JP2000296329A - 有機ハロゲン化合物の分解処理方法および分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機ハロゲン化合物の分解装置は多量の水を
使用するので、中和生成物とアルカリ液との固液分離効
率を高め、廃棄物として中和生成物とともに処分される
アルカリ液の残存量を減らす必要がある。 【解決手段】 有機ハロゲン化合物と水蒸気との分解反
応により生成された生成ガスをアルカリ液と中和反応さ
せて所定の時間放置し、該中和反応により生成された中
和生成物をアルカリ液中に沈殿させたうえで除去する。
そこで、中和生成物を残らず汲み上げるために排ガス処
理タンク４１内に除去管７１を突出しておき、除去管７
１の先端には排ガス処理タンク４１の底面と平行に円盤
状の板体７１ａを固定し、さらに板体７１ａの下面中央
に除去管７１の先端を開口する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを利用し
た有機ハロゲン化合物の分解装置に係わり、特に、マイ
クロ波を利用してプラズマを発生させるようにした有機
ハロゲン化合物の分解装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】分子内にフッ素、塩素、臭素等を含んだ
フロン、トリクロロメタン、ハロン等の有機ハロゲン化
合物は、冷媒、溶剤、消火剤等の幅広い用途に大量に使
用されており、産業分野における重要度は極めて高い。
しかし、これら化合物は揮発性が高く、未処理のまま大
気、土壌、水等の環境に放出されると、発ガン性物質の
生成、オゾン層の破壊等、環境に悪影響を及ぼすことが
あるため、環境保全の見地から無害化処理を行う必要が
ある。

【０００３】従来から有機ハロゲン化合物の処理方法と
して報告されているものは、主として高温での分解反応
を利用したものがあり、この処理方法は更に焼却法とプ
ラズマ法とに大別される。焼却法は、有機ハロゲン化合
物を樹脂等の通常の廃棄物と一緒に焼却するものである
のに対し、プラズマ法は、プラズマ中で有機ハロゲン化
合物を水蒸気と反応させ、二酸化炭素、塩化水素、フッ
化水素に分解するものである。

【０００４】さらに、後者のプラズマ法に係る有機ハロ
ゲン化合物の分解装置については、マイクロ波を利用し
てプラズマを発生させるものが近年開発されている。こ
の分解装置は、アルカリ液を収容する排ガス処理タンク
と、開口した下端部をアルカリ液に浸漬した状態で配設
される反応管と、該反応管の上方において垂直方向に延
在する円筒導波管と、該円筒導波管の内部に配されその
下端を貫通して反応管に連通する放電管と、水平方向に
延在しその一端部近傍において円筒導波管に連接される
方形導波管と、該方形導波管の他端に装着されるマイク
ロ波発信器等を具備してなる。

【０００５】この分解装置では、放電管にフロンガスお
よび水蒸気が供給される一方で、マイクロ波発信器から
発信されたマイクロ波が方形導波管を介して円筒導波管
に伝送される。そして、円筒導波管の内部に形成された
マイクロ波電界で放電を起こし、反応管内でフロンガス
を熱プラズマにより分解する。他方、この分解反応によ
り生成された生成ガスは、アルカリ液中を通って中和さ
れるとともに、炭酸ガス等を含む残りのガスは排気ダク
トから排出される。

【０００６】生成ガスが中和されると塩化カルシウムや
フッ化カルシウム等の中和生成物が生成され、これらは
アルカリ液中にスラリーとして存在するようになるが、
アルカリ液は排ガス処理タンクに戻されて再利用される
ので、この分離装置では、排ガス処理タンクに固液分離
器が付設され、液中に存在する中和生成物とアルカリ液
とが分離されるようになっている。アルカリ液と分離さ
れた中和生成物は破棄物として処分される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記分解装
置では、アルカリ液の他にも反応管の冷却水等に多量の
水を使用する。そこで、中和生成物とアルカリ液との固
液分離効率を高め、廃棄物として処分される中和生成物
中のアルカリ液の残存量を少しでも減らして水消費量の
低減を図る必要がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、有機ハロゲン化合物の分
解処理工程における水消費量を低減することで、フロン
ガス等の効率的かつ安定的な供給を可能にすることにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては以下の構成を採用した。請求項１
記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法は、有機ハロ
ゲン化合物を含むガスにマイクロ波を照射することによ
って熱プラズマを生成し、該熱プラズマ中で水蒸気と反
応させて有機ハロゲン化合物を分解する有機ハロゲン化
合物の分解処理方法であって、前記有機ハロゲン化合物
と水蒸気との分解反応により生成された生成ガスをアル
カリ液と中和反応させて所定の時間放置し、該中和反応
により生成された中和生成物を前記アルカリ液中に沈殿
させたうえで除去することを特徴としている。

【００１０】この分解処理方法においては、前記生成ガ
スをアルカリ液と中和反応させて所定の時間放置する
と、中和反応により生成された中和生成物がアルカリ液
中に沈殿するので、中和生成物の汲み上げが容易に行え
るようになり、中和生成物とアルカリ液との固液分離効
率が高まる。これにより、中和生成物からのアルカリ液
の回収率が向上して再利用が有効に行われるようになる
とともに廃棄される中和生成物の量が低減される。

【００１１】請求項２記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法は、前記有機ハロゲン化合物と水蒸気との分解
反応を停止し、所定の時間放置した後に中和生成物を除
去し、しかる後に前記分解反応を再開することを特徴と
している。

【００１２】この分解処理方法においては、有機ハロゲ
ン化合物と水蒸気との分解反応を停止し中和生成物の生
成を抑制することで該中和生成物の沈殿すなわちアルカ
リ液との分離の進行が速まり、中和生成物とアルカリ液
との固液分離効率が高まる。

