JPH10314765A - 超臨界水反応装置 - Google Patents
超臨界水反応装置Info
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- JPH10314765A JPH10314765A JP9130649A JP13064997A JPH10314765A JP H10314765 A JPH10314765 A JP H10314765A JP 9130649 A JP9130649 A JP 9130649A JP 13064997 A JP13064997 A JP 13064997A JP H10314765 A JPH10314765 A JP H10314765A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 亜臨界水領域を安定して維持できるモダープ
ロセス方式の超臨界水反応装置を提供することである。 【解決手段】 本超臨界水反応装置５０は、超臨界水領
域１４を上部に、超臨界水領域に連続して、亜臨界水領
域１８を下部に有する反応容器１２を備え、有機物を含
む流体を超臨界水領域に導入して、超臨界水内で流体中
の有機物を分解し処理流体として流出させる。本装置
は、亜臨界水の流量制御装置５２と界面制御装置５４と
を有する。流量制御装置は、亜臨界水ライン３２に流量
計５６と流量調節弁５８を有し、流量計の測定流量に基
づいて流量調節弁を調整し、所定流量で亜臨界水を亜臨
界水領域に導入する。界面制御装置は、亜臨界水領域と
超臨界水領域との界面を検出する界面計６０と、亜臨界
排水ライン３４に設けられた流量調節弁６２とを有し、
界面計で検出した界面位置に基づいて流量調節弁を調整
して亜臨界排水の流出量を調節し、それにより界面を所
定位置に維持する。
ロセス方式の超臨界水反応装置を提供することである。 【解決手段】 本超臨界水反応装置５０は、超臨界水領
域１４を上部に、超臨界水領域に連続して、亜臨界水領
域１８を下部に有する反応容器１２を備え、有機物を含
む流体を超臨界水領域に導入して、超臨界水内で流体中
の有機物を分解し処理流体として流出させる。本装置
は、亜臨界水の流量制御装置５２と界面制御装置５４と
を有する。流量制御装置は、亜臨界水ライン３２に流量
計５６と流量調節弁５８を有し、流量計の測定流量に基
づいて流量調節弁を調整し、所定流量で亜臨界水を亜臨
界水領域に導入する。界面制御装置は、亜臨界水領域と
超臨界水領域との界面を検出する界面計６０と、亜臨界
排水ライン３４に設けられた流量調節弁６２とを有し、
界面計で検出した界面位置に基づいて流量調節弁を調整
して亜臨界排水の流出量を調節し、それにより界面を所
定位置に維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機物を含む流体
を超臨界水領域に導入して、超臨界水内で流体中の有機
物を分解するようにした超臨界水反応装置に関し、更に
詳細には亜臨界水領域の維持が容易な超臨界水反応装置
に関するものである。
を超臨界水領域に導入して、超臨界水内で流体中の有機
物を分解するようにした超臨界水反応装置に関し、更に
詳細には亜臨界水領域の維持が容易な超臨界水反応装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超臨界水反応装置とは、超臨界水の高い
反応性を利用して有機物を分解する装置であって、例え
ば、難分解性の有害な有機物を分解して無害な二酸化炭
素と水に転化したり、難分解性の高分子化合物を分解し
て有用な低分子化合物に転化したりするために、現在、
その実用化が盛んに研究されている。超臨界水とは、超
臨界状態にある水、即ち、水の臨界点を越えた状態にあ
る水を言い、詳しくは、臨界温度、即ち３７４．１℃以
上の温度で、かつ水の臨界圧力、即ち２２．０４ＭＰａ
以上の圧力下にある状態の水を言う。超臨界水は、有機
物を溶解する溶解能が高く、有機化合物に多い非極性物
質をも完全に溶解することができ、また、超臨界水は、
酸素や窒素などの気体と任意の割合で混合して単一相を
構成することができる。
反応性を利用して有機物を分解する装置であって、例え
ば、難分解性の有害な有機物を分解して無害な二酸化炭
素と水に転化したり、難分解性の高分子化合物を分解し
て有用な低分子化合物に転化したりするために、現在、
その実用化が盛んに研究されている。超臨界水とは、超
臨界状態にある水、即ち、水の臨界点を越えた状態にあ
る水を言い、詳しくは、臨界温度、即ち３７４．１℃以
上の温度で、かつ水の臨界圧力、即ち２２．０４ＭＰａ
以上の圧力下にある状態の水を言う。超臨界水は、有機
物を溶解する溶解能が高く、有機化合物に多い非極性物
質をも完全に溶解することができ、また、超臨界水は、
酸素や窒素などの気体と任意の割合で混合して単一相を
構成することができる。
【０００３】環境問題に対する認識の高まりと共に、超
臨界水反応装置の適用分野の一つとして、環境汚染物質
の分解、無害化が、注目されている。すなわち、超臨界
水のこのような性質を利用した超臨界水反応により、従
来技術では分解することが難しかった有害な難分解性の
有機物、例えば、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、ダイ
オキシン、有機塩素系溶剤等を分解して、二酸化炭素、
水、無機塩などの無害な生成物に転化する試みである。
臨界水反応装置の適用分野の一つとして、環境汚染物質
の分解、無害化が、注目されている。すなわち、超臨界
水のこのような性質を利用した超臨界水反応により、従
来技術では分解することが難しかった有害な難分解性の
有機物、例えば、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、ダイ
オキシン、有機塩素系溶剤等を分解して、二酸化炭素、
水、無機塩などの無害な生成物に転化する試みである。
【０００４】ここで、超臨界水反応とは、超臨界水内の
反応又は超臨界水を媒体とした反応を意味し、例えば塩
素や硫黄などの塩生成物質を含む難分解性有機物を超臨
界水内で酸化剤、例えば空気により酸化分解する酸化反
