JP2004074081A - 水熱反応処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧ポンプの逆止め弁を分解して洗浄しなくとも、高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させることのできる水熱反応処理装置を提供する。
【解決手段】被処理物を貯留する被処理物貯留槽２と、被処理物貯留槽２から反応容器５１内へ被処理物を供給する供給管３と、供給管３の途中に配設され、チャンバ８Ａ〜８Ｃの前後に逆止め弁９Ａ〜９Ｃ、１０Ａ〜１０Ｃを備えたヘッド６Ａ〜６Ｃを有する往復動式の高圧ポンプ５と、各ヘッド６Ａ〜６Ｃの流入側に配設され、各ヘッド６Ａ〜６Ｃへ被処理物を供給するか、水を供給するかを選択する三方弁１１Ａ〜１１Ｃと、三方弁１１Ａ〜１１Ｃに接続され、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させるための水を供給する送水管１２と、送水管１２に配設された送水加圧ポンプ１３と、高圧ポンプ５よりも下流の供給管３に配設され、高圧ポンプ５からの供給物を反応容器５１内へ供給するか、排出管１８へ供給するかを選択する三方弁１７と、排出管１８に配設された背圧弁１９とで構成する。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、下水汚泥、し尿、浄化槽汚泥、粉砕樹脂などの、高粘度の有機性スラリー被処理物を水の超臨界状態または亜臨界状態で水熱酸化反応させて処理するのに好適な水熱反応処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被処理物を処理して酸化分解や加水分解を行うことにより、廃棄物を分解したり、エネルギーを生成したり、または、化学物質を製造する水熱反応処理は、長年に亘って研究され、利用されてきている。
特に、近年、３７４℃以上、２２ＭＰａ（２２０気圧）以上の超臨界状態で、または、例えば３７４℃以上、２．５ＭＰａ（２５気圧）以上２２ＭＰａ未満、あるいは３７４℃未満、２２ＭＰａ以上、あるいは３７４℃未満、２２ＭＰａ未満であっても臨界点に近い高温高圧状態である亜臨界状態で、被処理物と、酸化剤を含んだ水とを反応させることにより、燃焼を含む酸化反応を生じさせ、被処理物中の有機物を短時間でほぼ完全に分解する水熱反応処理が注目されている。
【０００３】
このように水熱反応処理して被処理物を酸化分解する場合、被処理物、酸化剤、水を加熱、加圧して反応容器内へ供給し、反応させる。
そして、水熱反応処理の結果、有機物は酸化分解され、水と二酸化炭素とからなる高温高圧流体、乾燥またはスラリー状の灰分や塩類等の固体からなる反応生成物が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにして、下水汚泥、し尿、浄化槽汚泥、粉砕樹脂などの、高粘度の有機性スラリー被処理物を高圧ポンプで反応容器内へ供給する場合、高圧ポンプの吐出圧力および流量が得られている間は、高粘度の有機性スラリー被処理物を高圧ポンプで反応容器内へ供給することができる。
しかし、高圧ポンプを構成する流入側、流出側の逆止め弁の動きが、有機性スラリー被処理物の粘性抵抗によって悪くなり、リークが発生することにより、高圧ポンプの吐出圧力および流量が出なくなる場合がある。
このような場合、高圧ポンプの逆止め弁を分解して洗浄し、高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させる必要がある。
【０００５】
この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、高圧ポンプの逆止め弁を分解して洗浄しなくとも、高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させることのできる水熱反応処理方法および装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
まず、請求項１にかかる発明は、チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプで、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ、高粘度の有機性スラリー被処理物を供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理方法において、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量が出なくなって高粘度の有機性スラリー被処理物を前記高圧ポンプで供給できなくなった場合、前記ヘッド毎に、高粘度の有機性スラリー被処理物に代えて加圧水を供給して洗浄することにより、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させることを特徴とする。