【００１３】請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法は、前記中和生成物を固液分解し、分離された
アルカリ液を前記中和反応に再利用することを特徴とし
ている。

【００１４】この分解処理方法においては、従来は廃棄
されていた中和生成物からアルカリ液を分離し再利用す
ることで分解処理工程における水消費量が低減される。

【００１５】請求項４記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法は、前記アルカリ液が懸濁液であることを特徴
としている。

【００１６】この分解処理方法においては、アルカリ物
質が高濃度に含まれるアルカリ性懸濁液を用いること
で、水溶液に比べてアルカリ液が小容量でも中和反応が
促進される。

【００１７】請求項５記載の有機ハロゲン化合物の分解
処理方法は、前記アルカリ液が、Ｃａ（ＯＨ）₂を２０
重量％含む懸濁液であることを特徴としている。

【００１８】この分解処理方法においては、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）₂を２０重量％含むアルカリ性懸濁液を用いること
で、中和反応がより短時間に効率よく促進される。

【００１９】請求項６記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、有機ハロゲン化合物を含むガスにマイクロ波を
照射することによって熱プラズマを生成し、該熱プラズ
マ中で水蒸気と反応させて有機ハロゲン化合物を分解す
る有機ハロゲン化合物の分解装置であって、前記有機ハ
ロゲン化合物と水蒸気との分解反応により生成される生
成ガスと中和反応して中和生成物を生成するアルカリ液
を湛える中和処理槽と、該中和処理槽に前記生成ガスを
導入し前記アルカリ液と反応させる生成ガス導入部と、
前記中和処理槽に沈殿する中和生成物を除去する中和生
成物除去手段とを備えることを特徴としている。

【００２０】この分解装置においては、生成ガスを中和
処理槽に導入するとアルカリ液と中和反応して中和生成
物が生成される。この状態で中和処理槽を所定の時間放
置すると、中和生成物がアルカリ液中に沈殿するので、
沈殿した中和生成物を汲み上げることによりアルカリ液
との固液分離が図られる。

【００２１】請求項７記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、前記中和生成物除去手段が、前記中和処理槽内
に突出され先端が該中和処理槽底面に近傍まで延出され
た除去管と、該除去管に接続されて前記中和生成物を吸
引する吸引ポンプとを備え、前記除去管の先端には前記
中和処理槽底面と略平行に板体が固定され、該板体の下
面に前記除去管が開口していることを特徴としている。

【００２２】この分解装置においては、槽内に沈殿した
中和生成物が、中和処理槽の底面と板体との間に形成さ
れる隙間を通じて吸引される。これにより、中和生成物
は中和処理槽の底面近くに溜まったものから順次吸い出
されるようになり、中和生成物を残した状態で上層のア
ルカリ液を吸引することが防止される。

【００２３】請求項８記載の有機ハロゲン化合物の分解
装置は、前記板体が、円盤状をなしその下面中央に前記
除去管が開口していることを特徴としている。

【００２４】この分解装置においては、中和生成物は、
円盤状の板体の周縁全周からほぼ均一な速度で吸引さ
れ、しかもその速度が遅められるので、中和生成物の回
収効率が高まる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図１から図６を参照しながら説明する。図３におい
て水平方向に延びる方形導波管１は、その始端部（左端
部）に周波数２．４５ＧＨzのマイクロ波を発信するマ
イクロ波発信器２を備えており、始端側から終端（右
端）側に向けてマイクロ波を伝送する。

【００２６】方形導波管１には、図１に示すように、そ
の終端部側で反射して始端部側に戻ってきたマイクロ波
を吸収することにより反射波の発信側への影響を防止す
るアイソレータ３と、複数の波動調整部材４を各々出入
りさせることにより電波の波動的な不整合量を調整して
放電管５に電波を収束させるチューナー６とが設けられ
ている。

【００２７】円筒導波管７は、図２に示すように、外側
導体８と、それよりも小径の内側導体９とから構成さ
れ、方形導波管１の終端部近傍において当該方形導波管
１に連通した状態で垂直方向に延びるように接続されて
いる。内側導体９は、方形導波管１の上部に固定された
状態で石英製の放電管５を囲みつつ外側導体８の端板８
Ａに向けて延在し、この延在部分をプローブアンテナ９
ａとしている。

【００２８】放電管５は、内管１１と外管１２とから構
成され、円筒導波管７の中心軸に対して同軸となるよう
に配置されている。また、放電管５の内管１１には、着
火装置１３により発熱するテスラコイル１４が挿入され
ている。

【００２９】さらに、内管１１の先端（下端）は、プロ
ーブアンテナ９ａの先端よりも所定の距離だけ外管１２
の先端よりも内方に配されている。この距離は、例えば
プローブアンテナ９ａの先端とマイクロ波によるエネル
ギー集中部との距離に等しく設定される。

【００３０】他方、外管１２の先端部は、外側導体８の
端板８Ａを貫通して銅製の反応管１５に連通し、また、
外管１２の基端側（上端側）は、内側導体９との間に隙
間をあけた状態で取り付けられている。符号１７は、外
側導体８の端板８Ａと反応管１５との間に露出する外管
１２に向けられた光センサ１７である。この光センサ１
７は、光度を検出することにより、プラズマの生成状態
を監視するものである。

【００３１】そして、前記隙間には、ガス供給管１６が
外管１２の接線方向に沿って挿入され、アルゴンガス、
フロンガス（有機ハロゲン化合物）、エアー、および水
蒸気は、ガス供給管１６を介して放電管５に供給され
る。これらアルゴンガス、フロンガス、およびエアー
は、図１に示す電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃの開閉動
作により、それぞれの供給源から選択的にヒータ１８へ
と送られる。

