＰＣＢが用いられていたので無害化処理する必要があり、この場合には、容量が小さいので前処理することなく、分離手段１００９に直接投入することで無害化処理することができる。
【００３９】
また、上記有害物質が液体等の場合には、有害物質分解処理手段１０１３に直接投入することで無害化処理がなされ、その保管した容器は構成材の無害化処理により、処理することができる。なお、有害物質処理手段１０１３の構成は、図１に示した水熱酸化分解装置１２０の構成と同様であるので、その説明は省略する。
【００４０】
［第二番目の実施の形態］
本発明による水熱酸化分解装置の第二番目の実施の形態を図５〜７を用いて説明する。図５は、分解装置の概略構成図、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線断面矢線視図、図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面矢線視図である。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用いることにより、前述した第一番目の実施の形態の説明と重複する説明を省略する。
【００４１】
図５に示すように、前記混合器１３７には、分岐する配管２４０ａと配管２４０ｂとが配管２４０を介して接続している。図５，６に示すように、配管２４０ａは、混合器１３７で混合された処理液１２３を前段反応器１２１の軸心（中心）と交差する方向へ送給できるように当該反応器１２１の側面の下方寄りに連結されている。また、配管２４０ｂは、前記前段反応器１２１の軸心線を中心に前記配管１４０ａに対して線対称に位置して前段反応器１２１の軸心（中心）と交差する方向へ供給できるように当該反応器１２１の側面の下方寄りに連結されている。
【００４２】
つまり、混合器１３７で混合された処理液１２３は、その約半分が、配管２４０ａから前段反応器１２１の内部の中心へ向かって供給され、残りの略半分が、前記配管２４０ａからの供給方向に対して当該反応器１２１の軸心線を中心とした線対称となる方向で配管２４０ｂから前段反応器１２１の内部の中心へ向かって供給されるようになっているのである。このため、前段反応器１２１の内部に供給された処理液１２３は、当該反応器１２１内の中心（軸心）位置で衝突して乱流を生じながら下方から上方へ向けて流通するようになる。
【００４３】
前段反応器１２１の上部には、分岐する配管２４１ａと配管２４１ｂとが配管配管２４１を介して接続している。図１，３に示すように、配管２４１ａは、前段反応器１２１からの処理液１２３を後段反応器１２２の軸心（中心）と交差する方向へ送給できるように当該反応器１２２の側面の下方寄りに連結されている。また、配管２４１ｂは、前記後段反応器１２２の軸心線を中心に前記配管２４１ａに対して線対称に位置して後段反応器１２２の軸心（中心）と交差する方向へ供給できるように当該反応器１２２の側面の下方寄りに連結されている。
【００４４】
つまり、前段反応器１２１からの処理液１２３は、その約半分が、配管２４１ａから後段反応器１２１の内部の中心へ向かって供給され、残りの略半分が、前記配管２４１ａからの供給分に対して当該反応器１２２の軸心線を中心とした線対称となる方向で配管２４１ｂから後段反応器１２２の内部の中心へ向かって供給されるようになっているのである。このため、後段反応器１２２の内部に供給された処理液１２３は、当該反応器１２２内の中心（軸心）位置で衝突して乱流を生じながら下方から上方へ向けて流通するようになる。
【００４５】
また、後段反応器１２２と冷却器１２７との間の配管１４２部分には、螺旋状に形成された配管からなる二次反応器１２６が設けられている。
【００４６】
このような水熱酸化分解装置２２０において、混合器１３７で混合された処理液１２３は、配管２４０を介して、その略半分が配管２４０ａから前段反応器１２１の下方内部に当該前段反応器１２１の中心へ向かって供給され、残りの略半分が配管２４０ｂから前段反応器１２１の下方内部に当該前段反応器１２１の中心へ向かって供給されることにより、当該前段反応器１２１の内部の中心（軸心）部分で衝突して乱流を生じながら上方へ流れ、高圧酸素供給設備１３８により酸素１２３ｅを配管１３９を介して配管１３９ａから前段反応器１２１の内部に送給された酸素１２３ｅとまんべんなく混合されるようになるので、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様に、亜臨界状態（約３７０〜４００℃、約２７ＭＰａ）での反応により、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、無害化処理（ＮａＣｌ、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等に分解）される。
【００４７】
また、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様に、前段反応器１２１の上部から配管２４１内に流入した前記処理液１２３は、流速が一旦低減されてさらに混合された後、その略半分が配管２４１ａから後段反応器１２２の下方内部に当該後段反応器１２２の中心へ向かって供給され、残りの略半分が配管２４１ｂから後段反応器１２２の下方内部に当該後段反応器１２２の中心へ向かって供給されることにより、当該後段反応器１２２の内部の中心（軸心）部分で衝突して乱流を生じながら上方へ流れ、高圧酸素供給設備１３８により酸素１２３ｅを配管１３９を介して配管１３９ｂから後段反応器１２２の内部に送給された酸素１２３ｅとまんべんなく混合されるようになるので、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様に、亜臨界状態（約３７０〜４００℃、約２７ＭＰａ）での反応により、ＰＣＢは、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、無害化処理（ＮａＣｌ、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等に分解）される。
【００４８】
後段反応器１２２内を上昇した前記処理液１２３は、配管１４２を介して二次反応器１２６内を流通した後、冷却器１２７で冷却（約１００℃程度）され、減圧弁１２８で常圧にまで減圧された後、気液分離器１２９で排ガス１３１（ＣＯ_２、水蒸気等）と廃水１３３（水、ＮａＣｌ等）とに分離され、後処理された後に排出される。
【００４９】
つまり、本実施の形態による水熱酸化分解装置２２０においては、前記処理液１２３を前段反応器１２１内の中心部分で衝突させて混合を促進させると共に、前段反応器１２１から配管２４１に一旦流入させて当該処理液１２３の流動および各種物質濃度分布を均一化させた後に、当該処理液１２３を後段反応器１２２内の中心部分で衝突させて混合を促進させ、さらに二次反応器１２６で処理液１２３の流速を再度遅くしながら処理するようにしたのである。
【００５０】
よって、前記処理液１２３を前記反応器１２１，１２２内の中心部分で衝突させて混合促進させることにより、当該反応器１２１，１２２内での当該処理液１２３の混合効率を高めると共に、前段反応器１２１と後段反応器１２２とに別けて当該反応器１２１，１２２間を配管２４１で連結し、前記処理液１２３を前段反応器１２１から一旦絞り込んで後段反応器１２２に送給することにより、前記処理液１２３の流動および各種物質濃度分布を均一化して、ＰＣＢよりも分子量の小さい分解中間物（クロロフェノール、クロロベンゼン、ベンゼン等）の先行流出を抑制し、さらに、配管を螺旋状に巻いた二次反応器１２６内を流通させることにより、前記処理液１２３の流速を遅くしてＰＣＢよりも分子量の小さい分解中間物（クロロフェノール、クロロベンゼン、ベンゼン等）の滞留時間を十分に確保するようにしたのである。
【００５１】
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と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、前述した第一番目の実施の形態の場合よりも前記反応器１２１，１２２の大きさをさらに小さくすることができる。
【００５２】
［他の実施の形態］
なお、前述した第一，二番目の実施の形態では、前段反応器１２１および後段反応器１２２の両者共に処理液１２３を二方向から供給するようにしたが、処理液１２３中のＰＣＢ濃度等の各種条件によっては、前段反応器１２１および後段反応器１２２のいずれか一方のみ二方向から処理液１２３を供給するようにしてもよい。
