JPH08309147A

JPH08309147A - フロンの燃焼分解方法および装置

Info

Publication number: JPH08309147A
Application number: JP7122795A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takahashi; 和雄高橋; Masato Katayama; 昌人片山; Takeo Yoshigae; 武男吉ヶ江
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 1996-11-26
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JP3153733B2

Abstract

(57)【要約】【目的】フロン／メタン容量比を大きくすることを可
能にし、これによってフロンの処理コストを低減させ得
るようにする。【構成】フロンガスＧ１に、水素または気体状の直鎖
系炭化水素からなる助燃剤Ｇ２と、酸素含有ガスＯとを
付与して燃焼処理し、フロンガスＧ１を分解するフロン
ガスＧ１の燃焼分解装置１であって、円筒状の燃焼容器
２と、この燃焼容器２内にフロンガスＧ１、助燃剤Ｇ２
および酸素含有ガスＯを供給するバーナ２１，２２とが
備えられ、上記バーナ２１，２２は、その中心線が円筒
状燃焼容器２の内周壁面の接線方向に延びるように配置
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有害廃棄物であるフロ
ンガスを、水素または炭化水素系燃料を用いて燃焼分解
することにより無害化処理するフロンの燃焼分解方法お
よび装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フロンは極めて安定した化合物であり、
かつ取り扱いや液化が容易である等の理由で、これまで
スプレー剤、発泡剤、冷媒等として各所で多用されてき
たが、近年、フロンガスによるオゾン層の破壊が問題に
なり、地球環境保全の面でその無害化処理が注目される
に到っている。

【０００３】しかしながら、フロンは非常に分解し難い
物質であり、単にフロンに酸素を供給するだけの通常の
燃焼処理では燃焼分解しないが、フロンの分解反応に係
る熱力学定数の値（表１）で判るように、フロンに水素
やメタン等の炭化水素が混入されると分解し易くなるこ
とが知られている。

【０００４】

【表１】

【０００５】この原理を利用したフロンの分解方法とし
て、特開平３−５１６１１号公報によって開示されたも
のが知られている。この方法においては、フロンガス
に、助燃剤である水素または炭化水素系の燃料を混入
し、さらにこれらに酸素を供給してフロンガスを燃焼分
解するようにしている。こうすることによって、フロン
は熱力学的に有利な反応を行い、酸素を供給するだけの
単純な燃焼処理では分解し得なかったフロンが確実に燃
焼し、分解すると説明されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フロンに上
記助燃剤であるメタンガスを混入したとしても、この混
合ガスを、ただ単純に燃焼室内に導入するだけでは確実
にフロンを分解することができないことが知られてい
る。このことは、円筒バーナを用いた試験の結果から明
らかになっている。すなわち、フロンの一種であるフロ
ン−１２とメタンとの容量比が０．２以下のときにはフ
ロン−１２を完全に分解することができるが、上記容量
比が０．２を越えるとフロン−１２の分解率が低下し、
容量比が約０．５になると分解率が約９０％にまで低下
するのである。さらに上記容量比が０．６以上になると
多量の煤が発生し、不完全燃焼を起こすという問題点を
有している。

【０００７】以上、フロン−１２を例に挙げて説明した
が、他の種類のフロンについても容量比の域値に大小は
あるものの基本的には上記と同様の傾向にある。従っ
て、従来はフロンに助燃剤を混入するにしても、上記容
量比を０．２以下にしなければならず、フロンに比べて
助燃剤の量が約４倍と非常に多くなり、処理コストが嵩
むという問題点を有している。

【０００８】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、フロン／メタン容量比を大
きくすることを可能にし、これによってフロンの処理コ
ストを低減させ得るフロンの燃焼分解方法および装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
フロンの燃焼分解方法は、フロン含有ガスに、水素また
は気体状の直鎖系炭化水素からなる助燃剤と、酸素含有
ガスとを混合させて燃焼処理し、フロン含有ガスを分解
するフロンの燃焼分解方法において、上記フロンと、上
記助燃剤と、上記酸素含有ガスとを、円筒状燃焼容器の
内周壁面の接線方向に同時に供給し、燃焼容器内で旋回
流を形成させながらフロンを燃焼分解することを特徴と
するものである。

【００１０】本発明の請求項２記載のフロンの燃焼分解
装置は、フロン含有ガスに、水素または気体状の直鎖系
炭化水素からなる助燃剤と、酸素含有ガスとを混合させ
て燃焼処理し、フロン含有ガスを分解するフロンの燃焼
分解装置であって、円筒状の燃焼容器と、この燃焼容器
内にフロン、助燃剤および酸素含有ガスを供給するバー
ナとが備えられ、上記バーナは、その中心線が円筒状燃
焼容器の内周壁面の接線方向に延びるように配置されて
いることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の請求項３記載のフロンの燃焼分解
装置は、請求項２記載のフロンの燃焼分解装置におい
て、上記燃焼容器は、燃焼負荷率が５×１０⁶〜１８×
１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒになるように容量設定されて
いることを特徴とするものである。

【００１２】本発明の請求項４記載のフロンの燃焼分解
装置は、請求項２または３記載のフロンの燃焼分解装置
において、上記燃焼容器の下流側にフロンの燃焼分解に
よって生成した排ガスを処理する排ガス処理装置が設け
られていることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の請求項５記載のフロンの燃焼分解
装置は、請求項４記載のフロンの燃焼分解装置におい
て、上記排ガス処理装置は、フロンの分解物を吸収して
中和する中和液の滞留可能な吸収水槽と、この吸収水槽
での中和によって得られたフッ素を含む溶解塩を沈殿塩
にする反応槽と、上記沈殿塩を沈殿させる沈殿槽とを有
し、上記吸収水槽は、頂部から上記排ガスを受け入れる
底部が開口したダウンカマー管と、このダウンカマー管
を包囲し、かつ底部が開口しているとともに、上部にオ
ーバーフロー部の設けられたエアーリフト管とを有して
いることを特徴とするものである。

【００１４】本発明の請求項６記載のフロンの燃焼分解
装置は、請求項５記載のフロンの燃焼分解装置におい
て、上記吸収水槽と、上記反応槽との間に吸収水槽から
導出された液を中和する中和槽が設けられていることを
特徴とするものである。

【００１５】本発明の請求項７記載のフロンの燃焼分解
装置は、請求項５または６記載のフロンの燃焼分解装置
において、上記沈殿槽の上澄液を上記吸収水槽に循環供
給する配管が設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１６】本発明の請求項８記載のフロンの燃焼分解
装置は、請求項５乃至７のいずれかに記載のフロンの燃
焼分解装置において、上記エアーリフト管の外周面と、
上記吸収水槽の内周面との間の気相空間に存在する排ガ
スが供給されるガス洗浄塔が設けられていることを特徴
とするものである。

【００１７】本発明の請求項９記載のフロンの燃焼分解
装置は、請求項５乃至７のいずれかに記載のフロンの燃
焼分解装置において、上記エアーリフト管の外周面と、
上記吸収水槽の内周面との間の気相空間に存在する排ガ
スが供給される活性炭吸着槽が設けられていることを特
徴とするものである。

【００１８】

【作用】上記請求項１記載のフロンの燃焼分解方法によ
れば、フロンは、助燃剤および酸素含有ガスと同時に内
周壁面の接線方向に向かうように円筒状燃焼容器内に供
給されるため、燃焼容器内に旋回流が形成される。この
旋回流の形成によって、フロンと、助燃剤および酸素含
有ガスとの混合が確実かつ均一に行われ、この均一混合
によってフロンおよび助燃剤の周りに存在する酸素濃度
の濃淡がなくなり、フロンおよび助燃剤の均一燃焼が促
進され、燃焼温度がフロンの分解温度以上にまで上昇す
ることによってフロンは確実に燃焼分解する。これによ
ってフロンの効率のよい分解が可能になる。

【００１９】上記請求項２記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、円筒状燃焼容器に設けられたバーナは、その
中心線が円筒状燃焼容器の内周壁面の接線方向に延びる
ように配置されているため、このバーナから燃焼容器内
に供給されたフロン、助燃剤および酸素含有ガスは、上
記内周壁面に誘導されて容器内で旋回し、旋回流が形成
される。この旋回流の形成によって、フロンと、助燃剤
および酸素含有ガスとの混合が確実かつ均一に行われ、
これによってフロンおよび助燃剤の燃焼が促進され、燃
焼温度がフロンの分解温度以上にまで上昇することによ
ってフロンは確実に燃焼分解する。これによってフロン
の効率のよい分解が可能になる。

【００２０】上記請求項３記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、助燃剤に対する燃焼負荷率が５×１０⁶〜１
８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒになるように燃焼容器が
容量設定されているため、上記燃焼負荷率が５×１０⁶
ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒ未満のときに生じる炉内温度の低
下や、１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒを越えたときに
生じる炉内滞留時間の減少に起因したフロン分解率の低
下が阻止される。

【００２１】上記請求項４記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、燃焼容器の下流側にフロンの燃焼分解によっ
て生成した排ガスを処理する排ガス処理装置が設けられ
ているため、燃焼分解装置から排出された排ガスは、こ
の排ガス処理装置で処理されることによって無害化され
る。