【００３２】アルゴンガスは、プラズマの発生に先立っ
て着火を容易にするために供給されるもので、アルゴン
ボンベ２１に貯蔵されている。このアルゴンボンベ２１
と電磁弁１９ａとの間には、圧力調整機２２と圧力スイ
ッチ２３が設けられている。

【００３３】エアーは、系内に残存する水分を除去して
着火の安定性を高めるために、また、系内に残存するガ
スを排出するために、エアーコンプレッサ２４から供給
されるもので、空気、窒素ガス、アルゴンガス等が用い
られる。水蒸気は、フロンガスの分解に必要なもので、
プランジャポンプ２５によって貯水タンク２６内の水を
ヒータ１８に送り込むことで生成される。この貯水タン
ク２６には、水位の変動を検知するレベルスイッチ２７
が設けられている。

【００３４】フロンガスは、回収フロンボンベ２８に液
貯蔵されていて、この回収フロンボンベ２８と電磁弁１
９ｂとの間には、絞り装置３１、ミストセパレータ３
２、および圧力スイッチ３３が設けられている。絞り装
置３１は、流れの定量化を図るために設けられたもの
で、例えばキャピラリ管とオリフィスとの組み合わせに
より構成されている。

【００３５】ミストセパレータ３２は、フロンガス中に
含まれる油分（潤滑油）および水分を除去するためのも
ので、衝突式や遠心分離式のものが採用される。ヒータ
１８は、フロンガスに反応させる水蒸気を生成するだけ
でなく、フロンガス等をあらかじめ加熱しておくことに
より、装置内で水蒸気がフロンガス等に冷やされて再凝
縮するといった不具合を回避することも意図して設けら
れており、電気式、スチーム式等の加熱方式が採用され
る。

【００３６】ヒータ１８内には、並列する二つの流路３
４ａ、３４ｂが形成されていて、一方の流路３４ａには
フロンガス、アルゴンガス、およびエアーが導入され、
他方の流路３４ｂには貯水タンク２６から水が導入され
て水蒸気が生成される。この水蒸気を生成する側の流路
３４ｂには、該流路３４ｂ内を移動する水蒸気に抵抗を
与える抵抗体３５が充填されていて、水蒸気が流路内を
円滑に流通することができないようになっている。

【００３７】この抵抗体３５としては、無機または有機
の粒状、繊維状、多孔質のもの若しくはこれらを成形し
たものが採用されるが、高温下における劣化を防止する
観点からは、ＳiＯ₂、Ａl₂Ｏ₃、ＴiＯ₂、ＭgＯ、ＺrＯ₂
等に代表される酸化物や、炭化物、窒化物等の無機材で
あることが好ましい。なお、ヒータ１８の出口近傍に
は、熱電対３６が設けられている。

【００３８】しかるに、ヒータ１８を通過したフロンガ
ス等と水蒸気は、ミキサー３７内で混合された後、ガス
供給管１６を通って放電管５へと供給される。ミキサー
３７の内部には、図４に示すように、オリフィス３８が
設けられ、その開口３８ａはφ０．１mm〜５mmに設定さ
れている。また、この開口３８ａが臨むミキサー３７の
出口側端面３７Ａは、流路断面が漸次縮小するような傾
斜面をなしている。

【００３９】排ガス処理タンク（中和処理槽）４１は、
フロンガスを分解した際に生成される酸性ガス（フッ化
水素および塩化水素）を中和して無害化するために設け
られたものであり、水に１０％水酸化カルシウムを加え
たアルカリ性懸濁液（アルカリ液）が収容されている。
なお、本実施形態においてはアルカリ性懸濁液を用いた
が、これに代えてアルカリ性水溶液を用いても構わな
い。但し、中和反応を迅速に行うためにはアルカリ性懸
濁液を用いるのが望ましい。

【００４０】例えば、分解するフロンガスが廃冷蔵庫か
ら回収した冷媒用のフロンＲ１２の場合には、式１に示
す分解反応により生成された生成ガスは式２に示す中和
反応により無害化される。 〔式１〕 ＣＣｌ₂Ｆ₂ ＋ ２Ｈ₂Ｏ → ２ＨＣｌ ＋ ２ＨＦ ＋ Ｃ
Ｏ₂ 〔式２〕 ２ＨＣｌ ＋ Ｃａ(ＯＨ)₂ → ＣａＣｌ₂ ＋ ２Ｈ₂ ２ＨＦ ＋ Ｃａ(ＯＨ)₂ → ＣａＦ₂ ＋ ２Ｈ₂Ｏ

【００４１】式２の中和反応により生成された中和生成
物（塩化カルシウムおよびフッ化カルシウム）は溶解度
が小さいため、一部はアルカリ液に溶解するが、ほとん
どはスラリーとして存在する。また、式１の分解反応に
より生成された二酸化炭素と、式２の中和反応により排
出基準値以下の微少量に低減された酸性ガスは、排ガス
処理タンク４１の上方に接続された排気ダクト４２から
ブロア４３により系外に排出される。

【００４２】排ガス処理タンク４１の内部には、交換継
手４４を介して反応管１５に接続される吹込管（生成ガ
ス導入部）４５が、その下端部をアルカリ液に浸漬した
状態で垂直方向に延びるように配置されている。この吹
込管４５の先端部４５ａは、垂直方向に対して所定の角
度傾斜するように形成されている。

