JP3928018B2 - フロンのプラズマアーク分解方法及び装置 - Google Patents
フロンのプラズマアーク分解方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3928018B2 JP3928018B2 JP08451697A JP8451697A JP3928018B2 JP 3928018 B2 JP3928018 B2 JP 3928018B2 JP 08451697 A JP08451697 A JP 08451697A JP 8451697 A JP8451697 A JP 8451697A JP 3928018 B2 JP3928018 B2 JP 3928018B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- nozzle
- gas
- arc
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン層を破壊するフロンを分解して無害化する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地球の成層圏オゾン層の破壊、南極オゾンホール等を引き起こしているフロンの生産を中止して、成層圏オゾン破壊能力の小さいフロン（ＨＣＦＣ）、塩素を含まない代替フロン（ＨＦＣ）等の代替物質の開発が近年の重要な課題となっている。
【０００６】
このオゾン層を破壊するクロロフルオロカーボンＣＦＣが、大気に流出すると対流圏から高度３０Km付近の成層圏に徐々に達して、紫外線によって分解された塩素原子が発生し、この塩素原子がオゾンＯ3 を破壊する。オゾン層が破壊されると、オゾン層が生物に有害な短波長紫外線ＵＶ−Ａの吸収能力が低下する。短波長紫外線は、地上に達するエネルギー量が少ないが、白内症、皮膚の免疫能の低下、皮膚癌の増加等人間の健康を害することが知られている。
【０００７】
大気に流出したフロンの総量に比べて、単位時間あたり成層圏で光分解されるフロンの総量はごくわずかであるので、フロンの滞留帰還は、数十年から数百年の長年月となり、光分解で生成された塩素原子がオゾン層を破壊し続ける。したがって、使用済みのフロンを回収する回収技術の開発も続けられている。
【０００８】
冷媒としてクーラに使用されたフロンは、機器から漏れて大気に流出し、また半導体エッチングに使用されたフロンを含む廃液からも、密閉していないと、フロンが大気に流出し、さらに、回収したフロンも保管中に滴れて大気に流出しやすいので、回収したフロンを出来るだけ早く無害化しなければならない。
【０００９】
また、回収したフロンを無害化する装置に運搬する途中においても、回収したフロンが、漏れて大気に流出する。したがって、回収したフロンを無害化する装置は、大形の装置を集中的に設備するよりも、小形の装置を多数分散して設備することが望ましい。
【００１０】
しかし、小形の装置を多数分散して設備するときは、設備台数の合計の設備費及びランニングコストが、集中的に設備する大形の装置の設備費及びランニングコストよりも高価にならないようにしなければならない。また、多数の人が取り扱えるように、操作の単純化、保守の容易化等も課題となり、このような要望を満たすフロンの分解技術の開発も重要である。
【００１１】
したがって、ＣＦＣの生産を中止し、オゾン層を破壊しない代替物質の開発だけでなく、生産済みのＣＦＣを大気に流出させないように回収して無害化することも重要な課題である。
【００２１】
従来技術１（特開昭60−154200）は、分解炉中に供給された空気に高電圧をかけて高温度のプラズマ中に有害物質を投入することによって、有害物質を熱分解する空気アークプラズマを使用した技術である。しかし、この従来技術１には、公報の第１図及び発明の詳細な説明の項に記載されているとおり、「プラズマ・バーナ１２中のプラズマ・アークは、アークをスピンする環状電場コイル３６，３８によって安定化されるか一直線上にされる。」こと及び「有機液体がプラズマ・バーナに供給される。」ことが記載されている。したがって、従来技術１は、プラズマを有機液体に十分に接触させるためには、アークをスピンする環状電場コイル３６，３８が必須であり、装置が大形化する。また、従来技術１は、有機液体がプラズマ・バーナの電極２６及び２８に直接に接触する構造になっているために、電極の消耗が極めて大である。
【００２２】
従来技術２（特開平5 −84324 ）は、分解炉中にアルゴンと水素との混合ガスを注入し、電極間に高電圧を印加して混合ガスをプラズマ状にするとともに、交流磁場発生器によってプラズマを回転振動させてプラズマ発生領域を拡大させ、その炉中に有害物質を投入すると、有害物質が原子状に解離してプラズマと接触混合しやすくなり、有害物質を効率よく安定に処理するアークプラズマを使用した技術である。
この従来技術２は、アルゴンと水素との混合ガスを使用しているので、非常に高温度であり、強力な還元雰囲気での分解で反応を単純化できるために、従来の空気プラズマ発生ガスを使用した装置に比べて、分解炉容積を低減できることを効果としている。
【００２３】
従来技術３（特開平7 −24081 ）は、プラズマトーチ及びチャンバ（反応炉）内の圧力を大気圧以下の減圧状態に保持しているのでプラズマが安定に維持でき、また水蒸気と有機ハロゲン化合物の混合ガスとをプラズマトーチ内に直接導入するようにしているので有機ハロゲン化合物を効率よく分解することが可能となる。
更に、プラズマによって分解された有機ハロゲン化合物排ガスを、アルカリ性水溶液によって急冷することでダイオキシン類の発生を抑圧するとができる高周波誘導プラズマを使用した技術である。
【００２４】
従来技術４は、「Plasma Chemistry and Plasma Processing Vol.13, No.3, 1993 」に記載された特定フロンの分解に熱アルゴンプラズマを用いた技術である。この従来技術４に使用された実験装置において、アルゴンプラズマ噴射は、大気圧下で銅製ノズルの陽極とタングステン製ロッドとの間の放電により生じ、反応ガス（フロン）は反応部分の入り口（プラズマアーク発生装置の下方）から注入している。
【００２５】
先願技術は、本出願人が平成７年１１月２１日に出願したフロンのプラズマアーク反応方法及び装置の技術である。
図２は、フロンをプラズマアーク分解する先願技術のプラズマトーチ１０Ａとそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給するプラズマ電源装置２０とを示すプラズマトーチ説明図である。
【００２６】
同図において、プラズマ拘束ノズル１３は、電極支持体１１の外周に配置されて酸素を含むプラズマガス１を流出させてアークプラズマ３ａを通過させる直径１３ｄの貫通孔を有し、プラズマアーク電源装置２０のスタート電流供給用プラス端子２３ｔに接続される。
【００２７】
反応ノズル（プラス電極）１４は、プラズマ拘束ノズル１３の外周に配置されて反応させる流量のフロン５を通過させる直径１４ｄ及びプラズマアーク３ａが接触してフロンと反応する直線部分の長さ又は直線部分と傾斜部分との長さ１４ｆの貫通孔を有し、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用プラス端子２４ｔに接続される。
冷却ブラケット１５は、電極兼用反応ノズル１４を着脱可能に支持すると共に冷却する。
【００２８】
先願技術のフロンのプラズマアーク反応方法は、上記の反応装置が接続された後で、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に、酸素を含むプラズマガス１を供給した後でスタート電流Ｉｓを通電して、図示していないパイロットアークを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３から電極兼用反応ノズル１４に、アーク電流Ｉｐを通電してプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマアーク３ａが安定した後で、プラズマ拘束ノズル１３と電極兼用反応ノズル１４との間にフロン５を供給して、反応させる流量のフロンをプラズマアーク中を通過させて、プラズマガス１の酸素とフロンとを分解反応させ、炭酸ガスと塩素とフッ素とに分離する。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１から従来技術３までの技術は、いずれもプラズマ発生領域を拡大するために、交流磁場又は高周波コイルを使用しているので、大形の高周波発振器を必要とし、プラズマとハロゲン化合物との反応装置が大形化し、設備費が高価になる。
また、従来技術４は、アルゴンプラズマ噴射を使用しているために、アーク電圧が低くて入熱が少なく反応ガスの処理流量が少なく、また高価なアルゴンガスをプラズマ噴射に使用しているために、ランニングコストが上昇する。
【００３１】
上記の先願技術は、プラズマ拘束ノズル１３と電極兼用反応ノズル１４との間に、プラズマジェットを形成する気体４（圧縮空気）とフロン５とを供給して、反応させる流量のフロン５をプラズマジェット３ｊの中を通過させて、圧縮空気の酸素とフロンとを分解反応させているので、分離した塩素及びフッ素が導電性を必要とする陽極を兼用した電極兼用反応ノズル１４を腐食する。
【００３２】
本発明が解決しようとする課題は、次のとおりである。
（１）回収したフロンを無害化する装置に運搬する途中で、回収したフロンが漏れて大気に流出することを防止するために、大形の装置を集中的に設備するよりも、小形の装置を多数分散して設備することができるフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００３４】
（２）小形の装置を多数分散して設備しても、設備台数の合計の設備費及びランニングコストが、集中的に設備する大形の装置よりも高価にならないようなフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００３５】
（３）多数の人が取り扱えるようにするために、操作を単純にし、保守を容易にすることができるフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００３６】
（４）上記の課題を解決した先願技術を改良して、さらにプラズマ拘束ノズル及び反応ノズルの腐食消耗を少なくし交換時間を減少させることによって、ランニングコストを引き下げることができるフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オゾン層を破壊するフロンを分解して無害化する方法及び装置のうち、フロンをプラズマアーク３ａによって分解反応させるプラズマ分解方法及び装置に関するものである。以下、後述する図３乃至図５に示す符号を添付して、請求項ごとに構成を説明する。
【００４１】
請求項１のフロンのプラズマアーク分解方法は、電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方からフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４２】
請求項２のフロンのプラズマアーク分解方法は、請求項１の方法において、陽極ノズル１４の下方から反応ノズル１５の上方までの間でフロン５を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方から反応ノズル１５の上方までの間でフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４３】
請求項３の分解方法は、請求項１の方法において、陽極ノズル１４の下方にアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４４】
請求項４の反応方法は、請求項１の方法において、フロン５と共に水又は水蒸気６を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方からフロン５と共に水又は水蒸気６を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４５】
請求項５の分解方法は、請求項２の方法において、フロン５と共に水又は水蒸気６を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方から反応ノズル１５の上方までの間でフロン５と共に水又は水蒸気６を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４６】
請求項６の分解方法は、請求項３の方法において、フロン５と共に水又は水蒸気６を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５と共に水又は水蒸気６を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４７】
請求項７の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４及び電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、酸素を含む気体であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４８】
請求項８の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４が、圧縮空気であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４９】
