JP3714394B2 - Supercritical reactor for high temperature - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超臨界流体を用いて高温高圧領域を形成し、物質を反応させる装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
超臨界流体を用いた種々の反応プロセスが検討されているが、例えば超臨界水を用いる場合、水の超臨界点が温度374℃、圧力22.4MPaであることから、この温度、圧力に耐え得る材質で作られた反応器が必要である。この水の超臨界点以上で物質の反応を行わせようとする場合、従来の外部加熱方式では、チューブラー型、或いはベッセル型反応管が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この加熱方式で用いられるチューブラー型、或いはベッセル型反応管は反応が行われるときに直接高温、高圧にさらされるため、反応管の破損やひび割れ等のおそれがあった。また反応管に高価な耐熱材料を用いても耐熱限界は650℃程度であるため、反応管を用いて650℃を越える温度で高い効率で反応を行うことができない問題があった。そこで反応管の材質には高温で高圧に耐えうる強度を有する高価な耐熱材料を選定する必要があり、装置が大型化、重量化する傾向があった。
【0004】
本発明の目的は、従来の反応装置では得られない高温高圧の超臨界反応領域を比較的簡便に作り出し、従来よりも安価な高温用超臨界反応装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、図2に示すように、両端が封止され500℃の温度と30MPaの圧力に耐え得る管状の耐熱耐圧製反応器10と、反応器10の外周に設けられ反応器10を保温又は加熱するヒータ11と、反応器10の内部に反応器10と同心状にかつ反応器10の一端に密着し反応器10の他端と離間して設けられた熱遮蔽用筒体12と、反応器10の一端に設けられ反応器10の内面と筒体12の外面で囲まれる領域に超臨界流体を導入するための第1導入口16と、反応器10の一端に設けられ筒体12内に超臨界流体を導入するための第2導入口17と、筒体12の内部に反応器10の両端と離間して設けられ反応器10の一端側の先端が封止され反応器10の他端側の先端が開口された燃焼用反応筒18と、反応器10の外部から筒体12の内部と反応筒18の内部と筒体12の内部をこの順に通って反応器10の外部に導くように設けられ高温で反応する被処理液21が流れる高温用超臨界反応管19と、被処理液21を反応管19に超臨界流体と同圧で圧送する被処理液用ポンプ24と、反応筒18内の高温用超臨界反応管19を加熱するための燃料27又はこの燃料27と超臨界流体を反応筒18内に供給するように設けられた燃料供給パイプ28と、燃料27の燃焼を助ける助燃材29を反応筒18内に供給するように設けられた助燃材供給パイプ31と、反応筒18の反応器10の一端側の先端に接続され反応筒18内で超臨界反応管19を加熱した超臨界流体を反応器10の外部に導くように設けられた排出管33とを備えた高温用超臨界反応装置である。
請求項1に係る発明では、反応筒18内部に超臨界反応管19を通し、この反応筒18の内部の超臨界流体中で燃料を燃焼させることにより高温領域を形成したので反応管19内に高温高圧での超臨界反応領域を形成できる。
【0006】
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、請求項6に係る発明は、請求項5に係る発明であって、高温用超臨界反応管19が、反応器10の一端から筒体12内面と反応筒18外面の間の領域を通って反応筒18の反応器10の他端側の先端まで形成された導入用超臨界反応管19aと、導入用超臨界反応管19aに接続され反応筒18内に設けられた反応用超臨界反応管19bと、反応用超臨界反応管19bに接続され筒体12の内部を通って反応器10の一端に接続された排出用超臨界反応管19cとを備えた高温用超臨界反応装置である。
請求項2及び請求項6に係る発明では、超臨界流体が導入された反応器内に同圧に保たれた高温用超臨界反応管が配置されており、反応管の内圧と外圧が等しく圧力差を生じないので反応管は高耐圧製である必要がない。
【0007】
請求項3に係る発明は、請求項2に係る発明であって、請求項7に係る発明は、請求項6に係る発明であって、導入用超臨界反応管19a、排出管33及び排出用超臨界反応管19cが互いに熱交換するように構成された高温用超臨界反応装置である。
