JPH02504595A - 有害物質の分離方法及び装置 - Google Patents

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】 ［発明の名称］ 有害物質の分離方法及び装置 ［技術的分野］ 本発明は、高毒性物質を含めて１例えば塩素系炭化水素（ＣＫＷ）及びイオウを 含有する廃棄物のような、流動性を存するか又は流動性とすることの可能な有機 物質から、環境を汚染するヘテロ化合物（汚染物質）を分離又は分解して、これ らの高毒性物質から有用な生成物を再処理によって得るための９分離又は分解方 法に関する。

［技術的背景］ ここに流動性の有機物質とは、前記物質のほかに。

不所望の有毒性で環境を汚染させる成分と共に、再利用可能な原料を含有する物 質、塩素及びイオウを含有する炭化水素化合物、並びに、既知の分離方法におい て蒸溜残渣として取得されさらに再処理されるべきスラッジ生成物を意味する。

これらの物質の分離に当って、−従来特に可能である限り一有害な環境汚染性の 物質９例えば塩素、ジオキサン、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、芳香族系酸化 水素重合体（ＰＡＨ）その他が主に生成されるが。

鉱油の製造において添加される添加物９例えばマンガン、タングステン、鉄又は 安定剤（これらは製造しようとする生成物から分離できないか９分離が極めて困 難である）も生成される。その他の廃棄物は、基本的に１間思のない廃棄物処理 のために相互から分離することができない毒性物質、即ち、それ自体としてはよ り容易に処理できたり別の生成物に転化できたりする個別の成分に分解できない 毒性物質を基本的に含有している。種々の塩素系炭化水素（ＣＫＷ）例えば特に ダイオキシンを分離できないため、これらの物質は。

１年間に何１０万ｔも海中に廃棄されていた。

これによる環境の汚染は非常に大きく９年々増大している。また、多くの有用な 物質（材料）も失なわれている。

これをさけるために、これらの物質を分離することも試みられているが、従来は 欠陥があり、大きな不経済な損失を伴っている。

不所望な成分をマインケン法（Ｍｅｉｎｋｅｎ−Ｖｅｒｆ’ａｈｒｅｎ）によっ て古油から硫酸を介して回収することは、以前から知られている。この際に、約 ３４％の酸タール及び処理が困難な他の廃棄物が生成する。特に有害な高温分解 油の場合には、この油に含まれる高毒性のダイオキシンをナトリウムの添加によ っていわゆるバッチ装置によってオートクレーブ中において食塩に転化すること が試みられている。この試みは成功しなかった。

またこの方法は時に経済性に欠如することが判明している。

［発明により解決しようとする課題］ 本発明の基本的な課題は、これらの物質の有害で環境の負担となる成分が相互並 びになお再生可能な成分から完全に且つ経済的に分離され、これらが別々に分離 され、当該物質の種類又は経済上の意義に従ってこれらが個別に分離され、廃棄 物処理の容易な物資又は再利用可能な生成物に転化されて回収され、スラッジ生 成物も蒸溜残留物から回収されるような方法、並びにそのための装置を提供する ことにある。

［発明の開示］ 本発明によれば、この課題は。

長さ対直径比が少くとも２００：　１の単一管の反応器を備えた処理システムに 被処理物質を強制貫流によって貫流させることと。

その際少くともガス化可能部分を気相に移行させることと。

影響量である少くとも温度と流速とを制御又は調節することによりて、流通する 該物質の分子の全自由度においての運動速度を、該物質の分子又は原子の間の束 縛を解除するための各々の物質の分離又は分解に必要な活性化エネルギまで高め ることと。

その際に分離された汚染物質を分離すると共に、再処理可能な物質は凝縮工程に 導くこと によって解決される。

全て液相中において操作を行なう従来の方法とは対照的に０本発明による方法で は、気相中において操作をする。ここに「気相」とは１強い渦流状となっている 気体中の最も微細な蒸気の粒子も含みうる状態を意味する。反応器には、予め蒸 気の状態とした被処理物質を導入してもよい。圧送作用は、気化によって反応器 を通って基本的に加速することができる。即ち。

本発明者は、危険な塩素系炭化水素９例えばダイオキシン、ＰＣＢ等のような毒 性で有害な物質を環境を汚損しないよう処理するというこれまで実際に解決され なかったか満足に解決されなかった問題を解決し。

なお有用な材料を回収し、又はイオウを除去することが、単一管の反応器の使用 によって可能になったことを見出した。

単一管の反応器によると、生成物の成る特別な均質性をもって流入する物質の流 速を制御することによって筒の全断面に亘って１／１０℃の単位まで正確に、そ して所定の筒長において成る所定の温度で生成物の滞留時間についてミリ秒のオ ーダに、正確に制御し、その際に該生成物を好ましくは真空下に、必要ならば常 圧又は過圧下において、前記気相に移行させ、或いは流入する気体を処理し、必 要ならば、気体に含まれる固形分を一緒に処理することが可能となる。この場合 。

反応器壁と反応器容積の比が大きいという、この種の単一管の反応器に内在する 利点が顕著となる。これによって、有利なエネルギ流と高反応速度とが保証され る。即ち、筒を通る物質の流れは、非常に早くなり。