【００５３】
また、前述した第一，二番目の実施の形態では、前記反応器１２１，１２２内に処理液１２３を二方向から供給するようにしたが、当該処理液１２３を三方向以上から供給するようにしてもよい。
【００５４】
また、前述した第一，二番目の実施の形態では、前段反応器１２１および後段反応器１２２の両者共に酸素１２３ｅを供給するようにしたが、処理液１２３中のＰＣＢ濃度等の各種条件によっては前段反応器１２１のみに酸素１２３ｅを供給するようにしてもよい。
【００５５】
また、前記反応器１２１，１２２内への前記処理液１２３の供給方向は、水平方向はもちろんのこと、前記反応器１２１，１２２の内の上方や下方へ向かう方向（水平方向と交差する方向）へ処理液１２３を供給することも可能である。
【００５６】
また、前述した第一番目の実施の形態において、後段反応器１２２の後流側に二次反応器１２６を設けることも可能である一方、前述した第二番目の実施の形態において、後段反応器１２２の後流側の二次反応器１２６を省略することも可能である。
【００５７】
【発明の効果】
第一番目の発明による水熱酸化分解装置は、供給された処理液中のハロゲン化有機化合物を高温高圧環境下で分解する反応器を備えた水熱酸化分解装置において、前記反応器が、前段反応器と後段反応器とを備えてなり、前記前段反応器内の前記処理液を前記後段反応器の内部に供給する配管を設け、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、当該処理液を当該反応器の複数箇所から供給できるように当該反応器に複数連結されていることから、処理液を前段反応器から一旦絞り込んで後段反応器に送給することができるので、処理液の流動および各種物質濃度分布を均一化して、分解中間物の先行流出を抑制することができる。このため、前段反応器および後段反応器は、そのサイズが小さくても処理液の滞留時間を十分に確保することができ、その合計高さが従来の単塔の反応器の高さよりも小さくても、ハロゲン化有機化合物を完全無害化処理することができる。よって、反応器の大きさを抑制しながらも、ハロゲン化有機化合物を完全に分解して無害化処理することができる。加えて、前記処理液を反応器内で混合することができ、分解中間物の先行流出をさらに抑制することができる。
【００５９】
第二番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目の発明において、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、当該反応器の内部の内壁面に沿って当該処理液を供給できるように当該反応器に複数連結されていることから、処理液を前記反応器内に螺旋状に旋回させながら供給することができるので、当該反応器内での処理液の滞留時間を平均化しながら混合効率を高めることができ、分解中間物の先行流出を効率よく抑制することができる。
【００６０】
第三番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目の発明において、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、供給した当該処理液を当該反応器の内部の中心で衝突させるように当該反応器に複数連結されていることから、処理液を前記反応器内の中心部分で衝突させて混合を促進させることができるので、当該反応器内での処理液の混合効率を高めることができ、分解中間物の先行流出を効率よく抑制することができる。
【００６１】
第四番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記処理液を前記前段反応器内に供給する配管および当該前段反応器内の当該処理液を前記後段反応器内に供給する配管のうち少なくとも一方の配管が、前記反応器の軸心線を中心にして線対称に位置するように当該反応器に複数連結されているので、第一番目から第三番目の発明で得られる効果を最も効率よく得ることができる。
【００６２】
第五番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記後段反応器で処理された前記処理液が内部において流通する螺旋状の配管からなる二次反応器を設けたので、分解中間物の分解処理をさらに確実に行うことができる。
【００６３】
第六番目の発明による水熱酸化分解装置は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記ハロゲン化有機化合物が、ポリ塩化ビフェニル類、ダイオキシン類等の塩素化有機化合物であるので、第一番目から第五番目の発明で得られる効果を最も確実に発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水熱酸化分解装置の第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢線視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面矢線視図である。
【図４】ＰＣＢ無害化処理設備の全体概略構成図である。
【図５】本発明による水熱酸化分解装置の第二番目の実施の形態の概略構成図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面矢線視図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面矢線視図である。
【符号の説明】
１２０，２２０水熱酸化分解装置
１２１前段反応器
１２２後段反応器
１２３処理液
１２３ａ油（又は有機溶剤）
１２３ｂＰＣＢ
１２３ｃ水酸化ナトリウム液
１２３ｄ水
１２３ｅ酸素
１２４ａ〜１２４ｄ加圧ポンプ
１２５予熱器
１２６二次反応器
１２７冷却器
１２８減圧弁
１２９気液分離器
１３０活性炭槽
１３１排ガス
１３２煙突
１３３排水
１３４放出タンク
１３５ａ〜１３５ｅタンク
１３６ａ〜１３６ｅ配管
１３７混合器
１３８高圧酸素供給設備
１３９，１３９ａ，１３９ｂ配管
１４０，１４０ａ，１４０ｂ，２４０，２４０ａ，２４０ｂ配管
１４１，１４１ａ，１４１ｂ，２４１，２４１ａ，２４１ｂ配管
１４２配管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrothermal oxidative decomposer for decomposing a halogenated organic compound such as a PCB-containing oil used in an insulating oil of electric equipment such as a transformer and a capacitor.
[0002]
[Prior art]
Polychlorinated biphenyl (PCB) is a toxic isomer of PCB-biphenyl, and its production and import are prohibited because of its high toxicity. Although the production of PCBs began in Japan around 1954, the adverse effects on living bodies and the environment became apparent in the wake of the Kanemi Yusho incident, and in 1972 an instruction was issued to stop production and collect (required storage) by administrative guidance. There is a history.
[0003]