請求項3及び請求項7に係る発明では、導入用超臨界反応管、排出管及び排出用超臨界反応管は隣接して設けられているので温度差の異なる配管間で熱交換が行われ、反応に消費される熱エネルギーが少なくて済む。
【0008】
請求項4に係る発明は、請求項2に係る発明であって、第2導入口17より熱遮蔽用筒体12の内面と反応筒18の外面で囲まれる領域に導入された超臨界流体と排出管33及び排出用超臨界反応管19cとが互いに熱交換するように構成された高温用超臨界反応装置である。
請求項4に係る発明では、上記領域に導入された超臨界流体と排出管及び排出用超臨界反応管は接しているので熱交換が行われ、反応に消費される熱エネルギーが少なくて済む。
【0009】
請求項5に係る発明は、図3に示すように、両端が封止され500℃の温度と30MPaの圧力に耐え得る管状の耐熱耐圧製反応器10と、反応器10の外周に設けられ反応器10を保温又は加熱するヒータ11と、反応器10の内部に反応器10と同心状にかつ反応器10の一端に密着し反応器10の他端と離間して設けられた熱遮蔽用筒体12と、反応器10の一端に設けられ筒体12内に超臨界流体を導入するための第3導入口49と、反応器10の一端に設けられ反応器10の内面と筒体12の外面で囲まれる領域に加熱用燃料27と超臨界流体を導入するための第4導入口51と、筒体12の内部に反応器10の両端と離間して設けられ反応器10の一端側の先端が封止され反応器10の他端側の先端が開口された燃焼用反応筒18と、反応筒18の反応器10の他端側の先端に反応器10の他端に密着するように設けられた円筒状の多孔質隔壁52と、反応器10の外部から筒体12の内部と多孔質隔壁52と反応筒18の内部と筒体12の内部をこの順に通って反応器10の外部に導くように設けられ高温で反応する被処理液21が流れる高温用超臨界反応管19と、被処理液21を反応管19に超臨界流体と同圧で圧送する被処理液用ポンプ24と、第4導入口51から導入された加熱用燃料27の反応筒18内での燃焼を助ける助燃材29を反応筒18内に供給するように設けられた助燃材供給パイプ31と、反応筒18の反応器10の一端側の先端に接続され反応筒18内で超臨界反応管19を加熱した超臨界流体を反応器10の外部に導くように設けられた排出管33とを備えた高温用超臨界反応装置である。
請求項5に係る発明では、請求項1に係る発明と比較して多孔質隔壁52を反応筒18の端部に備え、加熱用燃料27を反応器10の一端に設けられた第4導入口51より導入するようにしたので、加熱用燃料27が多孔質隔壁52を通って燃焼し、これにより反応用超臨界反応管19bが均等に加熱され反応効率が高まる。
【0010】
請求項8に係る発明は、請求項6に係る発明であって、第3導入口49より熱遮蔽用筒体12の内面と反応筒18の外面で囲まれる領域に導入された超臨界流体と排出管33及び排出用超臨界反応管19cとが互いに熱交換するように構成された高温用超臨界反応装置である。
請求項8に係る発明では、上記領域に導入された超臨界流体と排出管及び排出用超臨界反応管は接しているので熱交換が行われ、反応に消費される熱エネルギーが少なくて済む。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の超臨界流体としては、超臨界水、超臨界二酸化炭素、可燃性の超臨界メタン、超臨界アンモニア、超臨界メタノール等が挙げられる。
本発明の第1の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
本発明の反応装置は、図1及び図2に示すように、耐熱耐圧製反応器10は両端が封止され少なくとも500℃の温度と30MPaの圧力に耐え得る管状に形成される。反応器10の外周部には保温又は加熱のためのヒータ11が設けられる。反応器10の内部には反応器10と同心状にかつ反応器10の一端に密着し反応器10の他端の内壁とは間隔を開けて熱遮蔽用筒体12が設けられる。この間隔は反応器10の内面と筒体12の外面で囲まれる領域と筒体12内とを連通する連通部13を構成する。反応器10の一端には反応器10の内面と筒体12の外面で囲まれる領域に超臨界流体として超臨界水を導入する第1導入口16と、筒体12内に超臨界流体として超臨界水を導入する第2導入口17がそれぞれ設けられる。筒体12の内部には反応器10の両端と離間して反応器10の一端側の先端が封止され反応器10の他端側の先端が開口された燃焼用反応筒18が設けられる。この筒体12及び反応筒18は高温にさらされ、腐食が大きくなるおそれがあるため、熱良導体からなる耐熱金属、例えばNi−Crの耐熱合金等から形成され、筒体12及び反応筒18は交換可能に構成される。