【００４３】反応管１５の軸線方向中間部には、その周
面を取り囲むようにして冷水配管を（図示略）備えた冷
却器４６が付設されている。冷却器４６は、式１の分解
反応による生成ガスを冷却するものであるが、反応管１
５内の残留水蒸気の再凝縮を防止すべく、その露点以下
には冷却しないように制御される。本実施形態において
は、４００℃程度に冷却する。

【００４４】反応管１５を冷却することで温められた冷
却器４６の冷却水（温水）は、回収フロンボンベ２８の
加熱源として用いられる。すなわち、回収フロンボンベ
２８の周りには、温水配管（図示略）を備えた加熱器４
７が付設されていて、この温水配管に反応管１５の冷却
に使用された冷却水が流通することにより、回収フロン
ボンベ２８は加熱される。

【００４５】交換継手４４は、図２に示すように、反応
管１５と吹込管４５との間に着脱可能に接続されてい
て、その内部に向けて水噴射ノズル５１が連通してい
る。この水噴射ノズル５１からは冷却水が吐出され、樹
脂製、例えばフッ素樹脂加工された吹込管４５はその耐
熱温度範囲にまで急冷される。ちなみに、フッ素樹脂加
工された吹込管４５の場合には、１００℃以下に冷却さ
れる。

【００４６】吹込管４５を樹脂製にする理由は、吹込管
４５は酸性ガスが冷却水に溶解してできた酸性液と、排
ガス処理タンク４１内のアルカリ液との双方に対して良
好な耐食性を備える必要があり、金属ではその実現が困
難だからである。これに対し、反応管１５の場合には、
その内部が常に乾燥状態とされているから腐食のおそれ
があまりない一方で耐熱性が要求されるため、銅製とす
ることで長寿命化を図っている。

【００４７】吹込管４５の先端（下端）からは、式１の
分解反応による生成ガスがアルカリ液中に気泡となって
放出される。アルカリ液中での中和反応は、気泡とアル
カリ液との接触面積が大きく、気泡が液面に到達するま
での時間が長いほど促進されるため、排ガス処理タンク
４１内には、気泡を細かく分断させることで式２の中和
反応を促進させる気泡分断手段５２が設けられている。

【００４８】気泡分断手段５２は、モータ５２ａにより
回転駆動される軸部５２ｂと、この軸部５２ｂの先端に
固定される円盤状のブレード保持部５２ｃと、このブレ
ード保持部５２ｃの外縁部に固定される６つのブレード
５２ｄとを具備して構成される。

【００４９】これら軸部５２ａ、ブレード保持部５２
ｃ、およびブレード５２ｄは、いずれもＳＵＳ材で製作
され、ブレード５２ｄは、ブレード保持部５２ｃに対し
て交差し、かつその周方向に等しい間隔をおいて銀ロウ
付けにより固定されている。このように銀ロウ付け固定
としたのは、一般の溶接ではアルカリ液に対する腐食が
激しいからである。

【００５０】気泡分断手段５２は、ブレード保持部５２
ｃの中心が反応管１５の先端の上方に位置するように配
置されていて、反応管１５の先端から浮上する気泡は、
３００rpmで回転するブレード５２ｄに当たって直径約
３mm〜５mmの気泡に細かく分断される。また、この気泡
分断手段５２は、排ガス処理タンク４１に投入した水酸
化カルシウムの粉末を攪拌することにより、水に不溶性
の水酸化カルシウムと水の懸濁液を作る役目も果たして
いる。

【００５１】排ガス処理タンク４１には、式２の中和反
応が発熱反応であることから、タンク内温度を吹込管４
５の耐熱温度以下に冷却する冷却機５３が設けられてい
る。この冷却機５３は、ファン５３ａにより冷却される
放熱部５３ｂに接続された配管の一部が、排ガス処理タ
ンク４１内を挿通してなり、この配管に水等の冷却媒体
を流通させることで熱を奪い、これを放熱部５３ｂにお
いて放熱するものである。ちなみに、タンク内温度は熱
電対５４により検出される。

【００５２】また、排ガス処理タンク４１には、ｐＨセ
ンサ５５が設けられている。アルカリ液のｐＨ値は、こ
のｐＨセンサ５５を介して常に制御装置６１により監視
されており、例えばｐＨ値が９（運転開始時は１１〜１
２）になると、制御装置６１からの指令によって警報手
段が作動するとともに、分解運転が停止するようになっ
ている。警報手段としては、周囲に注意を喚起できるも
のであれば何でもよく、例えばランプを点滅させたり、
警笛をならす等の手段が採用される。

【００５３】さらに、排ガス処理タンク４１には、タン
ク内に沈殿した中和生成物を除去するとともに中和生成
物に含まれるアルカリ液を再び排ガス処理タンク４１に
戻す中和生成物除去装置（中和生成物除去手段）７０が
設けられている。

【００５４】中和生成物除去装置７０は、図５に示すよ
うに、中和生成物を汲み上げるために排ガス処理タンク
４１内に突出された除去管７１と、除去管７１に接続さ
れて中和生成物を吸引する吸引ポンプ７２と、排ガス処
理タンク４１から吸引除去された中和生成物についてさ
らに固液分離処理を行う固液分離器７３とを備えてい
る。

【００５５】除去管７１の先端は排ガス処理タンク４１
の底面近傍にまで延出されており、さらにその先端には
排ガス処理タンク４１の底面と平行に円盤状の板体７１
ａが固定され、この板体７１ａの下面中央に除去管７１
の先端が開口している。

【００５６】除去管７１に連続する配管は固液分離器７
３を介して吸引ポンプ７２に接続され、さらに吸引ポン
プ７２から排ガス処理タンク４１上部に接続されて循環
系統を構成している。ちなみに、固液分離器７３には、
例えば遠心分離式、加圧脱水式、吸引脱水式等、各種方
式のものが採用される。また、排ガス処理タンク４１内
の液位の変動は、レベルスイッチ５６により検知され
る。