PCB is obtained by substituting 1 to 10 chlorine atoms in the biphenyl skeleton, and there are theoretically 209 types of isomers depending on the number and position of the substituted chlorine atoms. Has been confirmed. In addition, PCBs have various physical and chemical properties between isomers, in vivo stability, environmental dynamics, and the like, and at present, chemical analysis and environmental pollution are complicated. Furthermore, PCB is one of the persistent organic pollutants and is not easily degraded in the environment, is fat-soluble, has a high bioconcentration rate, and is semi-volatile and can be transported through the atmosphere. In addition, it has been found that it remains widely in the environment such as water and living things. For this reason, PCBs are extremely stable in the body and accumulate in the body to cause chronic poisoning (skin damage, liver damage, etc.), as well as carcinogenicity and reproductive / developmental toxicity. .
[0004]
Such PCBs have been widely used as insulating oils for transformers and capacitors. For this reason, the PCB is decomposed into carbon dioxide, water, sodium chloride, etc. by using a hydrothermal oxidative decomposition device that hydrothermally oxidizes and decomposes insulating oil such as transformers and capacitors using high temperature and high pressure environment. The processing is performed (for example, see JP-A-11-253796, JP-A-2000-126588 and others).
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the hydrothermal oxidative decomposition apparatus as described above, PCB is decomposed into carbon dioxide, water, sodium chloride, etc. after passing through decomposition intermediates (chlorophenol, chlorobenzene, benzene, etc.). However, since the decomposition intermediate has a smaller molecular weight than PCB, it is likely to be sent out of the reactor earlier than PCB, and the residence time in the reactor tends to be shorter than that of PCB. There is a risk of being discharged without being completely decomposed. For this reason, although the height of the reactor is increased to ensure a sufficient residence time of the treatment liquid obtained by mixing the above-mentioned respective liquids, it has become extremely large.
[0006]
Accordingly, the present invention provides a hydrothermal oxidative decomposition method capable of completely decomposing and detoxifying halogenated organic compounds such as PCBs and dioxins while suppressing the size of the reactor. It is intended to provide a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A hydrothermal oxidative decomposition apparatus according to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems includes a hydrothermal oxidative decomposition apparatus having a reactor for decomposing a halogenated organic compound in a supplied processing solution under a high-temperature and high-pressure environment. In the apparatus, the reactor includes a first-stage reactor and a second-stage reactor, and a pipe for supplying the processing solution in the first-stage reactor to the inside of the second-stage reactor is provided.At least one of a pipe for supplying the processing liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the processing liquid in the first-stage reactor into the second-stage reactor, the processing liquid is supplied to the reactor. Multiple connected to the reactor so that it can be supplied from multiple locationsIt is characterized by the following.
[0009]
No.twoThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second inventiononeIn the second invention, at least one of a pipe for supplying the treatment liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the treatment liquid within the first-stage reactor into the second-stage reactor is a pipe of the reactor. internalofTo the reactor so that the processing solution can be supplied along the inner wallMultipleIt is characterized by being connected.