そして、請求項２にかかる発明は、チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプで、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ、高粘度の有機性スラリー被処理物を供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理方法において、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量が出なくなって高粘度の有機性スラリー被処理物を前記高圧ポンプで供給できなくなった場合、前記高圧ポンプの流出側へ高圧水を供給することにより、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させることを特徴とする。
上記した請求項１または請求項２にかかる水熱反応処理方法において、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させているときの前記供給管内の供給物を、高粘度の有機性スラリー被処理物を貯留する被処理物貯留槽へ供給するのが望ましい。
次に、請求項４にかかる発明は、被処理物供給機構で高粘度の有機性スラリー被処理物を、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理装置において、前記被処理物供給機構を、高粘度の有機性スラリー被処理物を貯留する被処理物貯留槽と、この被処理物貯留槽から前記反応容器内へ高粘度の有機性スラリー被処理物を供給する供給管と、この供給管の途中に配設され、チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプと、この高圧ポンプの各ヘッドの流入側に配設され、前記各ヘッドへ高粘度の有機性スラリー被処理物を供給するか、水を供給するかを選択する複数の流入側切換弁と、この複数の流入側切換弁に接続され、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させるための水を供給する送水管と、この送水管に配設された送水加圧ポンプと、前記高圧ポンプよりも下流の前記供給管に配設され、前記高圧ポンプからの供給物を前記反応容器内へ供給するか、排出管へ供給するかを選択する流出側切換弁と、前記排出管に配設された背圧弁とで構成したことを特徴とする。
そして、請求項５にかかる発明は、被処理物供給機構で高粘度の有機性スラリー被処理物を、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理装置において、前記被処理物供給機構を、高粘度の有機性スラリー被処理物を貯留する被処理物貯留槽と、この被処理物貯留槽から前記反応容器内へ高粘度の有機性スラリー被処理物を供給する供給管と、この供給管の途中に配設され、チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプと、この高圧ポンプよりも下流の前記供給管に接続された送水管と、この送水管に配設された送水高圧ポンプと、この送水管よりも下流の前記供給管に配設され、前記供給管内の供給物を前記反応容器内へ供給するか、排出管へ供給するかを選択する流出側切換弁と、前記排出管に配設された背圧弁とで構成したことを特徴とする。
また、請求項６にかかる発明は、請求項５にかかる水熱反応処理装置において、前記被処理物供給機構が、前記供給管と前記高圧送水ポンプとの間の前記送水管に、開閉弁を有することを特徴とする。
上記した請求項４から請求項６のいずれかにかかる水熱反応処理装置において、前記被処理物供給機構が、前記背圧弁よりも下流の前記排出管に配設され、前記背圧弁からの供給物をそのまま前記排出管へ供給するか、循環管を介して前記被処理物貯留槽へ供給するかを選択する切換弁を有するのが望ましい。
なお、この発明で取り扱う高粘度の有機性スラリー被処理物とは、１０００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有する物のことである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図、図２は図１に示した被処理物供給機構の第１実施形態を示すブロック図である。
【０００８】