それによって装置の感度が高くなり、温度及び化学的添加物の制御が特に正確に なる。熱エネルギを導入する場合９反応器を囲む加熱室中に、非腐食性の高温ガ スを有利に導くことができる。この単一管反応器によれば９例えばスクリユによ る機械的な搬送の必要は全く生じない。

筒中の平均流速は比較高＜、１０Ｉｌｌｌｓ〜３００ＩＩｌｌＳ以上。

好ましくは３ＱＩＩＩ／ｓ　〜１８０ｍ／ｓである。

滞溜時間とは、生成物が反応器を貫流し、特別の影”ｆＪｆｌ特に所定の温度又 はエネルギにさらされる時間を意味する。完全には気体又は蒸気の状態にならな いか又は工程の間に化学物質の添加によって生成する所定の成分は、筒中におい て比較的ゆっくりと移動することができる。更に、単一管の反応器は１分子に至 るまでの各々の粒子が、完全に一様に設定することの可能なパラメータにさらさ れることを可能にする。それにより、生成物の分子及び原子に対して意図的に作 用を与えうろことができ、特に毒性が高く、従って有害な成分１例えばダイオキ シン、ＰＣＢ、ＰＡＲ，塩素。

イオウその他を倉荷する生成物を、環境を汚染しないように廃棄物処理し、再利 用可能な生成物に広汎に転化することが可能となる。この単一管反応器は、１０ 〜２０ＤＤｍ　、特に３０〜７００ｍの長さと、約５　ｍｍ−５００ｍｍ。

特に２５〜１５０ｍｍの直径とをもつことができる。長さ対直径比は、少くとも ２００：　１　、特に４００：　１〜３０００：１としてよいが、　２００００ ：１までとしてもよい。

再利用可能な成分を含む物質９例えば、不所望の有害な成分をそれから分離する べき未精製古油に本発明を適用する第１の可能性（ケース１）においては。

本発明の展開構成に従って、再利用可能な成分の分子及び原子内の束縛を解放す るための活性化エネルギ未満のレベルまで該影ｗＪＭｋ（パラメータ）を増大さ せる。

従って、有用な成分（生成物、　ｐｒｏｄｕｃｔ）の分子鎖は切断（クラブキン グ）されず、不所望の有害なヘテロ成分の分子成分及び原子（本来の生成物の分 子により弱く結合している）のみが処理を受けて除去され。

又はより易反応性となる。その際に２分子の自由度までの運動速度（即ち、並進 ９回転及び振動）は、有害な成分が解放されるまで高められるが１本来の生成物 を形成する有用な長い分子鎖は保持され、再処理される。

容易に処理されて有用な転化可能な成分に分解されるべき１本質的に環境を汚染 させる成分から成る物質についての、第２の可能性（ケース２）によると、各影 響量（パラメータ）は２本発明に従って、該物質の分子及びその原子内の束縛の 解除の活性化エネルギを超えるレベルに高められる。有利には、このレベルの増 大は、所定の成分の分離に必要となる高さまで１段階的になされ、その際に９反 応の終了後に、各影響量（パラメータ）は、工程の条件に従って更に低下させる ことができる。

ケース１とは相違して、処理すべき物質は、意図的に切断（クラブキング）でき る。この場合において。

個別の成分の分離を完全に特定的に行なって各々の分子が個別に処理されうるよ うにすることが、単一管の反応器の使用による前記の利点によって可能となる。

どちらの場合にも、気相への移行は、一定の真空下に行なわれる。そのため部分 気化は徐々に、又は部分によっては急激に生ずる。反応終了後に真空を再び要求 に従って変化させることができる。しかし、ベンジンのような特別の物質の場合 には、気相への移行は。

過圧下に行なわねばならない。

反応器に入る時に二の物質を霧化させてもよい。

どちらの場合にも、エネルギのレベルを高くシ１分子の運動速度をそれによって 高めるには、気相への移行のために存在しているエネルギのほかに、別のエネル ギ、例えば、赤外線照射、電磁気的交流又は直流電圧の印加又はこの目的に適合 した別の既知の手段を用いることができる。なお存在している蒸気相は、その際 に、過熱状態に移行させることができる。その際において大切なのは分子のエネ ルギ特に温度が所望のレベルに設定されることである。

本発明は、いずれの場合についても、対応する化学物質又は触媒作用によって、 処理の容易な形に、有害な分離済みの成分を移行させる。そのために９分子間の 束縛の解除を助長するために、単一管の反応器に沿って、又はその内部の、１以 上の個所に、化学物質を導入することができる。これによって、一般に当該生成 物のクラブキング温度以下の温度において、化学反応、接触反応又はデ・ノボ反 応が惹起される。これらの化学反応は分子物理的反応に伴なって生じ、その際ク ラッキング温度は短時間の間超過されうる。例えば古油において、４００°〜５ ００℃に、即ち場合によりクラブキング温度を超えて加熱した場合、そしてとり わけ生成物のこの温度における滞留時間を非常に短くして数ミリ秒のレベルにま で正確に制御すれば、化学物質の添加なしでも残留物が法律上の許容値以下にな る程度までの量となるようイオウ及び塩素が既に分離される。例えば水に溶解さ せうる無害の食塩として塩素と結合されるＮａを溶解した形で導入することがで きる。微細に分割された金属粉末例えば鉄、ニッケル又は亜鉛の粉末、或いは、 アルミニウム製造工程からの脱水された赤泥を導入すると、塩素が分解される。