請求項９の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、圧縮空気であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５０】
請求項１０の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、アルゴンガスであるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５１】
請求項１１の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、窒素ガスであるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５２】
請求項１２の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の方法において、陽極ノズル１４の材質が高導電物質であって、反応ノズル１５の材質が耐腐食物質であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５３】
請求項１３の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の方法において、反応ノズル１５の上方から中心方向に貫通させた投入孔から投入するフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とを旋回させながらプラズマジェット３ｊの中に投入するフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５４】
請求項１４の分解装置は、請求項３又は６の方法を実施する装置であって、
プラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有して電極１２の外周に配置したプラズマ拘束ノズル１３と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有してプラズマ拘束ノズル１３の外周から下方まで配置した陽極ノズル１４と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有して陽極ノズル１４の下方に配置した反応ノズル１５とを備えて、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とを供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００５５】
請求項１５の分解装置は、請求項１４の装置に、トーチ着脱ハンドル２５によって陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを同時に着脱する機構を加えた装置であって、
プラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有して電極１２の外周に配置したプラズマ拘束ノズル１３と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有してプラズマ拘束ノズル１３の外周から下方まで配置した陽極ノズル１４と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有して陽極ノズル１４の下方に配置した反応ノズル１５とを備えたプラズマトーチ１０Ａを、プラズマトーチ支持体１７によって、反応ノズル１５を冷却する冷却ブラケット１６に取り付け、プラズマトーチ支持体１７にトーチ着脱ハンドル２５を取り付けて、トーチ着脱ハンドル２５によって、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱する構造にして、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とを供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００５６】
請求項１６の分解装置は、請求項１５の装置において、冷却ブラケット１６に、ステンレス鋼、インコネル系金属、ハステロイ等の耐腐食材を使用するフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００５７】
請求項１７の分解装置は、請求項１４又は請求項１５の装置において、反応ノズル１５に、インコネル系金属、ハステロイ、内面に金又は白金をコーティングした耐腐食材を使用するフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００６０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の「フロンのプラズマアーク分解方法」に適用するためのフロンを分解して無害化するフロン分解無害化方法の原理図である。
【００６２】
図１おいて、後述する図３のプラズマアーク電源装置２０から電気エネルギーを供給してプラズマアーク３ａを発生させておき、フロン５を供給してプラズマジェット３ｊの７００〜１０００度の高温度でフロンを分解すると、後述する反応１によって、分解ガスが発生する。この分解ガスに水又は水蒸気６を供給すると、反応２によって、フッ化水素ＨＦと塩化水素ＨＣl とが発生する。
さらに、水酸化カルシウムを供給すると、反応３によって、中和無害化された固体のホタル石（フッ化カルシウムＣa Ｆ2 ）と塩化カルシウムＣa Ｃl2とが発生する。このホタル石はサブマージアーク溶接用のフラックスその他の溶剤として、また塩化カルシウムは道路等の不凍結剤として、再利用することができる。
【００６４】
本発明の「フロンのプラズマアーク分解方法及び分解装置」に適用するための図１のフロン分解無害化方法の原理について説明する。
（１）プラズマ分解装置１０は、後述する図３のプラズマアーク電源装置２０から電気エネルギーを供給してプラズマアーク３ａを発生させる。
（２）プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４、例えば、圧縮空気４を供給し、プラズマジェット３ｊを発生させる。
（３）陽極ノズル１４の下方からフロン５、例えば、「フロン１２」（ＣＣl2Ｆ2 ）を供給すると、プラズマジェット３ｊの高温度によって、プラズマ拘束ノズル１３と陽極ノズル１４との間に供給した圧縮空気４の酸素Ｏ2 と「フロン１２」とが下記の反応１をして、炭酸ガスＣＯ2 とフッ素Ｆ2 と塩素Ｃl2との分解ガスが発生する。
（４）この分解ガスに水又は水蒸気（Ｈ2 Ｏ）６を供給すると、下記の反応２によって、フッ化水素ＨＦと塩化水素ＨＣl とが発生する。
（５）さらに、水酸化カルシウムＣa （ＯＨ）2 を供給すると下記の反応３によって、中和無害化された固体のホタル石であるフッ化カルシウムＣa Ｆ2 と塩化カルシウムＣa Ｃl2とが発生する。
【００６６】
【００７０】
【実施例】
図３乃至図５を参照して、本発明の実施例の構成について説明する。
【００７２】
図３（Ａ）は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施する「プラズマアーク分解装置１０」の内の「プラズマトーチ１０Ａ」とそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給する「プラズマ電源装置２０」とを示すプラズマトーチ説明図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の反応ノズル１５の旋回投入孔１５ｈ部分の「イーイ」断面図である。
図４は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施するプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図である。
図５は、図４のプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図の内のプラズマトーチ１０Ａの一部断面図である。
【００８０】
図３乃至図５に示すプラズマ分解装置の構成図について、図３を中心に説明する。以下の説明で、図４又は図５を参照するときは符号の後に括弧書きで図面の番号を示す。
図３乃至図５の構成図において、電極（マイナス電極）１２は電極支持体１１に支持され、電極支持体１１はプラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用マイナス端子２０ｔに接続される。このプラズマアーク電源装置２０は、プラズマアーク電流を出力するプラズマアーク電流出力回路２１、パイロットアーク電流を出力するためのスタート電流制限素子２２、パイロットアーク電流を通電・停止するスタート電流供給スイッチ素子２３及びプラズマアーク電流を通電・停止するプラズマアーク電流供給スイッチ素子２４から構成される。
【００８２】
プラズマ拘束ノズル１３は電極支持体１１の外周に配置されてプラズマガス１を流出させて図示していないパイロットアークを発生させ、続いてパイロットアークによって発生するプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔１３ｈを有し、プラズマアーク電源装置２０のスタート電流供給用プラス端子２３ｔに接続される。この発生したプラズマアーク３ａは、圧縮空気４と共にプラズマジェット３ｊを形成する。
【００８４】
陽極ノズル（プラス電極）１４は、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有し、プラズマジェット３ｊを通過させる直径１４ｄ（図５）及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さ１４ｋ（図５）の貫通孔１４ｈを有している。この陽極ノズル１４は、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用プラス端子２４ｔに接続される。
【００８６】
反応ノズル１５は、陽極ノズル１４の下部に、反応させる流量のフロン５を旋回投入させる直径１５ｄ（図５）の旋回投入孔１５ｈを有し、 フロン５を通過させる直径１５ｇ（図５）及びプラズマジェット３ｊが接触してフロン５と分解反応する部分の長さ１５ｋ（図５）の貫通孔１５ｊを有している。
【００８８】
プラズマトーチ１０Ａは、電極支持体１１に支持された電極１２と、プラズマ電極支持体１１の外周に配置された拘束ノズル１３と、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方まで配置された陽極ノズル１４と、陽極ノズル１４の下方に配置された反応ノズル１５とを備えている。
このプラズマトーチ１０Ａの陽極ノズル１４は、プラズマトーチ支持体１７（図４）によって、反応ノズル１５を冷却する冷却ブラケット１６（図４）に取り付けている。
さらに、このプラズマトーチ１０Ａは、プラズマトーチ支持体１７にトーチ着脱ハンドル２５（図４）を取り付けて、トーチ着脱ハンドル２５によって、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱することができる。
【００９０】
本発明のフロンのプラズマアーク分解方法は、上記の分解装置の接続を終わって、プラズマ拘束ノズル１３と陽極ノズル１４との間に、圧縮空気４を供給した後、 電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に、プラズマガス１を供給した後でスタート電流Ｉｓを通電して、図示していないパイロットアークを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３から陽極ノズル１４に、プラズマアーク電流Ｉｐを通電してプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマアーク３ａが安定した後で、反応ノズル１５のフロン旋回投入孔１５ｈ（図５）にフロン５を供給して、反応させる流量のフロン５をプラズマジェット３ｊ中を通過させて、プラズマジェット３ｊとフロン５とを分解反応させ、炭酸ガスＣＯ2 とフッ素Ｆ2 と塩素Ｃl2とに分離する。
【０１００】
図３を参照して、本発明の動作の実施例について説明する。
（１）ハフニウム電極（マイナス電極）１２を支持した電極支持体１１に、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用マイナス端子２０ｔを接続する。
（２）プラズマアーク３ａを通過させる直径１３ｄの貫通孔１３ｈを有し、電極支持体１１の外周に配置されたプラズマ拘束ノズル１３に、プラズマアーク電源装置２０のスタート電流供給用プラス端子２３ｔを接続する。
（３）プラズマジェット３ｊを通過させる直径１４ｄ及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さ１４ｋの貫通孔１４ｈを有し、プラズマ拘束ノズル１３の外周に配置された陽極ノズル（プラス電極）１４に、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用プラス端子２４ｔを接続する。
【０１０２】
（４）プラズマ拘束ノズル１３と陽極ノズル１４との間に、プラズマジェット３ｊを形成する気体４（４［kg／cm2 ］で２３［l ／min ］の圧縮空気）を供給し、 電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に、プラズマガス１（４［kg／cm2 ］で３５［l ／min ］の圧縮空気）を供給した後で、スタート電流Ｉｓを通電して図示していないパイロットアークを発生させる。
