JP4440377B2 - 超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置に関し、さらに詳述すると、高圧の反応器内に固形物を自在に送入する固形物送入装置を備えた反応装置、高圧の反応器内から固形物を自在に排出する固形物排出装置を備えた反応装置、並びに、上記固形物送入装置及び固形物排出装置を備えた反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超臨界水、超臨界二酸化炭素、亜臨界水等の高温高圧状態の媒体の存在下で反応を行わせる、いわゆる水熱反応、特に超臨界水又は亜臨界水の存在下の水熱反応は、ＰＣＢ、ダイオキシン等に代表される有害廃棄物の処理や、資源リサイクルとして行われるＰＥＴボトル等の資源回収処理等に適用され、有用な環境保全技術として注目されている。
【０００３】
ところで、高圧の水熱反応の対象物が、ダイオキシン含有飛灰や、ＰＥＴボトル等の固形物の場合、固形物は、気体や液体とは異なり、取扱いが厄介で、反応器に対象物を投入することが技術的に難しい。従来から、固形物を反応器に投入する方法として、基本的には、次の３つがある。
【０００４】
［第１の従来例］
第１の従来例は、対象固形物を微粉砕し、水と混合してスラリー状にして反応器に送入するやり方である。図３は第１の従来例の構成を示すフローシートである。第１の従来例では、微粉砕した対象固形物を水と混合して調製したスラリーを高圧スラリーポンプ１２により反応器１４に供給する。反応により生成した反応生成物は、冷却器１６により冷却された後、反応器１４内の圧力を制御する圧力制御弁１８を経て排出される。
【０００５】
［第２の従来例］
第２の従来例は、対象固形物をそのままの形態で反応器に投入し、次いで反応器を閉止して運転するバッチ式のやり方である。図４は第２の従来例の構成を示すフローシートである。第２の従来例では、先ず、開閉自在な投入口を備えた反応器２０に対象固形物２２を充填する。充填後、水を高圧ポンプ２４により昇圧し、加熱器２６で所定温度に加熱した後、反応器２０に供給し、対象固形物２２を反応させる。反応生成物は、冷却器２８により冷却された後、反応器２０内の圧力を制御する圧力制御弁３０を経て排出される。
【０００６】
［第３の従来例］
第３の従来例は、対象固形物を高圧シリンジポンプにより反応器に送入するやり方である。図５は第３の従来例の構成を示すフローシートである。第３の従来例では、予め、高圧シリンダポンプ３２によって対象固形物３３を反応器３４に充填し、次いで高圧ポンプ３６で水を昇圧し、加熱器３８で所定温度に昇温しつつ反応器３４に連続的に供給し、反応器３４の反応状態が定常状態になった段階で、再び、対象固形物を高圧シリンジポンプ３２によって反応器３４に圧入して、反応を進行させる。反応生成物は、冷却器４０により冷却された後、反応器３４内の圧力を制御する圧力制御弁４２を経て排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した第１から第３の従来例には、それぞれ、以下に説明するような問題があった。
【０００８】
第１の従来例では、対象固形物を数ｍｍ以下の粒径まで微粉砕する必要があって、そのためには、粉砕に多大なエネルギーが必要になり、経済的に実用化が難しいという問題である。技術的にも、スラリーの流動性を維持するためには、スラリー濃度に制限があり、さらには、微粉砕したスラリー中の対象固形物が反応器までの供給配管内に堆積し、供給配管を閉塞させるという問題があって、供給配管の設計を含めて、様々な制約が装置設計面にあるという問題である。
【０００９】
第２の従来例では、予め、対象固形物をそのままの形態で反応器内に充填するので、微粉砕の必要はなく、配管閉塞のトラブルも生じない。しかし、バッチ式であるために、所望の反応条件で反応を進行させることが困難である。例えば、通常の水熱反応は、反応器の温度を２００℃以上にすることが多く、その加熱には、反応器を外部ヒーターにより加熱する方法や、水を加熱して反応器に供給する方法などがあるが、いずれの方法であっても、予め対象固形物を反応器内に充填した後、対象固形物が目標温度に達するまで数十分以上の時間を要することが殆どである。このため、対象固形物は、複雑な温度履歴を受けることになり、目標温度に達する前に、対象固形物が液状化して反応器から流出したり、固形物の形態で存在したとしても、物質構造が変化したりする可能性がある。また、反応終了後、再度、対象固形物の処理を行う際には、先ず、反応器の圧力を低下させて反応器を開放し、次いで固形物を充填した後、再び昇圧する必要があって、処理効率が低いという問題がある。
【００１０】
第３の従来例では、反応器の反応状態が定常状態に到達した後に、対象固形物を反応器に供給するので、対象固形物は温度履歴を殆ど受けず、所望の反応を行わせることができる。しかし、高圧シリンジポンプによって対象固形物を、直接、反応器に圧入するので、高圧シリンジポンプと反応器を結ぶ供給配管に対象固形物が残留し勝ちであって、高圧シリンジポンプにより対象固形物の全量を反応器に供給することが困難である。また、供給配管内に多量の対象固形物が残留すると、供給配管の閉塞が生じ、更には、供給配管内に残留した対象固形物が副反応により副生生成物に転化し、完全に対象固形物を処理できないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、固形物を粉砕することなく、そのままの形態で高圧下の反応器に固形物を自在に送入できるようにした固形物送入装置、及び、高圧下の反応器から固形物を自在に排出できるようにした固形物排出装置の一方又は両方を備えた超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、下記第１〜第３の発明に係る超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置を提供する。
【００１３】
［第１の発明］
超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器に導入する固形物を収容する送入室と、
前記送入室の上方に設置され、前記送入室に固形物を導入するための第１の開閉弁と、
前記送入室の下方に設置され、前記送入室から前記反応器に固形物を導入するための第２の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記送入室に注入して、前記反応器と前記送入室とを均圧にする均圧手段と
を具備し、