一般に、危険でないか又は分離後に比較的簡単な手段によって危険でない形に移 行させうる金属塩も生成させることができる。これらは容易に廃棄し、又廃棄物 処理できる。

反応器に沿った１以上の個所において気流中に還元性又は酸化性の物質を導入す ることによって、不所望成分の分離を促進すると共に、化合物を飽和させること ができる。この方法において、化学的結合又は触媒作用のための物質を添加する と、単一管反応器に内在する利点によって９強力な渦流と、それによるより高度 な均質性と１反応器度の増大とが実現される。完全な化学量論的関係がその際に 調節設定されうる。

本発明によれば、ナトリウム、水素その他の高価な化学物質のほかに、廃棄物自 体を添加してもよい。これらの物質としては、アルミニウム製造工程からの赤泥 １石炭篩別灰、銅廃棄物、鉄粉廃棄物その他が挙げられる。これにより多量の化 学物質と大量のエネルギが節減されると共に、これらの有害な廃棄物が大幅に除 去される。

特定の物質については、取得される有用物質の種類にもよるが、ケース１とケー ス２との両方の方法を併用してもよい。ケース１に従って高温分解油を処理する 場合には、有害物質が除去された物質流の水添後に９例えばディーゼル油を取得 しうる。このものをケース２に従って処理（即ち９分解）すると、特定の成分は 、新しい有用な生成物１例えば、エタン、メタン、プロパンその他に転化され、 その分解の際に生じた有害残留成分は、前記のように処理できる。分離された塩 素は９例えば前記のように９反応させて金属塩とすることができる。水素を添加 して塩素を塩酸に転化させることもできる。廉価な水素は塩素と非常に容易に反 応する。それは９本質的により粗大な金属塩とは対照的にすでに気体及び分子に 分割されているからである。従って塩素は除去され、ダイオキシンは破壊される 。しかし塩酸は、特に高温において、非常に腐食性が高く、高価な耐酸性の金属 例えばチタン製の場合を除き１通常の金属製のオートクレーブ等の容器を、短時 間の間に腐食させる。しかしコストが非常に高くなるため、このような金属を用 いることはできない。

しかし９本発明によれば、単一管の反応器の使用によって、特に有利な本発明に よる方法工程が用いられ、それによって、目的に適っており実現の容易な塩酸へ の転化とダイオキシンの分解とが可能となる。この方法工程は、管反応器に水素 を添加した後、比較的短い工程（約２〜３０ｍ）の後に９例えば溶解された状態 の石灰生成物のような中和剤を管に添加することに存し、この中和剤によって、 塩素は、危険でない塩化カルシウムに直ちに転化される。従って、薄いチタン層 と共にこの短い管片を作製するか、又は、薄いチタン板から管片自身を作製する だけでよい。そのため。

この単一管の反応器において危険な反応を許容することができ、この反応は、大 きな乱流のため、わずか数ｍに亘って生ずるものである。

本発明の別の実施態様によれば、有害な成分を分離するために９例えば高エネル ギの電子、中性子又は陽子の照射による素粒子照射をメガラド域において例えば 加速電圧１５０〜３５０ｋＶにおいて行なうことができる。この時に有害な成分 の分子の電離を生じさせることができ、それによって異種分子の分離が一層容易 になる。電離は、　　１００００〜１００ＯＯＯＶの大きさオーダーの高電圧に よっても達せられる。付加的エネルギを導入するための本発明による別の可能性 は、物質にレーザーを照射することにある。

イオン打ち込み（Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）も同様に行ないうる。これから、 メガヘルツ域、好ましくはギガヘルツ域、場合によりてはテラヘルツ域において の適宜の電離即ち電磁振動の誘起によって、流入する物質をブラズマに転化させ ることによって、有害な物資の分離及び分解を促進することによる９本発明の別 の可能性が導かれる。これにより化学物質を使用しなくてよいか、又は反応親和 性があり少くともより廉価な化学物質を使用することが可能となる。またクラブ キング点を超える必要はない。分離は基本的に容易となる。

プラズマへの転化は９反応器より前の段階又はその内部において行ないうる。本 発明の方法によって分離された成分は２次に、それ自体として既知の方法工程に おいて分離される。これには、いろいろの可能性が考えられる。例えば慣性力分 離装置（サイクロン等）。

電気分離装置（電離）又はフィルター分離器による乾式法、水相中又は化学液剤 中においての湿式法などがある。その他に、アルカリ溶液又は懸濁が酸性毒性物 質のための中和剤として用いられ、この毒性物質がガス流に導入されて蒸発し、 そこから反応生成物が得られるような、擬似乾式法も考えられる。