（５）ハフニウム電極１２と陽極ノズル１４（プラス電極）との間に２４０［Ｖ］の電圧を印加して、プラズマ拘束ノズル１３から陽極ノズル１４に、プラズマアーク電流Ｉｐ＝６０［Ａ］を通電してプラズマアーク３ａを発生させる。
【０１０６】
（６）プラズマアーク３ａが安定した後で、反応ノズル１５のフロン旋回投入孔１５ｈに、「フロン１２」（ＣＣl2Ｆ2 ）を供給して、分解反応させる流量３５［l ／min ］のフロン５をプラズマジェット３ｊの中に通過させると、プラズマジェット３ｊの高温度によって、「フロン１２」ＣＣl2Ｆ2 と圧縮空気４に含まれた酸素Ｏ2 とが、
ＣＣl2Ｆ2 ＋Ｏ2 →ＣＯ2 ＋Ｆ2 ＋Ｃl2（反応1 ）
に示す反応をして、炭酸ガスＣＯ2 とフッ素Ｆ2 と塩素Ｃl2との分解ガスが発生する。
【０１０８】
（７）この分解ガスに水又は水蒸気６を供給すると、
２Ｈ2 Ｏ＋Ｆ2 ＋Ｃl2→Ｏ2 ＋２ＨＦ＋２ＨＣl （反応２）
に示す反応をして、フッ化水素ＨＦと塩化水素ＨＣl とが発生する。
【０１１０】
（８）これらのガスを水酸化カムシウムＣa （ＯＨ）2 の旋回対流している溶液中にパブリングする形で供給すると、水酸化カルシウムＣa （ＯＨ）2 とフッ化水素ＨＦとが、
Ｃa （ＯＨ）2 ＋２ＨＦ→Ｃa Ｆ2 ＋２Ｈ2 Ｏ（反応３）
に示す反応をして、中和無害化された水と固体のホタル石Ｃa Ｆ2 とが発生すると共に、水酸化カルシウムＣa （ＯＨ）2 と塩化水素ＨＣl とが、
Ｃa （ＯＨ）2 ＋２ＨＣl →Ｃa Ｃl2＋２Ｈ2 Ｏ
に示す反応をして、中和無害化された水と塩化カルシウムＣa Ｃl2とが発生する。
【０１２０】
図３の実施例の構成部品の寸法及び分解条件は、次のとおり選定している。
プラズマ拘束ノズル１３の貫通孔１３ｈの直径１３ｄを１. ６［mm］とする。陽極ノズル１４の貫通孔１４ｈのプラズマジェット３ｊが通過する部分の直径１４ｄを６［mm］とし、陽極ノズル１４の極点Ｐを形成させる部分の貫通孔長さ１４ｋを２５［mm］とする。
反応ノズル１５のフロン５をプラズマジェット３ｊに旋回し投入させる旋回投入孔１５ｈの直径１５ｄを２［mm］とし、反応ノズル１５のプラズマジェット３ｊ及びフロン５が通過する部分の直径１５ｇを１０［mm］とし、反応ノズル１５の貫通孔１５ｉのプラズマジェット３ｊとフロン５とが接触し分解反応する部分の長さ１５ｋを１２０［mm］とする。
【０１２１】
上記の実施例で選定した各直径及び長さは、ハフニウム電極１１を使用し、２３［l ／min ］の圧縮空気４を供給し、プラズマアーク電流Ｉｐ＝６０［Ａ］を通電し、「フロン１２」（ＣＣl2Ｆ2 ）を供給して、分解反応させる流量３５［l ／min ］のフロン５だけを供給したときに、プラズマアーク３ａが安定し、分解反応させる種類及び流量のフロン５を略完全に反応させることができるように定められている。
【０１２２】
したがって、電極１２の種類、プラズマガス１の種類及びその流量、プラズマアーク電流Ｉｐ、反応させるフロン５の種類及びその流量等の使用条件によって適正値が異なるので、これらの使用条件に対応させて、
（１）プラズマガス１及びプラズマアーク３ａを通過させることができるプラズマ拘束ノズル１３の貫通孔１３ｈの直径１３ｄを選定し、
（２）プラズマジェット３ｊを通過させる陽極ノズル１４の貫通孔１４ｈの直径１４ｄを選定し、
プラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の陽極ノズル１４の長さ１４ｋを選定する。
【０１２４】
（３）さらに、反応させるフロン５を旋回投入する旋回投入孔１５ｈの直径１５ｄ及び図３（Ｂ）に示す旋回水平角度１５θと旋回垂直角度１５ψ（図５）とを選定し、
（４）反応させる流量のフロン５を通過させると共に、プラズマジェット３ｊに接触させ分解反応することができる貫通孔１５ｊの直径１５ｇ（図５）を選定し、
プラズマジェット３ｊが接触してフロン５と略完全に反応させることができる反応ノズル１５の貫通孔１５ｊの部分の長さ１５ｋ（図５）を選定し、最柊的に、プラズマアーク３ａが安定し、分解反応させる種類及び流量のフロン５を略完全に反応させることができるように選定すればよい。
【０１３０】
図３乃至図５の実施例において、次のように変形することができる。
（１）プラズマガス１として圧縮空気を使用したが、アルゴン、窒素又は圧縮空気より膜分離処理した高純度窒素ガスをプラズマガス１に使用して、電極の消耗を少なくすることができる。
（２）プラズマアーク分解装置１０の反応ノズル１５のフロン分解反応部分の貫通孔１５ｊに、プラズマジェット３ｊとフロン５とを十分に接触させるための直径１５ｄ及び旋回水平角度１５θ、旋回垂直角度１５ψの旋回投入孔１５ｈを設けて、反応ノズル１５の分解反応部分の貫通孔１５ｊの全周表面までプラズマジェット３ｊとフロン５とを略完全に接触分解させることによって、フロン５がプラズマジェット３ｊの十分な距離を通過して、フロン５と略完全に反応させることができる。
【０１３２】
（３）プラズマアーク分解装置１０の反応ノズル１５をフッ素及び塩素による腐食の少ない材質のステンレス鋼、インコネル系金属又はハステロイを使用して、フッ素及び塩素による反応ノズル１５の腐食を少なくすることができる。
（４）プラズマアーク分解装置１０の冷却ブラケット１６を、フッ素及び塩素による腐食の少ない材質のステンレス鋼、インコネル系金属又はハステロイを使用して、フッ素及び塩素による冷却ブラケット１６の腐食を少なくすることができる。
（５）酸素を含んだプラズマガス１を使用するときは、電極１２の材料としてハフニウムＨf 、ルテニウム等のイリジウム系金属のイットリウム酸化物及びその化合物を使用することによって高融点の酸化物を形成させて、電極の耐消耗性を向上させることができる。
（６）また、酸素を含んだプラズマガス１を使用するときは、窒素発生装置を用いて圧縮空気から膜分離処理を行い高純度の窒素ガスを取り出しプラズマガス１として使用することにより、電極の耐消耗性を向上させることができる。
【０１４０】
前述した図４及び図５において、１６ａは冷却ブラケット冷却水入口金具であり、１６ｂは冷却ブラケット冷却水出口金具である。１７はプラズマトーチ支持体であり、１８ａは、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４、例えば、圧縮空気４の供給口であり、１８ｂは、フロン５及び水又は水蒸気６の供給口である。２５は、プラズマトーチ支持体１７に取り付けられ、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱するトーチ着脱ハンドルである。
【１０００】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項１７のフロンのプラズマアーク分解方法及び装置は、次の効果を有する。
【１００１】
請求項１の分解方法は、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体中でプラズマアーク３ａを発生させてアーク電圧を上昇させ陽極ノズル１４の極点を下方に移すことができ入熱を大にし、かつ陽極ノズル１４の下方からフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させているので、陽極ノズル１４の消耗を極めて小さくすることができる。
【１００２】
請求項２の分解方法は、請求項１の効果に加えて、プラズマアーク３ａの極点を形成させる陽極ノズル１４とフロン５をプラズマジェット３ｊで分解反応させる反応ノズル１５とを分離しているので、両ノズルの消耗の程度に応じて別々に交換することができる。
【１００３】
請求項３の分解方法は、請求項１の効果に加えて、プラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる陽極ノズル１４とフロン５をプラズマジェット３ｊで分解反応させる反応ノズル１５とを分離しているので、両ノズルの消耗の程度に応じて別々に交換することができ、さらに反応ノズル１５からフロン５を供給しているので、陽極ノズル１４に分解した炭素が付着したり、フッ素又は塩素で腐食することがなく、交換が反応ノズル１５よりも困難な陽極ノズル１４の消耗をさらに減少させることができる。
【１００４】
請求項４の分解方法は、請求項１の効果に加えて、フロンが分解して発生した化合力の強いフッ素及び塩素をフッ化水素及び塩化水素に化合させることによって、陽極ノズル１４の下方の腐食を低減させることができる。
【１００５】
請求項５の分解方法は、請求項２の効果に加えて、フロンが分解して発生した化合力の強いフッ素及び塩素をフッ化水素及び塩化水素に化合させることによって、陽極ノズル１４の下方の腐食を低減させることができる。
【１００６】
請求項６の分解方法は、請求項３の効果に加えて、フロンが分解して発生した化合力の強いフッ素及び塩素をフッ化水素及び塩化水素に化合させることによって、陽極ノズル１４の下方の腐食を低減させることができる。
【１００７】
請求項７の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマアーク３ａの発生に必要なプラズマガス１及びプラズマジェット３ｊを形成する気体４に酸素を含む気体を使用すると、フロンの分解の反応に多量に必要とする酸素と共用することができるので、ガスボンベを１種類少なくすることができる。
【１００８】
請求項８の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマジェット３ｊを形成する気体４を、プラズマフロンの分解の反応に必要な酸素を含む圧縮空気で供給するのでランニングコストを下げることができる。
【１００９】
請求項９の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマアーク３ａの発生に必要なプラズマガス１を圧縮空気で供給するので、ガスボンベを１種類少なくすることができ、さらにランニングコストを下げることができる。
【１０１０】
請求項１０の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、交換が反応ノズル１５よりも困難な電極１２及びプラズマ拘束ノズル１３の消耗をさらに減少させることができる。
【１０１１】
請求項１１の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、交換が反応ノズル１５よりも困難な電極１２及びプラズマ拘束ノズル１３の消耗を減少させることができ、さらにアルゴンガスよりもランニングコストを下げることができる。
【１０１２】
請求項１２の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマアーク３ａの極点Ｐが発生する陽極ノズル１４に高導電物質を使用し、フロンが分解して腐食性ガスが発生する反応ノズル１５に耐腐食物質を使用することができるので、両ノズルの消耗をそれぞれ減少させることができる。
【１０１３】
請求項１３の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、反応ノズル１５の上方から中心方向に貫通させた投入孔から投入するフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とが、プラズマジェット３ｊと十分に接触して分解反応を促進することができる。
【１０１４】
請求項１４の分解装置は、請求項３又は請求項６のプラズマアーク分解方法を実施する装置であり、請求項３又は請求項６と同じ効果を有する。
【１０１５】
請求項１５の分解装置は、請求項１４を実施する装置が有する効果に加えて、トーチ着脱ハンドル２５によって、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱することができるので、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とのいずれも、交換が容易である。
【１０１６】
請求項１６の分解装置は、プラズマアーク分解装置１０から脱着交換が容易でない冷却ブラケット１６に、ステンレス鋼、インコネル系金属、ハステロイ等の耐腐食材を使用することによって、保守作業を軽減することができる。
【１０１７】
請求項１７の分解装置は、反応ノズル１５に、インコネル系金属、ハステロイ、内面に金又は白金をコーティングした耐腐食材を使用することによって、保守作業を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の「フロンのプラズマアーク分解方法」に適用するためのフロンを分解して無害化するフロン分解無害化方法の原理図である。
【図２】図２は、フロンをプラズマアーク分解する先願技術のプラズマトーチ１０Ａとそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給するプラズマ電源装置２０とを示すプラズマトーチ説明図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施する「プラズマアーク分解装置１０」の内の「プラズマトーチ１０Ａ」とそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給する「プラズマ電源装置２０」とを示すプラズマトーチ説明図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の反応ノズル１５の旋回投入孔１５ｈ部分の「イーイ」断面図である。
【図４】図４は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施するプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図である。