【００２２】上記請求項５記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、燃焼分解装置から排出された排ガスは、ダウ
ンカマー管に供給され、排ガスの圧力によってダウンカ
マー管内の液位を押し下げ、底部開口から気泡状態で放
出され、ダウンカマー管の外周面とエアーリフト管の内
周面との間の気液接触域を通って上昇する。このように
排ガスが気泡状態で中和液と接触するため、排ガスの中
和液に対する接触面積が増大し、排ガスの中和処理が確
実かつ効率的に行われる。

【００２３】また、上記気泡の発生によって気液接触域
内の液の密度が低下するため、吸収水槽内の中和液がエ
アーリフト管の底部開口から気液接触域内に侵入し、同
域内の気液混合状態の液が上方に押し上げられて上部の
オーバーフロー部から吸収水槽内に戻され、これによっ
て中和液は循環移動する。従って、上記気液接触域内に
は常に吸収水槽内の新たな中和液が供給された状態にな
り、排ガスの中和処理が確実になる。

【００２４】上記請求項６記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、吸収水槽と、沈殿槽との間に吸収水槽から導
出された液を中和する中和槽が設けられているため、吸
収水槽において残留した未中和のフッ化水素がこの中和
槽で中和される。

【００２５】上記請求項７記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、沈殿槽の上澄液を吸収水槽に循環供給する配
管が設けられているため、ｐＨ調製された上澄液がこの
配管を通って中和液として吸収水槽に戻される。

【００２６】上記請求項８記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、エアーリフト管の外周面と、上記吸収水槽の
内周面との間の気相空間に存在する排ガスが供給される
ガス洗浄塔が設けられているため、このガス洗浄塔にお
ける処理によって上記空間内に滞留していた排ガス中の
フッ化水素やダイオキシン類等の有害物が吸収除去され
る。

【００２７】上記請求項９記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、エアーリフト管の外周面と、上記吸収水槽の
内周面との間の気相空間に存在する排ガスが供給される
活性炭吸着槽が設けられているため、この活性炭吸着槽
における処理によって上記空間内に滞留していた排ガス
中のフッ化水素やダイオキシン類等の有害物が吸着除去
される。

【００２８】

【実施例】図１は、本発明に係るフロンガス燃焼分解装
置の第１実施例を示す説明図であり、（イ）は側面断面
視の説明図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線視図である。こ
れらの図に示すように、燃焼分解装置１は、内部が空洞
の燃焼容器２と、この燃焼容器２内に原料ガスＧを供給
する第１バーナ２１と、燃焼容器２内に酸素含有ガスＯ
を供給する第２バーナ２２と、フロンガスＧ１と助燃剤
Ｇ２とを混合して原料ガスＧにするガス混合器３とから
構成されている。

【００２９】上記燃焼容器２は円筒状を呈し、内部に耐
火物で内張りされた燃焼室２３を有している。この燃焼
室２３の底部には排ガス排出孔２４が設けられている。
上記第１バーナ２１および第２バーナ２２は、燃焼容器
２の上部であって、燃焼室２３の周壁面２５の接線方向
に向けて原料ガスＧおよび酸素含有ガスＯを噴射供給す
る位置に取り付けられている。本実施例においては、第
１バーナ２１および第２バーナ２２の噴射孔は、周壁面
２５において互いに対向する位置に設けられているが、
それらの位置関係に限定はなく、周壁面２５の接線方向
に原料ガスＧおよび酸素含有ガスＯを供給できるように
さえなっておればいずれに設けてもよい。

【００３０】上記原料ガスＧおよび酸素含有ガスＯの通
路にはそれぞれ図略のブロアが設けられており、これら
ブロアを駆動することによって原料ガスＧおよび酸素含
有ガスＯが第１バーナ２１および第２バーナ２２を通っ
て燃焼室２３内に供給されるようになっている。また、
燃焼室２３内には図略の火花放電の端子やニクロム線か
らなる着火手段が設けられており、この着火手段への通
電によって原料ガスＧが着火されるようになっている。

【００３１】上記ガス混合器３は、内部が空洞の密閉容
器で形成され、このガス混合器３内にフロンガスＧ１お
よび助燃剤Ｇ２が供給され、これらが滞留している間に
混合されて原料ガスＧになり、底部から燃焼容器２に向
けて導出されるようになっている。