従って２本発明によれば、流動性の不純物の再処理が準備されるだけでなく、単 一管中の分離と不所望成分の後置された分離並びにこれらの成分が比較的無害の 化合物に変えられる可能性によって、環境汚染並びにを用な材料の浪費がさけら れる。これらの存在している生成物の品質が向上するか又は新しく有用な生成物 がつくりだされる。

工程の推移に従って、複数のこれらの単一管反応器を前後方向に配置してもよい 。その場合、各々の反応器においての物質流の圧送は、独立して、又は連続的に 行なうことができる。オートクレーブからの物質を反応器にわずかな過圧で導き 、調節弁を介して減圧制御してもよい。周期的に作動するオートクレーブは。

連続的な引出しがなされうるように切換えることができる。

混合生成物に重質の粒子があるため、凝縮装置特に冷却器にすみやかにスラッジ やスケールが生成し、塞止に至ることがある。これは特に、高温分解油、塩素系 炭化水素（ＣＫＷ）、ＰＡＨ，ＰＣＢ及びスラッジ生成物など（化学工業特に石 油化学工業の残留物の処理又は蒸留の際に、また廃棄物のリサイクルの際に生成 し、単一管反応器に導入する前に溶融され、少くとも部分的に気相に移行される ）の場合に生ずる。これらの残留物特にケース２において分子の束縛を解除する ための活性化エネルギを超えて影響！（パラメータ）を増大させることによって 回収できる。本発明の更に別の実施態様によれば、有機物質は、最高の処理温度 まで単一の加温サイクルの間に加温されつつ貫流工程において気相に導かれる。

ここに「加温サイクル」とは９反応管中の加温が例えば段階的に起こりうろこと 、又は、複数の管部分が設けられ、これらの管部分が、これらを囲む加熱室の場 合に、加熱媒体例えば加温された空気によって各々向流として貫流されること等 を含む。加温サイクルの終了時において全生成物が最高温度に到達した後に１以 上の凝縮器に導かれることがたいせつである。有利には生成物は、残留物の分離 器を貫流した後に、噴射式凝縮器によって凝縮される。

生成物は、有利には、複数の順次の段によって分別凝縮され、各々の順次の段に おいて、それぞれの凝縮物に対応した低温までの冷却が行なわれる。従って生成 物は全体として蒸留され、従来の分別蒸留のように段階的に蒸留されるのではな い。蒸留物の蒸気は、その場合、凝縮器に噴射される生成物の、熱交換器（冷却 器）中において冷却された液滴のところで凝縮し。

即ち、循環される生成物自身が冷却に用いられ、熱交換は、生成物の流体相中に おいて行われる。

単一管の反応器を包囲する加熱室は、バーナーによって加熱される気体（必要な らば通風装置によって旋回させてもよい）によって加熱しうる。しかし、それ自 体として既知の加熱形態を用いてもよい。より低い温度レベルへの冷却の可能性 も用意されうる（例えば水添時）。生成物の均質性を高めるためには、処理量が 多い場合、並行（もしくは平行）の単一管反応器の複数の管を使用し、これらの 管が気体状又は蒸気状の生成物を全て１つの共通の分離器に、そして更に凝縮に 導くことが好ましい。これらの管の各々について前述した同一のパラメータ、例 えば長さ、直径、流速、温度などが適用される。加熱室は比較的高任であるから 、単一管反応器のこれらの並行な管について。

これら全てを包囲する共通の加熱室を用いることが本発明によって提案される。

この提案の１つの態様として、加熱室によって囲まれた単一管の反応器の全ての 管は、温度、流量などのパラメータの少くとも１つについて、又はｐＨ値のよう な化学的な目標値について。

個別に、それぞれ同一の出力値に調節される。問題のある生成物の場合には、焼 付の差異又は溶接シームなどの管内面のわずかな差異によって、またベンド部に おいて管の曲がり方が一様でないことによって、生成物が共通の分離装置に各々 の管から均質に流出しなくなるおそれも存在する。

管反応器を清掃するために金属球をを利に使用しうる。これらの金属球は９時々 にか又は連続的に１反応器を通る油により貫流し、又は除去される。

別の清掃の可能性は、最後の段に存在し、ここでは、生成物がクララキンラグし 、従ってコークスを形成し、これが管壁に焼付くおそれがあり、ここで担体例え ば液状の錫、塩又は砂が油と混ざることがある。

付着物をかき落とす働きをする。渦流が生じない場合は、渦流は１組込まれた乱 流装置、生成物の残流又は循環ガスの環流添加物によって生成されうる。

本発明の更に別の態様によれば、管内壁への付着物をさけるために、十分な流速 を管理する目的のため。

管内壁の流速に依存する摩耗をガイガー計数管によって、管の放射線照射部位に 付着した粒子のカウントによって測定する。これにとって十分な流速は、ガイガ ー計数管の値が元来存在する基準値を超過したときに達せられる。

コークスの焼付をさけるために１本発明によれば。

油中及び／又は管中において共振まで上昇させうる機械的な振動を生じさせる。

これらの振動は、干渉振動として重畳させてもよく、また超音波又は超低周波と して反応器中において生じさせてもよく、縦振動でも横振動でもよい。

本発明の好ましい実施態様によれば、全体の蒸留物は、１以上の分離器を貫流し た後に複数段において分別凝縮され、各々の段において、関係する凝縮物のみが 取出される。この凝縮物は、この温度に対応し、第１の凝縮器において最大凝縮 温度例えば２５０”Ｃにおいて凝縮した留分（フラクション）と、それぞれの次 の凝縮器においてより低い温度例えば１８０”ｃにおいて次の留分が取出される 。各留分（フラクション）は。

液状に保たれ、冷たい熱担体によって強く冷却した場合に起りうるような熱交換 器の壁への固着は起こらない。従って冷却媒体の温度は、工程の要求に対応して 制御される。

本発明によれば冷却は、流入する凝縮液の適切な温度レベル又は速度において緩 徐に行なわれ、その際。

循環に圧送される液状の凝縮液は、冷却面に付着し固化されない。ここで、正確 に制御される貝流速度の利点を備えた冷却コイルとして単一管系が有利に使用さ れる。石油化学において慣用されないこれらの処置によって、驚くべき積極的な 効果が実験によって得られ、この種の生成物の完全でじょう乱のない凝縮は不可 能であると考えていた当業者の心配は全く根拠のないものであることが示された 。これによって１本発明の方法により、廃棄物も、比較的高い利用可能性のレベ ルにもち上げられる。

本発明の別の実施態様に従って、最後の段のところで分別凝縮を行なう場合に、 所望の凝縮物の凝縮点又は固化点よりも更に例えば冷却装置によって冷却すると 、気体流又は蒸気流からは、これまで分離されなかった物質が析出し、これが容 器に取出される。凝縮不可能な少量の残り分は、真空ポンプによって吸引され、 洗浄器等によって沈殿される。冷却は、全凝縮にの場合冷却面への衝突によって 、即ちいわゆる衝撃効果によって行うことができ、また部分冷却の場合には、凝 縮が次に行なわれる。

凝縮されなかった廃ガス°は、昇圧され、それに含まれる有害物質は、他の物質 例えば水又は油のような液又は褐炭コークスのような固体へ吸収又は吸着によっ て結合させる。これらの物質は次に経済的にそれ自体として既知のように分離す ることができる。該物質の結合のためには、装入物、凝縮物、又は留分自身を用 いてもよい。これらの物質は次に循環に付される。

本発明の方法により、燃油又はディーゼル油からも環境を汚染する有害物質が除 去される。

本発明による方法を実施するための特に好ましい装置は以下の要件を備える。即 ち、この装置は。

ａ）長さ対直径の比が少くとも２００：　１　、好ましくは４００：　１ないし ３０００：１の、少くとも１つの管から成る。

単一管の反応器と。

ｂ）該単一管の反応器を通って該物質を送給する装置と。

Ｃ）反応器壁を経てエネルギ交換を行なわせる装置と。

ｄ）該物質のパラメータである少くとも温度及び流速を制御し調節する装置と ｅ）単一管の反応器又は複数の単一管の反応器に接続された少くとも１つの分離 器と。

ｆ）　１つ以上の分離器に連結された少くとも１つの凝縮器とを１組合せて備え ている。

圧力差は、圧力ポンプ、系の終端に配された真空ポンプ又はその両者によって作 りだすことができる。

反応器壁を経てエネルギ交換を行なわせる装置としては、単一管の反応器が貫通 する加熱室でもよいが。

単一管の反応器は、管状の外側マント″ルによって距離をおいて包囲し２両方の 管の間に熱媒体を導く手段を設ける。単一管の反応器の管径は１反応器に沿って 可変とし９例えば流れの方向に増大させることができる。

生成物の各成分を分離させるための化学反応を行なわせるには１種々の温度にお いて最適に反応する種々の化学物質を単一管の反応器に沿って順次計量的に分与 することが有利である。本発明によれば、この目的のために、只１つの単一管反 応器を備えた装置について、流れの方向に異なった温度において熱処理されうる よう、少くとも２つの加熱室又は冷却室によって。

反応器を包囲し、各々の室の前方に、化学物質をそれぞれの単一管反応器に分与 するための分与装置を配設することが提案される。この分与は、特に高精度で。

その時々の最少量において、即ち、比較的高速で流過する気体状又は蒸気状生成 物が必要とする量だけなされる。従ってこれは完全に化学量論的な反応を可能と する。例えば約２００℃において反応し発火しやすいため非常に危険な化学物質 と考えられているナトリウムを分与する場合、全量のナトリウムを一度に大容量 の攪拌容器に添加することの必要な従来の方法に比べて。

非常に大きな利点が得られる。化学物質は、装置の他の部所即ち分離器の前方又 は後方或いは凝縮器の内部のような多管反応器においても装入しうる。

単一管の反応器中の流量は９反応器中の摩耗量のセンサーによって１例えば、そ れ自体として既知の放射式測定法、高周波測定法又は中性子の放出を介した放射 線測定法によって測定することができる。このセンサーは、単一管の反応器自身 の材料の摩耗又は管中に挿入されたパイロット測定ロッド（探測子）によって測 定を行なう。