【図５】図５は、図４のプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図の内のプラズマトーチ１０Ａの一部断面図である。
【符号の説明】
１ プラズマガス
３ａ プラズマアーク
３ｊ プラズマジェット
４ プラズマジェットを形成する気体（例えば、圧縮空気）
５ フロン
６ 水又は水蒸気
１０ プラズマアーク分解装置
１０Ａ プラズマトーチ
１１ 電極支持体
１２ 電極（マイナス電極）
１３ プラズマ拘束ノズル
１３ｈ プラズマ拘束ノズルの貫通孔
１３ｄ プラズマ拘束ノズルの貫通孔の直径
１４ 陽極ノズル（プラス電極）
１４ｈ 陽極ノズルの貫通孔
１４ｄ 陽極ノズルの貫通孔のプラズマジェットを通過させる部分の直径
１４ｋ 陽極ノズルの貫通孔のプラズマアークの極点を形成させる部分の長さ
１５ 反応ノズル
１５ｈ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔
１５ｄ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔の直径
１５θ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔の旋回水平角度
１５ψ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔の旋回垂直角度
１５ｅ 反応ノズルのフロン旋回投入部分上部の貫通孔の直径
１５ｆ 反応ノズルのフロン旋回投入部分上部の貫通孔の長さ
１５ｊ 反応ノズルのプラズマジェットとフロンとが分解反応する部分の貫通孔
１５ｇ 反応ノズルの貫通孔のプラズマジェットとフロンとが分解反応する部分の直径
１５ｋ 反応ノズルの貫通孔のプラズマジェットとフロンとが分解反応する部分の長さ
１６ 冷却ブラケット
１６ａ 冷却ブラケット冷却水入口金具
１６ｂ 冷却ブラケット冷却水出口金具
１７ プラズマトーチ支持体
１８ａ 圧縮空気供給口
１８ｂ フロン及び水又は水蒸気供給口
２０ プラズマアーク電源装置
２０ｔ アーク電流供給用マイナス端子
２１ プラズマアーク電流出力回路
２２ スタート電流制限素子
２３ スタート電流供給スイッチ素子
２３ｔ スタート電流供給用プラス端子
２４ｔ アーク流供給用プラス端子
２４ プラズマアーク電流供給スイッチ素子
２５ トーチ着脱ハンドル
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン層を破壊するフロンを分解して無害化する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地球の成層圏オゾン層の破壊、南極オゾンホール等を引き起こしているフロンの生産を中止して、成層圏オゾン破壊能力の小さいフロン（ＨＣＦＣ）、塩素を含まない代替フロン（ＨＦＣ）等の代替物質の開発が近年の重要な課題となっている。
【０００６】
このオゾン層を破壊するクロロフルオロカーボンＣＦＣが、大気に流出すると対流圏から高度３０Km付近の成層圏に徐々に達して、紫外線によって分解された塩素原子が発生し、この塩素原子がオゾンＯ3 を破壊する。オゾン層が破壊されると、オゾン層が生物に有害な短波長紫外線ＵＶ−Ａの吸収能力が低下する。短波長紫外線は、地上に達するエネルギー量が少ないが、白内症、皮膚の免疫能の低下、皮膚癌の増加等人間の健康を害することが知られている。
【０００７】
大気に流出したフロンの総量に比べて、単位時間あたり成層圏で光分解されるフロンの総量はごくわずかであるので、フロンの滞留帰還は、数十年から数百年の長年月となり、光分解で生成された塩素原子がオゾン層を破壊し続ける。したがって、使用済みのフロンを回収する回収技術の開発も続けられている。
【０００８】
冷媒としてクーラに使用されたフロンは、機器から漏れて大気に流出し、また半導体エッチングに使用されたフロンを含む廃液からも、密閉していないと、フロンが大気に流出し、さらに、回収したフロンも保管中に滴れて大気に流出しやすいので、回収したフロンを出来るだけ早く無害化しなければならない。
【０００９】
また、回収したフロンを無害化する装置に運搬する途中においても、回収したフロンが、漏れて大気に流出する。したがって、回収したフロンを無害化する装置は、大形の装置を集中的に設備するよりも、小形の装置を多数分散して設備することが望ましい。
【００１０】
しかし、小形の装置を多数分散して設備するときは、設備台数の合計の設備費及びランニングコストが、集中的に設備する大形の装置の設備費及びランニングコストよりも高価にならないようにしなければならない。また、多数の人が取り扱えるように、操作の単純化、保守の容易化等も課題となり、このような要望を満たすフロンの分解技術の開発も重要である。
【００１１】
したがって、ＣＦＣの生産を中止し、オゾン層を破壊しない代替物質の開発だけでなく、生産済みのＣＦＣを大気に流出させないように回収して無害化することも重要な課題である。
【００２１】
従来技術１（特開昭60−154200）は、分解炉中に供給された空気に高電圧をかけて高温度のプラズマ中に有害物質を投入することによって、有害物質を熱分解する空気アークプラズマを使用した技術である。しかし、この従来技術１には、公報の第１図及び発明の詳細な説明の項に記載されているとおり、「プラズマ・バーナ１２中のプラズマ・アークは、アークをスピンする環状電場コイル３６，３８によって安定化されるか一直線上にされる。」こと及び「有機液体がプラズマ・バーナに供給される。」ことが記載されている。したがって、従来技術１は、プラズマを有機液体に十分に接触させるためには、アークをスピンする環状電場コイル３６，３８が必須であり、装置が大形化する。また、従来技術１は、有機液体がプラズマ・バーナの電極２６及び２８に直接に接触する構造になっているために、電極の消耗が極めて大である。
【００２２】
従来技術２（特開平5 −84324 ）は、分解炉中にアルゴンと水素との混合ガスを注入し、電極間に高電圧を印加して混合ガスをプラズマ状にするとともに、交流磁場発生器によってプラズマを回転振動させてプラズマ発生領域を拡大させ、その炉中に有害物質を投入すると、有害物質が原子状に解離してプラズマと接触混合しやすくなり、有害物質を効率よく安定に処理するアークプラズマを使用した技術である。
この従来技術２は、アルゴンと水素との混合ガスを使用しているので、非常に高温度であり、強力な還元雰囲気での分解で反応を単純化できるために、従来の空気プラズマ発生ガスを使用した装置に比べて、分解炉容積を低減できることを効果としている。
【００２３】
従来技術３（特開平7 −24081 ）は、プラズマトーチ及びチャンバ（反応炉）内の圧力を大気圧以下の減圧状態に保持しているのでプラズマが安定に維持でき、また水蒸気と有機ハロゲン化合物の混合ガスとをプラズマトーチ内に直接導入するようにしているので有機ハロゲン化合物を効率よく分解することが可能となる。
更に、プラズマによって分解された有機ハロゲン化合物排ガスを、アルカリ性水溶液によって急冷することでダイオキシン類の発生を抑圧するとができる高周波誘導プラズマを使用した技術である。
【００２４】
従来技術４は、「Plasma Chemistry and Plasma Processing Vol.13, No.3, 1993 」に記載された特定フロンの分解に熱アルゴンプラズマを用いた技術である。この従来技術４に使用された実験装置において、アルゴンプラズマ噴射は、大気圧下で銅製ノズルの陽極とタングステン製ロッドとの間の放電により生じ、反応ガス（フロン）は反応部分の入り口（プラズマアーク発生装置の下方）から注入している。
【００２５】
先願技術は、本出願人が平成７年１１月２１日に出願したフロンのプラズマアーク反応方法及び装置の技術である。
図２は、フロンをプラズマアーク分解する先願技術のプラズマトーチ１０Ａとそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給するプラズマ電源装置２０とを示すプラズマトーチ説明図である。
【００２６】
同図において、プラズマ拘束ノズル１３は、電極支持体１１の外周に配置されて酸素を含むプラズマガス１を流出させてアークプラズマ３ａを通過させる直径１３ｄの貫通孔を有し、プラズマアーク電源装置２０のスタート電流供給用プラス端子２３ｔに接続される。
【００２７】
反応ノズル（プラス電極）１４は、プラズマ拘束ノズル１３の外周に配置されて反応させる流量のフロン５を通過させる直径１４ｄ及びプラズマアーク３ａが接触してフロンと反応する直線部分の長さ又は直線部分と傾斜部分との長さ１４ｆの貫通孔を有し、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用プラス端子２４ｔに接続される。
冷却ブラケット１５は、電極兼用反応ノズル１４を着脱可能に支持すると共に冷却する。
【００２８】
先願技術のフロンのプラズマアーク反応方法は、上記の反応装置が接続された後で、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に、酸素を含むプラズマガス１を供給した後でスタート電流Ｉｓを通電して、図示していないパイロットアークを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３から電極兼用反応ノズル１４に、アーク電流Ｉｐを通電してプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマアーク３ａが安定した後で、プラズマ拘束ノズル１３と電極兼用反応ノズル１４との間にフロン５を供給して、反応させる流量のフロンをプラズマアーク中を通過させて、プラズマガス１の酸素とフロンとを分解反応させ、炭酸ガスと塩素とフッ素とに分離する。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１から従来技術３までの技術は、いずれもプラズマ発生領域を拡大するために、交流磁場又は高周波コイルを使用しているので、大形の高周波発振器を必要とし、プラズマとハロゲン化合物との反応装置が大形化し、設備費が高価になる。
また、従来技術４は、アルゴンプラズマ噴射を使用しているために、アーク電圧が低くて入熱が少なく反応ガスの処理流量が少なく、また高価なアルゴンガスをプラズマ噴射に使用しているために、ランニングコストが上昇する。
【００３１】
上記の先願技術は、プラズマ拘束ノズル１３と電極兼用反応ノズル１４との間に、プラズマジェットを形成する気体４（圧縮空気）とフロン５とを供給して、反応させる流量のフロン５をプラズマジェット３ｊの中を通過させて、圧縮空気の酸素とフロンとを分解反応させているので、分離した塩素及びフッ素が導電性を必要とする陽極を兼用した電極兼用反応ノズル１４を腐食する。
【００３２】
本発明が解決しようとする課題は、次のとおりである。
（１）回収したフロンを無害化する装置に運搬する途中で、回収したフロンが漏れて大気に流出することを防止するために、大形の装置を集中的に設備するよりも、小形の装置を多数分散して設備することができるフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００３４】
（２）小形の装置を多数分散して設備しても、設備台数の合計の設備費及びランニングコストが、集中的に設備する大形の装置よりも高価にならないようなフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００３５】
（３）多数の人が取り扱えるようにするために、操作を単純にし、保守を容易にすることができるフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００３６】
（４）上記の課題を解決した先願技術を改良して、さらにプラズマ拘束ノズル及び反応ノズルの腐食消耗を少なくし交換時間を減少させることによって、ランニングコストを引き下げることができるフロンのプラズマアーク分解方法及び装置を提供すること。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オゾン層を破壊するフロンを分解して無害化する方法及び装置のうち、フロンをプラズマアーク３ａによって分解反応させるプラズマ分解方法及び装置に関するものである。以下、後述する図３乃至図５に示す符号を添付して、請求項ごとに構成を説明する。
【００４１】
請求項１のフロンのプラズマアーク分解方法は、電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方からフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４２】
請求項２のフロンのプラズマアーク分解方法は、請求項１の方法において、陽極ノズル１４の下方から反応ノズル１５の上方までの間でフロン５を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方から反応ノズル１５の上方までの間でフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４３】
請求項３の分解方法は、請求項１の方法において、陽極ノズル１４の下方にアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４４】
請求項４の反応方法は、請求項１の方法において、フロン５と共に水又は水蒸気６を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方からフロン５と共に水又は水蒸気６を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４５】