【００５７】以上の構成からなる有機ハロゲン化合物の
分解装置において、電磁弁の開閉動作およびテスラコイ
ル１４の点火動作は、制御装置６１によって図６に示す
ように制御される。この図から明らかなように、この分
解装置では、８時間を１サイクルとしたバッチ処理によ
りフロンガスの分解が行われる。

【００５８】すなわち、フロンガスや水蒸気を供給する
前に、まず、残留水分の除去を目的としてエアーを所定
の時間（３分間）供給し、その供給停止後、着火の安定
性向上を目的としてアルゴンガスの供給を開始する。そ
して、アルゴンガス供給中に、マイクロ波を発信してテ
スラコイルによる着火を行うとともに水蒸気およびフロ
ンガスを供給し、その後、アルゴンガスの供給を停止す
る。

【００５９】分解運転の停止後は、安全性を確保するこ
とを目的としてエアーを所定時間（５分）供給し、残留
酸性ガスをパージする。このガスパージ用のエアーは、
図２に示すように、反応管１５の上部に設けられた供給
ノズル６３から供給される。

【００６０】以上の工程では、アルゴンガスの供給とフ
ロンガスの供給とがオーバーラップしているときがある
が、フロンガスの供給を始めてからアルゴンガスの供給
を止めるまでの間は、ごくわずかでよい。その理由は、
着火の状態が安定しさえすれば、アルゴンガスを供給し
続ける必要はなくなり、また、低コスト化を図る観点か
らもアルゴン消費量を低く抑える必要があるからであ
る。

【００６１】また、制御装置６１は、圧力スイッチ２
３、３３、熱電対３６、５４、レベルスイッチ２７、５
６、光センサ１７等の各種センサから信号を受信するこ
とにより、アルゴンガスおよびフロンガスのヒータ１８
への供給圧、貯水タンク２６内の液位、プラズマの生成
状態、排ガス処理タンク４１内の温度および液位を常に
監視しており、これらが規定値を外れた場合には、運転
が正常または効率的に行われていないおそれがあるた
め、運転を停止する。そして、運転停止後は、安全性を
確保すべく上記の通りエアーを供給し、装置内の残留ガ
スを掃気する。

【００６２】以下、本実施形態に係る分解装置の作用に
ついて説明する。この分解装置では、まず、電磁弁１９
ａ、１９ｂを閉にするとともに電磁弁１９ｃを開にし
て、エアコンプレッサー２４からのエアーをガス供給管
１６を介して放電管５に３分間供給する。このエアー
は、ヒータ１８を通過することにより、１００〜１８０
℃に加熱されているため、装置内の残留水分は確実に除
去されることになる。

【００６３】次に、電磁弁１９ｃを閉にするとともに電
磁弁１９ａを開にして、アルゴンガスを放電管５に供給
する。このとき、アルゴンガスは、外管１２の接線方向
から供給されて螺旋状に流下するため、内管１１の先端
近傍によどみが形成され、プラズマが保持されやすくな
る。

【００６４】また、このときのガス供給量は、４〜４０
l/min、望ましくは１５l/min以上に設定する。この設定
範囲では、よどみが効果的に形成されてプラズマが一層
保持され易くなるとともに、プラズマの熱的影響を放電
管５が受け難くなり、その溶融変形や破損が効果的に防
止されることになる。

【００６５】そして、アルゴンガスの供給開始から一定
の間隔をおいて、マイクロ波発信器２からマイクロ波を
発信する。マイクロ波は、方形導波管１によりその後端
部側に伝送され、さらに円筒導波管７へと伝送される。

【００６６】このとき、円筒導波管７内の電界として
は、電界強度の大きなＴＭ０１モードが形成され、しか
も、内側導体９により、方形導波管１内の電界モード
と、円筒導波管７内の電界モードとがカップリングされ
ているため、円筒導波管７内の電界は安定している。

【００６７】次に、点火装置１３によりテスラコイル１
４を発熱させて着火させる。このとき、放電管５の内部
は、エアーにより水分が除去され、かつ着火し易いアル
ゴンガスがあらかじめ供給されているため、容易に着火
する。次いで、プランジャポンプ２５により貯水タンク
２６から水を吸引し、これをヒータ１８に通して生成し
た水蒸気を放電管５に供給する。

【００６８】この水蒸気は、ヒータ１８内に充填された
抵抗体３５によって、流路内を円滑に流通することがで
きず、ヒータ１８内には常に一定量の水蒸気が滞留した
状態になる。このため、脈動や突沸による飛散を防いで
水蒸気の流出量が安定し、ミキサー３７上流側の流量変
動を効果的に抑制することができる。よって、プラズマ
の消失を招くことなくプラズマを安定化させて、処理能
力の向上を図ることができる。

【００６９】次いで、電磁弁１９ｂを開にして、フロン
ガスを放電管５に供給する。このとき、回収フロンボン
ベ２８から流出したフロンガスは、ミストセパレータ３
２を通過することで油分および水分が除去されている。
このため、フロンガス中の潤滑油による配管等の汚れお
よび副生成物の生成が抑制されて、フロンガス等の効率
的かつ安定的な供給が可能になり、しかも余分な水分供
給を防止し得てプラズマの消失を招くこともない。よっ
て、プラズマを安定化させて、処理能力の向上を図るこ
とができる。