【0012】
反応器10内には高温用超臨界反応管19が反応器10の外部から筒体12の内部と反応筒18の内部と筒体12の内部をこの順に通って反応器10の外部に導くように設けられる。この反応管19は高温で反応する被処理液21が流れるよう構成される。この実施の形態では被処理液21はフェノールと水とを混合した水溶液である。高温用超臨界反応管19は、導入用超臨界反応管19aと反応用超臨界反応管19bと排出用超臨界反応管19cからなる。導入用超臨界反応管19aは反応器10の一端から筒体12内面と反応筒18外面の領域を通って反応筒18の反応器10の他端側の先端の高さ位置まで設けられる。反応用超臨界反応管19bは一方が導入用超臨界反応管19aに接続されて反応筒18内に設けられる。排出用超臨界反応管19cは一方が反応用超臨界反応管19bに接続されて筒体12の内部を通って他方が反応器10の一端に接続される。
【0013】
反応器10の一端には筒体12内に通じる被処理液21を導入する被処理液用導入口22が設けられ、高温用超臨界反応管19の一端に接続される。被処理液用導入口22には、被処理液21を貯えるタンク23が被処理液用ポンプ24、予熱器26及び管路25を介して接続される。また反応器10の他端には反応用超臨界反応管19bを加熱するための加熱用燃料27を反応筒18内に導入するための燃料供給パイプ28が貫通し、反応筒18の端部から僅かに反応筒18内部に入った領域まで延びて設けられる。加熱用燃料27としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテルなどのエーテル類、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどのパラフィン系炭化水素などが挙げられる。また反応器10の他端には加熱用燃料27の燃焼を助ける助燃材29を反応筒18内に供給するように助燃材供給パイプ31が貫通し、反応筒18の端部から僅かに反応筒18内部に入った領域まで延びて設けられる。助燃材29としては酸素、過酸化水素などが挙げられる。
【0014】
反応器10の一端には高温用超臨界反応管19で反応した反応生成物を排出する反応生成物用排出口32が設けられる。反応筒18の先端に接続され反応筒18内で高温用超臨界反応管19を加熱した超臨界水を反応器10の外部に導くように排出管33が設けられる。更に反応器10の一端には反応筒18の先端に接続され、排出管33を介して高温用超臨界反応管19を加熱した超臨界水を反応器10の外部に排出する超臨界水用排出口33aが設けられる。第1導入口16及び第2導入口17には、水14を貯えるタンク14aがポンプ14b、予熱器14c及び管路15を介して接続される。燃料供給パイプ28には、加熱用燃料27を貯えるタンク34がポンプ36、予熱器37及び管路35を介して接続される。助燃材供給パイプ31には、助燃材29を貯えるタンク38がポンプ39、予熱器41及び管路40を介して接続される。反応生成物用排出口32及び超臨界水用排出口33aにはそれぞれ管路42、43を介して冷却器44、46、減圧弁47、48が接続される。
【0015】
このように構成された装置では、図1に示すように、フェノール水溶液からなる被処理液21はタンク23から被処理液用ポンプ24で圧力を、予熱器26で熱を付与されて管路25、被処理液用導入口22を介して高温用超臨界反応管19に導入される。また水はタンク14aからポンプ14bで圧力を、予熱器14cで熱を付与されて管路15を介して第1導入口16及び第2導入口17に導入される。また加熱用燃料27はタンク34からポンプ36で圧力を、予熱器37で熱を付与されて管路35を介して燃料供給パイプ28から反応筒18内に供給される。更に助燃材29はタンク38からポンプ39で圧力を、予熱器41で熱を付与されて管路40を介して助燃材供給パイプ31から反応筒18内に供給される。
【0016】
図2に示すように、先ず第1導入口16及び第2導入口17から導入された水は反応器10の内部で超臨界水となり、反応器10全体に満たす。即ち、第1導入口16から供給された水は反応器10の内面と筒体12の外面で囲まれる領域から連通部13を通って反応筒18内に至る。一方、第2導入口17から供給された水は筒体12内から反応筒18内へ行渡り第1導入口16より導入された水と合流し、超臨界水となる。
【0017】