スラッジ中に沈殿した成分は、水中に担持させそこで固化させることができる。

これらの成分は、そこで機械的に破砕され、セメント産業において１次燃料とし てベレットの形で使用されうる。

次に本発明を図面に基づいて一層詳細に説明する。

［図面の簡単な説明コ 第１図は、単一管反応器の２つの管によって本発明による方法を実施する装置を 示す略図。

Ｍ２図は、化学物質のための複数の温度範囲及び分与可能性を備えた１つの管に よる装置を示す一部切欠略図。

潤３〜７図は、プラズマ生成のため反応器中に高周波電磁界を形成するいろいろ の可能性を示す略図である。

［実施例〕 第１図に示した装置において、調節弁４．５を備えた配管２．３を介して、加圧 ポンプ１によって、加熱室６中と配された単一管の反応管７．８に導かれた生成 物は、バーナー９を介して加熱された空気によって加熱され、該生成物が気体又 は蒸気相に移行して反応管７．８が接続された分離器１０の内部において約３８ ０℃の温度となる。煙道ガスは矢印１１の方向に加熱室６から排出される。単一 管の反応管７，８と分離器１０との間には、調節器１２．１３がそれぞれ配設し てあり、これらの調節器は９反応管７．８からの排出温度ないしは分離器１０へ の流入温度が同じ高温となるように、調節弁４，５を介して混合流を制御する。

分離器１０からの残留物流は配管１４を介して吸引ポンプ１４′　によってスラ ッジ貯１５に分離される。気体又は蒸気状の生成物配管１７によって、第１噴射 凝縮器１Ｂに導かれる。この凝縮器１６の底面上には作動中に凝縮液の液面１８ が設定される。配管１９は凝縮器１６の底部から冷却機２０を経てポンプ２１に 至り、凝縮液の一部は、このポンプによって、凝縮器１６の上部域に配された噴 射ノズル２２に導かれる。ここで噴射された凝縮液は、配管１７を経て導かれる 気体又は蒸気状の生成物のための凝縮核を形成する。分岐管２５を経て冷却器２ ０に導かれる冷却水又は温度制御した冷却媒体の温度と、凝縮器１６中の温度と は、弁２４′　に作用する調節器２４を介して調節される。

図示した例では、凝縮器ｌＢ中の温度は９例えば基油（Ｇｒｕｎｄｏｅｌ）又は 留分の凝縮の場合には２５０℃である。

ポンプ２１の下流では、凝縮液は９分岐管２５及び調節弁２Ｂ（凝縮器１６中の 凝縮液の液位１８を調節する弁）を経て、所望の凝縮液又は留分の取出し口２７ に導かれる。

従ってポンプ２１は、凝縮器１６中の液位を調節する。しかし凝縮液は、補助ポ ンプなしに留分として流出するように気圧を設定してもよい。凝縮器１６への流 入管１７の入口２９の上方には、生成蒸気のできるだけ均質な貫流即ち並行流を 実現するための、上方に流れる気体状又は蒸気状の生成物のための分配器２８が 配設されている。生成蒸気のこの貫流は、有利には図示のように向流として行な わせるが、並行流又は直交流として行なわせてもよい。凝縮しなかった生成物は 、配管３０を介して、冷却器３２を備えた第２の噴射凝縮器３１に導かれる。噴 射凝縮器３１の構成は、冷却器２１を備えた凝縮器１６と同様である。この凝縮 器中の温度は９例えば１８０℃に、即ち、凝縮器１６中の温度よりも低温に設定 される。凝縮には例えば中性油（Ｎｅｕｔｒａｌｏｅｌ）又は留分が用いられる 。凝縮液又は留分は、矢印３３のように取出される。この凝縮器からの配管３４ は、やはり同じ構造の、冷却器３６を備えた凝縮器３５に導かれており、この冷 却器３６は、ガス油（Ｇａｓｏｅｌ）又は留分を矢印３７に示すように取出すた めに２０℃の温度に冷却させる。

各凝縮器中の温度は、環境汚染物質の除去のために必要とされる工程技術的又は 化学的な理由或いは経済上の理由によって規定される。最後の凝縮器３５の上部 域には、全体の装置に負圧を生じさせるための吸引ポンプ３８が設けられている 。　　　・ 第２図による単一管式の装置において、生成物は。

加圧ポンプ１によって、単一管の反応器４０に圧送される。この反応器は、特別 の熱処理室４１．４２．４３．４４によって別々に加熱したり冷却したりできる 熱処理能力の異なった複数の領域に区画されている。冷却は、工程上の理由から 、成る領域では先行する領域に対して低下させたい場合又は例えば水添による全 熱分を取除きたい場合に例えば問題となる。熱担体としては、煙道ガス又は他の ガスを熱循環路又は冷気循環路４５．４８を介して導入することができる。各熱 処理域４２．４３の前方（上流）には、これらの領域の所定の温度域に化学物質 を計量的に分与するための９分与ポンプ４９．５０を備えた分与配管４７．４８ が設けられている。−例として熱処理域４３について示したように、成る熱処理 域の内部に直接に計量的に分与してもよい。反応器４０は分離器１０に接続され ており１分離器１Ｇは、この例では。