【００７０】また、ヒータ１８を通過してミキサー３７
内に流入した水蒸気、アルゴンガス、およびフロンガス
は、オリフィス３８の開口３８ａを通過する際の圧力損
失によって混合が促進されるだけでなく、出口側端面３
７Ａに衝突することによっても混合が促進されるため、
より均一に混合された状態でミキサー３７から流出し
て、放電管５に供給されることになる。このため、式１
の分解反応が十分に行われることになって、塩素ガスや
一酸化炭素等の副生成物の生成を抑制することができ
る。

【００７１】このようにして放電管５に供給されたフロ
ンガスにマイクロ波が照射されると、放電管５内には、
電子エネルギーが高く、しかも温度が２，０００Ｋ〜
６，０００Ｋに高められた熱プラズマが発生する。この
とき、放電管５には、フロンガスと水蒸気のみならず、
アルゴンガスも同時に供給されているため、プラズマの
消失を招くこともない。

【００７２】また、内管１１の先端が、プローブアンテ
ナ９ａの先端よりも所定の距離だけ内方に配置されてい
るため、生成されたプラズマの熱的影響を回避し得て、
内管１１の溶融破損が防止される。これにより、プラズ
マ形状の著しい変形をなくして、安定した分解運転が可
能になる。

【００７３】しかして、熱プラズマの発生により、フロ
ンガスは塩素原子、フッ素原子、および水素原子に解離
し易い状態になるため、式１に示すように、水蒸気と反
応して容易に分解される。そして、プラズマが安定した
ら、電磁弁１９ａを閉にしてアルゴンガスの供給を止め
る。

【００７４】分解反応による生成ガスは、交換継手４４
および吹込管４５を通って排ガス処理タンク４１内のア
ルカリ液中に放出される。ただし、これらの生成ガスは
極めて高温であるため、吹込管４５に流入するまでの間
に、まず、反応管１５の下部に付設された冷却器４６に
よって約４００℃に冷却される。

【００７５】この温度では、反応管１５の内部で残留水
蒸気が再凝縮することはないため、反応管１５は乾燥状
態に保持され、プラズマの消失を招くことはない。他
方、反応管１５を冷却することで約５０℃に温められた
冷却器４６の冷却水は、回収フロンボンベ２８に付設さ
れた加熱器４７に導かれ、回収フロンボンベ２８内の液
体フロンが気化する際に生じる該ボンベ２８およびその
下流側配管での霜の生成を防止するとともに、温度低下
による圧力変動も抑制する。また、これにより熱を奪わ
れた冷却水は、冷却器４６の冷却水に再度用いることが
でき、水の消費量を低く抑えることができる。

【００７６】冷却器４６により冷却された生成ガスは、
交換継手４４を通過する間に、さらに水噴射ノズル５１
から吐出される冷却水によって約１００℃以下となるよ
うに急冷される。これにより、樹脂製の吹込管４５をそ
の耐熱温度範囲内で使用することができ、高温による熱
的損傷から保護することができる。

【００７７】このとき、式１の分解反応による生成ガス
が冷却水に溶解することによって酸性液が生成されるた
め、交換継手４４は次第に腐食することになるが、かか
る場合には腐食の程度に応じて交換すればよい。すなわ
ち、反応管１５の下流側については、腐食による交換部
分が交換継手４４のみで済むため、低コスト化および交
換作業の容易化が図られる。

【００７８】しかして、吹込管４５を通ってアルカリ液
中に放出された生成ガスは、式２の中和反応によって無
害化され、排気ダクト４２から排出される。この中和反
応は発熱反応であるため、吹込管４５の熱的損傷を防止
すべく、アルカリ液の温度は冷却機５３によって７０℃
以下に保持される。

【００７９】また、吹込管４５の先端から気泡として放
出された生成ガスは、気泡分断手段５２のブレード５２
ｄに当たって細かく分断させられるため、アルカリ液と
の接触面積が増大するとともに液面までに達する時間も
長くなり、中和反応が促進されることになる。これによ
り、中和処理不足によって基準値を超える量の酸性ガス
が系外に排出されるといったことがない。

【００８０】中和反応により生成された中和生成物は、
アルカリ液中にスラリーとして存在している。そこで、
一日の運転を終えて分解運転を停止したら、分解装置は
一晩放置させる。この間に排ガス処理タンク４１内では
アルカリ液中にスラリーが沈殿する。

【００８１】翌日、分解運転を開始する前に中和生成物
除去装置７０を作動させると、排ガス処理タンク４１内
に沈殿したスラリー状の中和生成物は、タンク内の底面
と板体７１ａとの間に形成される隙間を通じて吸引さ
れ、底面近くに溜まったものから順次吸い上げられる。
このため、沈殿した中和生成物を残した状態で中和生成
物に穴があいてこの穴から上層のアルカリ液が吸引され
るような現象は起こりにくくなる。しかも、中和生成物
は、円盤状の板体７１ａの周縁全周からほぼ均一な速度
で吸引され、しかもその速度が遅められるので、中和生
成物のみをより確実に除去することが可能になる。

【００８２】排ガス処理タンク４１から汲み上げられた
中和生成物は、固液分離器７３において固液分離処理が
なされ、アルカリ液がほとんど除去された中和生成物
は、廃棄物として処分されるか、他の用途に利用され
る。他方、分離されたアルカリ液は、吸引ポンプ７２を
通じて再び排ガス処理タンク４１内に戻され再利用され
るため、本分解装置では、上記冷却水の再利用と相まっ
て水消費量の大幅な低減が図られる。また、分解運転停
止後は、エアコンプレッサ２４を駆動することにより、
装置内に残留する酸性ガスを掃気するようにしているた
め、安全性も高められる。