超臨界水が反応器10内全体に行渡った状態で被処理液用導入口22から高温用超臨界反応管19に被処理液21を導入する。被処理液21が反応管19内に行渡った状態で、燃料供給パイプ28より加熱用燃料27を、助燃材供給パイプ31より助燃材29をそれぞれ反応筒18内に供給して反応筒18内の超臨界水中で燃焼させる。この燃焼熱は超臨界水中を介して間接的に反応用超臨界反応管19bを加熱して被処理液21を反応管19の内部で水の超臨界状態にする。この状態で被処理液21であるフェノール水溶液は分解反応を起こし、メタン、水素を主成分とする反応生成物になる。反応後の生成物は排出用超臨界反応管19cから反応生成物用排出口32を通って反応器10の外部の管路42に導かれる。管路42に導かれた反応生成物は冷却器44で冷却され、減圧弁47で減圧されて可燃性ガスとして利用される。超臨界水及び燃焼した廃ガスは反応筒18の先端に接続された排出管33から超臨界水用排出口33aを通って反応器10の外部の管路43に導かれる。管路43に導かれた超臨界水と廃ガスは冷却器46で冷却され、減圧弁48で減圧されて水と廃ガスとなる。
【0018】
反応筒18内で加熱された超臨界水及び反応した生成物は排出管33及び排出用超臨界反応管19cにおいて、第2導入口17より導入された水及び被処理液用導入口22より導入された被処理液21と熱交換し冷却される。また、第1導入口16より導入され、反応器10の内面と筒体12の外面で囲まれる領域を通る水は反応器10の過熱を防止するための冷却水の役目を果たす。
【0019】
被処理液21は超臨界水と同圧で反応管19内に圧送されているので反応管19における内圧と外圧の差がない。このため直接加熱方式に比べ、反応領域である反応管が直接高温高圧にさらされることがないため、反応管内において従来以上の高温高圧状態を形成することができる。
【0020】
本発明の第2の実施の形態を図3に基づいて説明する。図3において、図2と同一符号は同一構成要素を示す。この実施の形態の製造装置は、次の点が第1の実施の形態と相違する。即ち、反応器10の一端には筒体12内に超臨界水を導入する第3導入口49が設けられる。反応器10の一端には反応器10の内面と筒体12の外面で囲まれる領域に加熱用燃料27と超臨界水を導入する第4導入口51が設けられる。燃焼用反応筒18の反応器10の他端側の先端には反応器10の他端に密着するように円筒状の多孔質隔壁52が設けられる。上記以外の構成は第1の実施の形態と同様である。
第1の実施の形態と比較して、第2の実施の形態では多孔質隔壁を設けることにより加熱された熱の分散を防ぐことができる。
【0021】
なお、本第2の実施の形態では、高温用超臨界反応管19は反応器10の外部から筒体12の内部と多孔質隔壁52と反応筒18の内部と筒体12の内部をこの順に通って前記反応器10の外部に導くように設けられた例を示したが、反応器10の外部から筒体12の内部と多孔質隔壁52と反応筒18の内部と多孔質隔壁52と筒体12の内部の順に通って反応器10の外部に導くように設けても良い。また、本第2の実施の形態では、反応筒の基端に多孔質隔壁を設けているが本第1の実施の形態でも多孔質隔壁を設けても良い。また、本実施の形態では、反応管をチューブラー型としたがベッセル型でも良い。更に、本実施の形態では、500℃、30MPaに耐え得る耐熱耐圧製反応器10としたが、より高強度な材料を用いた場合には、この条件に限定されるものではない。
【0022】
【発明の効果】
以上述べたように、管状の耐熱耐圧製反応器内に封入された超臨界流体中に高温用超臨界反応管を設け、被処理液を通るように形成し、反応管を加熱用燃料で加熱するよう構成したので従来の反応装置では得られない高温高圧の超臨界反応領域を作り出し、高効率で反応を行うことができる高温用超臨界反応装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本第1の実施の形態の高温用超臨界反応装置の構成図。
【図2】図1の装置の要部である反応器の断面構成図。
【図3】本第2の実施の形態の反応器の断面構成図。
【符号の説明】
10 耐熱耐圧製反応器
11 ヒータ
12 熱遮蔽用筒体
14 水
16 第1導入口
17 第2導入口
18 燃焼用反応筒
19 高温用超臨界反応管
19a 導入用超臨界反応管
19b 反応用超臨界反応管
19c 排出用超臨界反応管
21 被処理液
24 被処理液用ポンプ
27 加熱用燃料
28 燃料供給パイプ
29 助燃材
31 助燃材供給パイプ
33 排出管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for forming a high-temperature and high-pressure region using a supercritical fluid and reacting substances.