前記均圧手段により前記反応器と前記送入室とを均圧にし、前記第２の開閉弁を開放したときに、前記送入室内の固形物が重力により前記反応器内に下降するように、前記送入室と前記反応器とが前記第２の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
【００１４】
［第２の発明］
超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器から排出された固形物を収容する排出室と、
前記排出室の上方に設置され、前記反応器から前記排出室に固形物を導入するための第３の開閉弁と、
前記排出室の下方に設置され、前記排出室から外部に固形物を排出するための第４の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記排出室に注入して、前記反応器と前記排出室とを均圧にする均圧手段と、
前記反応器の固形物排出開口の開口縁に下端で接し、上方に向かって延びる筒状体として形成され、かつ筒状体の筒壁を介して筒壁内外を連通させるようにした内部に固形物が収容されるガイドと
を具備し、
前記均圧手段により前記反応器と前記排出室とを均圧にし、前記第３の開閉弁を開放したときに、前記ガイド内の固形物が重力により前記排出室内に下降するように、前記ガイドと前記排出室とが前記第３の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
【００１５】
［第３の発明］
超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器に導入する固形物を収容する送入室と、
前記送入室の上方に設置され、前記送入室に固形物を導入するための第１の開閉弁と、
前記送入室の下方に設置され、前記送入室から前記反応器に固形物を導入するための第２の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記送入室に注入して、前記反応器と前記送入室とを均圧にする第１の均圧手段と、
前記反応器から排出された固形物を収容する排出室と、
前記排出室の上方に設置され、前記反応器から前記排出室に固形物を導入するための第３の開閉弁と、
前記排出室の下方に設置され、前記排出室から外部に固形物を排出するための第４の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記排出室に注入して、前記反応器と前記排出室とを均圧にする第２の均圧手段と、
前記反応器の固形物送入開口の開口縁に上端で接し、前記反応器の固形物排出開口の開口縁に下端で接する筒状体として形成され、かつ筒状体の筒壁を介して筒壁内外を連通させるようにした内部に固形物が収容されるガイドと
を具備し、
前記第１の均圧手段により前記反応器と前記送入室とを均圧にし、前記第２の開閉弁を開放したときに、前記送入室内の固形物が重力により前記反応器内に下降するように、前記送入室と前記反応器とが前記第２の開閉弁を介して接続されているとともに、
前記第２の均圧手段により前記反応器と前記排出室とを均圧にし、前記第３の開閉弁を開放したときに、前記ガイド内の固形物が重力により前記排出室内に下降するように、前記ガイドと前記排出室とが前記第３の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
【００１６】
第１の発明では、送入室、第１の開閉弁、第２の開閉弁及び均圧手段が固形物送入装置を構成している。第２の発明では、排出室、第３の開閉弁、第４の開閉弁及び均圧手段が固形物排出装置を構成している。第３の発明では、送入室、第１の開閉弁、第２の開閉弁及び第１の均圧手段が固形物送入装置を構成し、排出室、第３の開閉弁、第４の開閉弁及び第２の均圧手段が固形物排出装置を構成している。
【００１７】
第１の発明では、第１の開閉弁、送入室及び第２の開閉弁は、これらを固形物が直線状に下降するように構成されていることが好ましい。第２の発明では、ガイド、第３の開閉弁、排出室及び第４の開閉弁は、これらを固形物が直線状に下降するように構成されていることが好ましい。第３の発明では、第１の開閉弁、送入室、第２の開閉弁、ガイド、第３の開閉弁、排出室及び第４の開閉弁は、これらを固形物が直線状に下降するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
第１の発明では、内外の圧力が同じになるように構成されたホルダを使用し、固形物を上記ホルダの内部に格納した状態で送入室及び反応器に導入することができる。第２の発明では、固形物を上記ホルダの内部に格納した状態でガイドに導入することができる。第３の発明では、固形物を上記ホルダの内部に格納した状態で送入室及びガイドに導入することができる。
【００１９】
上述したホルダは、送入する固形物を格納するものであって、内外を連通させる連通性の材料、例えば網体、多孔板等で形成された籠状の箱体である。ホルダは反応器内で反応して消失するものでも、非反応性で反応に与かることなく、そのままの形態で残るものでも良い。
【００２０】
ホルダを使用しない第１〜第３の発明に係る反応装置は、塊状又は粒状の固形物で、比較的粘着性が低い固形物の処理に適していて、例えば固形物を超臨界水酸化処理する超臨界水酸化反応装置として最適である。固形物を反応器内で反応により消失するカプセル等に収容して、送入室に投入しても良い。
【００２１】
ホルダを使用する第１〜第３の発明に係る反応装置は、汚泥等の粘着性の高い固形物の処理に適していて、例えば固形物を超臨界水酸化処理する超臨界水酸化反応装置として最適である。
【００２２】
第３の発明に係る反応装置は、固形物送入装置を反応器内のガイドに連続させることにより、固形物の送入、及び固形物又は固形物の反応残渣の排出を容易に行うことができる。第３の発明に係る反応装置は、例えば固形物を超臨界水酸化処理する超臨界水酸化反応装置として最適である。
【００２３】
第１及び第３の発明で使用する送入室は、送入する固形物又はホルダを収容し、待機させる室であって、好ましくは管状体を使用する。
【００２４】
第１及び第３の発明で使用する第１及び第２の開閉弁は、送入室の横幅寸法と同じ弁開口を有する開閉弁を使用することが好ましく、例えばボール弁、ゲート弁等を使用する。
【００２５】
また、第１及び第３の発明では、送入室及び第２の開閉弁は、好ましくは、それらの長手方向中心線が１本の直線上に在るように反応器に接続されている。但し、それらの長手方向中心線がなす直線は、反応器の横方向中心線に対して直交する必要はなく、傾斜していても良い。
【００２６】
第１の発明で設けた均圧手段及び第３の発明で設けた第１の均圧手段は、送入室を反応器と同じ圧力にするもので、反応器から一部流体を抜き出して送入室に注入するものである。