応、或いは超臨界水内で高分子有機物を低分子化する分
解反応等が例として挙げられる。これらの超臨界水反応
では、超臨界水が反応物、例えば有機物と酸素とを溶解
する溶媒としてのみ、すなわち反応場としてのみ機能す
る場合もあり、また超臨界水が反応物と反応する場合も
あり、超臨界水が反応に寄与する態様は、複雑でかつ様
々である。
反応又は超臨界水を媒体とした反応を意味し、例えば塩
素や硫黄などの塩生成物質を含む難分解性有機物を超臨
界水内で酸化剤、例えば空気により酸化分解する酸化反
応、或いは超臨界水内で高分子有機物を低分子化する分
解反応等が例として挙げられる。これらの超臨界水反応
では、超臨界水が反応物、例えば有機物と酸素とを溶解
する溶媒としてのみ、すなわち反応場としてのみ機能す
る場合もあり、また超臨界水が反応物と反応する場合も
あり、超臨界水が反応に寄与する態様は、複雑でかつ様
々である。
【０００５】超臨界水反応方法は、基本的には、図４に
示すようなフローによって実施される。反応対象物、例
えば有機物を含む流体Ａ、酸素、空気等の酸化剤流体Ｂ
及び超臨界水Ｃの各流体を、図４に示すように予め混合
した混合流体として、或いはそれぞれ別の流体として、
超臨界水反応を行う反応器、例えば管状の反応器Ｄに供
給し、水の超臨界条件下で対象物を酸化、分解する。流
体Ａは、超臨界水反応の後、処理流体Ｅとなって反応器
Ｄから流出する。処理流体Ｅは、水と、主として炭酸ガ
スからなる気体を含む混合流体であって、処理流体Ｅ
は、冷却された後、減圧手段Ｆを介して気液分離され、
気体は大気へ放出され、残部は外部に送液される。
示すようなフローによって実施される。反応対象物、例
えば有機物を含む流体Ａ、酸素、空気等の酸化剤流体Ｂ
及び超臨界水Ｃの各流体を、図４に示すように予め混合
した混合流体として、或いはそれぞれ別の流体として、
超臨界水反応を行う反応器、例えば管状の反応器Ｄに供
給し、水の超臨界条件下で対象物を酸化、分解する。流
体Ａは、超臨界水反応の後、処理流体Ｅとなって反応器
Ｄから流出する。処理流体Ｅは、水と、主として炭酸ガ
スからなる気体を含む混合流体であって、処理流体Ｅ
は、冷却された後、減圧手段Ｆを介して気液分離され、
気体は大気へ放出され、残部は外部に送液される。
【０００６】ところで、超臨界水反応では、有機物に含
まれている塩素系、硫黄系化合物等の酸化により、或い
は有機物の分解に伴って、塩酸、硫酸等の無機酸が生
じ、反応器が腐食するという問題があった。そのため、
アルカリ等の中和剤を被処理液に添加して無機酸を中和
することが試みられている。しかし、中和反応により生
じたＮａＣｌ、Ｎａ2ＳＯ4などの無機塩が析出し、処理
液と共に外部に流出するという問題があった。そこで、
管状の反応器に代えて、縦型の反応容器を使用し、上部
に超臨界水領域を、下部に亜臨界領域をそれぞれ形成
し、超臨界水領域で超臨界水反応を行わせると同時に、
生じた無機塩、金属等の無機物を下部の亜臨界領域に移
行、再溶解させ、亜臨界水と共に排出する、いわゆるモ
ダープロセス方式が提案されている。
まれている塩素系、硫黄系化合物等の酸化により、或い
は有機物の分解に伴って、塩酸、硫酸等の無機酸が生
じ、反応器が腐食するという問題があった。そのため、
アルカリ等の中和剤を被処理液に添加して無機酸を中和
することが試みられている。しかし、中和反応により生
じたＮａＣｌ、Ｎａ2ＳＯ4などの無機塩が析出し、処理
液と共に外部に流出するという問題があった。そこで、
管状の反応器に代えて、縦型の反応容器を使用し、上部
に超臨界水領域を、下部に亜臨界領域をそれぞれ形成
し、超臨界水領域で超臨界水反応を行わせると同時に、
生じた無機塩、金属等の無機物を下部の亜臨界領域に移
行、再溶解させ、亜臨界水と共に排出する、いわゆるモ
ダープロセス方式が提案されている。
【０００７】ここで、図５を参照して、従来のモダープ
ロセス方式の超臨界水反応装置の基本的な構成を説明す
る。図５に示す超臨界水反応装置１０は、有機物の分解
中に塩が析出するタイプの超臨界水反応に適用する装置
であって、超臨界水反応を行わせる反応器として耐圧密
閉型の縦型反応容器１２を備え、超臨界水中に固形物と
して析出する塩を反応容器下部の亜臨界水領域に沈降、
再溶解させ、亜臨界排水と共に排出している。図５に示
すように、反応容器１２の上部には、水の臨界点以上の
条件、即ち超臨界条件が維持されている超臨界水領域１
４が存在し、超臨界水領域１４との界面１６を介して反
応容器１２の下部には、水の臨界温度より低い温度に維
持されている亜臨界水領域１８が存在している。超臨界
水領域１４には超臨界水が、亜臨界水領域１８には亜臨
界水が、それぞれ界面１６を介して滞留している。
ロセス方式の超臨界水反応装置の基本的な構成を説明す
る。図５に示す超臨界水反応装置１０は、有機物の分解
中に塩が析出するタイプの超臨界水反応に適用する装置
であって、超臨界水反応を行わせる反応器として耐圧密
閉型の縦型反応容器１２を備え、超臨界水中に固形物と
して析出する塩を反応容器下部の亜臨界水領域に沈降、
再溶解させ、亜臨界排水と共に排出している。図５に示
すように、反応容器１２の上部には、水の臨界点以上の
条件、即ち超臨界条件が維持されている超臨界水領域１
４が存在し、超臨界水領域１４との界面１６を介して反
応容器１２の下部には、水の臨界温度より低い温度に維
持されている亜臨界水領域１８が存在している。超臨界
水領域１４には超臨界水が、亜臨界水領域１８には亜臨
界水が、それぞれ界面１６を介して滞留している。
【０００８】反応容器１２の上部には、流入管２０が接
続され、超臨界水反応を行う流体が超臨界水領域１４に
流入する。流入管２０には、超臨界水反応により処理す
る有機物を有する被処理水を送入する被処理水ライン２
２、有機物を酸化させる酸化剤として空気を送入する空
気ライン２４、及び、超臨界水領域に超臨界水を供給す
る超臨界水ライン２６が合流している。更に、本例で
は、被処理水に含有された有機物が塩素系化合物を有
し、超臨界水反応の結果、塩素系化合物が塩酸となって
反応容器を腐食する。そこで、中和剤ライン２８が被処
理水ライン２２に接続され、被処理水にアルカリ中和剤