[0002]
[Prior art]
Various reaction processes using a supercritical fluid have been studied. For example, when supercritical water is used, the supercritical point of water is 374 ° C. and the pressure is 22.4 MPa. A reactor made of the material to be obtained is required. In order to cause a reaction of a substance at a supercritical point of water or higher, a tubular type or vessel type reaction tube has been used in the conventional external heating method.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the tubular type or vessel type reaction tube used in this heating method is directly exposed to high temperature and high pressure when the reaction is carried out, and there is a risk of damage or cracking of the reaction tube. Further, even if an expensive heat-resistant material is used for the reaction tube, the heat-resistant limit is about 650 ° C., so that there is a problem that the reaction cannot be performed at a temperature exceeding 650 ° C. with high efficiency. Therefore, it is necessary to select an expensive heat-resistant material having a strength capable of withstanding a high pressure at a high temperature as the material of the reaction tube, and there has been a tendency for the apparatus to be increased in size and weight.
[0004]
An object of the present invention is to provide a high temperature and high pressure supercritical reaction device which is not easily obtained by a conventional reaction device, and which is relatively easy to produce, and which is less expensive than the prior art.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
In the invention according to
[0006]
The invention according to
In the inventions according to
[0007]
The invention according to claim 3 is the invention according to
In the inventions according to claim 3 and claim 7, since the introduction supercritical reaction tube, the discharge tube and the discharge supercritical reaction tube are provided adjacent to each other, heat exchange is performed between pipes having different temperature differences, Less heat energy is consumed in the reaction.
[0008]
The invention according to claim 4 is the invention according to
In the invention according to claim 4, since the supercritical fluid introduced into the region is in contact with the discharge pipe and the discharge supercritical reaction pipe, heat exchange is performed, so that less heat energy is consumed for the reaction.
[0009]
As shown in FIG. 3, the invention according to claim 5 includes a tubular heat-resistant pressure-
In the invention according to claim 5, as compared with the invention according to
[0010]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 6, wherein the supercritical fluid introduced into a region surrounded by the inner surface of the
In the invention according to claim 8, since the supercritical fluid introduced into the region is in contact with the discharge pipe and the discharge supercritical reaction pipe, heat exchange is performed, so that less heat energy is consumed for the reaction.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the supercritical fluid of the present invention include supercritical water, supercritical carbon dioxide, flammable supercritical methane, supercritical ammonia, and supercritical methanol.
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the reaction apparatus of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the heat-resistant pressure-
[0012]
In the
[0013]
One end of the
[0014]
One end of the
[0015]
In the apparatus configured as described above, as shown in FIG. 1, the liquid 21 to be processed, which is an aqueous phenol solution, is given pressure from a
[0016]
As shown in FIG. 2, first, water introduced from the
[0017]
In a state where supercritical water has spread throughout the
[0018]
The supercritical water heated in the
[0019]
Since the liquid 21 to be treated is pumped into the
[0020]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. The manufacturing apparatus of this embodiment is different from the first embodiment in the following points. That is, a
Compared to the first embodiment, in the second embodiment, it is possible to prevent the dispersion of heated heat by providing the porous partition walls.