【００２７】
第２及び第３の発明で使用する排出室は、排出した固形物又はホルダを収容し、待機させる室であって、好ましくは管状体を使用する。
【００２８】
第２及び第３の発明で使用する第３及び第４の開閉弁は、排出室と同じ横幅寸法の弁開口を有する開閉弁を使用することが好ましく、例えばボール弁、ゲート弁等を使用する。
【００２９】
第２及び第３の発明におけるガイド、第３の開閉弁、及び排出室は、好ましくは、それらの長手方向中心線が１本の直線上に在るように反応器に接続されている。但し、それらの長手方向中心線がなす直線は反応器の横方向中心線に対して直交する必要はなく、傾斜していても良い。
【００３０】
第２の発明で設けた均圧手段及び第３の発明で設けた第２の均圧手段は、排出室を反応器と同じ圧力にするもので、反応器から一部流体を抜き出して排出室に注入するものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
【００３２】
［実施形態例１］
本実施形態例は、固形物の超臨界水酸化反応装置に第１の発明に係る反応装置を適用した実施形態の例であって、図１は本実施形態例の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【００３３】
本実施形態例における固形物送入装置５０は、図１に示すように、固形物の超臨界水酸化反応装置５２（以下、簡単に反応装置５２と言う）の反応器５４に固形物を送入するために設けられた装置である。
【００３４】
反応装置５２は、固形物を収容し、超臨界水酸化処理を施す反応器５４と、反応器５４を加熱する加熱器５６と、水を昇圧して反応器５４に送水する高圧ポンプ５８と、昇圧した水を余熱する余熱器６０とを備えている。反応器５４には、固形物を送入する開口５５が設けてある。また、反応装置５２は、反応生成物流体を流出させる流出管６１に、反応器５４から流出した反応生成物流体を冷却する冷却器６２と、反応器５４の圧力を制御する圧力制御弁６４とを備えている。
【００３５】
固形物送入装置５０は、内部に固形物を格納したホルダ６６を高圧の反応器５４内に送入する固形物送入装置であって、送入室６８と、送入室６８の上下にそれぞれ設けられ、ホルダ６６が通過できる第１の開閉弁７０及び第２の開閉弁７２と、第２の開閉弁７２と反応器５４の固形物送入開口との間に設けられ、ホルダ６６を反応器５４内に下降させる下降管７４と、送入室６８を反応器５４と同じ圧力にする均圧管７６とを備えている。
【００３６】
送入室６８は、固形物を格納したホルダ６６を収容し、待機させる空間であって、下降管７４と同じ内径の管体で形成されている。第１及び第２の開閉弁７０、７２は、下降管７４の内径と同じ径の弁開口を有するボール弁である。下降管７４の下端は、反応器５４の固形物送入開口５５に接続されている。
【００３７】
第２の開閉弁７２を開放したとき、ホルダ６６が重力により送入室６８から反応器５４内に下降するように、送入室５８、第２の開閉弁７２、及び下降管７４は、反応器５４の横方向中心線に直交して、固形物送入開口５５上に直線状に接続されている。
【００３８】
均圧管７６は、均圧開閉弁７８を備え、冷却器６２の下流の流出管６１から分岐された分岐管であって、反応生成物を送入室６８に注入することにより、送入室６８を反応器５４と均圧することができる。
【００３９】
本実施形態例の固形物送入装置５０を使って固形物の送入実験を行い、以下に説明するように、所定通り、機能することを確認した。孔径１ｍｍの多孔板で形成された直径１０ｍｍ、長さ４０ｍｍの円筒状ホルダをホルダ６６として使用し、平均粒径５ｍｍのＰＥＴ樹脂をホルダ６６に充填し、第２の開閉弁７２及び均圧開閉弁７８をそれぞれ閉にし、第１の開閉弁７０を開放して、ホルダ６６を送入室５８に送入した。反応器５４の内容積は１００ｃｃである。第１の開閉弁７０を閉止し、均圧開閉弁７８を開放した後、高圧ポンプ５８により水を２５ｍＬ／ｍｉｎの流量で昇圧し、予熱器６０により水を加熱して水の供給温度を４００℃とするとともに、反応器５４を加熱器５６で加熱し、反応器５４の内部温度を４００℃に昇温した。反応器５４の圧力を圧力制御弁６４により２５ＭＰａに制御し、均圧管７６を介して、送入室６８も２５ＭＰａに均圧されている。反応器５４の内部温度が４００℃、２５ＭＰａの定常状態に達した段階で、第２の開閉弁７２を開放し、ＰＥＴ樹脂を格納したホルダ６６を反応器５４に落下させた。 反応器落下したＰＥＴ樹脂は、瞬時に４００℃まで昇温され、４００℃、２５ＭＰａで超臨界水酸化反応を行った。
【００４０】
［実施形態例２］
本実施形態例は、固形物の超臨界水酸化反応装置に第３の発明に係る反応装置を適用した実施形態の一例であって、図２は本実施形態例の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【００４１】
本実施形態例における反応器８０は、超臨界水酸化反応装置８２（以下、簡単に反応装置８２と言う）の反応器として構成されている。反応装置８２は、反応器８０の構成が異なること、実施形態例１のホルダ６６とは異なる構成のホルダ８４を使用すること、及び固形物を排出する固形物排出装置８１を備えていることを除いて、実施形態例１の反応装置５２と同じ構成を備えている。
【００４２】
反応器８０は、図２に示すように、固形物送入開口５５の直下に、固形物送入開口５５と同じ寸法の固形物排出開口８６を有し、固形物送入開口５５と固形物排出開口８６との間にガイド８８を備え、ガイド８６内にホルダ８４を収容するようになっている。
【００４３】
ガイド８８は、ホルダ８４が反応器８０内で移動しないように保持する手段として設けられており、上端で固形物送入開口５５の開口縁に接し、下端で固形物排出開口８６の開口縁に接し、反応器８０を縦方向に延在する円筒体として形成されている。ガイド８８は、固形物送入装置５０の下降管７４と同じ内径を有し、ガイド８８の筒壁を介して内外を連通させるように、金網で形成されている。金網の材料には、反応器８０内での反応により損傷されないものを使用する。
【００４４】
ホルダ８４は、実施形態例１で使用したホルダ６６と同じ構成のホルダ本体８４ａと、その下部に設けられた脚部８４ｂとから構成されている。
【００４５】
固形物排出装置８１は、排出室９０と、排出室９０の上下にそれぞれ設けられ、ホルダ８４が通過できる第３及び第４の開閉弁９２、９４と、排出室９０を反応器８０と同じ圧力にする第２の均圧管９５とを備えている。
【００４６】
排出室９０は、第３の開閉弁９２を介して固形物排出開口８６に接続され、ガイド８８から排出されたホルダ８４を収容し、待機させる空間であって、ガイド８８と同じ内径の管体で形成されている。