[0010]
No.threeThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second inventiononeIn the second invention, at least one of a pipe for supplying the treatment liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the treatment liquid within the first-stage reactor into the second-stage reactor is supplied with the treatment liquid. The reactor is caused to collide with the liquid at the center inside the reactor.MultipleIt is characterized by being connected.
[0011]
No.FourThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second inventiononeFrom number to numberthreeIn any one of the second inventions, at least one of a pipe for supplying the processing solution into the first-stage reactor and a pipe for supplying the processing solution in the first-stage reactor into the second-stage reactor, Position the reactor so that it is located symmetrically about the axis of the reactor.MultipleIt is characterized by being connected.
[0012]
No.FiveThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second invention isFourIn any one of the second inventions, the treatment liquid treated in the second-stage reactor.Is a spiral spiral that circulates insideA secondary reactor composed of piping is provided.
[0013]
No.SixThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second invention isFiveIn any one of the second invention, the halogenated organic compound is a chlorinated organic compound such as polychlorinated biphenyls and dioxins.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a hydrothermal oxidative decomposition device according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiment.
[0015]
[First embodiment]
A first embodiment of the hydrothermal oxidative decomposition device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic configuration diagram of the disassembly apparatus, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 1, and FIG. It is a whole schematic block diagram of detoxification processing equipment.
[0016]
As shown in FIG. 1, tanks 135a to 135d for storing oils (or organic solvents), PCBs, NaOH, and waters 123a to 123d, respectively, pressurize and supply these liquids 123a to 123d. They are connected to the pressure pumps 124a to 124d, respectively. The pressurizing pump 124a for supplying the oil 123a is connected to the mixer 137 via a pipe 136a. A pressurizing pump 124b for feeding the PCB 123b is connected to the middle of the pipe 136a via a pipe 136b. That is, the PCB 123b is supplied to the mixer 137 together with the oil 123a via the pipe 136a.
[0017]
A pressurizing pump 124d for supplying water 123d is connected to the mixer 137 via a pipe 136d. A preheater 125 for preheating (about 300 ° C.) is provided in the middle of the pipe 136d. The pressurizing pump 124c that supplies the NaOH solution 123c is connected between the pressurizing pump 124d of the pipe 136d and the preheater 125. That is, the NaOH solution 123c is preheated by the preheater 125 together with the water 123d in the pipe 136d, and then is sent to the mixer 137.
[0018]
The branch 137 is connected to the mixer 137 via a pipe 140. As shown in FIGS. 1 and 2, a pipe 140 a is provided on a side surface of the reactor 121 so that the processing solution 123 mixed in the mixer 137 can be supplied along the inner wall surface of the cylindrical pre-stage reactor 121. It is connected to the lower side. Further, the pipe 140b is positioned symmetrically with respect to the pipe 140a about the axis of the former reactor 121, and can be supplied along the inner wall surface of the former reactor 121 so as to be supplied along the inner wall surface. Is connected to the lower side of the.
[0019]
In other words, about half of the processing liquid 123 mixed in the mixer 137 is supplied from the pipe 140a along the inner wall surface to the inside of the pre-reactor 121, and the other half is supplied in the supply direction from the pipe 140a. In contrast, the supply is supplied from the pipe 140b to the inside of the pre-stage reactor 121 along the inner wall surface in a direction symmetrical about the axis of the reactor 121. For this reason, the processing liquid 123 supplied to the inside of the first reactor 121 flows upward from below while efficiently turning inside the reactor 121.
[0020]
A pipe 141 a and a pipe 141 b are connected to the upper part of the former reactor 121 via a pipe 141. As shown in FIGS. 1 and 3, the pipe 141 a is provided below the side surface of the reactor 122 so that the processing liquid 123 from the reactor 121 can be fed along the inner wall surface of the cylindrical reactor 122. It is connected closer. Further, the pipe 141b is positioned symmetrically with respect to the pipe 141a with respect to the axis of the latter reactor 122 as a center, and can be supplied along the inner wall surface of the latter reactor 122 so as to be supplied. Is connected to the lower side of the.
[0021]
That is, about half of the processing liquid 123 from the first reactor 121 is supplied from the pipe 141a to the inside of the second reactor 122 along the inner wall surface, and the other half is supplied in the supply direction from the pipe 141a. On the other hand, the water is supplied from the pipe 141b to the inside of the downstream reactor 122 along the inner wall surface in a direction symmetrical with respect to the axis of the reactor 122. For this reason, the processing liquid 123 supplied to the inside of the latter reactor 122 flows upward from below while efficiently turning inside the reactor 122.
[0022]
Further, as shown in FIG. 1, a tank 135e for storing oxygen 123e as an oxidizing agent is connected to a high-pressure oxygen supply facility 138 for supplying the oxygen 123e at a high pressure. A branch pipe 139 a and a pipe 139 b are connected to the high-pressure oxygen supply facility 138 via a pipe 139. The pipe 139a is connected to a lower part of the first reactor 121. The pipe 139b is connected to a lower part of the downstream reactor 122.
[0023]
The upper part of the latter reactor 122 is connected to a cooler 127 via a pipe 142. The cooler 127 is connected to a gas-liquid separator 129 via a pressure reducing valve 128. A gas outlet of the gas-liquid separator 129 is connected to a chimney 132 via an activated carbon tank 130. The liquid outlet of the gas-liquid separator 129 is connected to the discharge tank 134.
[0024]
Next, a method of decomposing PCB using the hydrothermal oxidative decomposition device 120 will be described.
[0025]
Each of the pressurizing pumps 124a to 124d is operated to supply each of the liquids 123a to 123d in each of the tanks 135a to 135d to the pipes 136a to 136d and the mixer 137, and the mixed processing liquid 123 is passed through the pipe 140. Almost half of this is supplied from the pipe 140a into the lower part of the former reactor 121 along the inner wall surface of the former reactor 121, and the other half is made from the pipe 140b to the lower inner part of the former reactor 121. By being supplied along the inner wall surface of the first-stage reactor 121, it is supplied to the inside of the first-stage reactor 121 so as to flow upward while spirally turning inside the first-stage reactor 121, and The oxygen 123e supplied from the high-pressure oxygen supply facility 138 to the inside of the pre-reactor 121 from the pipe 139a via the pipe 139 via the While being evenly mixed with the processing liquid 123 by the swirling flow of the processing liquid 123, the processing liquid 123 and the processing liquid 123 are spirally swirled in the pre-reactor 121 and raised in a subcritical state (about 370 to 400 ° C., about 27 MPa). The PCB undergoes a dechlorination reaction and an oxidative decomposition reaction due to the reaction of₂, H₂O).
[0026]
Here, the reason why the oil 123a is added is to promote the decomposition reaction of the PCB with a particularly high concentration and to raise the reaction temperature to the optimum temperature when the decomposition apparatus 120 is started.
[0027]
The processing liquid 123 that has thus risen in the former reactor 121 flows from the upper part of the reactor 121 into the pipe 141 having a smaller diameter than the reactor 121, whereby the flow and the concentration of various substances are distributed. Is homogenized, approximately half of it is supplied to the lower interior of the latter reactor 122 from the pipe 141a along the inner wall surface of the latter reactor 122, and the other approximately half is supplied from the pipe 141b to the latter reactor 122. Is supplied along the inner wall surface of the post-stage reactor 122 to the inside of the post-stage reactor 122, so that the inside of the post-stage reactor 122 flows upward while spirally turning inside the post-stage reactor 122. While being supplied, the high-pressure oxygen supply equipment 138 supplies oxygen 123 e from the pipe 139 b through the pipe 139 to the inside of the second reactor 122. 3e rises while spirally swirling inside the subsequent reactor 121 together with the processing solution 123 while being uniformly mixed with the processing solution 123 by the swirling flow of the processing solution 123, and in a subcritical state (about 370 to 400 ° C., By the reaction at about 27 MPa), the PCB undergoes a dechlorination reaction and an oxidative decomposition reaction, and is detoxified (NaCl, CO2).₂, H₂O).
[0028]
The processing solution 123 that has risen in the rear reactor 122 in this way is cooled (about 100 ° C.) by the cooler 127 via the pipe 142, and is depressurized to normal pressure by the pressure reducing valve 128. In the liquid separator 129, the exhaust gas 131 (CO₂, Water vapor, etc.) and waste water 133 (water, NaCl, etc.) and are discharged after post-treatment.
[0029]
That is, in the hydrothermal oxidative decomposition device 120 according to the present embodiment, the treatment liquid 123 is supplied while being spirally swirled into the pre-reactor 121, and is also allowed to flow once from the pre-reactor 121 into the pipe 141. After the flow of the treatment liquid 123 and the distribution of the concentration of various substances are made uniform, the treatment liquid 123 is supplied into the latter-stage reactor 122 while being spirally swirled. The reason for this is as follows.
[0030]
In the reactor, the PCB is converted to NaCl, CO2 as described above.₂, H₂Decomposition intermediates such as O, etc., but decomposition intermediates (chlorophenol, chlorobenzene, benzene, etc.) having a lower molecular weight than PCB are more likely to be sent out of the reactor than PCB, and the residence time in the reactor is longer. Since it is shorter than the PCB, it may be discharged without being completely disassembled to the final stage. For this reason, although it is necessary to increase the height of the reactor to sufficiently secure the residence time of the treatment liquid, it becomes extremely large.
[0031]
Therefore, by flowing the treatment liquid 123 while spirally circulating in the reactors 121 and 122, the mixing efficiency is increased while the residence time of the treatment liquid 123 in the reactors 121 and 122 is increased. At the same time, the reactors 121 and 122 are separately connected to each other by a pipe 141 separately from a former reactor 121 and a latter reactor 122, and the treatment liquid 123 is once narrowed down from the former reactor 121 and fed to the latter reactor 122. Thus, the flow of the treatment liquid 123 and the distribution of the concentration of various substances are made uniform, and the premature outflow of decomposition intermediates (chlorophenol, chlorobenzene, benzene, etc.) having a smaller molecular weight than PCB is suppressed. Thereby, even if the size of the reactors 121 and 122 is small, the residence time of the treatment liquid can be sufficiently ensured.
[0032]
Therefore, even if the total height of the reactors 121 and 122 is smaller than the height of the conventional single-column reactor, the PCB can be completely detoxified.
[0033]
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to completely decompose the PCB and perform the detoxification process while suppressing the size of the reactors 121 and 122.
[0034]
The case where such a hydrothermal oxidative decomposition device 120 is applied to, for example, a PCB detoxification treatment facility will be described below.