請求項５の分解方法は、請求項２の方法において、フロン５と共に水又は水蒸気６を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、陽極ノズル１４の下方から反応ノズル１５の上方までの間でフロン５と共に水又は水蒸気６を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４６】
請求項６の分解方法は、請求項３の方法において、フロン５と共に水又は水蒸気６を供給する方法であって、
電極１２の外周にプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズル１３を配置し、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までプラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズル１４を配置し、陽極ノズル１４の下方にプラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズル１５を配置し、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５と共に水又は水蒸気６を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４７】
請求項７の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４及び電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、酸素を含む気体であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４８】
請求項８の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４が、圧縮空気であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００４９】
請求項９の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、圧縮空気であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５０】
請求項１０の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、アルゴンガスであるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５１】
請求項１１の分解方法は、請求項１乃至請求項６の方法において、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に供給するプラズマガス１が、窒素ガスであるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５２】
請求項１２の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の方法において、陽極ノズル１４の材質が高導電物質であって、反応ノズル１５の材質が耐腐食物質であるフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５３】
請求項１３の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の方法において、反応ノズル１５の上方から中心方向に貫通させた投入孔から投入するフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とを旋回させながらプラズマジェット３ｊの中に投入するフロンのプラズマアーク分解方法である。
【００５４】
請求項１４の分解装置は、請求項３又は６の方法を実施する装置であって、
プラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有して電極１２の外周に配置したプラズマ拘束ノズル１３と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有してプラズマ拘束ノズル１３の外周から下方まで配置した陽極ノズル１４と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有して陽極ノズル１４の下方に配置した反応ノズル１５とを備えて、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とを供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００５５】
請求項１５の分解装置は、請求項１４の装置に、トーチ着脱ハンドル２５によって陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを同時に着脱する機構を加えた装置であって、
プラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔を有して電極１２の外周に配置したプラズマ拘束ノズル１３と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４を通過させる直径及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有してプラズマ拘束ノズル１３の外周から下方まで配置した陽極ノズル１４と、プラズマジェット３ｊを形成する気体４及びフロン５を通過させる直径及び長さの貫通孔を有して陽極ノズル１４の下方に配置した反応ノズル１５とを備えたプラズマトーチ１０Ａを、プラズマトーチ支持体１７によって、反応ノズル１５を冷却する冷却ブラケット１６に取り付け、プラズマトーチ支持体１７にトーチ着脱ハンドル２５を取り付けて、トーチ着脱ハンドル２５によって、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱する構造にして、電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間にプラズマガス１を供給して電極１２と陽極ノズル１４の極点Ｐとの間でプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４を供給し、反応ノズル１５の上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とを供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００５６】
請求項１６の分解装置は、請求項１５の装置において、冷却ブラケット１６に、ステンレス鋼、インコネル系金属、ハステロイ等の耐腐食材を使用するフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００５７】
請求項１７の分解装置は、請求項１４又は請求項１５の装置において、反応ノズル１５に、インコネル系金属、ハステロイ、内面に金又は白金をコーティングした耐腐食材を使用するフロンのプラズマアーク分解装置である。
【００６０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の「フロンのプラズマアーク分解方法」に適用するためのフロンを分解して無害化するフロン分解無害化方法の原理図である。
【００６２】
図１おいて、後述する図３のプラズマアーク電源装置２０から電気エネルギーを供給してプラズマアーク３ａを発生させておき、フロン５を供給してプラズマジェット３ｊの７００〜１０００度の高温度でフロンを分解すると、後述する反応１によって、分解ガスが発生する。この分解ガスに水又は水蒸気６を供給すると、反応２によって、フッ化水素ＨＦと塩化水素ＨＣl とが発生する。
さらに、水酸化カルシウムを供給すると、反応３によって、中和無害化された固体のホタル石（フッ化カルシウムＣa Ｆ2 ）と塩化カルシウムＣa Ｃl2とが発生する。このホタル石はサブマージアーク溶接用のフラックスその他の溶剤として、また塩化カルシウムは道路等の不凍結剤として、再利用することができる。
【００６４】
本発明の「フロンのプラズマアーク分解方法及び分解装置」に適用するための図１のフロン分解無害化方法の原理について説明する。
（１）プラズマ分解装置１０は、後述する図３のプラズマアーク電源装置２０から電気エネルギーを供給してプラズマアーク３ａを発生させる。
（２）プラズマ拘束ノズル１３の外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４、例えば、圧縮空気４を供給し、プラズマジェット３ｊを発生させる。
（３）陽極ノズル１４の下方からフロン５、例えば、「フロン１２」（ＣＣl2Ｆ2 ）を供給すると、プラズマジェット３ｊの高温度によって、プラズマ拘束ノズル１３と陽極ノズル１４との間に供給した圧縮空気４の酸素Ｏ2 と「フロン１２」とが下記の反応１をして、炭酸ガスＣＯ2 とフッ素Ｆ2 と塩素Ｃl2との分解ガスが発生する。
（４）この分解ガスに水又は水蒸気（Ｈ2 Ｏ）６を供給すると、下記の反応２によって、フッ化水素ＨＦと塩化水素ＨＣl とが発生する。
（５）さらに、水酸化カルシウムＣa （ＯＨ）2 を供給すると下記の反応３によって、中和無害化された固体のホタル石であるフッ化カルシウムＣa Ｆ2 と塩化カルシウムＣa Ｃl2とが発生する。
【００６６】
【実施例】
図３乃至図５を参照して、本発明の実施例の構成について説明する。
【００７２】
図３（Ａ）は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施する「プラズマアーク分解装置１０」の内の「プラズマトーチ１０Ａ」とそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給する「プラズマ電源装置２０」とを示すプラズマトーチ説明図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の反応ノズル１５の旋回投入孔１５ｈ部分の「イーイ」断面図である。
図４は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施するプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図である。
図５は、図４のプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図の内のプラズマトーチ１０Ａの一部断面図である。
【００８０】
図３乃至図５に示すプラズマ分解装置の構成図について、図３を中心に説明する。以下の説明で、図４又は図５を参照するときは符号の後に括弧書きで図面の番号を示す。
図３乃至図５の構成図において、電極（マイナス電極）１２は電極支持体１１に支持され、電極支持体１１はプラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用マイナス端子２０ｔに接続される。このプラズマアーク電源装置２０は、プラズマアーク電流を出力するプラズマアーク電流出力回路２１、パイロットアーク電流を出力するためのスタート電流制限素子２２、パイロットアーク電流を通電・停止するスタート電流供給スイッチ素子２３及びプラズマアーク電流を通電・停止するプラズマアーク電流供給スイッチ素子２４から構成される。
【００８２】
プラズマ拘束ノズル１３は電極支持体１１の外周に配置されてプラズマガス１を流出させて図示していないパイロットアークを発生させ、続いてパイロットアークによって発生するプラズマアーク３ａを通過させる直径の貫通孔１３ｈを有し、プラズマアーク電源装置２０のスタート電流供給用プラス端子２３ｔに接続される。この発生したプラズマアーク３ａは、圧縮空気４と共にプラズマジェット３ｊを形成する。
【００８４】
陽極ノズル（プラス電極）１４は、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方までアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点Ｐを形成させる部分の長さの貫通孔を有し、プラズマジェット３ｊを通過させる直径１４ｄ（図５）及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さ１４ｋ（図５）の貫通孔１４ｈを有している。この陽極ノズル１４は、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用プラス端子２４ｔに接続される。
【００８６】
反応ノズル１５は、陽極ノズル１４の下部に、反応させる流量のフロン５を旋回投入させる直径１５ｄ（図５）の旋回投入孔１５ｈを有し、 フロン５を通過させる直径１５ｇ（図５）及びプラズマジェット３ｊが接触してフロン５と分解反応する部分の長さ１５ｋ（図５）の貫通孔１５ｊを有している。
【００８８】
プラズマトーチ１０Ａは、電極支持体１１に支持された電極１２と、プラズマ電極支持体１１の外周に配置された拘束ノズル１３と、プラズマ拘束ノズル１３の外周から下方まで配置された陽極ノズル１４と、陽極ノズル１４の下方に配置された反応ノズル１５とを備えている。
このプラズマトーチ１０Ａの陽極ノズル１４は、プラズマトーチ支持体１７（図４）によって、反応ノズル１５を冷却する冷却ブラケット１６（図４）に取り付けている。
さらに、このプラズマトーチ１０Ａは、プラズマトーチ支持体１７にトーチ着脱ハンドル２５（図４）を取り付けて、トーチ着脱ハンドル２５によって、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱することができる。
【００９０】
本発明のフロンのプラズマアーク分解方法は、上記の分解装置の接続を終わって、プラズマ拘束ノズル１３と陽極ノズル１４との間に、圧縮空気４を供給した後、 電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に、プラズマガス１を供給した後でスタート電流Ｉｓを通電して、図示していないパイロットアークを発生させ、プラズマ拘束ノズル１３から陽極ノズル１４に、プラズマアーク電流Ｉｐを通電してプラズマアーク３ａを発生させ、プラズマアーク３ａが安定した後で、反応ノズル１５のフロン旋回投入孔１５ｈ（図５）にフロン５を供給して、反応させる流量のフロン５をプラズマジェット３ｊ中を通過させて、プラズマジェット３ｊとフロン５とを分解反応させ、炭酸ガスＣＯ2 とフッ素Ｆ2 と塩素Ｃl2とに分離する。
【０１００】
図３を参照して、本発明の動作の実施例について説明する。
（１）ハフニウム電極（マイナス電極）１２を支持した電極支持体１１に、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用マイナス端子２０ｔを接続する。
（２）プラズマアーク３ａを通過させる直径１３ｄの貫通孔１３ｈを有し、電極支持体１１の外周に配置されたプラズマ拘束ノズル１３に、プラズマアーク電源装置２０のスタート電流供給用プラス端子２３ｔを接続する。
（３）プラズマジェット３ｊを通過させる直径１４ｄ及びプラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の長さ１４ｋの貫通孔１４ｈを有し、プラズマ拘束ノズル１３の外周に配置された陽極ノズル（プラス電極）１４に、プラズマアーク電源装置２０のアーク電流供給用プラス端子２４ｔを接続する。
【０１０２】
（４）プラズマ拘束ノズル１３と陽極ノズル１４との間に、プラズマジェット３ｊを形成する気体４（４［kg／cm2 ］で２３［l ／min ］の圧縮空気）を供給し、 電極１２とプラズマ拘束ノズル１３との間に、プラズマガス１（４［kg／cm2 ］で３５［l ／min ］の圧縮空気）を供給した後で、スタート電流Ｉｓを通電して図示していないパイロットアークを発生させる。
（５）ハフニウム電極１２と陽極ノズル１４（プラス電極）との間に２４０［Ｖ］の電圧を印加して、プラズマ拘束ノズル１３から陽極ノズル１４に、プラズマアーク電流Ｉｐ＝６０［Ａ］を通電してプラズマアーク３ａを発生させる。
【０１０６】
（６）プラズマアーク３ａが安定した後で、反応ノズル１５のフロン旋回投入孔１５ｈに、「フロン１２」（ＣＣl2Ｆ2 ）を供給して、分解反応させる流量３５［l ／min ］のフロン５をプラズマジェット３ｊの中に通過させると、プラズマジェット３ｊの高温度によって、「フロン１２」ＣＣl2Ｆ2 と圧縮空気４に含まれた酸素Ｏ2 とが、
ＣＣl2Ｆ2 ＋Ｏ2 →ＣＯ2 ＋Ｆ2 ＋Ｃl2（反応1 ）
に示す反応をして、炭酸ガスＣＯ2 とフッ素Ｆ2 と塩素Ｃl2との分解ガスが発生する。
【０１０８】
（７）この分解ガスに水又は水蒸気６を供給すると、
２Ｈ2 Ｏ＋Ｆ2 ＋Ｃl2→Ｏ2 ＋２ＨＦ＋２ＨＣl （反応２）
に示す反応をして、フッ化水素ＨＦと塩化水素ＨＣl とが発生する。
【０１１０】
（８）これらのガスを水酸化カムシウムＣa （ＯＨ）2 の旋回対流している溶液中にパブリングする形で供給すると、水酸化カルシウムＣa （ＯＨ）2 とフッ化水素ＨＦとが、
Ｃa （ＯＨ）2 ＋２ＨＦ→Ｃa Ｆ2 ＋２Ｈ2 Ｏ（反応３）
に示す反応をして、中和無害化された水と固体のホタル石Ｃa Ｆ2 とが発生すると共に、水酸化カルシウムＣa （ＯＨ）2 と塩化水素ＨＣl とが、
Ｃa （ＯＨ）2 ＋２ＨＣl →Ｃa Ｃl2＋２Ｈ2 Ｏ
に示す反応をして、中和無害化された水と塩化カルシウムＣa Ｃl2とが発生する。
【０１２０】
図３の実施例の構成部品の寸法及び分解条件は、次のとおり選定している。
プラズマ拘束ノズル１３の貫通孔１３ｈの直径１３ｄを１. ６［mm］とする。陽極ノズル１４の貫通孔１４ｈのプラズマジェット３ｊが通過する部分の直径１４ｄを６［mm］とし、陽極ノズル１４の極点Ｐを形成させる部分の貫通孔長さ１４ｋを２５［mm］とする。
反応ノズル１５のフロン５をプラズマジェット３ｊに旋回し投入させる旋回投入孔１５ｈの直径１５ｄを２［mm］とし、反応ノズル１５のプラズマジェット３ｊ及びフロン５が通過する部分の直径１５ｇを１０［mm］とし、反応ノズル１５の貫通孔１５ｉのプラズマジェット３ｊとフロン５とが接触し分解反応する部分の長さ１５ｋを１２０［mm］とする。
【０１２１】
上記の実施例で選定した各直径及び長さは、ハフニウム電極１１を使用し、２３［l ／min ］の圧縮空気４を供給し、プラズマアーク電流Ｉｐ＝６０［Ａ］を通電し、「フロン１２」（ＣＣl2Ｆ2 ）を供給して、分解反応させる流量３５［l ／min ］のフロン５だけを供給したときに、プラズマアーク３ａが安定し、分解反応させる種類及び流量のフロン５を略完全に反応させることができるように定められている。
【０１２２】
したがって、電極１２の種類、プラズマガス１の種類及びその流量、プラズマアーク電流Ｉｐ、反応させるフロン５の種類及びその流量等の使用条件によって適正値が異なるので、これらの使用条件に対応させて、
（１）プラズマガス１及びプラズマアーク３ａを通過させることができるプラズマ拘束ノズル１３の貫通孔１３ｈの直径１３ｄを選定し、
（２）プラズマジェット３ｊを通過させる陽極ノズル１４の貫通孔１４ｈの直径１４ｄを選定し、
プラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる部分の陽極ノズル１４の長さ１４ｋを選定する。
【０１２４】
（３）さらに、反応させるフロン５を旋回投入する旋回投入孔１５ｈの直径１５ｄ及び図３（Ｂ）に示す旋回水平角度１５θと旋回垂直角度１５ψ（図５）とを選定し、
（４）反応させる流量のフロン５を通過させると共に、プラズマジェット３ｊに接触させ分解反応することができる貫通孔１５ｊの直径１５ｇ（図５）を選定し、
プラズマジェット３ｊが接触してフロン５と略完全に反応させることができる反応ノズル１５の貫通孔１５ｊの部分の長さ１５ｋ（図５）を選定し、最柊的に、プラズマアーク３ａが安定し、分解反応させる種類及び流量のフロン５を略完全に反応させることができるように選定すればよい。
【０１３０】
図３乃至図５の実施例において、次のように変形することができる。
（１）プラズマガス１として圧縮空気を使用したが、アルゴン、窒素又は圧縮空気より膜分離処理した高純度窒素ガスをプラズマガス１に使用して、電極の消耗を少なくすることができる。
（２）プラズマアーク分解装置１０の反応ノズル１５のフロン分解反応部分の貫通孔１５ｊに、プラズマジェット３ｊとフロン５とを十分に接触させるための直径１５ｄ及び旋回水平角度１５θ、旋回垂直角度１５ψの旋回投入孔１５ｈを設けて、反応ノズル１５の分解反応部分の貫通孔１５ｊの全周表面までプラズマジェット３ｊとフロン５とを略完全に接触分解させることによって、フロン５がプラズマジェット３ｊの十分な距離を通過して、フロン５と略完全に反応させることができる。
【０１３２】
（３）プラズマアーク分解装置１０の反応ノズル１５をフッ素及び塩素による腐食の少ない材質のステンレス鋼、インコネル系金属又はハステロイを使用して、フッ素及び塩素による反応ノズル１５の腐食を少なくすることができる。
（４）プラズマアーク分解装置１０の冷却ブラケット１６を、フッ素及び塩素による腐食の少ない材質のステンレス鋼、インコネル系金属又はハステロイを使用して、フッ素及び塩素による冷却ブラケット１６の腐食を少なくすることができる。
（５）酸素を含んだプラズマガス１を使用するときは、電極１２の材料としてハフニウムＨf 、ルテニウム等のイリジウム系金属のイットリウム酸化物及びその化合物を使用することによって高融点の酸化物を形成させて、電極の耐消耗性を向上させることができる。
（６）また、酸素を含んだプラズマガス１を使用するときは、窒素発生装置を用いて圧縮空気から膜分離処理を行い高純度の窒素ガスを取り出しプラズマガス１として使用することにより、電極の耐消耗性を向上させることができる。
【０１４０】
前述した図４及び図５において、１６ａは冷却ブラケット冷却水入口金具であり、１６ｂは冷却ブラケット冷却水出口金具である。１７はプラズマトーチ支持体であり、１８ａは、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体４、例えば、圧縮空気４の供給口であり、１８ｂは、フロン５及び水又は水蒸気６の供給口である。２５は、プラズマトーチ支持体１７に取り付けられ、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱するトーチ着脱ハンドルである。
【１０００】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項１７のフロンのプラズマアーク分解方法及び装置は、次の効果を有する。
【１００１】
請求項１の分解方法は、アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェット３ｊを形成する気体中でプラズマアーク３ａを発生させてアーク電圧を上昇させ陽極ノズル１４の極点を下方に移すことができ入熱を大にし、かつ陽極ノズル１４の下方からフロン５を供給してフロンをプラズマジェット３ｊで分解反応させているので、陽極ノズル１４の消耗を極めて小さくすることができる。
【１００２】
請求項２の分解方法は、請求項１の効果に加えて、プラズマアーク３ａの極点を形成させる陽極ノズル１４とフロン５をプラズマジェット３ｊで分解反応させる反応ノズル１５とを分離しているので、両ノズルの消耗の程度に応じて別々に交換することができる。
【１００３】
請求項３の分解方法は、請求項１の効果に加えて、プラズマアーク３ａの極点Ｐを形成させる陽極ノズル１４とフロン５をプラズマジェット３ｊで分解反応させる反応ノズル１５とを分離しているので、両ノズルの消耗の程度に応じて別々に交換することができ、さらに反応ノズル１５からフロン５を供給しているので、陽極ノズル１４に分解した炭素が付着したり、フッ素又は塩素で腐食することがなく、交換が反応ノズル１５よりも困難な陽極ノズル１４の消耗をさらに減少させることができる。
【１００４】
請求項４の分解方法は、請求項１の効果に加えて、フロンが分解して発生した化合力の強いフッ素及び塩素をフッ化水素及び塩化水素に化合させることによって、陽極ノズル１４の下方の腐食を低減させることができる。
【１００５】
請求項５の分解方法は、請求項２の効果に加えて、フロンが分解して発生した化合力の強いフッ素及び塩素をフッ化水素及び塩化水素に化合させることによって、陽極ノズル１４の下方の腐食を低減させることができる。
【１００６】
請求項６の分解方法は、請求項３の効果に加えて、フロンが分解して発生した化合力の強いフッ素及び塩素をフッ化水素及び塩化水素に化合させることによって、陽極ノズル１４の下方の腐食を低減させることができる。
【１００７】
請求項７の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマアーク３ａの発生に必要なプラズマガス１及びプラズマジェット３ｊを形成する気体４に酸素を含む気体を使用すると、フロンの分解の反応に多量に必要とする酸素と共用することができるので、ガスボンベを１種類少なくすることができる。
【１００８】
請求項８の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマジェット３ｊを形成する気体４を、プラズマフロンの分解の反応に必要な酸素を含む圧縮空気で供給するのでランニングコストを下げることができる。
【１００９】
請求項９の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマアーク３ａの発生に必要なプラズマガス１を圧縮空気で供給するので、ガスボンベを１種類少なくすることができ、さらにランニングコストを下げることができる。
【１０１０】
請求項１０の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、交換が反応ノズル１５よりも困難な電極１２及びプラズマ拘束ノズル１３の消耗をさらに減少させることができる。
【１０１１】
請求項１１の分解方法は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、交換が反応ノズル１５よりも困難な電極１２及びプラズマ拘束ノズル１３の消耗を減少させることができ、さらにアルゴンガスよりもランニングコストを下げることができる。
【１０１２】
請求項１２の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、プラズマアーク３ａの極点Ｐが発生する陽極ノズル１４に高導電物質を使用し、フロンが分解して腐食性ガスが発生する反応ノズル１５に耐腐食物質を使用することができるので、両ノズルの消耗をそれぞれ減少させることができる。
【１０１３】
請求項１３の分解方法は、請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６の効果に加えて、反応ノズル１５の上方から中心方向に貫通させた投入孔から投入するフロン５又はフロン５と水もしくは水蒸気６とが、プラズマジェット３ｊと十分に接触して分解反応を促進することができる。
【１０１４】
請求項１４の分解装置は、請求項３又は請求項６のプラズマアーク分解方法を実施する装置であり、請求項３又は請求項６と同じ効果を有する。
【１０１５】