【００４７】
第３及び第４の開閉弁９２、９４は、排出室９０の内径と同じ径の弁開口を有するボール弁である。第３の開閉弁９２は、反応器８０内にホルダ８４のホルダ本体８４ａが位置するように、ホルダ８４の脚部８４ｂと同じ長さの排出管９６を介して反応器８０の固形物排出開口８６に取り付けてある。
【００４８】
第３の開閉弁９２を開放したとき、ホルダ８４が重力によりガイド８８から排出室９０内に下降するように、ガイド８８、第３の開閉弁９２、及び排出室９０は、反応器８０の横方向中心線に直交して、固形物排出開口８６から直線状に垂下するように接続されている。
【００４９】
第２の均圧管９５は、均圧開閉弁９７を備え、均圧管７６から分岐された分岐管であって、反応生成物を排出室９０に注入することにより、排出室９０を反応器８０と均圧することができる。
【００５０】
本実施形態例の反応器８０は、反応後もホルダ８４内に固形物が残留し、その固形物をホルダ８４ごと排出させる場合等に好適に使用することができる。また、反応装置８２の運転中にホルダ８４を送入することもできる。
【００５１】
運転中は、第３及び第４の開閉弁９２、９４は閉、均圧開閉弁９７は開である。反応装置８２の運転中にホルダ８４を排出させる際には、先ず、第３の開閉弁９２を開放して、ホルダ８４をガイド８８から排出室９０に落下させる。次いで、第３の開閉弁９２及び均圧開閉弁９７を閉止し、第４の開閉弁９４を開放して、ホルダ８４を外部に排出する。
【００５２】
尚、ホルダ８４を反応器８０に送入する際には、実施形態例１の固形物送入装置５０と同様にして行う。
【００５３】
これにより、反応器８０内の温度及び圧力を変動させないようにして、固形物を供給し、排出することができる。
【００５４】
実施形態例１及び２で、必要に応じて、ホルダが接する、開閉弁、下降管等の部品を外部から冷却することにより、ホルダが反応器に滞在する時間を除いて、反応器内の温度による固形物への影響を低減することができる。
【００５５】
また、ホルダ８４に代えて、実施形態例１で使用したホルダ６６を使用することもできる。その際には、第３の開閉弁９２を反応器８０の固形物排出開口８６に直接接続する。
【００５６】
【発明の効果】
第１及び第３の発明によれば、高圧の反応器内と同じ圧力の送入室を反応器上に設け、送入室から固形物又は固形物を格納したホルダを反応器内に自然落下させることにより、固形物を粉砕するためにエネルギーを消費する必要もなく、連続運転中の反応器内に固形物を確実、かつ容易に送入できる反応装置を実現している。
【００５７】
また、第２及び第３の発明によれば、高圧の反応器内と同じ圧力の排出室を反応器下に設け、高圧の反応器内から固形物又は固形物を格納したホルダを排出室に自然落下させて排出することにより、連続運転中の反応器内から固形物を確実、かつ容易に排出する反応装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態例１の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【図２】 実施形態例２の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【図３】 第１の従来例の構成を示すフローシートである。
【図４】 第２の従来例の構成を示すフローシートである。
【図５】 第３の従来例の構成を示すフローシートである。
【符号の説明】
５０ 固形物送入装置
５２ 実施形態例１の超臨界水酸化反応装置
５４ 実施形態例１の超臨界水酸化反応装置の反応器
５５ 固形物送入開口
５６ 加熱器
５８ 高圧ポンプ
６０ 余熱器
６１ 流出管
６２ 冷却器
６４ 圧力制御弁
６６ ホルダ
６８ 送入室
７０ 第１の開閉弁
７２ 第２の開閉弁
７４ 下降管
７６ 均圧管
７８ 均圧開閉弁
８０ 実施形態例２の超臨界水酸化反応装置の反応器
８１ 固形物排出装置
８２ 実施形態例２の超臨界水酸化反応装置
８４ ホルダ
８６ 固形物排出開口
８８ ガイド
９０ 排出室
９２ 第３の開閉弁
９４ 第４の開閉弁
９５ 第２の均圧管
９６ 排出管
９７ 均圧開閉弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置に関し、さらに詳述すると、高圧の反応器内に固形物を自在に送入する固形物送入装置を備えた反応装置、高圧の反応器内から固形物を自在に排出する固形物排出装置を備えた反応装置、並びに、上記固形物送入装置及び固形物排出装置を備えた反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超臨界水、超臨界二酸化炭素、亜臨界水等の高温高圧状態の媒体の存在下で反応を行わせる、いわゆる水熱反応、特に超臨界水又は亜臨界水の存在下の水熱反応は、ＰＣＢ、ダイオキシン等に代表される有害廃棄物の処理や、資源リサイクルとして行われるＰＥＴボトル等の資源回収処理等に適用され、有用な環境保全技術として注目されている。
【０００３】
ところで、高圧の水熱反応の対象物が、ダイオキシン含有飛灰や、ＰＥＴボトル等の固形物の場合、固形物は、気体や液体とは異なり、取扱いが厄介で、反応器に対象物を投入することが技術的に難しい。従来から、固形物を反応器に投入する方法として、基本的には、次の３つがある。
【０００４】
［第１の従来例］
第１の従来例は、対象固形物を微粉砕し、水と混合してスラリー状にして反応器に送入するやり方である。図３は第１の従来例の構成を示すフローシートである。第１の従来例では、微粉砕した対象固形物を水と混合して調製したスラリーを高圧スラリーポンプ１２により反応器１４に供給する。反応により生成した反応生成物は、冷却器１６により冷却された後、反応器１４内の圧力を制御する圧力制御弁１８を経て排出される。
【０００５】
［第２の従来例］
第２の従来例は、対象固形物をそのままの形態で反応器に投入し、次いで反応器を閉止して運転するバッチ式のやり方である。図４は第２の従来例の構成を示すフローシートである。第２の従来例では、先ず、開閉自在な投入口を備えた反応器２０に対象固形物２２を充填する。充填後、水を高圧ポンプ２４により昇圧し、加熱器２６で所定温度に加熱した後、反応器２０に供給し、対象固形物２２を反応させる。反応生成物は、冷却器２８により冷却された後、反応器２０内の圧力を制御する圧力制御弁３０を経て排出される。
【０００６】
［第３の従来例］