図１において、１は、下水汚泥、し尿、浄化槽汚泥、粉砕樹脂などの、高粘度の有機性スラリー被処理物（以下、単に被処理物と記す。）を後述する反応容器５１内へ、供給管３を介して供給する被処理物供給機構を示す。
この被処理物供給機構１は、図２に示すように、被処理物を貯留する被処理物貯留槽２と、この被処理物貯留槽２内の被処理物を反応容器５１内へ供給する供給管３と、この供給管３の途中に配設され、後述する高圧ポンプ５へ被処理物を押し込むための低圧ポンプ４と、この低圧ポンプ４よりも下流の供給管３の供給分岐管３ａ，３ｂ，３ｃ部分に配設され、ピストン７Ａ，７Ｂ，７Ｃが往復動するチャンバ８Ａ，８Ｂ，８Ｃの前後に流入側から流出側へ一方向で流れるように逆止め弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えた複数のヘッド６Ａ，６Ｂ，６Ｃを有する往復動式の高圧ポンプ５と、この高圧ポンプ５の各ヘッド６Ａ，６Ｂ，６Ｃの流入側に配設され、各ヘッド６Ａ，６Ｂ，６Ｃへ被処理物を供給するか、水を供給するかを選択する複数の流入側切換弁としての三方弁１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと、この複数の三方弁１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに送水分岐管１２ａ，１２ｂ，１２ｃの下流端が接続され、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させるための水を供給する送水管１２と、この送水管１２に配設され、例えば０．３ＭＰａ以上に加圧した水を供給する送水加圧ポンプ１３と、高圧ポンプ５よりも下流の供給管３に配設され、高圧ポンプ５からの供給物を反応容器５１内へ供給するか、排出管１８へ供給するかを選択する流出側切換弁としての三方弁１７と、排出管１８に配設され、例えば２２ＭＰａ以上の背圧を与える背圧弁１９と、この背圧弁１９と並列に排出管１８に配設されたバイパス弁２０と、この背圧弁１９、バイパス弁２０よりも下流の排出管１８に配設され、背圧弁１９またはバイパス弁２０からの供給物をそのまま排出管１８へ供給するか、循環管２２を介して被処理物貯留槽２へ供給するかを選択する切換弁としての三方弁２１とで構成されている。
【０００９】
なお、高圧ポンプ５は、各ヘッド６Ａ〜６Ｃのピストン７Ａ〜７Ｃを、１系統の駆動機構で１２０度ずつの位相差を持たせて駆動するものであっても、ピストン７Ａ〜７Ｃを別々に１２０度ずつの位相差を持たせて駆動するもの、すなわち、ピストン７Ａ〜７Ｃのストロークを別々に０％または１００％とすることのできるものであってもよい。
【００１０】
図１において、３１は灯油などの反応助剤を貯留する反応助剤貯留槽、３２は反応助剤貯留槽３１内の反応助剤を、図２における三方弁１７よりも下流の供給管３内へ供給する供給管、３３は供給管３２の途中に配設された高圧ポンプを示し、この高圧ポンプ３３は、反応助剤料を、例えば２２ＭＰａ以上の高圧で供給管３内へ供給するものである。
３４は水を貯留する水槽、３５は水槽３４内の水を供給管３２よりも下流の供給管３内へ供給する供給管、３６は供給管３５の途中に配設された高圧ポンプを示し、この高圧ポンプ３６は、水を、例えば２２ＭＰａ以上の高圧で供給管３内へ供給するものである。
【００１１】
３７は水槽３４内の水をクエンチ水として反応容器５１内へ供給する供給管、３８は供給管３７の途中に配設された高圧ポンプを示し、この高圧ポンプ３８は、水を、例えば２２ＭＰａ以上の高圧で反応容器５１内へ供給するものである。
３９は空気圧縮機を示し、酸化剤としての空気を、例えば２２ＭＰａ以上の高圧で、図２における三方弁１７よりも下流の、例えば供給管３２よりも上流の供給管３内へ供給管４０を介して供給するものである。
４１は供給管４０に配設された予備加熱器を示し、空気圧縮機３９からの空気を所定の温度に予備加熱するものである。
【００１２】
５１は円筒状をした縦型の反応容器を示し、図示は省略されているが、上蓋の中心に、供給管３から供給される被処理物などを噴出するノズルが設けられ、下側に、供給管３７からクエンチ水が供給されるクエンチ水供給孔、処理流体を排出する排出口が設けられている。
そして、反応容器５１内には、図示は省略されているが、内側に付着した塩などを掻き取るスクレーパが設けられている。
【００１３】
６１は反応容器５１の排出口に接続された排出管、６２は排出管６１の途中に配設された冷却器を示し、この冷却器６２は、反応容器５１の排出口から排出される処理流体を冷却するものである。
６３は冷却器６２よりも下流の排出管６１に配設された固体分離器を示し、処理流体から固体を分離し、系外に排出するものである。
６４は排出管６１の下流端に接続された気液分離器を示し、固体分離器６３で固体を除去した処理流体を、気体と、液体とに分離するものである。
６５は気液分離器６４の天井部に接続された気体排出管、６６は気体排出管６５に配設された減圧弁を示し、この減圧弁６６は、気液分離器６４で分離した気体を減圧して放出するものである。
６７は気液分離器６４の底部に接続された液体排出管、６８は液体排出管６７に配設された減圧弁を示し、この減圧弁６８は、気液分離器６４で分離した液体を減圧して放出するものである。
【００１４】
次に、水熱反応処理について説明する。
まず、高圧ポンプ３３，３６，３８および空気圧縮機３９を作動させ、反応助剤などを反応容器５１内へ供給して水熱酸化反応を起こさせ、反応容器５１内を所定温度に上昇させる。
そして、反応容器５１内の温度が所定温度に上昇したならば、被処理物貯留槽２内の被処理物を反応容器５１内へ供給し、被処理物を水熱酸化反応させて処理する。
【００１５】
上記のようにして水熱反応処理を連続して行うと、塩が析出して反応容器５１の内側に堆積することにより、反応領域を狭める場合があるので、連続的（例えば１ｒｐｍ）あるいは間欠的にスクレーパを回転させ、堆積した塩を掻き落とし、反応容器５１の下部へ移動させる。
このようにして掻き落とされた塩を含む固形物は、反応容器５１の排出口からクエンチ水を含む処理流体とともに排出管６１へ排出される。
【００１６】
そして、処理流体は、冷却器６２で冷却され、固体分離器６３によって固体を分離、除去された後、気液分離器６４へ供給される。
なお、固体分離器６３で分離、除去された固体は、例えば被処理物の処理を完了した後、所定の操作によって固体分離器６３から系外へ排出される。
また、気液分離器６４へ供給された処理流体は気体と液体とに分離され、分離された気体は減圧弁６６で減圧された後、気体排出管６５を介して大気へ放出され、分離された液体は減圧弁６８で減圧された後、液体排出管６７を介して所定の処理機構などへ排出される。
【００１７】
上記のようにして被処理物を反応容器５１内へ供給する高圧ポンプ５の動作について、さらに詳しく説明する。
なお、各ピストン７Ａ〜７Ｃは１２０度ずつの位相差で油圧またはクランクなどによって駆動される。
まず、各ピストン７Ａ〜７Ｃがチャンバ８Ａ〜８Ｃ内で図２の左側の吸引側へ移動すると、逆止め弁９Ａ〜９Ｃが開いて逆止め弁１０Ａ〜１０Ｃが閉じることにより、各チャンバ８Ａ〜８Ｃ内へ被処理物が吸引されて流入する。
そして、各ピストン７Ａ〜７Ｃがチャンバ８Ａ〜８Ｃ内で図２の右側の吐出側へ移動すると、逆止め弁９Ａ〜９Ｃが閉じて逆止め弁１０Ａ〜１０Ｃが開くことにより、各チャンバ８Ａ〜８Ｃ内の被処理物が吐出されて流出する。
【００１８】
したがって、三方弁１１Ａ〜１１Ｃを供給分岐管３ａ〜３ｃから供給分岐管３ａ〜３ｃへ流れる状態に切り換え、三方弁１７を供給管３から排出管１８へ流れる状態に切り換え、バイパス弁２０を閉じ、三方弁２１を排出管１８から循環管２２へ流れる状態に切り換え、両ポンプ４，５を起動させると、被処理物貯留槽２内の被処理物は、低圧ポンプ４、三方弁１１Ａ〜１１Ｃ、高圧ポンプ５の各ヘッド６Ａ〜６Ｃ、三方弁１７、背圧弁１９、三方弁２１を経由して被処理物貯留槽２内へ戻される。
【００１９】
このようにして被処理物を循環させると、背圧弁１９の作用により、高圧ポンプ５の吐出圧力を、例えば２２ＭＰａ以上に昇圧させることができる。
そして、高圧ポンプ５の吐出圧力を充分に昇圧させた状態で、反応容器５１内へ被処理物を供給する場合は、三方弁１７を供給管３から供給管３へ流れる状態に切り換えることにより、加圧した状態の被処理物を反応容器５１内へ供給することができる。
【００２０】
このようにして被処理物を高圧ポンプ５で反応容器５１内へ供給している状態で、被処理物の粘性抵抗または異物を弁が噛み込むことにより、高圧ポンプ５を構成する逆止め弁９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ〜１０Ｃの動きが悪くなってリークが発生することにより、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が出なくなる場合がある。
このように高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が出なくなると、逆止め弁９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ〜１０Ｃの弁体が流路を開閉するために移動する動作音がしなくなることにより、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が出なくなったことを確認することができる。