請求項１５の分解装置は、請求項１４を実施する装置が有する効果に加えて、トーチ着脱ハンドル２５によって、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とを着脱することができるので、陽極ノズル１４と反応ノズル１５とのいずれも、交換が容易である。
【１０１６】
請求項１６の分解装置は、プラズマアーク分解装置１０から脱着交換が容易でない冷却ブラケット１６に、ステンレス鋼、インコネル系金属、ハステロイ等の耐腐食材を使用することによって、保守作業を軽減することができる。
【１０１７】
請求項１７の分解装置は、反応ノズル１５に、インコネル系金属、ハステロイ、内面に金又は白金をコーティングした耐腐食材を使用することによって、保守作業を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の「フロンのプラズマアーク分解方法」に適用するためのフロンを分解して無害化するフロン分解無害化方法の原理図である。
【図２】図２は、フロンをプラズマアーク分解する先願技術のプラズマトーチ１０Ａとそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給するプラズマ電源装置２０とを示すプラズマトーチ説明図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施する「プラズマアーク分解装置１０」の内の「プラズマトーチ１０Ａ」とそのプラズマトーチ１０Ａに電力を供給する「プラズマ電源装置２０」とを示すプラズマトーチ説明図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の反応ノズル１５の旋回投入孔１５ｈ部分の「イーイ」断面図である。
【図４】図４は、本発明のフロンのプラズマアーク分解方法を実施するプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図である。
【図５】図５は、図４のプラズマ分解装置１０の構成の実施例を示す図の内のプラズマトーチ１０Ａの一部断面図である。
【符号の説明】
１ プラズマガス
３ａ プラズマアーク
３ｊ プラズマジェット
４ プラズマジェットを形成する気体（例えば、圧縮空気）
５ フロン
６ 水又は水蒸気
１０ プラズマアーク分解装置
１０Ａ プラズマトーチ
１１ 電極支持体
１２ 電極（マイナス電極）
１３ プラズマ拘束ノズル
１３ｈ プラズマ拘束ノズルの貫通孔
１３ｄ プラズマ拘束ノズルの貫通孔の直径
１４ 陽極ノズル（プラス電極）
１４ｈ 陽極ノズルの貫通孔
１４ｄ 陽極ノズルの貫通孔のプラズマジェットを通過させる部分の直径
１４ｋ 陽極ノズルの貫通孔のプラズマアークの極点を形成させる部分の長さ
１５ 反応ノズル
１５ｈ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔
１５ｄ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔の直径
１５θ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔の旋回水平角度
１５ψ 反応ノズルのフロン及び水又は水蒸気の旋回投入孔の旋回垂直角度
１５ｅ 反応ノズルのフロン旋回投入部分上部の貫通孔の直径
１５ｆ 反応ノズルのフロン旋回投入部分上部の貫通孔の長さ
１５ｊ 反応ノズルのプラズマジェットとフロンとが分解反応する部分の貫通孔
１５ｇ 反応ノズルの貫通孔のプラズマジェットとフロンとが分解反応する部分の直径
１５ｋ 反応ノズルの貫通孔のプラズマジェットとフロンとが分解反応する部分の長さ
１６ 冷却ブラケット
１６ａ 冷却ブラケット冷却水入口金具
１６ｂ 冷却ブラケット冷却水出口金具
１７ プラズマトーチ支持体
１８ａ 圧縮空気供給口
１８ｂ フロン及び水又は水蒸気供給口
２０ プラズマアーク電源装置
２０ｔ アーク電流供給用マイナス端子
２１ プラズマアーク電流出力回路
２２ スタート電流制限素子
２３ スタート電流供給スイッチ素子
２３ｔ スタート電流供給用プラス端子
２４ｔ アーク流供給用プラス端子
２４ プラズマアーク電流供給スイッチ素子
２５ トーチ着脱ハンドル
Claims (17)
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法において、電極の外周にプラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズルを配置し、前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方までプラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズルを配置し、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記陽極ノズルの下方からフロンを供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法。
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法において、電極の外周にプラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズルを配置し、前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方までプラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズルを配置し、前記陽極ノズルの下方に前記アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体及びフロンを通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズルを配置し、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記陽極ノズルの下方から反応ノズルの上方までの間でフロンを供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法。
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法において、電極の外周にプラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズルを配置し、前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方までプラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズルを配置し、前記陽極ノズルの下方に前記プラズマジェットを形成する気体及びフロンを通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズルを配置し、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記反応ノズルの上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロンを供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法。
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法において、電極の外周にプラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズルを配置し、前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方までプラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズルを配置し、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記陽極ノズルの下方からフロンと共に水又は水蒸気を供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法。
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法において、電極の外周にプラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズルを配置し、前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方までプラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズルを配置し、前記陽極ノズルの下方に前記プラズマジェットを形成する気体及びフロンを通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズルを配置し、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記陽極ノズルの下方から反応ノズルの上方までの間でフロンと共に水又は水蒸気を供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法。
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法において、電極の外周にプラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有するプラズマ拘束ノズルを配置し、前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方までプラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有する陽極ノズルを配置し、前記陽極ノズルの下方に前記プラズマジェットを形成する気体及びフロンを通過させる直径及び長さの貫通孔を有する反応ノズルを配置し、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記反応ノズルの上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロンと共に水又は水蒸気を供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解方法。
- アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体及び電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間に供給するプラズマガスが、酸素を含む気体である請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６に記載のフロンのプラズマアーク分解方法。
- アルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体が、圧縮空気である請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６に記載のフロンのプラズマアーク分解方法。
- 電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間に供給するプラズマガスが、圧縮空気である請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６に記載のフロンのプラズマアーク分解方法。
- 電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間に供給するプラズマガスが、アルゴンガスである請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６に記載のフロンのプラズマアーク分解方法。
- 電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間に供給するプラズマガスが、窒素ガスである請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６に記載のフロンのプラズマアーク分解方法。
- 陽極ノズルの材質が高導電物質であって、反応ノズルの材質が耐腐食物質である請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６に記載のフロンのプラズマアーク分解方法。
- 反応ノズルの上方から中心方向に貫通させた投入孔から投入するフロン又はフロンと水もしくは水蒸気とを旋回させながらプラズマジェットの中に投入する請求項２又は請求項３又は請求項５又は請求項６に記載のフロンのプラズマアーク分解方法。
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置において、プラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有して電極の外周に配置したプラズマ拘束ノズルと、プラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有して前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方まで配置した陽極ノズルと、前記プラズマジェットを形成する気体及びフロンを通過させる直径及び長さの貫通孔を有して前記陽極ノズルの下方に配置した反応ノズルとを備えて、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記反応ノズルの上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン又はフロンと水もしくは水蒸気とを供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置。