熱処理循環路の注入部５２及び流出部５３を備えた熱処理室５７によって囲まれ ている。分離器ｌＯからは、第１図に示すように、配管１７によって、気体状又 は蒸気状の生成物が各々の凝縮器に導かれる。

いずれの例でも９例えば熱水、約３４０℃までの熱油、１８０〜５００℃の間の 溶融塩、　　１３０’″〜７００℃の間の溶融金属、が、熱担体として用いられ る。これらの熱担体を加熱するためには、各々の、それ自体として既知の加熱の 可能性を用いることができる。

第３〜７図には１反応器中にプラズマを発生させるために高周波のフィールドを 生成させる種々の可能性が示されている。

第３図の実施例によれば１合成樹脂例えばテフロン製の反応管５５又は対応する 管部分は、磁気コイル５Ｂによりて包囲されている。第４図による鉄管５７は１ 石英の被覆５９を備えた窓５８を有し、磁石スプール６０は。

この窓を介して熱媒体に作用する。これらの窓は。

図示しであるように一側のみに設けても、やはり図示しであるように、互いに対 向して設けてもよい。管５７は１円形の断面を備えていても、より流れ易いよう に、正方形の断面を備えていてもよい。さらに電子流を格子Ｂ１を経て内部に導 いてもよい。第５図の例では、ロッドアンテナ６２は、電気絶縁体６３を経て管 ６４中に突入している。ロッドアンテナ６２の外側端は、高周波を発生するため のコイル６５を担持している。第６゜７図には、絶縁体６Ｂによって区画された 管半部分６７が示され、上のうち第６図には１円形の管が、第７図には正方形の 管が、それぞれ示され、これらは、管全体に流れるようにするための対設された 高周波発生器６８を偏えている。