また、図示を省略したが、高圧ポンプ５と三方弁１７との間の供給管３に流量計を配設することにより、この流量計の流量から、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が出なくなったことを確認することができる。
【００２１】
次に、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が出なくなった場合の回復動作について説明する。
まず、第１の方法について説明する。
この第１の方法は、各ヘッド６Ａ〜６Ｃ毎に、加圧水を供給して洗浄する方法で、以下に詳述する。
まず、各部の動作を停止させ、水熱反応処理を停止させる。
そして、三方弁１１Ａを送水分岐管１２ａから供給分岐管３ａへ流れる状態に切り換え、三方弁１７を供給管３から排出管１８へ流れる状態に切り換え、背圧弁１９をバイパスするためにバイパス弁２０を開き、三方弁２１を排出管１８から排出管１８へ流れる状態に切り換えた後、送水加圧ポンプ１３を起動させて洗浄に要する所定時間、例えば５分間だけヘッド６Ａへ加圧水を供給し、加圧水で被処理物を洗い流してヘッド６Ａを洗浄する。
このとき、高圧ポンプ５は動作させなくても、加圧水の勢いで逆止め弁９Ａ，１０Ａを洗浄できる。
【００２２】
このようにしてヘッド６Ａへ加圧水を供給してから５分が経過したならば、三方弁１１Ａを供給分岐管３ａから供給分岐管３ａへ流れる状態に切り換え、三方弁１１Ｂを送水分岐管１２ｂから供給分岐管３ｂへ流れる状態に切り換えることにより、５分間だけヘッド６Ｂへ加圧水を供給し、加圧水で被処理物を洗い流してヘッド６Ｂを洗浄する。
そして、ヘッド６Ｂへ加圧水を供給してから５分が経過したならば、三方弁１１Ｂを供給分岐管３ｂから供給分岐管３ｂへ流れる状態に切り換え、三方弁１１Ｃを送水分岐管１２ｃから供給分岐管３ｃへ流れる状態に切り換えることにより、５分間だけヘッド６Ｃへ加圧水を供給し、加圧水で被処理物を洗い流してヘッド６Ｃを洗浄する。
【００２３】
次に、第２の方法はについて説明する。
なお、この第２の方法は、第１の方法と同様に、各ヘッド６Ａ〜６Ｃ毎に、加圧水を供給して洗浄する方法であるが、同時にピストン７Ａ〜７Ｃを動作させる方法で、以下に詳述する。
そして、各ピストン７Ａ〜７Ｃは、ストロークを別々に０％または１００％とすることのできるものである。
【００２４】
まず、各部の動作を停止させ、水熱反応処理を停止させる。
そして、三方弁１１Ａを送水分岐管１２ａから供給分岐管３ａへ流れる状態に切り換え、三方弁１７を供給管３から排出管１８へ流れる状態に切り換え、三方弁２１を排出管１８から排出管１８へ流れる状態に切り換えた後、送水加圧ポンプ１３を起動させて洗浄に要する所定時間、例えば５分間だけヘッド６Ａへ加圧水を供給するとともに、ヘッド６Ａのピストン７Ａを１００％のストロークで駆動してヘッド６Ａを洗浄する。
このとき、ピストン７Ｂ，７Ｃを０％のストロークとするので、チャンバ８Ｂ，８Ｃからは吐出されない。
【００２５】
このようにしてヘッド６Ａへ加圧水を供給してから５分が経過したならば、ピストン７Ａを停止させ、三方弁１１Ａを供給分岐管３ａから供給分岐管３ａへ流れる状態に切り換え、三方弁１１Ｂを送水分岐管１２ｂから供給分岐管３ｂへ流れる状態に切り換え、５分間だけヘッド６Ｂへ加圧水を供給するとともに、ヘッド６Ｂのピストン７Ｂを１００％のストロークで駆動してヘッド６Ｂを洗浄する。
このとき、ピストン７Ａ，７Ｃを０％のストロークとするので、チャンバ８Ａ，８Ｃからは吐出されない。
【００２６】
そして、ヘッド６Ｂへ加圧水を供給してから５分が経過したならば、ピストン７Ｂを停止させ、三方弁１１Ｂを供給分岐管３ｂから供給分岐管３ｂへ流れる状態に切り換え、三方弁１１Ｃを送水分岐管１２ｃから供給分岐管３ｃへ流れる状態に切り換え、５分間だけヘッド６Ｃへ加圧水を供給するとともに、ヘッド６Ｃのピストン７Ｃを１００％のストロークで駆動してヘッド６Ｃを洗浄する。
このとき、ピストン７Ａ，７Ｂを０％のストロークとするので、チャンバ８Ａ，８Ｂからは吐出されない。
【００２７】
このようにして高圧ポンプ５の各ヘッド６Ａ〜６Ｃを順次洗浄している期間中、被処理物の混入した洗浄水を、排出管１８を介して図示を省略した処理機構へ供給し、所定の処理を施してから排出する。
しかし、三方弁２１を排出管１８から循環管２２へ流れる状態にし、被処理物の混入した洗浄水を、被処理物貯留槽２へ供給してもよい。
【００２８】
上述したように、この発明の第１実施形態によれば、高圧ポンプ５のヘッド６Ａ〜６Ｃ毎に、加圧水を供給して被処理物を洗い流すことで洗浄するので、逆止め弁９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ〜１０Ｃを分解して洗浄しなくとも、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させることができる。
そして、被処理物の混入した洗浄水を、被処理物貯留槽２へ供給することにより、被処理物を全て水熱酸化反応させて処理することができる。
【００２９】
図３は図１に示した被処理物供給機構の第２実施形態を示すブロック図であり、図２と同一または相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
図３において、１４は高圧ポンプ５と三方弁１７との間の供給管３に接続された送水管、１５は送水管１４に配設された送水高圧ポンプを示し、この送水高圧ポンプ１５は、水を、例えば２２ＭＰａ以上の高圧で供給管３内へ供給するものである。
１６は送水高圧ポンプ１５よりも下流の送水管１４に配設された開閉弁を示す。
なお、高圧ポンプ５を簡略化して図示したが、高圧ポンプ５は、図２に示すように、ピストン７Ａ〜７Ｃ、チャンバ８Ａ〜８Ｃ、逆止め弁９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ〜１０Ｃからなる複数のヘッド６Ａ〜６Ｃを備えている。
【００３０】
次に、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が出なくなった場合における回復の第３の方法について説明する。
この第３の方法は、高圧ポンプ３の吐出側に送水高圧ポンプ１５で背圧を加える方法で、以下に詳述する。
まず、両ポンプ４，５以外を停止させ、水熱反応処理を停止させる。
そして、三方弁１７を供給管３から排出管１８へ流れる状態に切り換え、三方弁２１を排出管１８から排出管１８へ流れる状態に切り換えた後、送水高圧ポンプ１５を起動させるとともに、開閉弁１６を開けて高圧ポンプ５に背圧を与える。
【００３１】
このように両ポンプ４，５を動作させている状態で背圧を与えると、逆止め弁１０Ａ〜１０Ｃが流路を確実に閉じるので、各ピストン７Ａ〜７Ｃがチャンバ８Ａ〜８Ｃ内で吸引側へ移動すると、逆止め弁９Ａ〜９Ｃが開いて各チャンバ８Ａ〜８Ｃ内へ被処理物が吸引されて流入する。
そして、各ピストン７Ａ〜７Ｃがチャンバ８Ａ〜８Ｃ内で吐出側へ移動すると、逆止め弁９Ａ〜９Ｃが閉じて逆止め弁１０Ａ〜１０Ｃが背圧に打ち勝って開くことにより、各チャンバ８Ａ〜８Ｃ内の被処理物が吐出されて流出する。
【００３２】
このよう各ポンプ４，５，１５を動作させ、図示を省略した供給管３に配設した流量計を監視し、流量が設定流量になれば、または、逆止め弁９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ〜１０Ｃの弁体が流路を開閉するために移動する動作音により、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が回復したと確認できる。
そして、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復している期間中、被処理物の混入した洗浄水を、排出管１８を介して図示を省略した処理機構へ供給し、所定の処理を施してから排出する。
しかし、三方弁２１を排出管１８から循環管２２へ流れる状態にし、被処理物の混入した洗浄水を、被処理物貯留槽２へ供給してもよい。
【００３３】
上述したように、この発明の第２実施形態によれば、高圧ポンプ５に背圧を与えて高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させるので、逆止め弁９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ〜１０Ｃを分解して洗浄しなくとも、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させることができる。
そして、送水高圧ポンプ１５の下流に開閉弁１６を設けたので、送水高圧ポンプ１５が被処理物に晒されなくなり、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を効率よく回復させることができる。
また、被処理物の混入した洗浄水を、被処理物貯留槽２へ供給することにより、被処理物を全て処理することができる。
【００３４】
上記した実施形態では、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させる場合、水熱反応処理を停止させたが、被処理物以外の補助燃料などを反応容器５１内へ供給して水熱酸化反応を継続させ、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量が回復したならば、被処理物を反応容器５１内へ供給し、被処理物の水熱反応処理を再開させてもよい。