【００３２】上記フロンガスＧ１としては、フロン−１
１、フロン−１２、フロン−１３、フロン−１３Ｂ１、
フロン−１４、フロン−２１、フロン−２２、フロン−
２３、フロン−１１２、フロン−１１３、フロン−１１
４、フロン−１１４Ｂ２、フロン１１５、フロン−１１
６、フロン−１４２ｂ、フロン−１５２ａ等を挙げるこ
とができる。本発明においては、これらのフロンに他の
種類のガスが混入されているものもフロンガスとしての
処理の対象になる。

【００３３】また、上記助燃剤Ｇ２としては、メタンが
好適に使用されるが、メタンの他にもエタン、プロパ
ン、ブタン等の常温で気体の直鎖系炭化水素も使用し得
る。さらに、水素も助燃剤Ｇ２として使用し得る。

【００３４】第１実施例の燃焼分解装置１の上記構成に
よれば、ガス混合器３に導入されたフロンガスＧ１およ
び助燃剤Ｇ２は、ガス混合器３の内部で混合され、原料
ガスＧとなって第１バーナ２１を通って燃焼室２３内に
供給されるとともに、酸素含有ガスＯが第２バーナ２２
を通って燃焼室２３内に供給される。

【００３５】そして、第１バーナ２１および第２バーナ
２２から噴射された原料ガスＧおよび酸素含有ガスＯ
は、バーナの中心線の延びる方向が周壁面２５の接線方
向に向かっていることによって、燃焼室２３の周壁面２
５の接線方向に誘導され、燃焼室２３内を旋回する。こ
の旋回による旋回流の形成によって燃焼室２３内での原
料ガスＧと酸素含有ガスＯとの混合が確実に行われ、こ
れによって助燃剤Ｇ２に均一に酸素含有ガスＯ中の酸素
が供給された状態になり、フロンガスＧ１の燃焼分解が
確実に行われることになる。フロンが燃焼分解して生成
した排ガスＷは排ガス排出孔２４を通って燃焼室２３外
に導出される。

【００３６】本実施例においては、第１バーナ２１から
噴射される原料ガスＧの流速は３０ｍ／ｓｅｃ設定され
ているとともに、第２バーナ２２から噴射される酸素含
有ガスＯの流速は７０ｍ／ｓｅｃに設定されている。ま
た、本実施例においては、フロンガスＧ１としてフロン
−１２が、助燃剤Ｇ２としてメタンガスが供給され、酸
素含有ガスＯとして空気が供給されている。この場合の
反応式は、ＣＣｌ₂Ｆ₂＋ＣＨ₄＋２Ｏ₂→２ＣＯ₂＋ＨＣｌ＋２ＨＦである。この燃焼分解による燃焼室２３内の温度は１１
００℃であった。

【００３７】そして、本発明においては、燃焼室２３内
の燃焼負荷率（燃焼室２３内の単位容積（ｍ³）、単位
時間（ｈｒ）当りの原料ガスＧの発熱量（ｋｃａｌ））
は、５×１０⁶〜１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒにな
るように制御されている。このように制御される理由
は、燃焼負荷率が５×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒ未満で
あると、燃焼室２３内の温度が所定の温度よりも低下
し、フロン分解率が低下するためであり、また燃焼負荷
率が１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒを越えると、フロ
ンガスＧ１の燃焼室２３内での滞留時間が短くなり、フ
ロン分解率が低下するためである。

【００３８】図２は、燃焼負荷率とフロン分解率との関
係を示すグラフである。このグラフは、フロンガスＧ１
としてフロン−１２を用い、助燃剤Ｇ２としてメタンガ
スを用い、フロン／メタン容量比を０．５に設定し、か
つ空気比を１．２に制御した場合のフロン分解率の実測
値を燃焼負荷率との関係でプロットしたものである。上
記条件での原料ガスＧの燃焼によって燃焼室２３内の温
度は１１００℃になった。このグラフによれば、燃焼負
荷率が１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒを越えると、ほ
とんど１００％に近かったフロン分解率が９９．９９％
以下にまで低下しているのが判る。

【００３９】図３は、フロン／メタン比とフロン分解率
との関係を示すグラフである。このグラフは、上記燃焼
負荷率の条件（５×１０⁶〜１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³
・ｈｒ）を満足させ、かつ空気比を１．２に制御した上
で、フロン／メタン比を種々変動させてフロンガスＧ１
に燃焼分解処理を施し、得られた排ガスＷを分析するこ
とによってフロン分解率を算出した結果をプロットした
ものである。なお、グラフ中の点線は比較例であり、単
純な円筒バーナによって燃焼させた場合のものである。