[0035]
As shown in FIG. 4, the PCB detoxification processing system is a harmful substance processing system for detoxifying a processing object on which PCB, which is a harmful substance, is adhered, contained, or stored. One or both of the separating means 1004 for separating the harmful substance 1002 from the container 1003 for storing the substance (for example, PCB) 1002 and the disassembling means 1005 for disassembling the components 1001a, b,. A pretreatment means 1006, a core separation means 1007 for separating a core 1001a, which is a constituent material of an object processed in the pretreatment means 1006, into a coil 1001b and an iron core 1001c, and the separated coil 1001b Coil separating means 1008 for separating wire 1001d and paper / tree 1001e; Cleaning means 1011 for cleaning the iron core 1001c separated by the step 1008, the metal container (container body and lid, etc.) 1003 separated by the disassembling means 1005, and the copper wire 1001d separated by the coil separating means 1008 with a cleaning liquid 1010. And harmful substance decomposition treatment means 1013 which is a hydrothermal oxidative decomposition apparatus for decomposing one or both of the cleaning waste liquid 1012 after cleaning and the harmful substance 1002 separated by the pretreatment means. is there.
[0036]
Here, in addition to PCB, examples of the harmful substances include dioxins, vinyl chloride sheets, hazardous waste paints, waste fuels, hazardous chemicals, waste resins, untreated explosives, and the like. It is not limited to these, as long as they are halogenated organic compounds such as chlorinated organic compounds.
[0037]
Examples of the object to be processed include a transformer and a capacitor using PCB as an insulating oil, and a storage container for storing paint, which is a harmful substance, but are not limited thereto. Absent.
[0038]
Also, in the ballast for fluorescent lamps, PCB has been used conventionally, so it is necessary to perform detoxification treatment. In this case, since the capacity is small, it is necessary to directly feed into the separation means 1009 without pretreatment. Can be detoxified.
[0039]
When the harmful substance is a liquid or the like, the harmful substance is detoxified by directly charging the harmful substance decomposition processing means 1013, and the container in which the harmful substance is stored can be processed by the detoxification processing of the constituent materials. Note that the configuration of the harmful substance treatment means 1013 is the same as the configuration of the hydrothermal decomposition apparatus 120 shown in FIG.
[0040]
[Second embodiment]
A second embodiment of the hydrothermal oxidative decomposition device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 is a schematic configuration diagram of the disassembling apparatus, FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. However, for the same parts as in the case of the first embodiment described above, the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment are used, so that the first A description overlapping with that of the embodiment will be omitted.
[0041]
As shown in FIG. 5, a pipe 240 a and a pipe 240 b are connected to the mixer 137 via a pipe 240. As shown in FIGS. 5 and 6, the pipe 240 a is provided on a side surface of the reactor 121 so that the processing solution 123 mixed in the mixer 137 can be supplied in a direction intersecting the axis (center) of the reactor 121. Is connected to the lower side of the. In addition, the pipe 240b is positioned symmetrically with respect to the pipe 140a about the axis of the pre-reactor 121 so as to be supplied in a direction crossing the axis (center) of the pre-reactor 121. It is connected to the lower side of the side surface of the reactor 121.
[0042]
That is, about half of the processing liquid 123 mixed in the mixer 137 is supplied from the pipe 240a toward the center of the inside of the pre-reactor 121, and the other half is supplied in the supply direction from the pipe 240a. On the other hand, the water is supplied from the pipe 240b toward the center of the inside of the pre-reactor 121 in a direction symmetrical with respect to the axis of the reactor 121. For this reason, the processing liquid 123 supplied to the inside of the first reactor 121 collides at the center (axial center) position in the reactor 121 and flows upward from below while generating turbulence. .
[0043]
A branch pipe 241 a and a pipe 241 b are connected to the upper part of the first-stage reactor 121 via a pipe 241. As shown in FIGS. 1 and 3, the pipe 241 a is provided on a side surface of the reactor 122 so that the processing liquid 123 from the former reactor 121 can be supplied in a direction intersecting the axis (center) of the latter reactor 122. It is connected to the lower side. Further, the pipe 241b is positioned symmetrically with respect to the pipe 241a with respect to the axis of the post-stage reactor 122 as a center, and can be supplied in a direction intersecting with the axis (center) of the post-stage reactor 122. It is connected to the lower side of the side surface of the reactor 122.
[0044]
That is, about half of the processing liquid 123 from the first reactor 121 is supplied from the pipe 241a toward the center of the inside of the second reactor 121, and the other approximately half is supplied with respect to the supply from the pipe 241a. Thus, the water is supplied from the pipe 241b toward the center of the inside of the downstream reactor 122 in a direction symmetrical with respect to the axis of the reactor 122. For this reason, the processing liquid 123 supplied into the rear reactor 122 collides at the center (axial center) position in the reactor 122 and flows upward from below while generating turbulence. .
[0045]
A secondary reactor 126 composed of a spirally formed pipe is provided in a portion of the pipe 142 between the downstream reactor 122 and the cooler 127.
[0046]
In such a hydrothermal oxidative decomposition apparatus 220, approximately half of the processing liquid 123 mixed in the mixer 137 is placed in the lower part of the former reactor 121 from the pipe 240 a via the pipe 240 a. The center is supplied toward the center, and the other half is supplied from the pipe 240b to the lower inside of the pre-reactor 121 toward the center of the pre-reactor 121. The collision occurs at the (core) portion and flows upward while generating turbulent flow. The high-pressure oxygen supply equipment 138 uniformly mixes the oxygen 123e with the oxygen 123e supplied from the pipe 139a to the inside of the pre-reactor 121 via the pipe 139. As in the case of the above-described first embodiment, the reaction in the subcritical state (about 370 to 400 ° C., about 27 MPa) is performed. , PCB may cause dechlorination reaction and oxidative decomposition reaction, detoxification (NaCl, CO₂, H₂O).