第３の従来例は、対象固形物を高圧シリンジポンプにより反応器に送入するやり方である。図５は第３の従来例の構成を示すフローシートである。第３の従来例では、予め、高圧シリンダポンプ３２によって対象固形物３３を反応器３４に充填し、次いで高圧ポンプ３６で水を昇圧し、加熱器３８で所定温度に昇温しつつ反応器３４に連続的に供給し、反応器３４の反応状態が定常状態になった段階で、再び、対象固形物を高圧シリンジポンプ３２によって反応器３４に圧入して、反応を進行させる。反応生成物は、冷却器４０により冷却された後、反応器３４内の圧力を制御する圧力制御弁４２を経て排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した第１から第３の従来例には、それぞれ、以下に説明するような問題があった。
【０００８】
第１の従来例では、対象固形物を数ｍｍ以下の粒径まで微粉砕する必要があって、そのためには、粉砕に多大なエネルギーが必要になり、経済的に実用化が難しいという問題である。技術的にも、スラリーの流動性を維持するためには、スラリー濃度に制限があり、さらには、微粉砕したスラリー中の対象固形物が反応器までの供給配管内に堆積し、供給配管を閉塞させるという問題があって、供給配管の設計を含めて、様々な制約が装置設計面にあるという問題である。
【０００９】
第２の従来例では、予め、対象固形物をそのままの形態で反応器内に充填するので、微粉砕の必要はなく、配管閉塞のトラブルも生じない。しかし、バッチ式であるために、所望の反応条件で反応を進行させることが困難である。例えば、通常の水熱反応は、反応器の温度を２００℃以上にすることが多く、その加熱には、反応器を外部ヒーターにより加熱する方法や、水を加熱して反応器に供給する方法などがあるが、いずれの方法であっても、予め対象固形物を反応器内に充填した後、対象固形物が目標温度に達するまで数十分以上の時間を要することが殆どである。このため、対象固形物は、複雑な温度履歴を受けることになり、目標温度に達する前に、対象固形物が液状化して反応器から流出したり、固形物の形態で存在したとしても、物質構造が変化したりする可能性がある。また、反応終了後、再度、対象固形物の処理を行う際には、先ず、反応器の圧力を低下させて反応器を開放し、次いで固形物を充填した後、再び昇圧する必要があって、処理効率が低いという問題がある。
【００１０】
第３の従来例では、反応器の反応状態が定常状態に到達した後に、対象固形物を反応器に供給するので、対象固形物は温度履歴を殆ど受けず、所望の反応を行わせることができる。しかし、高圧シリンジポンプによって対象固形物を、直接、反応器に圧入するので、高圧シリンジポンプと反応器を結ぶ供給配管に対象固形物が残留し勝ちであって、高圧シリンジポンプにより対象固形物の全量を反応器に供給することが困難である。また、供給配管内に多量の対象固形物が残留すると、供給配管の閉塞が生じ、更には、供給配管内に残留した対象固形物が副反応により副生生成物に転化し、完全に対象固形物を処理できないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、固形物を粉砕することなく、そのままの形態で高圧下の反応器に固形物を自在に送入できるようにした固形物送入装置、及び、高圧下の反応器から固形物を自在に排出できるようにした固形物排出装置の一方又は両方を備えた超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、下記第１〜第３の発明に係る超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置を提供する。
【００１３】
［第１の発明］
超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器に導入する固形物を収容する送入室と、
前記送入室の上方に設置され、前記送入室に固形物を導入するための第１の開閉弁と、
前記送入室の下方に設置され、前記送入室から前記反応器に固形物を導入するための第２の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記送入室に注入して、前記反応器と前記送入室とを均圧にする均圧手段と
を具備し、
前記均圧手段により前記反応器と前記送入室とを均圧にし、前記第２の開閉弁を開放したときに、前記送入室内の固形物が重力により前記反応器内に下降するように、前記送入室と前記反応器とが前記第２の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
【００１４】
［第２の発明］
超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器から排出された固形物を収容する排出室と、
前記排出室の上方に設置され、前記反応器から前記排出室に固形物を導入するための第３の開閉弁と、
前記排出室の下方に設置され、前記排出室から外部に固形物を排出するための第４の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記排出室に注入して、前記反応器と前記排出室とを均圧にする均圧手段と、
前記反応器の固形物排出開口の開口縁に下端で接し、上方に向かって延びる筒状体として形成され、かつ筒状体の筒壁を介して筒壁内外を連通させるようにした内部に固形物が収容されるガイドと
を具備し、
前記均圧手段により前記反応器と前記排出室とを均圧にし、前記第３の開閉弁を開放したときに、前記ガイド内の固形物が重力により前記排出室内に下降するように、前記ガイドと前記排出室とが前記第３の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
【００１５】
［第３の発明］
超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器に導入する固形物を収容する送入室と、
前記送入室の上方に設置され、前記送入室に固形物を導入するための第１の開閉弁と、
前記送入室の下方に設置され、前記送入室から前記反応器に固形物を導入するための第２の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記送入室に注入して、前記反応器と前記送入室とを均圧にする第１の均圧手段と、
前記反応器から排出された固形物を収容する排出室と、
前記排出室の上方に設置され、前記反応器から前記排出室に固形物を導入するための第３の開閉弁と、
前記排出室の下方に設置され、前記排出室から外部に固形物を排出するための第４の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記排出室に注入して、前記反応器と前記排出室とを均圧にする第２の均圧手段と、