平成２年　２月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高毒性物質を含めて，例えば塩素系炭化水素及びイオウを含有する廃棄物の ような，流動性を有するか又は流動性とすることの可能な有機物質から，環境を 汚染するヘテロ化合物（汚染物質）を分離又は分解して，これらの物質を廃棄物 処理しないしはこれらの物質から有用な生成物を再処理によって得るための，分 離又は分解方法において， 長さ対直径比が少くとも２００：１の単一管の反応管を備えた処理システムに該 有機物質を強制貫流によって貫流させることと， ガス化可能部分を気相に移行させることと，影響量である少くとも温度と流速と を制御又は調整することによって，流通する有機物質の分子の全自由度において の運動速度を，該有機物質の分子又は原子の間の束縛を解除するための各々の物 質の分離又は分解に必要な活性化エネルギまで高めることと，その際に分離され た汚染物質を分離すると共に，再処理可能な物質は凝縮工程に導くこと を特徴とする分離又は分解方法。 ２）不所望の有害成分がそれから除去されるべき再処理可能な成分を含む物質の ための請求項第１項に記載の方法において，該再処理可能な成分の分子内の束縛 を解除するため活性化エネルギ未満のレベルに該影響量を増大させることを特徴 とする方法。 ３）容易に処理でき且つ有用な再利用可能な成分に分解されるべき本質的に環境 上有害な成分から成る物質のための，請求項第１項に記載の方法において，該物 質の分子及び原子の内部の束縛を解除するための活性化エネルギを越えるレベル に該影響量を増大させることを特徴とする方法。 ４）請求項第２項又は第３項に記載の方法において，本質的に一定の真空中にお いて該影響量の増大を行うことを特徴とする方法。 ５）請求項第２項又は第３項に記載の方法において，所定の成分の分子の分離に 必要なレベルまで段階的に該影響量を増大させることを特徴とする方法。 ６）請求項第１〜５項のいずれか一に記載の方法において，予め蒸気状とした状 態で該物質を反応器に導くことを特徴とする方法。 ７）請求項第１〜６項のいずれか一に記載の方法において，単一管の反応器に沿 った１以上の個所において予め定めた温度範囲において分子の束縛の解除を促進 する化学物質を添加することを特徴とする方法。 ８）請求項第７項に記載の方法において，微細に分割された卑金属の粉末を気体 状の物質流中に導入することを特徴とする方法。９）請求項第７項に記載の方法 において，アルミニウム製造工程からの脱水された赤泥を気体状の物質流中に導 入することを特徴とする方法。 １０）請求項第１〜６項のいずれか一に記載の方法において，単一管の反応器に 沿った１以上の個所において予め定めた温度範囲において分子の束縛の解除を促 進する廃棄物を添加することを特徴とする方法。 １１）請求項第１〜１０項のいずれか一に記載の方法において，分子を電離させ ることを特徴とする方法。 １２）請求項第１〜１１項のいずれか一に記載の方法において，分子のエネルギ レベルを高めることを元素粒子の打込によって行なうことを特徴とする方法。 １３）請求項第１〜１０項のいずれか一に記載の方法において，レーザー照射に よって運動速度を高めることを特徴とする方法。 １４）請求項第１〜１０項のいずれか一に記載の方法において，メガヘルツ以上 好ましくはギガヘルツ〜テラヘルツの領域の周波数による電磁発振の適用によっ て該物質をプラズマの状態に導くことを特徴とする方法。 １５）請求項第１〜１４項のいずれか一に記載の方法において，最高の処理温度 まで単一の加温サイクルにおいて加温しつつ有機物質を貫流法によって気相に移 行させることを特徴とする方法。 １６）請求項第１〜１５項のいずれか一に記載の方法において，不所望の残留物 質のための分離器に貫流させた後に気体状の物質を噴射凝縮によって凝縮するこ とを特徴とする方法。 １７）請求項第１５又は１６項に記載の方法において，複数の順次の段階的工程 によって生成物を分別，凝縮し，その際に，各々の順次の工程において，所望の 凝縮物に対応する各々のより低い温度とすることを特徴とする方法。 １８）請求項第１５又は１６項に記載の方法において，生成物が供給され且つ共 通の１つの加熱室によって囲まれた単一管の反応器の少くとも２つの反応管を使 用し，これらの反応器を１つの影響量についてそれぞれについて各同一の排出値 に制御することを特徴とする方法。 １９）請求項第１７又は１８項に記載の方法において，最後の凝縮段において固 化温度以下に冷却することを特徴とする方法。 ２０）請求項第１７〜１９項のいずれか一に記載の方法において，最後の凝縮段 の後において未凝縮の気体又は蒸気を昇圧し，それに含まれる有害物質を別の物 質に，吸着又は吸収によって結合させた後，これらの別の物質を分離することを 特徴とする方法。 ２１）請求項第１〜２０項のいずれか一に記載の方法において，それ自体として 既知の方法によって生成させた新油を反応器に給送することを特徴とする方法。 ２２）請求項第１〜２１項のいずれか一に記載の方法において，スラッジ貯に分 離された成分を水に入れ，固化後分解させることを特徴とする方法。 ２３）請求項第１〜２２項のいずれか一に記載の方法を実施する装置であって， ａ）長さ対直径の比が少くとも２００：１，好ましくは４００：１ないし３００ ０：１の，少くとも１つつの管から成る，単一管の反応器（７，８）と， ｂ）該単一管の反応器を通って該物質を送給する装置と， ｃ）反応器壁を経てエネルギ交換を行なわせる装置と， ｄ）該物質のパラメータである少くとも温度及び流速を制御し調節する装置と， ｅ）単一管の反応器又は複数の単一管の反応器に接続された少くとも１つの分離 器（１０）と，ｆ）１つ以上の分離器に連結された少くとも１つの凝縮器（１６ ，３１，３５）と を組合せて有することを特徴とする装置。 ２４）請求項第２３項に記載の装置において，各々噴射凝縮器（１６，３１，３ ５）として形成された少くとも２つの前後に配設した凝縮器段を備えたことを特 徴とする装置。 ２５）請求項第２４項に記載の装置において，少くとも最後の凝縮器段が冷却す るための装置を有することを特徴とする装置。 ２６）只一つの反応器を有する請求項第２３〜２５項の一に記載の装置において ，反応管（４０）が，少くとも２つの流れの方向において別々の温度において熱 処理することの可能な加熱室又は冷却室（４１，４２，４３，４４）によって囲 まれることと，該単一管の反応器の各部分に化学物質を計量的に投与するための 投与装置（４７，４８，４９，５０）が各々の室の前方に配されたことを特徴と する装置。 ２７）請求項第２３又は２４項に記載の装置において，複数の単一管の反応器（ ７，８）が１つの共通の加熱室（６）によって囲まれることと，各々の反応器が ，温度，流量，化学的な目標値例えばｐＨ値などの各パラメータについて調節可 能となっていることを特徴とする装置。 ２８）請求項第２３〜２５項のいずれか一に記載の装置において，有害物質又は 再処理すべき材料を分離するための少くとも１つの分離器を反応器に沿って配し たことを特徴とする装置。 ２９）請求項第２３〜２８項のいずれか一に記載の装置において，反応器中の摩 耗を測定するための摩耗センサーを流量の制御のために用いることを特徴とする 装置。３０）請求項第２９項に記載の装置において，反応器中に突入するパイロ ット測定ロッドを摩耗量の測定のために用いたことを特徴とする装置。 ３１）請求項第２３〜３０項のいずれか一に記載の装置において，高周波電磁発 振装置を管中に配したことを特徴とする装置。 ３２）請求項第２３〜３１項のいずれか一に記載の装置において，反応管が少く とも部分的に非磁性材料からできており，この領域において管中に高周波振動電 磁界を発生させるための磁気コイルを配したことを特徴とする装置。 ３３）請求項第３０又は３１項に記載の装置において，高周波振動を透過させる 物質から成る窓を管に形成し，管中に高周波電磁振動を発生させる装置を該窓の 外側に配したことを特徴とする装置。 ３４）請求項第３０又は３１項に記載の装置において，ロッドアンテナを管中に 突入させ，該ロッドアンテナは，高周波発振を発生させる装置を外部に担持した ことを特徴とする装置。