[0047]
Further, similarly to the case of the first embodiment described above, the processing liquid 123 flowing into the pipe 241 from the upper part of the pre-stage reactor 121 is once reduced in flow rate and further mixed, and then substantially mixed therewith. Half is supplied from the pipe 241a into the lower part of the latter reactor 122 toward the center of the latter reactor 122, and the other half is supplied from the pipe 241b to the lower part of the latter reactor 122 and the center of the latter reactor 122. By being supplied toward the rear stage, it collides at the center (axial center) of the inside of the latter-stage reactor 122 and flows upward while generating turbulence, and oxygen 123 e is supplied by the high-pressure oxygen supply equipment 138 via the pipe 139. From 139b, the oxygen is uniformly mixed with the oxygen 123e fed into the post-stage reactor 122, so that the sub-assembly is similar to the first embodiment described above. Field state (about three hundred seventy to four hundred ° C., about 27 MPa) by reaction with, PCB may cause dechlorination reaction and oxidative decomposition reaction, detoxification (NaCl, CO₂, H₂O).
[0048]
The processing liquid 123 that has risen in the latter reactor 122 flows through the secondary reactor 126 via the pipe 142, is cooled (about 100 ° C.) by the cooler 127, and is brought to normal pressure by the pressure reducing valve 128. After the pressure has been reduced to₂, Water vapor, etc.) and waste water 133 (water, NaCl, etc.) and are discharged after post-treatment.
[0049]
In other words, in the hydrothermal oxidative decomposition apparatus 220 according to the present embodiment, the treatment liquid 123 is caused to collide with the center portion of the pre-reactor 121 to promote mixing, and at the same time, is caused to flow once from the pre-reactor 121 to the pipe 241. After the flow of the treatment liquid 123 and the distribution of various substance concentrations are made uniform, the treatment liquid 123 collides with a central portion in the latter-stage reactor 122 to promote mixing. The processing is performed while the flow rate of 123 is again reduced.
[0050]
Therefore, the mixing efficiency of the processing liquid 123 in the reactors 121 and 122 is increased by causing the processing liquid 123 to collide with the central portion in the reactors 121 and 122 to promote the mixing, and to improve the mixing efficiency of the pre-reactor. By separately connecting the reactors 121 and 122 with a pipe 241 separately from the reactor 121 and the downstream reactor 122, the processing liquid 123 is once squeezed from the upstream reactor 121 and fed to the downstream reactor 122, whereby the processing is performed. The flow of the liquid 123 and the distribution of the concentration of various substances are made uniform to suppress the premature outflow of decomposition intermediates (chlorophenol, chlorobenzene, benzene, etc.) having a smaller molecular weight than the PCB, and furthermore, the secondary pipe is spirally wound. By circulating through the reactor 126, the flow rate of the treatment liquid 123 is reduced, and a decomposition intermediate (chlorophene) having a lower molecular weight than PCB is reduced. Lumpur, chlorobenzene is had as to sufficiently secure the residence time of benzene).
[0051]
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the above-described first embodiment, and also, it is possible to obtain the same reactor as that of the above-described first embodiment. The sizes of 121 and 122 can be further reduced.
[0052]
[Other embodiments]
In the first and second embodiments described above, the processing liquid 123 is supplied from both directions to both the first reactor 121 and the second reactor 122. Depending on various conditions, only one of the first-stage reactor 121 and the second-stage reactor 122 may be supplied with the treatment liquid 123 from two directions.
[0053]
In the first and second embodiments described above, the processing liquid 123 is supplied into the reactors 121 and 122 from two directions. However, the processing liquid 123 is supplied from three or more directions. You may.
[0054]
In the first and second embodiments described above, oxygen 123e is supplied to both the first-stage reactor 121 and the second-stage reactor 122. However, depending on various conditions such as the PCB concentration in the processing solution 123, the supply of oxygen 123e may be reduced. Oxygen 123e may be supplied only to the first reactor 121.
[0055]
The supply direction of the processing liquid 123 into the reactors 121 and 122 is not limited to the horizontal direction, but also to the upward and downward directions (directions intersecting with the horizontal direction) in the reactors 121 and 122. It is also possible to supply the processing liquid 123 to
[0056]
Further, in the above-described first embodiment, it is possible to provide the secondary reactor 126 on the downstream side of the downstream reactor 122, while in the above-described second embodiment, the downstream reactor 126 is provided. It is also possible to omit the secondary reactor 126 downstream of 122.
[0057]
【The invention's effect】
A hydrothermal oxidative decomposition device according to a first aspect of the present invention is a hydrothermal oxidative decomposition device including a reactor that decomposes a halogenated organic compound in a supplied processing solution under a high-temperature and high-pressure environment. A reactor and a post-reactor, and a pipe for supplying the treatment liquid in the pre-reactor into the post-reactor.At least one of a pipe for supplying the processing liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the processing liquid in the first-stage reactor into the second-stage reactor, the processing liquid is supplied to the reactor. Multiple connected to the reactor so that it can be supplied from multiple locationsTherefore, the processing liquid can be once squeezed from the first-stage reactor and sent to the second-stage reactor, so that the flow of the processing liquid and the concentration of various substances can be made uniform, and the preceding outflow of the decomposition intermediate can be suppressed. it can. For this reason, even if the first-stage reactor and the second-stage reactor are small in size, the residence time of the processing solution can be sufficiently ensured, and the total height thereof is smaller than the height of the conventional single-column reactor. Also, the halogenated organic compound can be completely detoxified. Therefore, while suppressing the size of the reactor, halogenated organic compoundsToIt can be completely decomposed and detoxified.In addition, the treatment liquid can be mixed in the reactor, and the preceding outflow of the decomposition intermediate can be further suppressed.