【００８３】なお、本発明に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置は、上述の実施形態に限定されるものではな
く、以下の形態をも含むものである。 （１）ミキサー３７内での混合を促進するための手段と
して、オリフィス３８の代わりに、ミキサー３７内にビ
ーズ等を充填するようにしてもよい。この構成では、フ
ロンガス等と水蒸気がミキサー３７内に形成された隙間
をランダムに流通するため、混合が促進される。

【００８４】また、ミキサー３７の内周面に複数のじゃ
ま板を、例えば上下または左右に交互に間隔をおいて設
置するようにしてもよい（スタティックミキサー）。こ
の構成では、フロンガス等と水蒸気が蛇行しながら流通
するため、混合が促進される。

【００８５】さらに、ミキサー３７の入口側に接続され
る配管を流方向に対して傾斜させるとともに、ミキサー
３７の内周面に螺旋状に延びる案内板を設置するように
してもよい（スワールミキサー）。この構成では、フロ
ンガス等と水蒸気が螺旋を描きながら流れるため、混合
が促進される。

【００８６】（２）中和処理不足による酸性ガスの系外
排出を未然に回避する手段として、アルカリ液のｐＨ管
理に代えて、モータ電流値を管理するようにしてもよ
い。すなわち、モータ回転数が低下したり停止すると、
吹込管４５から放出された気泡が十分に分断されず、中
和反応が十分に行われないことがある。そこで、モータ
回転の異常をモータ電流値に基づき検出し、制御装置６
１からの指令によって分解装置の運転を停止させるよう
にすれば、酸性ガスの系外排出を未然に防止することが
できる。

【００８７】（３）反応管１５の内部は乾燥状態に保た
れているため、式１の分解反応で生成された酸性ガスに
よる腐食の影響はほとんどない。しかしながら、安全性
をより一層高めるために、反応管１５を内包するような
簡易型ブースを設置するとともに、該ブースと反応管１
５との間にＣＯ₂ガスやＣＯガス等を検出する排ガスセ
ンサを設けるようにしてもよい。

【００８８】この構成では、反応管１５の腐食状態を排
ガスセンサを介して制御装置６１により常に監視するこ
とができ、たとえ反応管１５が腐食して式１の分解反応
による生成ガスが反応管１５から流出しても、制御装置
６１からの指令によって分解装置の運転を停止させると
ともに、流出した生成ガスを吸引することにより、酸性
ガスの系外排出を防止することができる。この場合のガ
ス吸引は、排気ダクト４２に設けられたブロア４３で兼
用する。

【００８９】（４）排ガス処理タンク４１内のアルカリ
液に造粒剤、凝集剤等を添加してスラリー粒子を増大さ
せておけば、沈降時間を短縮し得て、より効率良くスラ
リー処理を行える。

【００９０】（５）テスラコイル１４の先端を放電管５
の内部に配置する代わりに、放電管５の外部に配置し
て、火花放電で着火するようにしてもよい。 （６）回収フロンボンベ２８を加熱することによりガス
状態にしてフロンガスを流出させる代わりに、回収フロ
ンボンベ２８を倒立させて液状態のまま回収フロンを流
出させ、さらに差圧制御弁等の絞り装置に通して流れを
定量化したうえで、加熱気化させてヒータ１８側へと送
るようにしてもよい。この場合には、絞り装置および配
管を加熱することにより、温度低下による流量変動を抑
制する。

【００９１】（７）回収フロンボンベ２８の加熱には、
反応管１５の冷却に用いた冷却水に代えて、排ガス処理
タンク４１内のスラリー冷却に使用された冷却機５３の
冷却水を用いてもよい。 （８）内管１１の先端がプローブアンテナ９ａの先端か
ら外管１２の内方に離間する距離は、内管１１が溶融し
なければ上述のようにプローブアンテナ９ａの先端とマ
イクロ波によるエネルギー集中部との距離に等しく設定
するのが最適であるが、外管１２の溶融を考慮して適宜
変更してもよい。

【００９２】（９）気泡分断手段５２は、軸部の先端に
プロペラを固定してなるスクリュー式のものであっても
よい。また、気泡分断手段５２は、各構成要素５２ｂ、
５２ｃ、５２ｄをテフロン等の樹脂製とし、かつこれら
をネジ結合することにより構成してもよい。この構成で
は、溶接部分がないうえに各構成要素５２ｂ、５２ｃ、
５２ｄが樹脂製とされるため、耐食性に極めて優れるこ
とになる。

【００９３】（１０）吹込管４５の先端部を垂直方向に
対して所定角度傾斜させる代わりに、略Ｕ字状に形成し
てもよい。 （１１）排ガス処理タンク４１に貯留される中和液は、
上記のアルカリ性懸濁液に限らず、水酸化ナトリウム水
溶液等のアルカリ性水溶液を用いても構わない。

【００９４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果を奏することができる。 （ａ）請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方
法によれば、前記生成ガスをアルカリ液と中和反応させ
て所定の時間放置すると、中和反応により生成された中
和生成物がアルカリ液中に沈殿するので、中和生成物の
汲み上げが容易に行えるようになり、中和生成物とアル
カリ液との固液分離効率が高まる。これにより、中和生
成物からのアルカリ液の回収率が向上してアルカリ液の
再利用が有効になされるとともに廃棄される中和生成物
の量を低減することができる。

【００９５】(ｂ)請求項２記載の有機ハロゲン化合物の
分解処理方法によれば、有機ハロゲン化合物と水蒸気と
の分解反応を停止し中和生成物の生成を抑制することで
該中和生成物の沈殿すなわちアルカリ液との分離の進行
が速まるので、中和生成物とアルカリ液との固液分離効
率を高めることができる。

