JPH02131116A

JPH02131116A - 有機ハロゲン化合物の分解方法

Info

Publication number: JPH02131116A
Application number: JP63284098A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mizuno; 水野　光一; Takeshige Wakabayashi; 若林　孟茂; Yutaka Hinuma; 肥沼　豊; Reiji Aizawa; 相澤　玲司; Akira Kushiyama; 櫛山　暁; Satoru Kobayashi; 悟小林; Hideo Ouchi; 日出夫大内; Yoshio Kubota; 久保田　喜郎; Takanobu Amano; 天野　高伸; Yoshiharu Hirakawa; 平川　祥治
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1990-05-18
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH084707B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、有機ハロゲン化合物を効率良く分解すること
ができるプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法
に関する。

フロンガス、トリクロロエチレン等の有機化合物中にフ
ッ素、塩素、臭素を含む有機ハロゲン化合物は、溶剤、
冷媒、消火剤等に幅広くかつ大量に使用されており、産
業における重要性が高い。

しかしながら、これらの化合物は、揮発性が高く、産業
で使用されるものの多くが大気、水、土壌等の環境中へ
放出され、その結果、オゾン層の破壊。

発がん性物質の生成、変異原性物質の生成等、環境に対
し、深刻な影響を与えることが指摘されている。

（従来の技術）産業から排出されるこれらの化合物は、濃度の低い場合
が多く、適当な排出抑制技術が見い出されていない。又
、使用済みの有機ハロゲン化合物を廃棄処理する場合に
は、その反応性が極端に低いため、適切な分解処理方法
がないのが現状である。

分解処理方法として従来より報告されているものは、主
に高温での燃焼技術である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、この方法では、大量の炭化水素等の燃料
と共に有機ハロゲン化合物を燃焼させるため、エネルギ
ー効率が極端に低く、又、燃料タンクや燃焼炉が大型の
ため、装置全体を小形化することができない。更に、燃
焼に伴って発生する遊離ハロゲンが高温の炉壁と接触し
、特に、有機フッ素化合物を燃焼させた場合には、炉の
腐蝕が甚だしい。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、そのＩ
コ的は、フロン、トリクレン等の有機ハロゲン化合物を
低濃度であっても高効率で分解することができるプラズ
マによる有機ハロゲン化合物の分解方法を実現すること
にある。

（課題を解決するための手段）本発明者は、有機ハロゲン化合物を容易に分解できる方
法について鋭意研究を続けてきた。この結果、高周波、
マイクロ波による誘導加熱方式あるいは直流加熱方式等
によって生成されたプラズマを用いた分解方法を見出し
た。これは、プラズマ状態下では、物質が非常に反応性
に富む現象を利用したもので、有機ハロゲン化合物のよ
うな難分解性化学物質を短時間で分解できることに基づ
くものである。

すなわち、請求項１の発明は、プラズマ中に有機ハロゲ
ン化合物を導入し、有機ハロゲン化合物の分解を行うよ
うにしたことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方
法である。

請求項２の発明は、プラズマ中に有機ハロゲン化合物と
共に水を導入するようにしたことを特徴とする有機ハロ
ゲン化合物の分解方法である。

請求項３の発明は、プラズマ中に有機ハロゲン化合物と
共に金属化合物を導入するようにしたことを特徴とする
有機ハロゲン化合物の分解方法である。

プラズマ反応装置は誘導加熱型、直流加熱型等のものを
含み、分解される有機ハロゲン化合物は気体、液体、及
び固体のすべてを含み、０．ｌｐｐｍから１００％まで
の濃度範囲で分解が可能である。また、分解を促進させ
るため、または分解生成物を安定な化合物とするため、
水、水素、空気、酸素、金属酸化物等を添加してもよい
。反応圧力は、０．０００１気圧から５気圧の範囲が適
当である。

（作用）プラズマ状態下では、電子のエネルギーが高く、このよ
うな電子が有機ハロゲン化合物と衝突し、分子間の結合
を切ることによって化合物の分解が行われ、又、高温プ
ラズマの状態では、電子エネルギーによる分解に加えて
、高熱により分解が行われるものと思われる。

従って、請求項１の発明では、プラズマ中に有機ハロゲ
ン化合物を導入し、有機ハロゲン化合物の分解を行い、
請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、プラズ
マ中に有機ハロゲン化合物と共に水を導入し、有機ハロ
ゲン化合物の分解を行う。

（発明の効果）本発明によれば、廃棄物中あるいは排気ガス中のフロン
やトリクレン等有機ハロゲン化合物を低濃度であっても
高効率で分解することができる。

従って、この分解効率の向上により、大量の有機ハロゲ
ン化合物を分解処理することが可能となると共に、装置
の小形化や簡易化が図られ、更には、可搬性の分解装置
とすることができる。又、本発明は、溶剤、発泡剤、冷
媒、噴射剤として利用される各種の揮発性有機ハロゲン
化合物について、発生源および廃棄物からの排出抑制に
利用できるものである。そして、ポリ塩化ビフェニル等
の固体状有機ハロゲン化合物をも高効率で分解すること
も可能である。