このように反応容器５１内の水熱酸化反応を継続しながら高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させる場合、図１および図２に点線で示すように、三方弁１７と供給管４１との間の供給管３に配設した開閉弁２３を操作することにより、反応容器５１内の超臨界状態または亜臨界状態を維持しながら高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させることができる。
【００３５】
また、被処理物の種類によっては、被処理物の混入した洗浄水を反応容器５１内へ供給することにより、高圧ポンプ５の吐出圧力および流量を回復させながら被処理物の水熱反応処理を継続することができる。
この場合、第１実施形態（第１および第２の方法）における送水加圧ポンプ１３は、例えば０．４ＭＰａ程度の低圧でよく、第２実施形態（第３の方法）における送水高圧ポンプ１５は、例えば２２ＭＰａ以上の高圧に、水を加圧できるものとする必要がある。
そして、３つのヘッド６Ａ〜６Ｃで構成される高圧ポンプ５を例示したが、ヘッドは３つ以下でも、３つ以上あってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、高圧ポンプのヘッド毎に、加圧水を供給して被処理物を洗い流すことで洗浄するので、逆止め弁を分解して洗浄しなくとも、高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させることができる。
また、高圧ポンプに背圧を与えて高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させるので、逆止め弁を分解して洗浄しなくとも、高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させることができる。
そして、高圧ポンプに背圧を与える送水高圧ポンプの下流に開閉弁を設けたので、送水高圧ポンプが被処理物に晒されなくなり、高圧ポンプの吐出圧力および流量を効率よく回復させることができる。
さらに、被処理物の混入した洗浄水を、被処理物貯留槽へ供給するので、被処理物を全て水熱酸化反応させて処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した被処理物供給機構の第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】図１に示した被処理物供給機構の第２実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　被処理物供給機構
２　　　　　　　　　　　　　被処理物貯留槽
３，３２，３５，３７，４０　供給管
３ａ〜３ｃ　　　　　　　　　供給分岐管
４　　　　　　　　　　　　　低圧ポンプ
５，３３，３６，３８　　　　高圧ポンプ
６Ａ〜６Ｃ　　　　　　　　　ヘッド
７Ａ〜７Ｃ　　　　　　　　　ピストン
８Ａ〜８Ｃ　　　　　　　　　チャンバ
９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ〜１０Ｃ　逆止め弁
１１Ａ〜１１Ｃ，１７，２１　三方弁
１２，１４　　　　　　　　　送水管
１２ａ〜１２ｃ　　　　　　　送水分岐管
１３　　　　　　　　　　　　送水加圧ポンプ
１５　　　　　　　　　　　　送水高圧ポンプ
１６，２３　　　　　　　　　開閉弁
１８　　　　　　　　　　　　排出管
１９　　　　　　　　　　　　背圧弁
２０　　　　　　　　　　　　バイパス弁
２２　　　　　　　　　　　　循環管
３１　　　　　　　　　　　　反応助剤貯留槽
３４　　　　　　　　　　　　水槽
３９　　　　　　　　　　　　空気圧縮機
４１　　　　　　　　　　　　予備加熱器
５１　　　　　　　　　　　　反応容器
６１　　　　　　　　　　　　排出管
６２　　　　　　　　　　　　冷却器
６３　　　　　　　　　　　　固体分離器
６４　　　　　　　　　　　　気液分離器
６５　　　　　　　　　　　　気体排出管
６６，６８　　　　　　　　　減圧弁
６７　　　　　　　　　　　　液体排出管

Claims (7)

1. チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプで、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ、高粘度の有機性スラリー被処理物を供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理方法において、