【００４０】図３のグラフで判るように、比較例におい
ては、フロン／メタン比が０．５を越えるとフロン分解
率は急激に低下し、フロン／メタン比を０．６にした場
合はフロン分解率が９９．４％にまで低下しているのに
対して、本発明においては、フロン／メタン比が０．５
を越えても、フロン分解率が減少する変化率は比較例よ
りも小さく、上記比を０．９にした場合でもフロン分解
率は９９．６％に留まっている。これにより、燃焼室２
３内で旋回流を形成させること、および燃焼負荷率を５
×１０⁶〜１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒの範囲内に
設定することが、いかにフロンを燃焼分解する上で有効
であるかが判る。

【００４１】図４は、本発明に係るフロンガス燃焼分解
装置の第２実施例を示す説明図であり、（イ）は側面断
面視の説明図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ線視図である。
この例の場合は、ガス混合器３の下流側に酸素含有ガス
混合器４が設けられており、ガス混合器３からの原料ガ
スＧおよび酸素含有ガスＯが酸素含有ガス混合器４に供
給されるようになっている。そして、この酸素含有ガス
混合器４内において予め原料ガスＧに酸素含有ガスＯが
混入され混合されるようになっている。そして、原料ガ
スＧと酸素含有ガスＯとが混合されて形成された酸素混
入済原料ガスＧ′が第１バーナ２１を通って燃焼室２３
内に供給されるようになっている。従って第２実施例の
場合は、特に第２バーナ２２を設ける必要はない。

【００４２】この第２実施例の構成によれば、燃焼室２
３内に供給される酸素混入済原料ガスＧ′にはすでに酸
素含有ガスＯが均一に分散された状態になっているた
め、上記旋回流とも相俟ってフロンガスＧ１の燃焼室２
３内での燃焼分解が確実に行われる。

【００４３】図５は、燃焼分解装置の下流側に排ガス処
理装置が設けられた状態を示す説明図である。なお、燃
焼分解装置１は図１に示す第１実施例のものが用いられ
ている。この図に示すように、排ガス処理装置５０は、
燃焼容器２の底部に設けられた吸収水槽５と、この吸収
水槽５内から抜き出された廃液を貯留する貯留槽（中和
層）６と、この貯留槽６内の下流側に設けられ、かつ、
廃液中のフッ化ナトリウムをフッ化カルシウムに変える
反応槽７と、この反応槽７で生成した沈殿物を分離する
沈殿槽１０と、ｐＨ調整用のアルカリ原液を貯留するア
ルカリ槽８とから構成されている。

【００４４】上記吸収水槽５は、上部に槽内を閉止する
天井壁５１を有し、この天井壁５１によって槽内は外部
と遮断されている。天井壁５１の中央部には排ガス排出
孔２４に対応した連絡孔５２が穿設され、排ガス排出孔
２４からの排ガスＷはこの連絡孔５２を通って吸収水槽
５内に供給されるようになっている。そして、天井壁５
１の下面部には、連絡孔５２からの排ガスＷを案内する
ダウンカマー管５３が垂下されているとともに、このダ
ウンカマー管５３を包囲するようにエアーリフト管５４
が垂下されている。

【００４５】上記ダウンカマー管５３の底部は吸収水槽
５内に向かって開放され、かつ下部周壁には所定個数の
気泡孔５３ａが穿設されている。また、上記エアーリフ
ト管５４の底部はダウンカマー管５３の底部よりも下位
に位置設定され、吸収水槽５内に向かって開放されてい
る。エアーリフト管５４の上部には吸収水槽５内の液面
よりも上部に液抜き孔（オーバーフロー部）５４ａが設
けられている。そして、ダウンカマー管５３の外周面
と、エアーリフト管５４の内周面との間に環状の気液接
触域５３４が形成されている。また、エアーリフト管５
４の外周面と、吸収水槽５の内周面との間にはアルカリ
水溶液貯留域５５が形成されている。本実施例において
は、アルカリ水溶液として水酸化ナトリウムが用いられ
ている。

【００４６】また、天井壁５１には、排気管５６が設け
られ、この排気管５６を通して吸収水槽５内の液面上部
の空間に滞留している排ガスが導出されるようになって
いる。導出された上記排ガスは、活性炭吸着槽９に導入
され、ガス中のフッ素成分やダイオキシン等の有害物が
吸着除去されるようになっている。なお、吸収水槽５と
活性炭吸着槽９との間に洗浄塔９１を介在させ、上記滞
留排ガスが活性炭吸着槽９に到達するまでの間にこの洗
浄塔９１において槽内のアルカリ水溶液と接触させるよ
うにしてもよい。こうすることによって、滞留排ガス中
の塩化水素やフッ化水素の除去効率が向上する。