【００９６】(ｃ)請求項３記載の有機ハロゲン化合物の
分解処理方法によれば、従来は廃棄されていた中和生成
物からアルカリ液を分離し再利用することで分解処理工
程における水消費量を低減することができる。

【００９７】(ｄ)請求項４記載の有機ハロゲン化合物の
分解処理方法によれば、アルカリ物質が高濃度に含まれ
るアルカリ性懸濁液を用いることで、水溶液に比べてア
ルカリ液が小容量であっても中和反応を促進することが
でき、これによって水消費量を低減することができる。

【００９８】(ｅ)請求項５記載の有機ハロゲン化合物の
分解処理方法によれば、Ｃａ（ＯＨ） ₂を２０重量％含
むアルカリ性懸濁液を用いることで、中和反応をより短
時間に効率よく促進することができ、これによって水消
費量を低減することができる。

【００９９】（ｆ）請求項６記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置によれば、生成ガスを中和処理槽に導入する
とアルカリ液と中和反応して中和生成物が生成される。
この状態で中和処理槽を所定の時間放置すると、中和生
成物がアルカリ液中に沈殿するので、沈殿した中和生成
物を汲み上げることによりアルカリ液との固液分離を図
ることができる。

【０１００】（ｇ）請求項７記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置によれば、槽内に沈殿した中和生成物が、中
和処理槽の底面と板体との間に形成される隙間を通じて
吸引される。これにより、中和生成物は中和処理槽の底
面近くに溜まったものから順次吸い出されるようにな
り、中和処理槽に溜まった中和生成物の回収効率を向上
することができる。

【０１０１】（ｈ）請求項８記載の有機ハロゲン化合物
の分解装置によれば、中和生成物は、円盤状の板体の周
縁全周からほぼ均一な速度で吸引され、しかもその速度
が遅められるので、中和処理槽から中和生成物のみをよ
り確実に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る分解装置の一実施形態を示すシ
ステム系統図である。

【図２】 同分解装置の全体構成を示す斜視図である。

【図３】 同分解装置の要部拡大図である。

【図４】 同分解装置に設けられたミキサーの要部断面
図である。

【図５】 同分解装置に設けられた中和生成物除去装置
の要部断面図である。

【図６】 同分解装置においてマイクロ波、アルゴンガ
ス等が供給される時期と点火の時期を経時的に示す比較
図である。

【符号の説明】

１ 方形導波管 ２ マイクロ波発信器 ５ 放電管 ７ 円筒導波管 １３ 着火装置 １５ 反応管 １８ ヒータ ３２ ミストセパレータ ４１ 排ガス処理タンク（中和処理槽） 吹込管（生成ガス導入部） ７０ 中和生成物除去装置（中和生成物除去手段） ７１ 除去管 ７１ａ 板体 ７２ 吸引ポンプ ７３ 固液分離器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椿 泰廣 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 Ｆターム(参考） 4D002 AA17 AA21 AB03 BA09 EA05 GA01 GB20 4G075 AA37 BA05 CA02 CA26 CA48 CA51 CA57 DA02 EB21 EB27 FB01 FB02 FB04 FB06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイク
   ロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、該熱
   プラズマ中で水蒸気と反応させて有機ハロゲン化合物を
   分解する有機ハロゲン化合物の分解処理方法であって、 前記有機ハロゲン化合物と水蒸気との分解反応により生
   成された生成ガスをアルカリ液と中和反応させて所定の
   時間放置し、該中和反応により生成された中和生成物を
   前記アルカリ液中に沈殿させたうえで除去することを特
   徴とする有機ハロゲン化合物の分解処理方法。
2. 【請求項２】 前記有機ハロゲン化合物と水蒸気との分
   解反応を停止し、所定の時間放置した後に中和生成物を
   除去し、しかる後に前記分解反応を再開することを特徴
   とする請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方
   法。
3. 【請求項３】 前記中和生成物を固液分解し、分離され
   たアルカリ液を前記中和反応に再利用することを特徴と
   する請求項１または２記載の有機ハロゲン化合物の分解
   処理方法。
4. 【請求項４】 前記アルカリ液が懸濁液であることを特
   徴とする請求項１、２または３記載の有機ハロゲン化合
   物の分解処理方法。
5. 【請求項５】 前記アルカリ液が、Ｃａ（ＯＨ）₂を２
   ０重量％含む懸濁液であることを特徴とする請求項４記
   載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法。
6. 【請求項６】 有機ハロゲン化合物を含むガスにマイク
   ロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、該熱
   プラズマ中で水蒸気と反応させて有機ハロゲン化合物を
   分解する有機ハロゲン化合物の分解装置であって、 前記有機ハロゲン化合物と水蒸気との分解反応により生
   成される生成ガスと中和反応して中和生成物を生成する
   アルカリ液を湛える中和処理槽と、 該中和処理槽に前記生成ガスを導入し前記アルカリ液と
   反応させる生成ガス導入部と、 前記中和処理槽に沈殿する中和生成物を除去する中和生
   成物除去手段とを備えることを特徴とする有機ハロゲン
   化合物の分解装置。
7. 【請求項７】 前記中和生成物除去手段が、前記中和処
   理槽内に突出され先端が該中和処理槽底面に近傍まで延
   出された除去管と、該除去管に接続されて前記中和生成
   物を吸引する吸引ポンプとを備え、 前記除去管の先端には前記中和処理槽底面と略平行に板
   体が固定され、該板体の下面に前記除去管が開口してい
   ることを特徴とする請求項６記載の有機ハロゲン化合物
   の分解装置。
8. 【請求項８】 前記板体が、円盤状をなしその下面中央
   に前記除去管が開口していることを特徴とする請求項７
   記載の有機ハロゲン化合物の分解装置。