を添加し、生成する塩酸を中和するようになっている。
反応容器１２の上部には、更に、処理流体ライン３０が
接続され、被処理水中の有機物が、超臨界水反応によ
り、主として水と二酸化炭素になって処理流体と共に超
臨界水領域１４から処理流体ライン３０を通って流出す
る。
続され、超臨界水反応を行う流体が超臨界水領域１４に
流入する。流入管２０には、超臨界水反応により処理す
る有機物を有する被処理水を送入する被処理水ライン２
２、有機物を酸化させる酸化剤として空気を送入する空
気ライン２４、及び、超臨界水領域に超臨界水を供給す
る超臨界水ライン２６が合流している。更に、本例で
は、被処理水に含有された有機物が塩素系化合物を有
し、超臨界水反応の結果、塩素系化合物が塩酸となって
反応容器を腐食する。そこで、中和剤ライン２８が被処
理水ライン２２に接続され、被処理水にアルカリ中和剤
を添加し、生成する塩酸を中和するようになっている。
反応容器１２の上部には、更に、処理流体ライン３０が
接続され、被処理水中の有機物が、超臨界水反応によ
り、主として水と二酸化炭素になって処理流体と共に超
臨界水領域１４から処理流体ライン３０を通って流出す
る。
【０００９】一方、反応容器１２の下部には、亜臨界水
ライン３２及び亜臨界排水ライン３４が接続され、亜臨
界水ライン３２は亜臨界水領域１８に亜臨界水を供給
し、また亜臨界排水ライン３４は超臨界水反応及び中和
反応により生成した塩を溶解ないし懸濁している亜臨界
水を亜臨界水領域１８から排水として排出する。亜臨界
水ライン３２には亜臨界水ポンプ３６と流量指示計３８
とが設けられている。また、亜臨界排水ライン３４には
熱交換器４０、減圧弁４２及び気液分離槽４４が設けて
ある。超臨界水反応装置１０の運転では、減圧弁４２に
より亜臨界排水を定量的に抜き出し、抜き出した亜臨界
排水に見合う亜臨界水を亜臨界水ライン３２を経由して
補給していた。更には、図５に示すように、処理流体ラ
イン３０に熱交換器４６が設けてあって、処理流体は、
熱交換器４６により熱を回収されつつ所定温度に降温さ
れて外部に送出される。図示しないが、必要に応じて、
被処理水ライン２２及び超臨界水ライン２６には、供給
する被処理水及び超臨界水を所定の温度に昇温し、所定
の圧力に昇圧する加熱装置及び昇圧ポンプがそれぞれ設
けてある。
ライン３２及び亜臨界排水ライン３４が接続され、亜臨
界水ライン３２は亜臨界水領域１８に亜臨界水を供給
し、また亜臨界排水ライン３４は超臨界水反応及び中和
反応により生成した塩を溶解ないし懸濁している亜臨界
水を亜臨界水領域１８から排水として排出する。亜臨界
水ライン３２には亜臨界水ポンプ３６と流量指示計３８
とが設けられている。また、亜臨界排水ライン３４には
熱交換器４０、減圧弁４２及び気液分離槽４４が設けて
ある。超臨界水反応装置１０の運転では、減圧弁４２に
より亜臨界排水を定量的に抜き出し、抜き出した亜臨界
排水に見合う亜臨界水を亜臨界水ライン３２を経由して
補給していた。更には、図５に示すように、処理流体ラ
イン３０に熱交換器４６が設けてあって、処理流体は、
熱交換器４６により熱を回収されつつ所定温度に降温さ
れて外部に送出される。図示しないが、必要に応じて、
被処理水ライン２２及び超臨界水ライン２６には、供給
する被処理水及び超臨界水を所定の温度に昇温し、所定
の圧力に昇圧する加熱装置及び昇圧ポンプがそれぞれ設
けてある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のモダープロセス方式の超臨界水反応装置では、亜臨界
水領域を所定領域に維持することが難しく、亜臨界水領
域が縮小して消滅しそうになったり、逆に亜臨界水領域
が拡大して超臨界水領域を縮小させたりすることがしば
しばあった。亜臨界水領域が縮小すると、亜臨界水中の
無機物の濃度が上昇するために、処理水に無機物が同伴
されるようになり、また、亜臨界水領域の拡大により超
臨界水領域が縮小すると、所望の超臨界水反応を維持す
ることが難しくなる。つまり、安定した所望の超臨界水
反応を進行させるには、亜臨界水領域を安定して維持す
ることが必要であるが、従来の超臨界水反応装置では、
亜臨界水領域を安定して維持することが難しかった。
のモダープロセス方式の超臨界水反応装置では、亜臨界
水領域を所定領域に維持することが難しく、亜臨界水領
域が縮小して消滅しそうになったり、逆に亜臨界水領域
が拡大して超臨界水領域を縮小させたりすることがしば
しばあった。亜臨界水領域が縮小すると、亜臨界水中の
無機物の濃度が上昇するために、処理水に無機物が同伴
されるようになり、また、亜臨界水領域の拡大により超
臨界水領域が縮小すると、所望の超臨界水反応を維持す
ることが難しくなる。つまり、安定した所望の超臨界水
反応を進行させるには、亜臨界水領域を安定して維持す
ることが必要であるが、従来の超臨界水反応装置では、
亜臨界水領域を安定して維持することが難しかった。
【００１１】そこで、本発明の目的は、亜臨界水領域を
安定して維持できるモダープロセス方式の超臨界水反応
装置を提供することである。
安定して維持できるモダープロセス方式の超臨界水反応
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】超臨界水反応を研究して
いる過程で、本発明者は、モダープロセス方式の超臨界
水反応装置では、超臨界水領域からの熱伝達等により亜
臨界水の温度が上昇して、亜臨界水が超臨界水に移行す
る、いわゆる亜臨界水の蒸発現象が生じていることを見
い出した。つまり、従来の運転では、亜臨界排水を定量
的に抜き出し、抜き出した亜臨界排水の流量に見合う流
量で亜臨界水を補給すれば、亜臨界水領域と超臨界水領
域との界面を一定の位置に維持できるとしていて、亜臨
界水の補給の際、蒸発現象を殆ど考慮していなかったこ
とに気が付いた。つまり、従来の超臨界水反応装置の運
転では、亜臨界水の蒸発現象により亜臨界水領域が徐々
に縮小して、亜臨界水領域と超臨界水領域との界面が低
下すると、亜臨界水領域の縮小に気が付いて大量に亜臨
界水を補給する。補給すると、逆に、界面が急激に上昇
するといったことの繰り返しを行っていたことに気が付