   前記高圧ポンプの吐出圧力および流量が出なくなって高粘度の有機性スラリー被処理物を前記高圧ポンプで供給できなくなった場合、前記ヘッド毎に、高粘度の有機性スラリー被処理物に代えて加圧水を供給して洗浄することにより、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させる、
   ことを特徴とする水熱反応処理方法。
2. チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプで、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ、高粘度の有機性スラリー被処理物を供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理方法において、
   前記高圧ポンプの吐出圧力および流量が出なくなって高粘度の有機性スラリー被処理物を前記高圧ポンプで供給できなくなった場合、前記高圧ポンプの流出側へ高圧水を供給することにより、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させる、
   ことを特徴とする水熱反応処理方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させているときの前記供給管内の供給物を、高粘度の有機性スラリー被処理物を貯留する被処理物貯留槽へ供給する、
   ことを特徴とする水熱反応処理方法。
4. 被処理物供給機構で高粘度の有機性スラリー被処理物を、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理装置において、
   前記被処理物供給機構を、
   高粘度の有機性スラリー被処理物を貯留する被処理物貯留槽と、
   この被処理物貯留槽から前記反応容器内へ高粘度の有機性スラリー被処理物を供給する供給管と、
   この供給管の途中に配設され、チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプと、
   この高圧ポンプの各ヘッドの流入側に配設され、前記各ヘッドへ高粘度の有機性スラリー被処理物を供給するか、水を供給するかを選択する複数の流入側切換弁と、
   この複数の流入側切換弁に接続され、前記高圧ポンプの吐出圧力および流量を回復させるための水を供給する送水管と、
   この送水管に配設された送水加圧ポンプと、
   前記高圧ポンプよりも下流の前記供給管に配設され、前記高圧ポンプからの供給物を前記反応容器内へ供給するか、排出管へ供給するかを選択する流出側切換弁と、
   前記排出管に配設された背圧弁とで構成した、
   ことを特徴とする水熱反応処理装置。
5. 被処理物供給機構で高粘度の有機性スラリー被処理物を、水の超臨界状態または亜臨界状態となっている反応容器内へ供給して水熱酸化反応させることにより、前記高粘度の有機性スラリー被処理物を処理する水熱反応処理装置において、
   前記被処理物供給機構を、
   高粘度の有機性スラリー被処理物を貯留する被処理物貯留槽と、
   この被処理物貯留槽から前記反応容器内へ高粘度の有機性スラリー被処理物を供給する供給管と、
   この供給管の途中に配設され、チャンバの前後に一方向へ流れるように逆止め弁を備えた複数のヘッドを有する往復動式の高圧ポンプと、
   この高圧ポンプよりも下流の前記供給管に接続された送水管と、
   この送水管に配設された送水高圧ポンプと、
   この送水管よりも下流の前記供給管に配設され、前記供給管内の供給物を前記反応容器内へ供給するか、排出管へ供給するかを選択する流出側切換弁と、
   前記排出管に配設された背圧弁とで構成した、
   ことを特徴とする水熱反応処理装置。
6. 請求項５に記載の水熱反応処理装置において、
   前記被処理物供給機構は、前記供給管と前記高圧送水ポンプとの間の前記送水管に、開閉弁を有する、
   ことを特徴とする水熱反応処理装置。
7. 請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の水熱反応処理装置において、
   前記被処理物供給機構は、前記背圧弁よりも下流の前記排出管に配設され、前記背圧弁からの供給物をそのまま前記排出管へ供給するか、循環管を介して前記被処理物貯留槽へ供給するかを選択する切換弁を有する、
   ことを特徴とする水熱反応処理装置。

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