- プラズマアークによってフロンを分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置において、プラズマアークを通過させる直径の貫通孔を有して電極の外周に配置したプラズマ拘束ノズルと、プラズマジェットを形成する気体を通過させる直径及びプラズマアークの極点を形成させる部分の長さの貫通孔を有して前記プラズマ拘束ノズルの外周から下方まで配置した陽極ノズルと、前記プラズマジェットを形成する気体及びフロンを通過させる直径及び長さの貫通孔を有して前記陽極ノズルの下方に配置した反応ノズルとを備えたプラズマトーチを、プラズマトーチ支持体によって、前記反応ノズルを冷却する冷却ブラケットに取り付け、前記プラズマトーチ支持体にトーチ着脱ハンドルを取り付けて、トーチ着脱ハンドルによって、前記陽極ノズルと前記反応ノズルとを着脱する構造にして、前記電極と前記プラズマ拘束ノズルとの間にプラズマガスを供給して前記電極と前記陽極ノズルの極点との間でプラズマアークを発生させ、前記プラズマ拘束ノズルの外周上方からアルゴンガスよりもアーク電圧が高いプラズマジェットを形成する気体を供給し、前記反応ノズルの上方に中心方向に貫通させた投入孔からフロン又はフロンと水もしくは水蒸気とを供給してフロンをプラズマジェットで分解反応させるフロンのプラズマアーク分解装置。
- 冷却ブラケットに、ステンレス鋼、インコネル系金属、ハステロイ等の耐腐食材を使用する請求項１５に記載のフロンのプラズマアーク分解装置。
- 反応ノズルに、インコネル系金属、ハステロイ、内面に金又は白金をコーティングした耐腐食材を使用する請求項１４又は請求項１５に記載のフロンのプラズマアーク分解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08451697A JP3928018B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | フロンのプラズマアーク分解方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08451697A JP3928018B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | フロンのプラズマアーク分解方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10249161A JPH10249161A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3928018B2 true JP3928018B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=13832807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08451697A Expired - Fee Related JP3928018B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | フロンのプラズマアーク分解方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3928018B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000133494A (ja) | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | マイクロ波プラズマ発生装置及び方法 |
| ATE329678T1 (de) * | 2001-03-27 | 2006-07-15 | Ct Therm Elek Sche Anlagen Gmb | Anordnung und verfahren zur reinigung von abgasen |
| KR20030080447A (ko) * | 2002-04-08 | 2003-10-17 | 최경수 | 가스 스크러버 |
| KR100568238B1 (ko) * | 2002-09-03 | 2006-04-05 | 주식회사 에이피시스 | 플라즈마 유해가스 처리장치 |
| JP2005205330A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Kanken Techno Co Ltd | パーフルオロコンパウンド排ガスのプラズマ分解処理方法および該方法を利用したプラズマ分解処理装置並びにこのプラズマ分解処理装置を搭載した排ガス処理システム |
| EP1630849B1 (en) | 2004-08-27 | 2011-11-02 | Fei Company | Localized plasma processing |
| KR100636845B1 (ko) * | 2004-09-15 | 2006-10-19 | (주)오토엠아이티 | 유해가스 처리용 플라즈마 장치 |
| JP2006202605A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Kanken Techno Co Ltd | プラズマ除害機用電源装置 |
| JP2006224066A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Kanken Techno Co Ltd | プラズマ除害機の制御方法および該方法を用いた装置 |
| JP4570506B2 (ja) * | 2005-04-20 | 2010-10-27 | カンケンテクノ株式会社 | プラズマ除害機および当該プラズマ除害機を用いた排ガス処理システム |
| JP2007000733A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Osaka Prefecture Univ | ガス処理方法及び処理装置 |
| KR100822048B1 (ko) * | 2006-06-07 | 2008-04-15 | 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 | 플라즈마 토치를 이용한 폐가스 처리장치 |
| KR100864695B1 (ko) | 2007-03-23 | 2008-10-23 | 엄환섭 | 전자파로 발생한 순수 수증기 토치 발생장치 및 이를 이용한 수소발생장치 |
| KR100910875B1 (ko) | 2008-03-21 | 2009-08-06 | 한국기계연구원 | 플라즈마 스크러버 |
| FR2943209B1 (fr) * | 2009-03-12 | 2013-03-08 | Saint Gobain Ct Recherches | Torche a plasma avec injecteur lateral |
| CA2753043A1 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-18 | Pyrogenesis Canada Inc. | Steam plasma arc hydrolysis of ozone depleting substances |
| EP2957152A4 (en) * | 2013-02-15 | 2016-08-31 | Pyrogenesis Canada Inc | UNLOCKED HIGH-PERFORMANCE DC STEAM PLASTER SYSTEM |
| JP6444437B2 (ja) * | 2017-01-10 | 2018-12-26 | 富士夫 堀 | 容器回転装置 |
| CN115554823B (zh) * | 2022-06-16 | 2023-08-04 | 西安交通大学 | 基于热等离子体的六氟化硫降解装置 |
| CN115475499B (zh) * | 2022-06-16 | 2023-08-04 | 西安交通大学 | 用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法 |
| EP4207952A1 (en) * | 2022-10-13 | 2023-07-05 | Tantec A/S | Surface treatment system for treating a surface and a method therefore |
-
1997
- 1997-03-17 JP JP08451697A patent/JP3928018B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10249161A (ja) | 1998-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3928018B2 (ja) | フロンのプラズマアーク分解方法及び装置 | |
| US6962679B2 (en) | Processes and apparatuses for treating halogen-containing gases | |
| US20060289397A1 (en) | Arc plasma jet and method of use for chemical scrubbing system | |
| Chen et al. | Abatement of fluorinated compounds in thermal plasma flow | |
| US6576573B2 (en) | Atmospheric pressure plasma enhanced abatement of semiconductor process effluent species | |
| JP2000334294A (ja) | 代替フロンのプラズマアーク分解方法及び装置 | |
| KR20120021651A (ko) | ＰＦＣｓ 가스 분해 장치 및 방법 | |
| JP2997912B2 (ja) | 化合物処理装置 | |
| JP2001009233A (ja) | フロン等のプラズマアーク分解無害化装置 | |
| JP2732472B2 (ja) | 高周波誘導プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法及びその装置 | |
| JPH02131116A (ja) | 有機ハロゲン化合物の分解方法 | |
| Watanabe et al. | Halogenated hydrocarbon decomposition by steam thermal plasmas | |
| JP2006224066A (ja) | プラズマ除害機の制御方法および該方法を用いた装置 | |
| JPH09150055A (ja) | フロンのプラズマアーク反応方法及び装置 | |
| JP2005118694A (ja) | プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解処理方法及びその装置 | |
| Takeuchi et al. | The first step to industrialize decomposition process of ozone depleting substances by steam plasma | |
| JP3606575B1 (ja) | 有機ハロゲン化合物の処理方法及びその装置 | |
| KR20020016705A (ko) | 고온 플라즈마를 이용한 프레온가스 분해장치 | |
| JPH0747224A (ja) | フロンガス処理装置 | |
| JP4687075B2 (ja) | Ｐｃｂ含有油の無害化処理方法およびｐｃｂ含有油の無害化処理装置 | |
| JPH1028836A (ja) | 放電プラズマを用いたフロン分解処理装置 | |
| JP3241314B2 (ja) | プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法及び装置 | |
| JP2005111362A (ja) | 常温で液体であるフロン類のプラズマアーク分解方法および装置 | |
| JP2001232180A (ja) | 高周波プラズマによる化合物分解装置、化合物分解方法及び化合物分解システム | |
| JP2002355532A (ja) | 有機ハロゲン化合物の分解方法およびその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040302 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050301 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050714 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070116 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070206 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070202 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |