JPH1028836A - 放電プラズマを用いたフロン分解処理装置 - Google Patents

放電プラズマを用いたフロン分解処理装置

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JPH1028836A
JPH1028836A JP8204175A JP20417596A JPH1028836A JP H1028836 A JPH1028836 A JP H1028836A JP 8204175 A JP8204175 A JP 8204175A JP 20417596 A JP20417596 A JP 20417596A JP H1028836 A JPH1028836 A JP H1028836A
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JP
Japan
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reactor
discharge plasma
pipe
chlorofluorocarbon
fluorocarbon
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Application number
JP8204175A
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English (en)
Inventor
Manabu Azuma
Taketoshi Suzuki
学 東
武利 鈴木
Original Assignee
Niles Parts Co Ltd
ナイルス部品株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フロンを分解処理するために、高温高圧反応
槽や焼却炉といった大掛りな高温発生手段を必要とせ
ず、放電プラズマの一種である払子コロナによって得ら
れる電子衝突エネルギー熱を用いてフロンを分解処理す
る。 【解決手段】 放電プラズマを発生する反応器1の前段
に注入部2を、後段に分解物質回収部3をそれぞれ設け
る。反応器1は、石英等の誘電材で円筒形状に成形した
パイプ11と、パイプ11の外表面に設けた外部電極1
2と、パイプ11が成す内部空間の中心軸上に設けると
共にその形状を螺旋形状に成形した中心電極13と、中
心電極13をパイプ11の中心軸上に固定する支持体1
4,15と、両電極12,13間に高電圧を与える電極
16とを備える。注入部2から反応器1内にフロン及び
水を注入し、反応器1内でプラズマ処理して得たフロン
の分解生成物を分解物質回収部3に溜める。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】この発明は、成層圏のオゾン
層破壊源であるフロンを分解処理する場合に好適な技術
を提案するものであり、特に放電プラズマを用いてフロ
ンを他の物質に分解処理するフロン分解処理装置に関す
るものである。

【0002】

【従来の技術】フロンは、化学的に安定した物質であ
り、冷蔵庫やクーラの冷媒とか、洗浄剤、噴射剤、発泡
剤等の各種の用途に使用されていた。このフロンは、近
年、成層圏のオゾン層を破壊することが分かり、その使
用が禁止された。その為、該フロンが新たに製造される
ことは無くなったが、過去に製造したものが多量に有
り、該フロンを安全かつ経済的に分解処理する要求が発
生した。そこで、この要求に答えるべく、例えば加熱蒸
気反応法と称する分解処理技術が提案された。この加熱
蒸気反応法は、気体のフロンを液化装置で液化させ、蒸
気ボイラで発生させた水蒸気と混合し、650[℃]に
加熱して加水分解させる方法であり、この方法によって
フロンは、塩化水素(HCl)、フッ化水素(HF)、
二酸化炭素(CO2)といった物質に変化する。その
他、ゴミ処理などのついでにフロンを熱分解する、いわ
ゆる焼却連動法と称する分解処理技術も提案されてい
た。尚、フロンを対象としたものでは無いが、有臭ガス
を分解処理する技術を当該出願人が特開平8−2456
2号公報に係る出願で提案している。

【0003】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た加熱蒸気反応法の場合、加熱蒸気発生槽や高温高圧反
応槽といった大掛かりな設備が必要であり、また焼却連
動法の場合も焼却炉といった大掛かりな設備が必要であ
るのみならず、フロンを分解して発生した酸性物質が焼
却炉を傷めるといった問題が有った。

【0004】この発明は、上記した課題を解決するもの
であり、フロンを高温で分解処理するために、高温高圧
反応槽や焼却炉といった大掛りな高温発生手段を必要と
せず、放電プラズマによって得られる電子衝突エネルギ
ー熱を用いてフロンを分解処理する技術を提供すること
を目的としたものである。

【0005】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、まず請求項1記載の発明は、放電プラズマを発生す
る反応器と、該反応器内に発生する放電プラズマ中にフ
ロン及び水を注入する注入部とを備え、前記放電プラズ
マによってフロンを他の物質に分解処理するようにした
ことを特徴とする放電プラズマを用いたフロン分解処理
装置を提供する。

【0006】また、請求項2記載の発明は、前記反応器
の後段に分解物質回収部を設け、フロンを分解処理して
発生した生成物を該分解物質回収部に溜めるようにした
ことを特徴とする放電プラズマを用いたフロン分解処理
装置を提供する。

【0007】また、請求項3記載の発明は、誘電材を円
筒形状に成形したパイプと、該パイプの外表面に設けた
外部電極と、前記パイプが成す内部空間の中心軸上に設
けると共にその形状を螺旋形状に成形した中心電極と、
該中心電極を前記パイプの中心軸上に固定する支持体
と、前記両電極間に高電圧を与える電源とを前記反応器
が備え、該反応器によって払子コロナを発生するように
したことを特徴とする放電プラズマを用いたフロン分解
処理装置を提供する。

【0008】また、請求項4記載の発明は、前記反応器
を複数設けると共に、各反応器を並列接続及び直列接続
の少なくとも一方の接続状態で組み合わせたことを特徴
とする放電プラズマを用いたフロン分解処理装置を提供
する。

【0009】また、請求項5記載の発明は、前記パイプ
を石英によって形成したことを特徴とする放電プラズマ
を用いたフロン分解処理装置を提供する。

【0010】また、請求項6記載の発明は、前記中心電
極をステンレスによって形成したことを特徴とする放電
プラズマを用いたフロン分解処理装置を提供する。

【0011】また、請求項7記載の発明は、前記注入部
から前記反応器内に注入するフロン及び水の少なくとも
一方が気体状態であることを特徴とする放電プラズマを
用いたフロン分解処理装置を提供する。

【0012】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態を、添付図に
基づき説明する。まず図中の1は、放電プラズマの一種
である払子コロナを発生する反応器である。該反応器1
は、石英等の誘電材を円筒形状に成形したパイプ11
と、該パイプ11の外表面に設けた外部電極12と、前
記パイプ11が成す内部空間の中心軸上に設けると共に
その形状を螺旋形状に成形したステンレス等の導電材か
ら成る中心電極13と、該中心電極13を前記パイプ1
1の中心軸上に固定する絶縁材から成る支持体14,1
5と、前記両電極12,13間に高電圧を与える電源1
6とを備えており、該電源16から両電極12,13間
に10〜15[KV]程度の交流の高電圧が与えられる
と、パイプ11と中心電極13とが対向した空間に払子
コロナCが発生する仕組みに成っている。該反応器1
は、密閉容器4に収納して外気から遮断している。そし
て、前記外部電極12は、沿面放電を防止するためにパ
イプ11の端部から少なくとも50[mm]離して設け
ている。換言すると、外部電極12はパイプ11に比べ
て短い。尚、図1に示すものは、反応器1を1個だけ示
しているが、一度に多量のフロンを分解処理したい場合
は、複数の反応器1を並列接続して構成し、また、分解
処理能力を更に完璧なものにしたい場合は、複数の反応
器1を直列接続して構成するとよい。

【0013】上記反応器1の前段には注入部2を設けて
いる。該注入部2は、上記反応器1内に発生する放電プ
ラズマC中にフロン及び水を注入する部分であり、液状
または気体状のフロンを溜めるフロン用タンク21と、
同様に液状または気体状の水を溜める水用タンク22
と、反応器1に対する注入量を調整するバルブ23,2
4と、前記両タンク21,22を反応器1に接続する接
続管25とを備えている。尚、注入器2から反応器1へ
フロン及び水を注入するには、重力を利用して反応器1
内へ滴下するとか、図示しない加圧手段等を用いて反応
器1内へ強制的に注入するようにする。

【0014】上記反応器1の後段には分解物質回収部3
を設けている。該分解物質回収部3は、フロンを分解処
理して発生した生成物を溜める部分であり、該生成物の
内で主として液状物質や沈殿物質を溜める第1タンク3
1と、主としてガス状物質や該ガス状物質を加圧して得
られた液状物質を溜める第2タンク32と、該第2タン
ク32と第1タンク31との間に設けると共にガス状物
質を加圧して第2タンク32に送り込む第1圧送ポンプ
33と、排気バルブ34と、排気口35とを備えてい
る。そして第1タンク31には、反応器1によって分解
した生成物を2次処理する為に、通称消石灰と呼ばれる
水酸化カルシウム(Ca(OH)2)の溶液36を予じ
め適量注入している。そして、該水酸化カルシウム溶液
36の下部には、該水酸化カルシウム溶液36との化学
反応によって生成され、かつ該水酸化カルシウム溶液3
6よりも比重の重い塩化カルシウム(CaCl2)等の
沈殿物37が溜まるように成っている。尚、第1タンク
31の内部には、複数に枝分かれした噴出口38を設け
ており、該噴出口38と前記密閉容器4とを第2圧送ポ
ンプ41を介して接続しており、これにより、前記反応
器1で発生した生成物を分解物質回収部3に送り込むよ
うにしている。

【0015】次に、上記した装置によってフロンを分解
処理する過程を説明する。まず、注入部2からフロン及
び水を反応器1内に注入すると、フロン及び水は、反応
器1の雰囲気中で高レベルのエネルギーを受け、瞬時に
泡状から霧状に変化し、更に反応が進んで放電プラズマ
化し、その結果、フロン及び水の分子が解離し、あるい
は励起分子となり、最終的には各分子が比較的安定した
物質に再結合する。この過程を化学反応式によって示す
と、CFCl3+2H2O→プラズマ処理→HF+3HC
l+CO2と成る。ここにおいて、CFCl3はフロン
を、2H2Oは水を、HFはフッ化水素を、3HClは
塩化水素を、CO2は二酸化炭素をそれぞれ示してい
る。すなわち、反応器1によってフロン及び水をプラズ
マ処理することにより、フロンが分解し、フッ化水素、
塩化水素、二酸化炭素の各生成物が得られることが分か
る。そして、このフッ化水素、塩化水素、二酸化炭素の
各生成物は、分解物質回収部3に送り込まれて2次処理
を行うと共に、2次処理して得られた2次生成物が分解
物質回収部3に溜められる。

【0016】フッ化水素、塩化水素、二酸化炭素の各生
成物が分解物質回収部3によって2次処理される過程を
化学反応式によって示すと、Ca(OH)2+HF+H
Cl+CO2→CaCl2+HF+CO2+H2+H2Oと
成る。ここにおいて、CaCl2は塩化カルシウムを、
2は水素をそれぞれ示している。こうして得られた2
次生成物の内、塩化カルシウム及び水は主として第1タ
ンク31内に溜められ、残りのフッ化水素、二酸化炭素
及び水素は主として第2タンク32内に溜められること
と成る。

【0017】尚、第1タンク31内に沈殿した塩化カル
シウム等の沈殿物37、及び、第2タンク32内に溜ま
ったガスは、一定量溜まる毎に各タンク31,32から
排出するようにする。

【0018】

【発明の効果】この発明は、放電プラズマを発生する反
応器と、該反応器内に発生する放電プラズマ中にフロン
及び水を注入する注入部とを備え、前記放電プラズマに
よってフロンを他の物質に分解処理するようにしたの
で、フロンを分解処理するために、従来技術のような高
温高圧反応槽や焼却炉といった大掛りな高温発生手段を
必要とせず、放電プラズマによって得られる電子衝突エ
ネルギー熱を用いてフロンを分解処理することができ
る。

【0019】また、前記反応器の後段に分解物質回収部
を設け、フロンを分解処理して発生した生成物を該分解
物質回収部に溜めるようにしたので、生成物を回収して
有効活用することができる。

【0020】更に、誘電材を円筒形状に成形したパイプ
と、該パイプの外表面に設けた外部電極と、前記パイプ
が成す内部空間の中心軸上に設けると共にその形状を螺
旋形状に成形した中心電極と、該中心電極を前記パイプ
の中心軸上に固定する支持体と、前記両電極間に高電圧
を与える電源とを前記反応器が備えたので、フロンを分
解処理する場合に有効な払子コロナを該反応器によって
発生させることができる。

【0021】更にまた、前記反応器を複数設けると共
に、各反応器を並列接続及び直列接続の少なくとも一方
の接続状態で組み合わせることにより、一度に多量のフ
ロンを分解処理したい場合や、分解処理能力を更に完璧
なものにしたい場合に容易に対処することができる。

【0022】そして、前記パイプを石英によって形成す
るとか、前記中心電極をステンレスによって形成するこ
とによって、払子コロナを容易に発生させることができ
るのみならず、反応器内で生成されたフッ化水素等の酸
化物によって反応器が傷むことがない。

【0023】そしてまた、前記注入部から前記反応器内
に注入するフロン及び水の少なくとも一方が気体状態で
あると、反応器内での分解処理反応が早く成るのみなら
ず、反応器内の絶縁性能が向上することが期待される。

【図面の簡単な説明】

【図1】この発明の実施の形態を示す説明図である。

【符号の説明】

1 反応器 2 注入部 3 分解物質回収槽 4 密閉容器

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電プラズマを発生する反応器(1)
    と、該反応器(1)内に発生する放電プラズマ中にフロ
    ン及び水を注入する注入部(2)とを備え、前記放電プ
    ラズマによってフロンを他の物質に分解処理するように
    したことを特徴とする放電プラズマを用いたフロン分解
    処理装置。
  2. 【請求項2】 前記請求項1記載の発明において、 前記反応器(1)の後段に分解物質回収部(3)を設
    け、フロンを分解処理して発生した生成物を該分解物質
    回収部(3)に溜めるようにしたことを特徴とする放電
    プラズマを用いたフロン分解処理装置。
  3. 【請求項3】 前記請求項1又は2記載の発明におい
    て、 誘電材を円筒形状に成形したパイプ(11)と、該パイ
    プ(11)の外表面に設けた外部電極(12)と、前記
    パイプ(11)が成す内部空間の中心軸上に設けると共
    にその形状を螺旋形状に成形した中心電極(13)と、
    該中心電極(13)を前記パイプ(11)の中心軸上に
    固定する支持体(14,15)と、前記両電極(12,
    13)間に高電圧を与える電源(16)とを前記反応器
    (1)が備え、該反応器(1)によって払子コロナを発
    生するようにしたことを特徴とする放電プラズマを用い
    たフロン分解処理装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項1,2又は3記載の発明にお
    いて、 前記反応器(1)を複数設けると共に、各反応器(1)
    を並列接続及び直列接続の少なくとも一方の接続状態で
    組み合わせたことを特徴とする放電プラズマを用いたフ
    ロン分解処理装置。
  5. 【請求項5】 前記請求項1,2,3又は4記載の発明
    において、 前記パイプ(11)を石英によって形成したことを特徴
    とする放電プラズマを用いたフロン分解処理装置。
  6. 【請求項6】 前記請求項1,2,3,4又は5記載の
    発明において、 前記中心電極(13)をステンレスによって形成したこ
    とを特徴とする放電プラズマを用いたフロン分解処理装
    置。
  7. 【請求項7】 前記請求項1,2,3,4,5又は6記
    載の発明において、 前記注入部(2)から前記反応器(1)内に注入するフ
    ロン及び水の少なくとも一方が気体状態であることを特
    徴とする放電プラズマを用いたフロン分解処理装置。
JP8204175A 1996-07-16 1996-07-16 放電プラズマを用いたフロン分解処理装置 Pending JPH1028836A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004063313A3 (en) * 2003-01-13 2004-09-02 Christopher L Aardahl Processes and apparatuses for treating halogen-containing gases
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