【００４７】ダウンカマー管５３およびエアーリフト管
５４を備えた吸収水槽５の上記構成によれば、燃焼分解
装置１から排ガス排出孔２４を通ってダウンカマー管５
３内に排出された排ガスＷは、その圧力によってダウン
カマー管５３内の液位を押し下げ、気泡孔５３ａおよび
底部の開放口から気液接触域５３４内に気泡状態で導出
される。

【００４８】この気泡の導出によって気液接触域５３４
内は気液二相流となり、これによって液の密度が低下す
るため、密度差によってアルカリ水溶液貯留域５５内の
アルカリ水溶液はエアーリフト管５４の底部開口から気
液接触域５３４内に侵入し、その結果気液接触域５３４
内の液位はアルカリ水溶液貯留域５５内の液位よりを上
昇し、気液接触域５３４内のアルカリ水溶液は液抜き孔
５４ａからアルカリ水溶液貯留域５５内に戻され、これ
が繰り返されてアルカリ水溶液は気液接触域５３４とア
ルカリ水溶液貯留域５５との間を循環する。

【００４９】一方、ダウンカマー管５３から導出された
排ガスＷの気泡はアルカリ水溶液と接触し、これによっ
て排ガス中の塩化水素およびフッ化水素が中和され、除
去される。そして、エアーリフト管５４の底部開口から
は常に新たなアルカリ水溶液が補給されるため、上記中
和が効率よく行われる。

【００５０】なお、上記の中和反応の反応式は以下の通
りである。

【００５１】２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋４ＮａＯＨ→２ＮａＣ
ｌ＋２ＮａＦ＋４Ｈ₂Ｏ上記貯留槽６は、上記反応の進行によって吸収水槽５内
のアルカリ水溶液のアルカリ度が所定のレベルにまで低
下したときに、それを抜き出して貯留するためのもので
ある。この貯留槽６には適宜アルカリ槽８からｐＨ調整
用のアルカリ原液が供給され、ｐＨ制御によって残留し
ているフッ化水素等が中和処理されるようになってい
る。また、貯留槽６内の廃液は適宜反応槽７に供給され
るようになっている。

【００５２】上記反応槽７は、貯留槽６から送り込まれ
た廃液からフッ化ナトリウムを取り除くためのものであ
る。この反応槽７においては、撹拌翼７１を駆動させて
廃液を撹拌しながら、塩化カルシウムまたは水酸化カル
シウム等のフッ化ナトリウムと反応する塩類Ｂ１、およ
び凝集剤Ｂ２が添加され、以下の反応によってフッ化カ
ルシウムを生成させるようにしている。

【００５３】２ＮａＦ＋ＣａＣｌ₂→２ＮａＣｌ＋Ｃａ
Ｆ₂ ２ＮａＦ＋Ｃａ（ＯＨ）₂＋２ＨＣｌ→ＣａＦ₂＋ＮａＣ
ｌ＋２Ｈ₂Ｏ上記フッ化カルシウムを含む液は下流側の沈殿槽１０に
送りこまれ、ここでの静置でフッ化カルシウムは沈殿す
るため、適宜抜き出すようにしている。また、沈殿槽１
０の上澄液は、ポンプ７２の駆動によって吸収水槽５内
に戻され、循環使用することも可能になっている。この
上澄液にアルカリ槽８からのアルカリ原液や水Ｍが添加
され、ｐＨが調節されるようになっている。

【００５４】このような排ガス処理装置５０を設けるこ
とにより、燃焼分解装置１におけるフロンガスＧ１の燃
焼分解と同時に排ガスや廃液の処理を行うことが可能に
なり好都合である。例えば、排気管５６を通して導出さ
れる排ガス中のＨＣＬおよびＨＦの濃度はそれぞれ略１
００ｍｇ／Ｎｍ³および５ｍｇ／Ｎｍ³以下になり、排ガ
スＷ中の有害成分がほとんど除去されたことを示してい
る。また、活性炭吸着槽９から導出されるガス中のダイ
オキシン類の濃度は０．１ｍｇ／Ｎｍ³であり、ほとん
どのダイオキシン類が吸着除去されている。

【００５５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のフロンの燃焼分
解方法によれば、フロンは、助燃剤および酸素含有ガス
と同時に内周壁面の接線方向に向かうように円筒状燃焼
容器内に供給されるため、燃焼容器内に旋回流が形成さ
れ、これによってフロンと助燃剤および酸素含有ガスと
の混合が均一に行われる。この均一混合によってフロン
および助燃剤の燃焼が促進され、燃焼温度がフロンの分
解温度以上にまで上昇することによってフロンは確実に
燃焼分解するため、フロン／助燃剤比を大きくすること
が可能であり、低コストでフロンを無害化処理する上で
好都合である。

【００５６】本発明の請求項２記載のフロンの燃焼分解
装置によれば、円筒状燃焼容器に設けられたバーナは、
その中心線が円筒状燃焼容器の内周壁面の接線方向に延
びるように配置されているため、このバーナから燃焼容
器内に供給されたフロン、助燃剤および酸素含有ガス
は、上記内周壁面に誘導されて容器内で旋回し、旋回流
が形成される。この旋回流の形成によって、フロンと、
助燃剤および酸素含有ガスとの混合が均一に行われ、こ
れによってフロンおよび助燃剤の燃焼が促進され、燃焼
温度がフロンの分解温度以上にまで上昇するため、フロ
ンは確実に燃焼分解し、その結果フロン／助燃剤比を大
きくすることが可能であり、低コストでフロンを無害化
処理する上で好都合である。

【００５７】本発明の請求項３記載のフロンの燃焼分解
装置によれば、助燃剤に対する燃焼負荷率が５×１０⁶
〜１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒになるように燃焼容
器が容量設定されているため、上記燃焼負荷率が５×１
０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒ未満のときに生じる炉内温度の
低下や、１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒを越えたとき
に生じる炉内滞留時間の減少に起因したフロン分解率の
低下が阻止され、フロンの燃焼分解を確実に行う上で好
都合である。

【００５８】上記請求項４記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、燃焼容器の下流側にフロンの燃焼分解によっ
て生成した排ガスを処理する排ガス処理装置が設けられ
ているため、燃焼分解装置から排ガスをこの排ガス処理
装置で処理することによって無害化され、フロンを燃焼
分解した後に二次的に生成される有害物質による環境汚
染を確実に防止する上で有効である。

【００５９】上記請求項５記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、燃焼分解装置から排出された排ガスは、ダウ
ンカマー管に供給され、排ガス圧力によってダウンカマ
ー管内の液位を押し下げ、底部開口から気泡状態で放出
され、ダウンカマー管の外周面とエアーリフト管の内周
面との間の気液接触域を通って上昇する。このように排
ガスが気泡状態で中和液と接触するため、排ガスの中和
液に対する接触面積が増大し、排ガスの中和処理が確実
かつ効率的に行われる。

【００６０】また、上記気泡の発生によって気液接触域
内の液の密度が低下するため、吸収水槽内の中和液がエ
アーリフト管の底部開口から気液接触域内に侵入し、同
域内の気液混合状態の液が上方に押し上げられて上部の
オーバーフロー部から吸収水槽内に戻され、これによっ
て中和液は循環移動する。従って、上記気液接触域内に
は常に吸収水槽内の新たな中和液が供給された状態にな
り、排ガスの中和処理を確実に行う上で好都合である。

【００６１】本発明の請求項６記載のフロンの燃焼分解
装置によれば、吸収水槽と、沈殿槽との間に吸収水槽か
ら導出された液を中和する中和槽が設けられているた
め、吸収水槽において残留した未中和のフッ化水素がこ
の中和槽で中和され、中和処理を確実に行う上で有効で
ある。

【００６２】本発明の請求項７記載のフロンの燃焼分解
装置によれば、沈殿槽の上澄液を吸収水槽に循環供給す
る配管が設けられているため、ｐＨ調製された上澄液が
この配管を通って中和液として吸収水槽に戻され、中和
液を有効活用する上で好都合である。

【００６３】本発明の請求項８記載のフロンの燃焼分解
装置によれば、エアーリフト管の外周面と、上記吸収水
槽の内周面との間の気相空間に存在する排ガスが供給さ
れるガス洗浄塔が設けられているため、このガス洗浄塔
における処理によって上記空間内に滞留していた排ガス
中のフッ化水素やダイオキシン類等の有害物が吸収除去
され、有害物の外気への放出を確実に阻止する上で有効
である。

【００６４】本発明の請求項９記載のフロンの燃焼分解
装置によれば、エアーリフト管の外周面と、上記吸収水
槽の内周面との間の気相空間に存在する排ガスが供給さ
れる活性炭吸着槽が設けられているため、この活性炭吸
着槽における処理によって上記空間内に滞留していた排
ガス中のフッ化水素やダイオキシン類等の有害物が吸着
除去され、有害物の外気への放出を確実に阻止する上で
有効である。

【００６５】上記請求項７記載のフロンの燃焼分解装置
によれば、エアーリフト管の外周面と、上記吸収水槽の
内周面との間の気相空間に存在する排ガスが供給される
ガス洗浄塔が設けられているため、この活性炭吸着槽に
おける処理によって上記空間内に滞留していた排ガス中
のフッ化水素やダイオキシン類等の有害物が吸着除去さ
れ、有害物の外気への放出を確実に阻止する上で有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフロンガス燃焼分解装置の第１実
施例を示す説明図であり、（イ）は側面断面視の説明
図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線視図である。

【図２】燃焼負荷率とフロン分解率との関係を示すグラ
フである。

【図３】フロン／メタン比とフロン分解率との関係を示
すグラフである。

【図４】本発明に係るフロンガス燃焼分解装置の第２実
施例を示す説明図であり、（イ）は側面断面視の説明
図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ線視図である。

【図５】燃焼分解装置の下流側に設けられた排ガス処理
装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１燃焼分解装置２燃焼容器２１第１バーナ２２第２バーナ２３燃焼室２４排ガス排出孔２５周壁面３ガス混合器４酸素含有ガス混合器５吸収水槽５１天井壁５２連絡孔５３ダウンカマー管５３ａ気泡孔５４エアーリフト管５３４気液接触域５４ａ液抜き孔（オーバーフロー部）５５アルカリ水溶液貯留域５６排気管６貯留槽７反応槽７１撹拌翼８アルカリ槽９活性炭吸着槽１０沈殿槽Ｇ原料ガスＧ′ 酸素混入済原料ガスＧ１フロンガスＧ２助燃剤Ｍ水Ｂ１塩化カルシウムまたは水酸化カルシウム等の塩類Ｂ２凝集剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フロン含有ガスに、水素または気体状の
直鎖系炭化水素からなる助燃剤と、酸素含有ガスとを混
合させて燃焼処理し、フロン含有ガスを分解するフロン
の燃焼分解方法において、上記フロンと、上記助燃剤
と、上記酸素含有ガスとを、円筒状燃焼容器の内周壁面
の接線方向に同時に供給し、燃焼容器内で旋回流を形成
させながらフロンを燃焼分解することを特徴とするフロ
ンの燃焼分解方法。
【請求項２】フロン含有ガスに、水素または気体状の
直鎖系炭化水素からなる助燃剤と、酸素含有ガスとを混
合させて燃焼処理し、フロン含有ガスを分解するフロン
の燃焼分解装置であって、円筒状の燃焼容器と、この燃
焼容器内にフロン、助燃剤および酸素含有ガスを供給す
るバーナとが備えられ、上記バーナは、その中心線が円
筒状燃焼容器の内周壁面の接線方向に延びるように配置
されていることを特徴とするフロンの燃焼分解装置。
【請求項３】上記燃焼容器は、燃焼負荷率が５×１０
⁶〜１８×１０⁶ｋｃａｌ／ｍ³・ｈｒになるように容量
設定されていることを特徴とする請求項２記載のフロン
の燃焼分解装置。
【請求項４】上記燃焼容器の下流側にフロンの燃焼分
解によって生成した排ガスを処理する排ガス処理装置が
設けられていることを特徴とする請求項２または３記載
のフロンの燃焼分解装置。
【請求項５】上記排ガス処理装置は、フロンの分解物
を吸収して中和する中和液の滞留可能な吸収水槽と、こ
の吸収水槽での中和によって得られたフッ素を含む溶解
塩を沈殿塩にする反応槽と、上記沈殿塩を沈殿させる沈
殿槽とを有し、上記吸収水槽は、頂部から上記排ガスを
受け入れる底部が開口したダウンカマー管と、このダウ
ンカマー管を包囲し、かつ底部が開口しているととも
に、上部にオーバーフロー部の設けられたエアーリフト
管とを有していることを特徴とする請求項４記載のフロ
ンの燃焼分解装置。
【請求項６】上記吸収水槽と、上記反応槽との間に吸
収水槽から導出された液を中和する中和槽が設けられて
いることを特徴とする請求項５記載のフロンの燃焼分解
装置。
【請求項７】上記沈殿槽の上澄液を上記吸収水槽に循
環供給する配管が設けられていることを特徴とする請求
項５または６記載のフロンの燃焼分解装置。
【請求項８】上記エアーリフト管の外周面と、上記吸
収水槽の内周面との間の気相空間に存在する排ガスが供
給されるガス洗浄塔が設けられていることを特徴とする
請求項５乃至７のいずれかに記載のフロンの燃焼分解装
置。
【請求項９】上記エアーリフト管の外周面と、上記吸
収水槽の内周面との間の気相空間に存在する排ガスが供
給される活性炭吸着槽が設けられていることを特徴とす
る請求項５乃至７のいずれかに記載のフロンの燃焼分解
装置。