（実施例）以下、本発明の実施例を示すが、その前に本発明を実施
するための高周波誘導プラズマ装置を図面を用いて説明
する。図中１は誘導プラズマ発生部（トーチ）であり、
トーチ１は、石英等の絶縁性物質で形成された円筒状の
管２．ガス供給ノズル３および管２の周囲に巻回された
ＲＦコイル４等によって構成されている。ガス供給ノズ
ル３には、複数の孔５が穿たれており、孔５は、図示し
ていないが、アルゴンガス源や有機ハロゲン化合物源に
接続されている。又、ＲＦコイル４は、図示していない
高周波電源に接続されている。なお、通常、管２は二重
に形成され、その二重管の間には冷却水が流されて、管
を冷却するように構成される。トーチ１の下部には、ト
ーチ内部と連通したチャンバー６が接続され、更にこの
チャンバー６は分解ガス処理部７に接続されている。な
お、トーチ１の上部の孔５からアルゴンガスと被分解物
質とを共に供給するように構成しないで、トチ１の側部
に孔を設け、被分解物質は側部の孔から、形成されたプ
ラズマフレームＦの途中に導入するようにしても良い。

このように構成することにより、プラズマをより安定化
させることができる。

図示した装置において、まず、ガス供給ノズル３に穿た
れた孔５から、例えば、アルゴンガスを供給すると共に
、ＲＦコイル４に高周波で駆動する。この状態で、プラ
ズマを点火し、その後、アルゴンガスに加えて、フロン
ガスの如き有機ハロゲン化合物を孔５を介してプラズマ
フレームＦ「１１に導入された有機ハロゲン化合物は、
高温によりあるいはプラズマ中の高エネルギーの電子と
の衝突により分子間結合が切られ、高い効率で分解する
。分解された分子は、チャンバー６を介して分解ガス処
理部７に導入され、該処理部において、例えば、分解さ
れたガスは水に吸収される等して、環境に排出されない
。

［実施例１］表１は有機ハロゲン化合物であるトリクロロフルオロメ
タン（いわゆるフロン−１１・・・ＣＣｊ！ｉＦ）の分
解を行った場合の実施例を示している。

上記したように、最初にアルゴンガスをトーチ１内に導
入してプラズマを点火後、アルゴンガスと共にトリクロ
ロフルオロメタンを単独でまたは分解促進用試薬と共に
プラズマ中に導入した。実験装置では、前述の添附図面
に示した構成に加え、チャンバー６と分解ガス処理部７
との間にガスクロマトグラフ装置を配置して、プラズマ
からのガスの定性および定量分析を行った。

又、使用した誘導プラズマ装置の諸条件は、次の通りで
ある。

アルゴンガス流速　４０１１／ｍｉｎ高周波電源プレート電圧　６ｋＶプレート電流　２．２Ａ周波数　　　　４Ｍｌ１ｚ反応圧力　１気圧表１表１かられかるように、フロンガスを単独でプラズマ中
に導入した場合、フロン分解率は９９％以上となった。

しかし、大量の炭素がチャンバ６の管壁に付着した。又
、フロンガスと共に水素ガスを導入した場合には、分解
反応は分解率６２％まで進行し、炭素の析出は抑えられ
ないことが判明した。これに対して、フロンガスと共に
水を混入すると、分解率は９９％以上を達成できると共
に、炭素の生成が著しく抑制されることが明らかとなっ
た。この場合、気相には塩化水素等のハロゲン化水素お
よび少量のハロゲンガスが検出された。

水素ガスや水の代わりに酸化カルシウム等の金属化合物
を混合すると、塩化カルシウム、フッ化カルシウム等の
金属ハロゲン化物が得られた。この場合にも、分解率は
９９％以上であった。

［実施例２］表２は１．　１．２４リクロロー１．　２．２トリフル
オロメタン（いわゆるフロン−１１３・・・ｃｃｉｌ　
２　ＦＣＣｌｌ　Ｆ２　）の分解を行った実施例を示し
ている。この実施例でも、フロン−１１と同様に、フロ
ンガスだけでも分解率は９９％以上となったが、フロン
ガスに水を混入すると、分解率が９９％以上で更に、炭
素の生成が著しく抑制されることが見出された。

又、使用した誘導プラズマ装置の諸条件は、実施例１の
場合と同一である。

］　０表

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明の方法を実施するのに使用する誘導プ
ラズマ装置の一例を示す図である。１・・・トーチ　　　　　２・・・管３・・・ガス供給ノズル　４・・・ＲＦコイル５・・・
孔　　　　　　　６・・・チャンバ７・・・分解ガス処
理部特許出願人　　工業技術院長　飯　塚　幸　工性１名

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プラズマ中に有機ハロゲン化合物を導入し、有機
ハロゲン化合物の分解を行うようにしたことを特徴とす
るプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法。
（２）プラズマ中に有機ハロゲン化合物と共に水を導入
するようにした請求項１記載のプラズマによる有機ハロ
ゲン化合物の分解方法。
（３）プラズマ中に有機ハロゲン化合物と共に金属化合
物を導入するようにした請求項１記載のプラズマによる
有機ハロゲン化合物の分解方法。