[0021]
In the second embodiment, the high-temperature
[0022]
【The invention's effect】
As described above, a supercritical reaction tube for high temperature is provided in a supercritical fluid sealed in a tubular heat and pressure resistant reactor, formed so as to pass the liquid to be treated, and the reaction tube is heated with fuel for heating. Therefore, it is possible to provide a high-temperature supercritical reaction apparatus that can produce a high-temperature and high-pressure supercritical reaction region that cannot be obtained by a conventional reaction apparatus and can perform a reaction with high efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a high-temperature supercritical reaction apparatus according to a first embodiment.
2 is a cross-sectional configuration diagram of a reactor that is a main part of the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of a reactor according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記反応器(10)の外周に設けられ前記反応器(10)を保温又は加熱するヒータ(11)と、
前記反応器(10)の内部に前記反応器(10)と同心状にかつ前記反応器(10)の一端に密着し前記反応器(10)の他端と離間して設けられた熱遮蔽用筒体(12)と、
前記反応器(10)の一端に設けられ前記反応器(10)の内面と前記筒体(12)の外面で囲まれる領域に超臨界流体を導入するための第1導入口(16)と、
前記反応器(10)の一端に設けられ前記筒体(12)内に超臨界流体を導入するための第2導入口(17)と、
前記筒体(12)の内部に前記反応器(10)の両端と離間して設けられ前記反応器(10)の一端側の先端が封止され前記反応器 (10) の他端側の先端が開口された燃焼用反応筒(18)と、
前記反応器(10)の外部から前記筒体(12)の内部と前記反応筒(18)の内部と前記筒体(12)の内部をこの順に通って前記反応器(10)の外部に導くように設けられ高温で反応する被処理液(21)が流れる高温用超臨界反応管(19)と、
前記被処理液(21)を前記反応管(19)に前記超臨界流体と同圧で圧送する被処理液用ポンプ(24)と、
前記反応筒(18)内の高温用超臨界反応管(19)を加熱するための燃料(27)又はこの燃料(27)と超臨界流体を前記反応筒(18)内に供給するように設けられた燃料供給パイプ(28)と、
前記燃料(27)の燃焼を助ける助燃材(29)を前記反応筒(18)内に供給するように設けられた助燃材供給パイプ(31)と、
前記反応筒(18)の前記反応器 (10) の一端側の先端に接続され前記反応筒(18)内で前記超臨界反応管(19)を加熱した超臨界流体を前記反応器(10)の外部に導くように設けられた排出管(33)と
を備えた高温用超臨界反応装置。A tubular heat and pressure resistant reactor (10) that is sealed at both ends and can withstand a temperature of 500 ° C. and a pressure of 30 MPa,
A heater (11) provided on the outer periphery of the reactor (10) for keeping or heating the reactor (10);
Inside the reactor (10) for heat shielding provided concentrically with the reactor (10) and in close contact with one end of the reactor (10) and spaced apart from the other end of the reactor (10) A cylinder (12),
A first inlet (16) for introducing a supercritical fluid into a region provided at one end of the reactor (10) and surrounded by an inner surface of the reactor (10) and an outer surface of the cylindrical body (12);
A second inlet (17) provided at one end of the reactor (10) for introducing a supercritical fluid into the cylinder (12);
Provided inside the cylindrical body (12) and spaced from both ends of the reactor (10), the tip on one end side of the reactor (10) is sealed , and the tip on the other end side of the reactor (10) A combustion reaction cylinder (18) having an opening ,
From the outside of the reactor (10), the inside of the cylinder (12), the inside of the reaction cylinder (18), and the inside of the cylinder (12) are led to the outside of the reactor (10) in this order. A supercritical reaction tube (19) for high temperature through which a liquid to be treated (21) which is provided and reacts at high temperature flows,
A pump for liquid to be processed (24) for pumping the liquid to be processed (21) to the reaction tube (19) at the same pressure as the supercritical fluid;
A fuel (27) for heating the high-temperature supercritical reaction tube (19) in the reaction cylinder (18) or the fuel (27) and a supercritical fluid are provided so as to be supplied into the reaction cylinder (18). Fuel supply pipe (28),
An auxiliary combustion material supply pipe (31) provided so as to supply an auxiliary combustion material (29) that helps combustion of the fuel (27) into the reaction tube (18);
A supercritical fluid connected to the tip of one end of the reactor (10) of the reaction cylinder (18) and heating the supercritical reaction tube (19) in the reaction cylinder (18) is used as the reactor (10). A supercritical reactor for high temperature, comprising a discharge pipe (33) provided so as to be led outside.