前記反応器の固形物送入開口の開口縁に上端で接し、前記反応器の固形物排出開口の開口縁に下端で接する筒状体として形成され、かつ筒状体の筒壁を介して筒壁内外を連通させるようにした内部に固形物が収容されるガイドと
を具備し、
前記第１の均圧手段により前記反応器と前記送入室とを均圧にし、前記第２の開閉弁を開放したときに、前記送入室内の固形物が重力により前記反応器内に下降するように、前記送入室と前記反応器とが前記第２の開閉弁を介して接続されているとともに、
前記第２の均圧手段により前記反応器と前記排出室とを均圧にし、前記第３の開閉弁を開放したときに、前記ガイド内の固形物が重力により前記排出室内に下降するように、前記ガイドと前記排出室とが前記第３の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
【００１６】
第１の発明では、送入室、第１の開閉弁、第２の開閉弁及び均圧手段が固形物送入装置を構成している。第２の発明では、排出室、第３の開閉弁、第４の開閉弁及び均圧手段が固形物排出装置を構成している。第３の発明では、送入室、第１の開閉弁、第２の開閉弁及び第１の均圧手段が固形物送入装置を構成し、排出室、第３の開閉弁、第４の開閉弁及び第２の均圧手段が固形物排出装置を構成している。
【００１７】
第１の発明では、第１の開閉弁、送入室及び第２の開閉弁は、これらを固形物が直線状に下降するように構成されていることが好ましい。第２の発明では、ガイド、第３の開閉弁、排出室及び第４の開閉弁は、これらを固形物が直線状に下降するように構成されていることが好ましい。第３の発明では、第１の開閉弁、送入室、第２の開閉弁、ガイド、第３の開閉弁、排出室及び第４の開閉弁は、これらを固形物が直線状に下降するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
第１の発明では、内外の圧力が同じになるように構成されたホルダを使用し、固形物を上記ホルダの内部に格納した状態で送入室及び反応器に導入することができる。第２の発明では、固形物を上記ホルダの内部に格納した状態でガイドに導入することができる。第３の発明では、固形物を上記ホルダの内部に格納した状態で送入室及びガイドに導入することができる。
【００１９】
上述したホルダは、送入する固形物を格納するものであって、内外を連通させる連通性の材料、例えば網体、多孔板等で形成された籠状の箱体である。ホルダは反応器内で反応して消失するものでも、非反応性で反応に与かることなく、そのままの形態で残るものでも良い。
【００２０】
ホルダを使用しない第１〜第３の発明に係る反応装置は、塊状又は粒状の固形物で、比較的粘着性が低い固形物の処理に適していて、例えば固形物を超臨界水酸化処理する超臨界水酸化反応装置として最適である。固形物を反応器内で反応により消失するカプセル等に収容して、送入室に投入しても良い。
【００２１】
ホルダを使用する第１〜第３の発明に係る反応装置は、汚泥等の粘着性の高い固形物の処理に適していて、例えば固形物を超臨界水酸化処理する超臨界水酸化反応装置として最適である。
【００２２】
第３の発明に係る反応装置は、固形物送入装置を反応器内のガイドに連続させることにより、固形物の送入、及び固形物又は固形物の反応残渣の排出を容易に行うことができる。第３の発明に係る反応装置は、例えば固形物を超臨界水酸化処理する超臨界水酸化反応装置として最適である。
【００２３】
第１及び第３の発明で使用する送入室は、送入する固形物又はホルダを収容し、待機させる室であって、好ましくは管状体を使用する。
【００２４】
第１及び第３の発明で使用する第１及び第２の開閉弁は、送入室の横幅寸法と同じ弁開口を有する開閉弁を使用することが好ましく、例えばボール弁、ゲート弁等を使用する。
【００２５】
また、第１及び第３の発明では、送入室及び第２の開閉弁は、好ましくは、それらの長手方向中心線が１本の直線上に在るように反応器に接続されている。但し、それらの長手方向中心線がなす直線は、反応器の横方向中心線に対して直交する必要はなく、傾斜していても良い。
【００２６】
第１の発明で設けた均圧手段及び第３の発明で設けた第１の均圧手段は、送入室を反応器と同じ圧力にするもので、反応器から一部流体を抜き出して送入室に注入するものである。
【００２７】
第２及び第３の発明で使用する排出室は、排出した固形物又はホルダを収容し、待機させる室であって、好ましくは管状体を使用する。
【００２８】
第２及び第３の発明で使用する第３及び第４の開閉弁は、排出室と同じ横幅寸法の弁開口を有する開閉弁を使用することが好ましく、例えばボール弁、ゲート弁等を使用する。
【００２９】
第２及び第３の発明におけるガイド、第３の開閉弁、及び排出室は、好ましくは、それらの長手方向中心線が１本の直線上に在るように反応器に接続されている。但し、それらの長手方向中心線がなす直線は反応器の横方向中心線に対して直交する必要はなく、傾斜していても良い。
【００３０】
第２の発明で設けた均圧手段及び第３の発明で設けた第２の均圧手段は、排出室を反応器と同じ圧力にするもので、反応器から一部流体を抜き出して排出室に注入するものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
【００３２】
［実施形態例１］
本実施形態例は、固形物の超臨界水酸化反応装置に第１の発明に係る反応装置を適用した実施形態の例であって、図１は本実施形態例の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【００３３】
本実施形態例における固形物送入装置５０は、図１に示すように、固形物の超臨界水酸化反応装置５２（以下、簡単に反応装置５２と言う）の反応器５４に固形物を送入するために設けられた装置である。
【００３４】
反応装置５２は、固形物を収容し、超臨界水酸化処理を施す反応器５４と、反応器５４を加熱する加熱器５６と、水を昇圧して反応器５４に送水する高圧ポンプ５８と、昇圧した水を余熱する余熱器６０とを備えている。反応器５４には、固形物を送入する開口５５が設けてある。また、反応装置５２は、反応生成物流体を流出させる流出管６１に、反応器５４から流出した反応生成物流体を冷却する冷却器６２と、反応器５４の圧力を制御する圧力制御弁６４とを備えている。
【００３５】
固形物送入装置５０は、内部に固形物を格納したホルダ６６を高圧の反応器５４内に送入する固形物送入装置であって、送入室６８と、送入室６８の上下にそれぞれ設けられ、ホルダ６６が通過できる第１の開閉弁７０及び第２の開閉弁７２と、第２の開閉弁７２と反応器５４の固形物送入開口との間に設けられ、ホルダ６６を反応器５４内に下降させる下降管７４と、送入室６８を反応器５４と同じ圧力にする均圧管７６とを備えている。
【００３６】
送入室６８は、固形物を格納したホルダ６６を収容し、待機させる空間であって、下降管７４と同じ内径の管体で形成されている。第１及び第２の開閉弁７０、７２は、下降管７４の内径と同じ径の弁開口を有するボール弁である。下降管７４の下端は、反応器５４の固形物送入開口５５に接続されている。
【００３７】
第２の開閉弁７２を開放したとき、ホルダ６６が重力により送入室６８から反応器５４内に下降するように、送入室５８、第２の開閉弁７２、及び下降管７４は、反応器５４の横方向中心線に直交して、固形物送入開口５５上に直線状に接続されている。
【００３８】
均圧管７６は、均圧開閉弁７８を備え、冷却器６２の下流の流出管６１から分岐された分岐管であって、反応生成物を送入室６８に注入することにより、送入室６８を反応器５４と均圧することができる。
【００３９】
本実施形態例の固形物送入装置５０を使って固形物の送入実験を行い、以下に説明するように、所定通り、機能することを確認した。孔径１ｍｍの多孔板で形成された直径１０ｍｍ、長さ４０ｍｍの円筒状ホルダをホルダ６６として使用し、平均粒径５ｍｍのＰＥＴ樹脂をホルダ６６に充填し、第２の開閉弁７２及び均圧開閉弁７８をそれぞれ閉にし、第１の開閉弁７０を開放して、ホルダ６６を送入室５８に送入した。反応器５４の内容積は１００ｃｃである。第１の開閉弁７０を閉止し、均圧開閉弁７８を開放した後、高圧ポンプ５８により水を２５ｍＬ／ｍｉｎの流量で昇圧し、予熱器６０により水を加熱して水の供給温度を４００℃とするとともに、反応器５４を加熱器５６で加熱し、反応器５４の内部温度を４００℃に昇温した。反応器５４の圧力を圧力制御弁６４により２５ＭＰａに制御し、均圧管７６を介して、送入室６８も２５ＭＰａに均圧されている。反応器５４の内部温度が４００℃、２５ＭＰａの定常状態に達した段階で、第２の開閉弁７２を開放し、ＰＥＴ樹脂を格納したホルダ６６を反応器５４に落下させた。 反応器落下したＰＥＴ樹脂は、瞬時に４００℃まで昇温され、４００℃、２５ＭＰａで超臨界水酸化反応を行った。
【００４０】
［実施形態例２］
本実施形態例は、固形物の超臨界水酸化反応装置に第３の発明に係る反応装置を適用した実施形態の一例であって、図２は本実施形態例の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【００４１】
本実施形態例における反応器８０は、超臨界水酸化反応装置８２（以下、簡単に反応装置８２と言う）の反応器として構成されている。反応装置８２は、反応器８０の構成が異なること、実施形態例１のホルダ６６とは異なる構成のホルダ８４を使用すること、及び固形物を排出する固形物排出装置８１を備えていることを除いて、実施形態例１の反応装置５２と同じ構成を備えている。
【００４２】
反応器８０は、図２に示すように、固形物送入開口５５の直下に、固形物送入開口５５と同じ寸法の固形物排出開口８６を有し、固形物送入開口５５と固形物排出開口８６との間にガイド８８を備え、ガイド８６内にホルダ８４を収容するようになっている。
【００４３】
ガイド８８は、ホルダ８４が反応器８０内で移動しないように保持する手段として設けられており、上端で固形物送入開口５５の開口縁に接し、下端で固形物排出開口８６の開口縁に接し、反応器８０を縦方向に延在する円筒体として形成されている。ガイド８８は、固形物送入装置５０の下降管７４と同じ内径を有し、ガイド８８の筒壁を介して内外を連通させるように、金網で形成されている。金網の材料には、反応器８０内での反応により損傷されないものを使用する。
【００４４】
ホルダ８４は、実施形態例１で使用したホルダ６６と同じ構成のホルダ本体８４ａと、その下部に設けられた脚部８４ｂとから構成されている。
【００４５】
固形物排出装置８１は、排出室９０と、排出室９０の上下にそれぞれ設けられ、ホルダ８４が通過できる第３及び第４の開閉弁９２、９４と、排出室９０を反応器８０と同じ圧力にする第２の均圧管９５とを備えている。
【００４６】
排出室９０は、第３の開閉弁９２を介して固形物排出開口８６に接続され、ガイド８８から排出されたホルダ８４を収容し、待機させる空間であって、ガイド８８と同じ内径の管体で形成されている。
【００４７】
第３及び第４の開閉弁９２、９４は、排出室９０の内径と同じ径の弁開口を有するボール弁である。第３の開閉弁９２は、反応器８０内にホルダ８４のホルダ本体８４ａが位置するように、ホルダ８４の脚部８４ｂと同じ長さの排出管９６を介して反応器８０の固形物排出開口８６に取り付けてある。
【００４８】
第３の開閉弁９２を開放したとき、ホルダ８４が重力によりガイド８８から排出室９０内に下降するように、ガイド８８、第３の開閉弁９２、及び排出室９０は、反応器８０の横方向中心線に直交して、固形物排出開口８６から直線状に垂下するように接続されている。
【００４９】
第２の均圧管９５は、均圧開閉弁９７を備え、均圧管７６から分岐された分岐管であって、反応生成物を排出室９０に注入することにより、排出室９０を反応器８０と均圧することができる。
【００５０】
本実施形態例の反応器８０は、反応後もホルダ８４内に固形物が残留し、その固形物をホルダ８４ごと排出させる場合等に好適に使用することができる。また、反応装置８２の運転中にホルダ８４を送入することもできる。
【００５１】
運転中は、第３及び第４の開閉弁９２、９４は閉、均圧開閉弁９７は開である。反応装置８２の運転中にホルダ８４を排出させる際には、先ず、第３の開閉弁９２を開放して、ホルダ８４をガイド８８から排出室９０に落下させる。次いで、第３の開閉弁９２及び均圧開閉弁９７を閉止し、第４の開閉弁９４を開放して、ホルダ８４を外部に排出する。
【００５２】
尚、ホルダ８４を反応器８０に送入する際には、実施形態例１の固形物送入装置５０と同様にして行う。
【００５３】
これにより、反応器８０内の温度及び圧力を変動させないようにして、固形物を供給し、排出することができる。
【００５４】
実施形態例１及び２で、必要に応じて、ホルダが接する、開閉弁、下降管等の部品を外部から冷却することにより、ホルダが反応器に滞在する時間を除いて、反応器内の温度による固形物への影響を低減することができる。
【００５５】
また、ホルダ８４に代えて、実施形態例１で使用したホルダ６６を使用することもできる。その際には、第３の開閉弁９２を反応器８０の固形物排出開口８６に直接接続する。
【００５６】
【発明の効果】
第１及び第３の発明によれば、高圧の反応器内と同じ圧力の送入室を反応器上に設け、送入室から固形物又は固形物を格納したホルダを反応器内に自然落下させることにより、固形物を粉砕するためにエネルギーを消費する必要もなく、連続運転中の反応器内に固形物を確実、かつ容易に送入できる反応装置を実現している。
【００５７】
また、第２及び第３の発明によれば、高圧の反応器内と同じ圧力の排出室を反応器下に設け、高圧の反応器内から固形物又は固形物を格納したホルダを排出室に自然落下させて排出することにより、連続運転中の反応器内から固形物を確実、かつ容易に排出する反応装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態例１の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【図２】 実施形態例２の超臨界水酸化反応装置の構成を示すフローシートである。
【図３】 第１の従来例の構成を示すフローシートである。
【図４】 第２の従来例の構成を示すフローシートである。
【図５】 第３の従来例の構成を示すフローシートである。
【符号の説明】
５０ 固形物送入装置
５２ 実施形態例１の超臨界水酸化反応装置
５４ 実施形態例１の超臨界水酸化反応装置の反応器
５５ 固形物送入開口
５６ 加熱器
５８ 高圧ポンプ
６０ 余熱器
６１ 流出管
６２ 冷却器
６４ 圧力制御弁
６６ ホルダ
６８ 送入室
７０ 第１の開閉弁
７２ 第２の開閉弁
７４ 下降管
７６ 均圧管
７８ 均圧開閉弁
８０ 実施形態例２の超臨界水酸化反応装置の反応器
８１ 固形物排出装置
８２ 実施形態例２の超臨界水酸化反応装置
８４ ホルダ
８６ 固形物排出開口
８８ ガイド
９０ 排出室
９２ 第３の開閉弁
９４ 第４の開閉弁
９５ 第２の均圧管
９６ 排出管
９７ 均圧開閉弁
Claims (6)
- 超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器に導入する固形物を収容する送入室と、
前記送入室の上方に設置され、前記送入室に固形物を導入するための第１の開閉弁と、
前記送入室の下方に設置され、前記送入室から前記反応器に固形物を導入するための第２の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記送入室に注入して、前記反応器と前記送入室とを均圧にする均圧手段と
を具備し、
前記均圧手段により前記反応器と前記送入室とを均圧にし、前記第２の開閉弁を開放したときに、前記送入室内の固形物が重力により前記反応器内に下降するように、前記送入室と前記反応器とが前記第２の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。 - 内外の圧力が同じになるように構成されたホルダを具備し、前記固形物を前記ホルダの内部に格納した状態で前記送入室及び反応器に導入することを特徴とする請求項１に記載の超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
- 超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器から排出された固形物を収容する排出室と、
前記排出室の上方に設置され、前記反応器から前記排出室に固形物を導入するための第３の開閉弁と、
前記排出室の下方に設置され、前記排出室から外部に固形物を排出するための第４の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記排出室に注入して、前記反応器と前記排出室とを均圧にする均圧手段と、
前記反応器の固形物排出開口の開口縁に下端で接し、上方に向かって延びる筒状体として形成され、かつ筒状体の筒壁を介して筒壁内外を連通させるようにした内部に固形物が収容されるガイドと
を具備し、
前記均圧手段により前記反応器と前記排出室とを均圧にし、前記第３の開閉弁を開放したときに、前記ガイド内の固形物が重力により前記排出室内に下降するように、前記ガイドと前記排出室とが前記第３の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。 - 内外の圧力が同じになるように構成されたホルダを具備し、前記固形物を前記ホルダの内部に格納した状態で前記ガイドに導入することを特徴とする請求項３に記載の超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
- 超臨界流体又は亜臨界流体によって固形物を処理する反応装置であって、
超臨界流体又は亜臨界流体による反応を行う反応器と、
前記反応器に導入する固形物を収容する送入室と、
前記送入室の上方に設置され、前記送入室に固形物を導入するための第１の開閉弁と、
前記送入室の下方に設置され、前記送入室から前記反応器に固形物を導入するための第２の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記送入室に注入して、前記反応器と前記送入室とを均圧にする第１の均圧手段と、
前記反応器から排出された固形物を収容する排出室と、
前記排出室の上方に設置され、前記反応器から前記排出室に固形物を導入するための第３の開閉弁と、
前記排出室の下方に設置され、前記排出室から外部に固形物を排出するための第４の開閉弁と、
前記反応器から流出管を通じて流出する流体の一部を前記排出室に注入して、前記反応器と前記排出室とを均圧にする第２の均圧手段と、
前記反応器の固形物送入開口の開口縁に上端で接し、前記反応器の固形物排出開口の開口縁に下端で接する筒状体として形成され、かつ筒状体の筒壁を介して筒壁内外を連通させるようにした内部に固形物が収容されるガイドと
を具備し、
前記第１の均圧手段により前記反応器と前記送入室とを均圧にし、前記第２の開閉弁を開放したときに、前記送入室内の固形物が重力により前記反応器内に下降するように、前記送入室と前記反応器とが前記第２の開閉弁を介して接続されているとともに、
前記第２の均圧手段により前記反応器と前記排出室とを均圧にし、前記第３の開閉弁を開放したときに、前記ガイド内の固形物が重力により前記排出室内に下降するように、前記ガイドと前記排出室とが前記第３の開閉弁を介して接続されていることを特徴とする超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。 - 内外の圧力が同じになるように構成されたホルダを具備し、前記固形物を前記ホルダの内部に格納した状態で前記送入室及びガイドに導入することを特徴とする請求項５に記載の超臨界流体又は亜臨界流体による反応装置。
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