いた。そして、亜臨界水領域を安定して維持するには、
亜臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出し、それに
より亜臨界水の供給又は亜臨界排水の排出を制御するこ
とを着想し、本発明を完成するに到った。
いる過程で、本発明者は、モダープロセス方式の超臨界
水反応装置では、超臨界水領域からの熱伝達等により亜
臨界水の温度が上昇して、亜臨界水が超臨界水に移行す
る、いわゆる亜臨界水の蒸発現象が生じていることを見
い出した。つまり、従来の運転では、亜臨界排水を定量
的に抜き出し、抜き出した亜臨界排水の流量に見合う流
量で亜臨界水を補給すれば、亜臨界水領域と超臨界水領
域との界面を一定の位置に維持できるとしていて、亜臨
界水の補給の際、蒸発現象を殆ど考慮していなかったこ
とに気が付いた。つまり、従来の超臨界水反応装置の運
転では、亜臨界水の蒸発現象により亜臨界水領域が徐々
に縮小して、亜臨界水領域と超臨界水領域との界面が低
下すると、亜臨界水領域の縮小に気が付いて大量に亜臨
界水を補給する。補給すると、逆に、界面が急激に上昇
するといったことの繰り返しを行っていたことに気が付
いた。そして、亜臨界水領域を安定して維持するには、
亜臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出し、それに
より亜臨界水の供給又は亜臨界排水の排出を制御するこ
とを着想し、本発明を完成するに到った。
【００１３】上記目的を達成するために、本発明に係る
超臨界水反応装置（以下、第１発明と言う）は、超臨界
水が滞留する超臨界水領域を上部に、超臨界水領域に連
続して、臨界温度以下の温度で亜臨界水が滞留する亜臨
界水領域を下部に有する反応容器を備え、有機物を含む
流体を超臨界水領域に導入して、超臨界水内で流体中の
有機物を分解し処理流体として流出させる超臨界水反応
装置において、所定流量の亜臨界水を亜臨界水領域に導
入する亜臨界水定量導入装置と、亜臨界水領域と超臨界
水領域との界面を検出する界面計と、亜臨界水領域から
亜臨界排水を流出させる亜臨界排水ラインに設けられた
流量調節弁とを有し、界面計で検出した界面位置に基づ
いて流量調節弁を調整して亜臨界排水の流出量を調節
し、それにより界面を所定位置に維持する界面制御装置
とを備えることを特徴としている。
超臨界水反応装置（以下、第１発明と言う）は、超臨界
水が滞留する超臨界水領域を上部に、超臨界水領域に連
続して、臨界温度以下の温度で亜臨界水が滞留する亜臨
界水領域を下部に有する反応容器を備え、有機物を含む
流体を超臨界水領域に導入して、超臨界水内で流体中の
有機物を分解し処理流体として流出させる超臨界水反応
装置において、所定流量の亜臨界水を亜臨界水領域に導
入する亜臨界水定量導入装置と、亜臨界水領域と超臨界
水領域との界面を検出する界面計と、亜臨界水領域から
亜臨界排水を流出させる亜臨界排水ラインに設けられた
流量調節弁とを有し、界面計で検出した界面位置に基づ
いて流量調節弁を調整して亜臨界排水の流出量を調節
し、それにより界面を所定位置に維持する界面制御装置
とを備えることを特徴としている。
【００１４】亜臨界水定量導入装置は、亜臨界水を所定
流量で亜臨界水領域に導入できる限り制約はなく、例え
ば、定量ポンプを用いても良く、また、亜臨界水ポンプ
により亜臨界水を導入する亜臨界水ラインに流量計、流
量調節弁及び流量制御装置を設け、流量計の測定流量に
基づいて、亜臨界水の流入量が所定値になるように流量
調節弁を流量制御装置により調整するようにしても良
い。第１発明では、亜臨界水定量導入装置により所定流
量で一定して亜臨界水を亜臨界水領域に導入し、かつ界
面制御装置により所定位置に界面を維持するように亜臨
界排水を抜き出す。亜臨界水の蒸発現象を考慮に入れて
流入量を亜臨界排水の抜き出し量より多い流量に設定す
ることにより界面を所定位置に維持できる。尚、亜臨界
水の流入量が変動すると、界面が大きく変動し、界面制
御装置がその変動に追随できなくなるので、亜臨界水定
量導入装置により亜臨界水を所定流量で一定して亜臨界
水領域に導入することが必要である。
流量で亜臨界水領域に導入できる限り制約はなく、例え
ば、定量ポンプを用いても良く、また、亜臨界水ポンプ
により亜臨界水を導入する亜臨界水ラインに流量計、流
量調節弁及び流量制御装置を設け、流量計の測定流量に
基づいて、亜臨界水の流入量が所定値になるように流量
調節弁を流量制御装置により調整するようにしても良
い。第１発明では、亜臨界水定量導入装置により所定流
量で一定して亜臨界水を亜臨界水領域に導入し、かつ界
面制御装置により所定位置に界面を維持するように亜臨
界排水を抜き出す。亜臨界水の蒸発現象を考慮に入れて
流入量を亜臨界排水の抜き出し量より多い流量に設定す
ることにより界面を所定位置に維持できる。尚、亜臨界
水の流入量が変動すると、界面が大きく変動し、界面制
御装置がその変動に追随できなくなるので、亜臨界水定
量導入装置により亜臨界水を所定流量で一定して亜臨界
水領域に導入することが必要である。
【００１５】また、第１発明の実施態様で、亜臨界排水
ラインに設けられた流量調節弁の下流に気液分離槽を設
ける場合には、亜臨界排水を減圧する減圧弁として流量
調節弁を作用させることができる。
ラインに設けられた流量調節弁の下流に気液分離槽を設
ける場合には、亜臨界排水を減圧する減圧弁として流量
調節弁を作用させることができる。
【００１６】また、本発明に係る別の超臨界水反応装置
（以下、第２発明と言う）は、超臨界水が滞留する超臨
界水領域を上部に、超臨界水領域に連続して、臨界温度
以下の温度で亜臨界水が滞留する亜臨界水領域を下部に
有する反応容器を備え、有機物を含む流体を超臨界水領
域に導入して、超臨界水内で流体中の有機物を分解し処
理流体として流出させる超臨界水反応装置において、亜
臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出する界面計
と、亜臨界水を亜臨界水領域に導入する亜臨界水ライン
に設けられた流量調節弁とを有し、界面計で検出した界
面位置に基づいて流量調節弁を調整して亜臨界水の流入
量を調節し、それにより界面を所定位置に維持する界面
制御装置と、亜臨界水領域から所定流量の亜臨界排水を
流出させる亜臨界排水定量導出装置とを備えることを特
徴としている。
（以下、第２発明と言う）は、超臨界水が滞留する超臨
界水領域を上部に、超臨界水領域に連続して、臨界温度
以下の温度で亜臨界水が滞留する亜臨界水領域を下部に
有する反応容器を備え、有機物を含む流体を超臨界水領
域に導入して、超臨界水内で流体中の有機物を分解し処
理流体として流出させる超臨界水反応装置において、亜
臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出する界面計
と、亜臨界水を亜臨界水領域に導入する亜臨界水ライン
に設けられた流量調節弁とを有し、界面計で検出した界
面位置に基づいて流量調節弁を調整して亜臨界水の流入
量を調節し、それにより界面を所定位置に維持する界面
制御装置と、亜臨界水領域から所定流量の亜臨界排水を
流出させる亜臨界排水定量導出装置とを備えることを特
徴としている。
【００１７】亜臨界排水定量導出装置は、亜臨界水領域
から亜臨界排水を所定流量で一定して導出できる限り制
約はなく、例えば定量ポンプを用いても良く、また亜臨
界排水ラインに流量計、流量調節弁及び流量制御装置を
設け、流量計の測定流量に基づいて、亜臨界排水の流出
量が所定値になるように流量調節弁を流量制御装置によ
り調整するようにしても良い。第２発明では、亜臨界排
水定量導出装置により所定の一定流量で亜臨界排水を抜
き出し、かつ界面制御装置により所定位置に界面を維持
するように亜臨界水を導入する。亜臨界水の蒸発現象を
考慮に入れて亜臨界排水の抜き出し量を流入量より少な
い流量に設定することにより界面を所定位置に維持でき
る。尚、亜臨界排水の流出量が変動すると、界面が大き
く変動し、界面制御装置がその変動に追随できなくなる
ので、亜臨界排水定量導出装置により亜臨界排水を所定
流量で一定して排出することが必要である。
から亜臨界排水を所定流量で一定して導出できる限り制
約はなく、例えば定量ポンプを用いても良く、また亜臨
界排水ラインに流量計、流量調節弁及び流量制御装置を
設け、流量計の測定流量に基づいて、亜臨界排水の流出
量が所定値になるように流量調節弁を流量制御装置によ
り調整するようにしても良い。第２発明では、亜臨界排
水定量導出装置により所定の一定流量で亜臨界排水を抜
き出し、かつ界面制御装置により所定位置に界面を維持
するように亜臨界水を導入する。亜臨界水の蒸発現象を
考慮に入れて亜臨界排水の抜き出し量を流入量より少な
い流量に設定することにより界面を所定位置に維持でき
る。尚、亜臨界排水の流出量が変動すると、界面が大き
く変動し、界面制御装置がその変動に追随できなくなる
ので、亜臨界排水定量導出装置により亜臨界排水を所定
流量で一定して排出することが必要である。
【００１８】第１及び第２発明で使用する界面計は、亜
臨界水領域と超臨界水領域との間の界面を検出できる限
り、その形式及び構成等には制約はないが、亜臨界水か
ら超臨界水への遷移領域があって界面が明確ではなく、
亜臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出すること
は、技術的に極めて難しい。そこで、好ましくは、次の
ような差圧式界面計を使用する。差圧式界面計は、亜臨
界水と超臨界水の密度差により、界面を検出する形式の
界面計である。差圧式界面系は、それぞれ先端を超臨界
水領域及び亜臨界水領域に位置させ、下方に向かって延
在して反応容器の底部より低い位置に下端を有する２本
の第１パイプ及び第２パイプと、第２パイプの先端より
低い同じ高さで第１及び第２パイプに圧力検出端を有し
て第１パイプと第２パイプとの間の圧力差を測定する差
圧計と、差圧計で測定した差圧Δから次の式（１）に従
って第２パイプの先端から界面までの距離Δｈを求める
演算器と、第１のパイプ及び第２のパイプの下端に接続
され、第１のパイプ及び第２のパイプを経由してそれぞ
れ超臨界水領域及び亜臨界水領域に液体を送水する送水
手段とを備えている。 Δｈ＝｛（ｈ1 −ｈ2 ）（Ｇ0 −Ｇ1 ）−ΔＰ｝／（Ｇ2 −Ｇ1 ） （１） ここで、 Ｇ0 ：液体の密度 Ｇ1 ：超臨界水領域の超臨界水の密度 Ｇ2 ：亜臨界水領域の亜臨界水の密度 ｈ1 ：圧力検出端の高さ（基準線）と第１パイプの先端
との距離 ｈ2 ：基準線と第２パイプの先端との距離
臨界水領域と超臨界水領域との間の界面を検出できる限
り、その形式及び構成等には制約はないが、亜臨界水か
ら超臨界水への遷移領域があって界面が明確ではなく、
亜臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出すること
は、技術的に極めて難しい。そこで、好ましくは、次の
ような差圧式界面計を使用する。差圧式界面計は、亜臨
界水と超臨界水の密度差により、界面を検出する形式の
界面計である。差圧式界面系は、それぞれ先端を超臨界
水領域及び亜臨界水領域に位置させ、下方に向かって延
在して反応容器の底部より低い位置に下端を有する２本
の第１パイプ及び第２パイプと、第２パイプの先端より
低い同じ高さで第１及び第２パイプに圧力検出端を有し
て第１パイプと第２パイプとの間の圧力差を測定する差
圧計と、差圧計で測定した差圧Δから次の式（１）に従
って第２パイプの先端から界面までの距離Δｈを求める
演算器と、第１のパイプ及び第２のパイプの下端に接続
され、第１のパイプ及び第２のパイプを経由してそれぞ
れ超臨界水領域及び亜臨界水領域に液体を送水する送水
手段とを備えている。 Δｈ＝｛（ｈ1 −ｈ2 ）（Ｇ0 −Ｇ1 ）−ΔＰ｝／（Ｇ2 −Ｇ1 ） （１） ここで、 Ｇ0 ：液体の密度 Ｇ1 ：超臨界水領域の超臨界水の密度 Ｇ2 ：亜臨界水領域の亜臨界水の密度 ｈ1 ：圧力検出端の高さ（基準線）と第１パイプの先端
との距離 ｈ2 ：基準線と第２パイプの先端との距離
【００１９】上述の界面計で、流体としては超臨界水反
応に支障を来さない液体、例えば亜臨界水を使用し、ま
た、正確な界面を検出するためには、液体のパイプ内流
速を小さくして、パイプ内での圧力損失を最小限度に抑
える必要がある。例えばパイプ内を流速１ｍ／分以下、
好ましくは０．０２〜０．５ｍ／分の範囲の流速で流体
を送水する。送水手段とは、例えばポンプである。
応に支障を来さない液体、例えば亜臨界水を使用し、ま
た、正確な界面を検出するためには、液体のパイプ内流
速を小さくして、パイプ内での圧力損失を最小限度に抑
える必要がある。例えばパイプ内を流速１ｍ／分以下、
好ましくは０．０２〜０．５ｍ／分の範囲の流速で流体
を送水する。送水手段とは、例えばポンプである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施例１ 本実施例は、第１発明の超臨界水反応装置の実施例であ
って、図１は本実施例の超臨界水反応装置の基本的な構
成を示すフローシートである。本実施例の超臨界水反応
装置５０は、図５に示した従来の超臨界水反応装置１０
の構成に加えて、亜臨界水の流量制御装置５２と、界面
制御装置５４とを備えている。亜臨界水の流量制御装置
５２は、亜臨界水ライン３２に流量計５６と流量調節弁
５８とを有し、流量計５６の測定流量に基づいて流量調
節弁５８を調整し、所定流量で亜臨界水を亜臨界水領域
１８に導入する。界面制御装置５４は、亜臨界水領域１
４と超臨界水領域１８との界面１６を検出する界面計６
０と、亜臨界排水ライン３４に流量調節弁６２とを有
し、界面計６０で検出した界面位置に基づいて流量調節
弁６２を調整して亜臨界排水の流出量を調節し、それに
より界面１６を所定位置に維持する。流量調節弁６２
は、減圧弁としても機能する。
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施例１ 本実施例は、第１発明の超臨界水反応装置の実施例であ
って、図１は本実施例の超臨界水反応装置の基本的な構
成を示すフローシートである。本実施例の超臨界水反応
装置５０は、図５に示した従来の超臨界水反応装置１０
の構成に加えて、亜臨界水の流量制御装置５２と、界面
制御装置５４とを備えている。亜臨界水の流量制御装置
５２は、亜臨界水ライン３２に流量計５６と流量調節弁
５８とを有し、流量計５６の測定流量に基づいて流量調
節弁５８を調整し、所定流量で亜臨界水を亜臨界水領域
１８に導入する。界面制御装置５４は、亜臨界水領域１
４と超臨界水領域１８との界面１６を検出する界面計６
０と、亜臨界排水ライン３４に流量調節弁６２とを有
し、界面計６０で検出した界面位置に基づいて流量調節
弁６２を調整して亜臨界排水の流出量を調節し、それに
より界面１６を所定位置に維持する。流量調節弁６２
は、減圧弁としても機能する。
【００２１】界面計６０には、特殊な差圧式界面計を使
用する。差圧式界面計６０は、図２に示すように、第１
パイプ６４、第２パイプ６６、差圧計６８、第１ポンプ
７０及び第２ポンプ７２を有する。第１パイプ６４及び
第２パイプ６６は、超臨界水領域１４及び亜臨界水領域
１８にそれぞれ先端７４、７６を有し、下方に向かって
延在して反応容器１２の底部より低い位置にそれぞれ下
端７８、８０を有する。差圧計６８は、第２パイプ６６
の先端開口７６より低い同じ高さ位置（以下、基準線Ｈ
と言う）で第１パイプ６４及び第２パイプ６６に圧力検
出端を有し、第１パイプ６４と第２パイプ６６との間の
圧力差を測定する。第１及び第２ポンプ７０、７２は、
それぞれ、その吐出口が第１パイプ６４及び第２パイプ
６６の下端に接続され、亜臨界水タンク８２から低いパ
イプ内流速で第１パイプ６４及び第２パイプ６６を経由
して亜臨界水を超臨界水領域１４及び亜臨界水領域１８
に送水する。尚、第１ポンプ７０及び第２ポンプ７２
は、第１パイプ６４及び第２パイプ６６に亜臨界水を送
水できる限り、一つのポンプでも良い。
用する。差圧式界面計６０は、図２に示すように、第１
パイプ６４、第２パイプ６６、差圧計６８、第１ポンプ
７０及び第２ポンプ７２を有する。第１パイプ６４及び
第２パイプ６６は、超臨界水領域１４及び亜臨界水領域
１８にそれぞれ先端７４、７６を有し、下方に向かって
延在して反応容器１２の底部より低い位置にそれぞれ下
端７８、８０を有する。差圧計６８は、第２パイプ６６
の先端開口７６より低い同じ高さ位置（以下、基準線Ｈ
と言う）で第１パイプ６４及び第２パイプ６６に圧力検
出端を有し、第１パイプ６４と第２パイプ６６との間の
圧力差を測定する。第１及び第２ポンプ７０、７２は、
それぞれ、その吐出口が第１パイプ６４及び第２パイプ
６６の下端に接続され、亜臨界水タンク８２から低いパ
イプ内流速で第１パイプ６４及び第２パイプ６６を経由
して亜臨界水を超臨界水領域１４及び亜臨界水領域１８
に送水する。尚、第１ポンプ７０及び第２ポンプ７２
は、第１パイプ６４及び第２パイプ６６に亜臨界水を送
水できる限り、一つのポンプでも良い。
【００２２】次に、図２を参照しながら、差圧式界面計
６０の界面検出原理を説明する。今、第１ポンプ７８に
より第１パイプ６４を経由して、及び、第２ポンプ８０
により第２パイプ６６を経由して、それぞれ、極めて低
い圧力損失の下で、従って、例えば０．０２〜０．５ｍ
／分の範囲の流速で、亜臨界水タンク８２から亜臨界水
を超臨界水領域１４及び亜臨界水領域１８に送水する。
この状態で、基準線Ｈでの第１パイプ６４内の圧力Ｐ
（１）は、次の式（２）で表せる。 Ｐ（１）＝Ｇ0 ・ｈ1 ＋Ｇ1 （Ｌh −ｈ1 ）＋Ｐ （２） また、基準線Ｈでの第２パイプ６６内の圧力Ｐ（２）
は、次の式（３）で表せる。 Ｐ（２）＝Ｇ0 ・ｈ2 ＋Ｇ2 Δｈ＋Ｇ1 （Ｌh −Δｈ−ｈ2 ）＋Ｐ （３） 従って、差圧計６８で計測した差圧ΔＰは、次の式
（４）となる。 ΔＰ＝Ｐ（１）−Ｐ（２） ＝（ｈ1 −ｈ2 ）（Ｇ0 −Ｇ1 ）−Δｈ（Ｇ2 −Ｇ1 ） （４） よって、第２パイプ６６の先端７６から界面１６までの
距離Δｈは、次の式（５）で求めることができる。 Δｈ＝｛（ｈ1 −ｈ2 ）（Ｇ0 −Ｇ1 ）−ΔＰ｝／（Ｇ2 −Ｇ1 ） （５） ここで、 Ｐ ：反応容器１２の頂部の圧力 Ｇ0 ：亜臨界水タンク８２の亜臨界水の密度 Ｇ1 ：超臨界水領域１４の超臨界水の密度 Ｇ2 ：亜臨界水領域１８の亜臨界水の密度 ｈ1 ：基準線Ｈと第１パイプ６４の先端７４との距離 ｈ2 ：基準線Ｈと第２パイプ６６の先端７６との距離 Δｈ：第２パイプ６６の先端７６から界面１６までの距
離 である。尚、以上の演算は、界面計６０に付属した演算
器（図示せず）により行われる。
６０の界面検出原理を説明する。今、第１ポンプ７８に
より第１パイプ６４を経由して、及び、第２ポンプ８０
により第２パイプ６６を経由して、それぞれ、極めて低
い圧力損失の下で、従って、例えば０．０２〜０．５ｍ
／分の範囲の流速で、亜臨界水タンク８２から亜臨界水
を超臨界水領域１４及び亜臨界水領域１８に送水する。
この状態で、基準線Ｈでの第１パイプ６４内の圧力Ｐ
（１）は、次の式（２）で表せる。 Ｐ（１）＝Ｇ0 ・ｈ1 ＋Ｇ1 （Ｌh −ｈ1 ）＋Ｐ （２） また、基準線Ｈでの第２パイプ６６内の圧力Ｐ（２）
は、次の式（３）で表せる。 Ｐ（２）＝Ｇ0 ・ｈ2 ＋Ｇ2 Δｈ＋Ｇ1 （Ｌh −Δｈ−ｈ2 ）＋Ｐ （３） 従って、差圧計６８で計測した差圧ΔＰは、次の式
（４）となる。 ΔＰ＝Ｐ（１）−Ｐ（２） ＝（ｈ1 −ｈ2 ）（Ｇ0 −Ｇ1 ）−Δｈ（Ｇ2 −Ｇ1 ） （４） よって、第２パイプ６６の先端７６から界面１６までの
距離Δｈは、次の式（５）で求めることができる。 Δｈ＝｛（ｈ1 −ｈ2 ）（Ｇ0 −Ｇ1 ）−ΔＰ｝／（Ｇ2 −Ｇ1 ） （５） ここで、 Ｐ ：反応容器１２の頂部の圧力 Ｇ0 ：亜臨界水タンク８２の亜臨界水の密度 Ｇ1 ：超臨界水領域１４の超臨界水の密度 Ｇ2 ：亜臨界水領域１８の亜臨界水の密度 ｈ1 ：基準線Ｈと第１パイプ６４の先端７４との距離 ｈ2 ：基準線Ｈと第２パイプ６６の先端７６との距離 Δｈ：第２パイプ６６の先端７６から界面１６までの距
離 である。尚、以上の演算は、界面計６０に付属した演算
器（図示せず）により行われる。
【００２３】気液分離槽４４では、亜臨界排水がガス
（主として、炭酸ガスと水蒸気）と液体（主として無機
物を溶解した水）とに分離され、それぞれ、槽頂部に接
続されたガスライン８４及び槽底部に接続された排水ラ
イン８６を経由して外部に送出される。ガスライン８４
には気液分離槽４４の圧力を調節する圧力調節弁８８
と、排水ライン８６には気液分離槽４４の液面を保持す
るように排水の流出量を調節する流量調節弁８９が設け
られている。
（主として、炭酸ガスと水蒸気）と液体（主として無機
物を溶解した水）とに分離され、それぞれ、槽頂部に接
続されたガスライン８４及び槽底部に接続された排水ラ
イン８６を経由して外部に送出される。ガスライン８４
には気液分離槽４４の圧力を調節する圧力調節弁８８
と、排水ライン８６には気液分離槽４４の液面を保持す
るように排水の流出量を調節する流量調節弁８９が設け
られている。
【００２４】本実施例では、亜臨界水の流量制御装置５
２により所定の一定流量で亜臨界水を亜臨界水領域１４
に導入し、かつ界面制御装置５４により所定位置に界面
１６を維持するように亜臨界排水を抜き出す。亜臨界水
の蒸発現象を考慮に入れて導入流量を亜臨界排水の抜き
出し量より多い流量に設定することにより界面を所定位
置に維持できる。
２により所定の一定流量で亜臨界水を亜臨界水領域１４
に導入し、かつ界面制御装置５４により所定位置に界面
１６を維持するように亜臨界排水を抜き出す。亜臨界水
の蒸発現象を考慮に入れて導入流量を亜臨界排水の抜き
出し量より多い流量に設定することにより界面を所定位
置に維持できる。
【００２５】実施例２ 本実施例は、第２発明の超臨界水反応装置の実施例であ
って、図３は本実施例の超臨界水反応装置の基本的な構
成を示すフローシートである。本実施例の超臨界水反応
装置９０は、図５に示した従来の超臨界水反応装置１０
の構成に加えて、界面制御装置９２と、亜臨界排水の流
量制御装置９４とを備えている。界面制御装置９２は、
亜臨界水領域１４と超臨界水領域１８との界面１６を検
出する界面計９６と、亜臨界水ライン３２に流量調節弁
９８とを有し、界面計９６で検出した界面位置に基づい
て流量調節弁９８を調整して亜臨界水の流入量を調節
し、それにより界面を所定位置に維持する。界面計９６
は、実施例１の超臨界水反応装置５０に設けた界面計６
０と同じように構成され、同じように作用する。亜臨界
排水の流量制御装置９４は、亜臨界排水ライン３４に流
量計１００と流量調節弁１０２とを有し、流量計１００
の測定流量に基づいて流量調節弁１０２を調整し、所定
流量で亜臨界排水を亜臨界水領域１８から排出する。ま
た、本実施例は、気液分離槽４４を含め、それ以降の構
成が、実施例１の超臨界水反応装置５０と同じである。
って、図３は本実施例の超臨界水反応装置の基本的な構
成を示すフローシートである。本実施例の超臨界水反応
装置９０は、図５に示した従来の超臨界水反応装置１０
の構成に加えて、界面制御装置９２と、亜臨界排水の流
量制御装置９４とを備えている。界面制御装置９２は、
亜臨界水領域１４と超臨界水領域１８との界面１６を検
出する界面計９６と、亜臨界水ライン３２に流量調節弁
９８とを有し、界面計９６で検出した界面位置に基づい
て流量調節弁９８を調整して亜臨界水の流入量を調節
し、それにより界面を所定位置に維持する。界面計９６
は、実施例１の超臨界水反応装置５０に設けた界面計６
０と同じように構成され、同じように作用する。亜臨界
排水の流量制御装置９４は、亜臨界排水ライン３４に流
量計１００と流量調節弁１０２とを有し、流量計１００
の測定流量に基づいて流量調節弁１０２を調整し、所定
流量で亜臨界排水を亜臨界水領域１８から排出する。ま
た、本実施例は、気液分離槽４４を含め、それ以降の構
成が、実施例１の超臨界水反応装置５０と同じである。
【００２６】本実施例では、亜臨界排水の流量制御装置
９４により所定の一定流量で亜臨界排水を抜き出し、か
つ界面制御装置９２により所定位置に界面を維持するよ
うに亜臨界水を導入する。亜臨界水の蒸発現象を考慮に
入れて亜臨界排水の抜き出し量を導入流量より少ない流
量に設定することにより界面を所定位置に維持できる。
９４により所定の一定流量で亜臨界排水を抜き出し、か
つ界面制御装置９２により所定位置に界面を維持するよ
うに亜臨界水を導入する。亜臨界水の蒸発現象を考慮に
入れて亜臨界排水の抜き出し量を導入流量より少ない流
量に設定することにより界面を所定位置に維持できる。
【００２７】実施例１及び実施例２では、排水ライン８
６に２段目の気液分離槽（図示せず）を設けることもで
きる。
６に２段目の気液分離槽（図示せず）を設けることもで
きる。
【００２８】
【発明の効果】第１発明によれば、亜臨界水を一定流量
で導入しつつ、超臨界水領域と亜臨界水領域との界面を
界面計により検出し、検出した界面位置に基づいて亜臨
界排水の流出量を調節して界面を制御している。また、
第２発明によれば、亜臨界排水を一定流量で抜き出しつ
つ、超臨界水領域と亜臨界水領域との界面を界面計によ
り検出し、検出した界面位置に基づいて亜臨界水の流入
量を調節して界面を制御している。これにより、本発明
に係る超臨界水反応装置は、亜臨界水領域を所望領域に
維持し、安定した状態で超臨界水反応を持続させること
ができる。
で導入しつつ、超臨界水領域と亜臨界水領域との界面を
界面計により検出し、検出した界面位置に基づいて亜臨
界排水の流出量を調節して界面を制御している。また、
第２発明によれば、亜臨界排水を一定流量で抜き出しつ
つ、超臨界水領域と亜臨界水領域との界面を界面計によ
り検出し、検出した界面位置に基づいて亜臨界水の流入
量を調節して界面を制御している。これにより、本発明
に係る超臨界水反応装置は、亜臨界水領域を所望領域に
維持し、安定した状態で超臨界水反応を持続させること
ができる。
【図１】実施例１の超臨界水反応装置の基本的構成を示
すフローシートである。
すフローシートである。
【図２】実施例１及び実施例２の超臨界水反応装置に設
けた界面計の構成を示すフローシートである。
けた界面計の構成を示すフローシートである。
【図３】実施例２の超臨界水反応装置の基本的構成を示
すフローシートである。
すフローシートである。
【図４】超臨界水反応装置の基本的構成を示すフローシ
ートである。
ートである。
【図５】従来のモダープロセス方式の超臨界水反応装置
の基本的構成を示すフローシートである。
の基本的構成を示すフローシートである。
１０ 従来の超臨界水反応装置 １２ 縦型反応容器 １４ 超臨界水領域 １６ 仮想的界面 １８ 亜臨界水領域 ２０ 流入管 ２２ 被処理液ライン ２４ 空気ライン ２６ 超臨界水ライン ２８ 中和剤ライン ３０ 処理流体ライン ３２ 亜臨界水ライン ３４ 亜臨界排水ライン ３６ 亜臨界水ポンプ ３８ 流量指示計 ４０、４６ 熱交換器 ４２ 減圧弁 ４４ 気液分離槽 ５０ 実施例１の超臨界水反応装置 ５２ 亜臨界水の流量制御装置 ５４ 界面制御装置 ５６ 流量計 ５８、６２ 流量調節弁 ６０ 界面計 ６４ 第１パイプ ６６ 第２パイプ ６８ 差圧計 ７０ 第１ポンプ ７２ 第２ポンプ ７４、７６ パイプ先端 ７８、８０ パイプ下端 ８２ 亜臨界水タンク ８４ ガスライン ８６ 排水ライン ８８ 圧力調節弁 ８９ 流量調節弁 ９０ 実施例２の超臨界水反応装置 ９２ 亜臨界排水の流量制御装置 ９４ 界面制御装置 ９６ 界面計 ９８、１０２ 流量調節弁 １００ 流量計
Claims (4)
- 【請求項１】 超臨界水が滞留する超臨界水領域を上部
に、超臨界水領域に連続して、臨界温度以下の温度で亜
臨界水が滞留する亜臨界水領域を下部に有する反応容器
を備え、有機物を含む流体を超臨界水領域に導入して、
超臨界水内で流体中の有機物を分解し処理流体として流
出させる超臨界水反応装置において、 所定流量の亜臨界水を亜臨界水領域に導入する亜臨界水
定量導入装置と、 亜臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出する界面計
と、亜臨界水領域から亜臨界排水を流出させる亜臨界排
水ラインに設けられた流量調節弁とを有し、界面計で検
出した界面位置に基づいて流量調節弁を調整して亜臨界
排水の流出量を調節し、それにより界面を所定位置に維
持する界面制御装置とを備えることを特徴とする超臨界
水反応装置。 - 【請求項２】 亜臨界排水ラインに設けられた流量調節
弁の下流に気液分離槽が設けられ、流量調節弁が亜臨界
排水を減圧する減圧弁として作用することを特徴とする
請求項１に記載の超臨界水反応装置。 - 【請求項３】 超臨界水が滞留する超臨界水領域を上部
に、超臨界水領域に連続して、臨界温度以下の温度で亜
臨界水が滞留する亜臨界水領域を下部に有する反応容器
を備え、有機物を含む流体を超臨界水領域に導入して、
超臨界水内で流体中の有機物を分解し処理流体として流
出させる超臨界水反応装置において、 亜臨界水領域と超臨界水領域との界面を検出する界面計
と、亜臨界水を亜臨界水領域に導入する亜臨界水ライン
に設けられた流量調節弁とを有し、界面計で検出した界
面位置に基づいて流量調節弁を調整して亜臨界水の流入
量を調節し、それにより界面を所定位置に維持する界面
制御装置と、 亜臨界水領域から所定流量の亜臨界排水を流出させる亜
臨界排水定量導出装置とを備えることを特徴とする超臨
界水反応装置。 - 【請求項４】 界面計が、 それぞれ先端を超臨界水領域及び亜臨界水領域に位置さ
せ、下方に向かって延在して反応容器の底部より低い位
置に下端を有する２本の第１パイプ及び第２パイプと、 第２パイプの先端より低い同じ高さで第１及び第２パイ
プに圧力検出端を有して第１パイプと第２パイプとの間
の圧力差を測定する差圧計と、 差圧計で測定した差圧Δから次の式（１）に従って第２
パイプの先端から界面までの距離Δｈを求める演算器
と、 第１のパイプ及び第２のパイプの下端に接続され、第１
のパイプ及び第２のパイプを経由してそれぞれ超臨界水
領域及び亜臨界水領域に液体を送水する送水手段とを備
えていることを特徴とする請求項１から３のうちのいず
れか１項に記載の超臨界水反応装置。 Δｈ＝｛（ｈ1 −ｈ2 ）（Ｇ0 −Ｇ1 ）−ΔＰ｝／（Ｇ2 −Ｇ1 ） （１） ここで、 Ｇ0 ：液体の密度 Ｇ1 ：超臨界水領域の超臨界水の密度 Ｇ2 ：亜臨界水領域の亜臨界水の密度 ｈ1 ：圧力検出端の高さ（基準線）と第１パイプの先端
との距離 ｈ2 ：基準線と第２パイプの先端との距離
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