前記反応器(10)の外周に設けられ前記反応器(10)を保温又は加熱するヒータ(11)と、
前記反応器(10)の内部に前記反応器(10)と同心状にかつ前記反応器(10)の一端に密着し前記反応器(10)の他端と離間して設けられた熱遮蔽用筒体(12)と、
前記反応器(10)の一端に設けられ前記筒体(12)内に超臨界流体を導入するための第3導入口(49)と、
前記反応器(10)の一端に設けられ前記反応器(10)の内面と前記筒体(12)の外面で囲まれる領域に加熱用燃料(27)と超臨界流体を導入するための第4導入口(51)と、
前記筒体(12)の内部に前記反応器(10)の両端と離間して設けられ前記反応器(10)の一端側の先端が封止され前記反応器 (10) の他端側の先端が開口された燃焼用反応筒(18)と、
前記反応筒(18)の前記反応器 (10) の他端側の先端に反応器(10)の他端に密着するように設けられた円筒状の多孔質隔壁(52)と、
前記反応器(10)の外部から前記筒体(12)の内部と前記多孔質隔壁(52)と前記反応筒(18)の内部と前記筒体(12)の内部をこの順に通って前記反応器(10)の外部に導くように設けられ高温で反応する被処理液(21)が流れる高温用超臨界反応管(19)と、
前記被処理液(21)を前記反応管(19)に前記超臨界流体と同圧で圧送する被処理液用ポンプ(24)と、
前記第4導入口(51)から導入された加熱用燃料(27)の前記反応筒(18)内での燃焼を助ける助燃材(29)を前記反応筒(18)内に供給するように設けられた助燃材供給パイプ(31)と、
前記反応筒(18)の前記反応器 (10) の一端側の先端に接続され前記反応筒(18)内で前記超臨界反応管(19)を加熱した超臨界流体を前記反応器(10)の外部に導くように設けられた排出管(33)と
を備えた高温用超臨界反応装置。A tubular heat and pressure resistant reactor (10) that is sealed at both ends and can withstand a temperature of 500 ° C. and a pressure of 30 MPa,
A heater (11) provided on the outer periphery of the reactor (10) for keeping or heating the reactor (10);
Inside the reactor (10) for heat shielding provided concentrically with the reactor (10) and in close contact with one end of the reactor (10) and spaced apart from the other end of the reactor (10) A cylinder (12),
A third inlet (49) provided at one end of the reactor (10) for introducing a supercritical fluid into the cylinder (12);
A fourth fuel for introducing a heating fuel (27) and a supercritical fluid into a region provided at one end of the reactor (10) and surrounded by an inner surface of the reactor (10) and an outer surface of the cylinder (12). Inlet (51),
Provided inside the cylindrical body (12) and spaced from both ends of the reactor (10), the tip on one end side of the reactor (10) is sealed , and the tip on the other end side of the reactor (10) A combustion reaction cylinder (18) having an opening ,
The reaction tube (18) the reactor (10) at the other end of the reactor to the tip (10) cylindrical porous partition walls disposed so as to be in close contact with the other end of the (52),
The reaction passes from the outside of the reactor (10) through the inside of the cylinder (12), the porous partition wall (52), the inside of the reaction cylinder (18), and the inside of the cylinder (12) in this order. A supercritical reaction tube (19) for high temperature through which a liquid to be treated (21) that is provided so as to lead to the outside of the vessel (10) and that reacts at high temperature flows,
A pump for liquid to be processed (24) for pumping the liquid to be processed (21) to the reaction tube (19) at the same pressure as the supercritical fluid;
An auxiliary combustion material (29) for assisting combustion of the heating fuel (27) introduced from the fourth introduction port (51) in the reaction cylinder (18) is supplied to the reaction cylinder (18). An auxiliary combustion material supply pipe (31),
A supercritical fluid connected to the tip of one end of the reactor (10) of the reaction cylinder (18) and heating the supercritical reaction tube (19) in the reaction cylinder (18) is used as the reactor (10). A supercritical reactor for high temperature, comprising a discharge pipe (33) provided so as to be led outside.
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