[0059]
No.twoThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second inventiononeIn the second invention, at least one of a pipe for supplying the treatment liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the treatment liquid within the first-stage reactor into the second-stage reactor is a pipe of the reactor. internalofTo the reactor so that the processing solution can be supplied along the inner wallMultipleSince they are connected, the processing liquid can be supplied into the reactor while being spirally swirled, so that the mixing efficiency can be increased while averaging the residence time of the processing liquid in the reactor. In addition, the preceding outflow of the decomposition intermediate can be efficiently suppressed.
[0060]
No.threeThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second inventiononeIn the second invention, at least one of a pipe for supplying the treatment liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the treatment liquid within the first-stage reactor into the second-stage reactor is supplied with the treatment liquid. The reactor is caused to collide with the liquid at the center inside the reactor.MultipleThe connection allows the processing liquid to collide with the center portion of the reactor to promote mixing, so that the mixing efficiency of the processing liquid in the reactor can be increased, and the decomposition intermediate Effluent can be efficiently suppressed.
[0061]
No.FourThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second inventiononeFrom number to numberthreeIn any one of the second inventions, at least one of a pipe for supplying the processing solution into the first-stage reactor and a pipe for supplying the processing solution in the first-stage reactor into the second-stage reactor, Position the reactor so that it is located symmetrically about the axis of the reactor.MultipleBecause it is linked,oneFrom number to numberthreeThe effect obtained by the second invention can be obtained most efficiently.
[0062]
No.FiveThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second invention isFourIn any one of the second inventions, the treatment liquid treated in the second-stage reactor.Is a spiral spiral that circulates insideSince the secondary reactor including the pipe is provided, the decomposition of the decomposition intermediate can be more reliably performed.
[0063]
No.SixThe hydrothermal oxidative decomposition device according to the second invention isFiveIn any of the second inventions, since the halogenated organic compound is a chlorinated organic compound such as polychlorinated biphenyls and dioxins,FiveThe effect obtained by the second invention can be exhibited most reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a hydrothermal oxidative decomposition device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is an overall schematic configuration diagram of a PCB detoxification treatment facility.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the hydrothermal oxidative decomposition device according to the present invention.
6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5;
7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
120,220 Hydrothermal oxidative decomposition equipment
121 first stage reactor
122 second stage reactor
123 treatment liquid
123a oil (or organic solvent)
123b PCB
123c sodium hydroxide solution
123d water
123e oxygen
124a-124d pressure pump
125 preheater
126 Secondary reactor
127 cooler
128 pressure reducing valve
129 Gas-liquid separator
130 activated carbon tank
131 Exhaust gas
132 chimney
133 drainage
134 Release Tank
135a to 135e tank
136a-136e Piping
137 Mixer
138 High pressure oxygen supply equipment
139, 139a, 139b Piping
140, 140a, 140b, 240, 240a, 240b Piping
141, 141a, 141b, 241, 241a, 241b Piping
142 piping

Claims

In a hydrothermal oxidative decomposition apparatus equipped with a reactor that decomposes a halogenated organic compound in a supplied processing solution under a high-temperature and high-pressure environment,
The reactor comprises a first-stage reactor and a second-stage reactor,
A pipe for supplying the treatment liquid in the first-stage reactor to the inside of the second-stage reactor is provided,
At least one of a pipe for supplying the processing liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the processing liquid in the first-stage reactor into the second-stage reactor has a plurality of the processing liquids in the reactor. A hydrothermal oxidative decomposer characterized by being connected to a plurality of said reactors so as to be supplied from a location.

In claim 1,
At least one of a pipe for supplying the processing liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the processing liquid in the first-stage reactor into the second-stage reactor is disposed on an inner wall surface inside the reactor. A hydrothermal oxidative decomposition apparatus, which is connected to the plurality of reactors so that the processing liquid can be supplied along the reactor.

In claim 1,
At least one of the pipes for supplying the processing liquid into the pre-reactor and the pipes for supplying the processing liquid in the pre-reactor into the post-reactor supplies the supplied processing liquid to the reactor. A hydrothermal oxidative decomposition device, wherein a plurality of the reactors are connected so as to collide with each other at a center inside the reactor.

In any one of claims 1 to 3,
At least one of a pipe for supplying the processing liquid into the first-stage reactor and a pipe for supplying the processing liquid in the first-stage reactor into the second-stage reactor is centered on an axis of the reactor. A hydrothermal oxidative decomposition apparatus, wherein a plurality of the reactors are connected to the reactor so as to be located in line symmetry.

In any one of claims 1 to 4,
A hydrothermal oxidative decomposition device, comprising a secondary reactor comprising a spiral pipe through which the treatment liquid treated in the latter reactor flows .

In any one of claims 1 to 5,
A hydrothermal oxidative decomposition apparatus, wherein the halogenated organic compound is a chlorinated organic compound such as polychlorinated biphenyls and dioxins.