JP2000296327A

JP2000296327A - 有機ハロゲン化合物の分解装置

Info

Publication number: JP2000296327A
Application number: JP11104611A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Bessho; 正博別所; Toshio Hattori; 敏夫服部; Yasuhiro Tsubaki; 泰廣椿; Takayoshi Hamada; 高義浜田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】酸性およびアルカリ性が混在する雰囲気下
で、吹込管に高耐食性を有する樹脂材料を採用すること
を特徴とする、有機ハロゲン化合物の分解装置を提供す
る。【解決手段】この分解装置は、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、該熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分
解し、この分解反応により生成された生成ガスを吹込管
４５よりアルカリ液中に気泡Ｋ１として放出して中和す
る。吹込管４５を樹脂製とすることで、耐食性が従来の
金属材料と比べて大幅に向上した。樹脂材料は耐熱性が
低いため、この吹込管４５の上段にガスを冷却するため
の水を噴射する設備を配置した。これらのことから、耐
久性及びメンテナンス性に優れた、有機ハロゲン化合物
の分解装置とすることが可能となった。

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燃焼法とプ
ラズマ法とに大別される。燃焼法は、セメントキルンや
触媒などを利用した有機ハロゲン化合物の分解方法であ
り、一方、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】プラズマ法としては、特願昭６３−２８４
０９８号（特許第２１３４６７５号公報）に記載されて
いるような高周波電源を用いて高周波プラズマを生成さ
せ有機ハロゲン化合物を分解する方法がある。

【０００５】また、特願平７−３０８９４５２号や特願
平７−３３２５８０号に記載されているような直流電源
により生成したアークプラズマを利用した分解方法も提
案されている。

【０００６】さらに、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発生させたプラズマを
使用するものがある。このマイクロ波プラズマを利用し
た分解装置は、鉛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振器等を具備してな
る。

【０００７】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、マイクロ波発振器から
発振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、反応装置内でフロンガ
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。

【０００８】ところで、前記反応装置は、上方の反応管
とこの反応管の下端に接続された吹込管とから構成され
ており、この吹込管を通って高温（例えば１０００℃程
度）の生成ガス（強酸性ガス）はアルカリ液中に吹き込
まれる。したがって、吹込管としては通常、耐熱性に優
れた金属製管が使用されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吹込管に金
属製管を使用した場合には、耐熱性に優れるものの、耐
酸性およびアルカリ性に劣り、交換頻度が高くなって、
装置コストや保守コストが嵩むという問題点がある。一
方、耐酸性および耐アルカリ性だけを考慮すると、樹脂
製の管を使用することも考えられるが、耐熱性に劣り、
実際に使用することは困難であった。

【００１０】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、反応装置の長寿命を図るこ
とにより、装置コストや保守コストを低減した、有機ハ
ロゲン化合物の分解装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【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
記載の発明は、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放電管内で熱プラズマを生
成し、該熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分解し、
この分解反応により生成された生成ガスを、反応管より
下方へ延びる吹込管を通してアルカリ液中に放出して中
和する、有機ハロゲン化合物の分解装置において、前記
吹込管の上端部に、その内部に向けて冷却液を噴出する
ための冷却液噴出手段が設けられていることを特徴とす
るものである。

【００１２】この発明においては、冷却液噴出手段によ
り吹込管の上端部内に冷却液を噴出することにより、こ
の吹込管内で冷却液が流下し、吹込管内はほぼ均一に耐
熱温度範囲にまで急冷される。したがって、請求項２の
発明のように、吹込管として、例えばテフロン（登録商
標）等の樹脂管を使用することができる。吹込管を樹脂
製にする理由は、吹込管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。

【００１３】また、請求項３の発明では、反応管は、そ
の内部が常に乾燥状態とされているから、腐食の恐れが
あまりない一方で耐熱性が要求されるため、例えばＳＵ
Ｓ製とすることで長寿命化を図ることができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、前記吹込管に冷却
液噴出手段を設ける代わりに、前記反応管と前記吹込管
との間に交換継手を着脱可能に接続し、この交換継手
に、その内部に向けて冷却液を噴出するための冷却液噴
出手段が設けられていることを特徴とするものである。
この発明においては、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。反応管の下流側につ
いては、腐食による交換部分が交換継手のみで済むた
め、さらなる低コスト化および交換作業の容易化を図れ
る。

【００１５】請求項５および請求項６の作用は請求項２
および請求項３とそれぞれ同様であり、また、請求項７
の作用は請求項３と同様である。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る分解
装置の一実施形態を示すシステム系統図、図２は同分解
装置の全体構成を示す斜視図、図３は同分解装置の反応
装置の拡大図である。先ず、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
のマイクロ波を発振するマイクロ波発振器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。

【００１７】方形導波管１には、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
り反射波の発振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が設けられている。

【００１８】円筒導波管７は、図３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。

【００１９】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に連結された電極１４が挿入されている。

【００２０】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。

【００２１】他方、外管１２の先端部は、外側導体８の
端板８Ａを貫通して金属製の反応管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
る外筒１２に向けられた光センサ１７であり、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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。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。

【００２５】フロンガスは、回収フロンボンベ２８に大
部分が液状で貯蔵されていて、この回収フロンボンベ２
８と電磁弁１９ｂとの間には、絞り装置３１、ミストセ
パレータ３２、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。

【００２６】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、さらにはスラッジ
等の固形物を除去するためのもので、ろ過式や衝突式、
さらには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。

【００２７】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。

【００２８】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。また、ミ
キサー３７の内部には、図４に示すようにオリフィス３
８が設けられ、このオリフィス３８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。

【００２９】排ガス処理タンク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、水に水酸化カルシウムを加えたアルカリ性懸濁液が
収容されている。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。

【００３０】

【式１】ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂

【式２】２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ２ＨＦ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＦ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ

【００３１】式２の中和反応により生成された中和生成
物のうち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、ほとんどは固形物として存
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。

【００３２】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４
５ａ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。なお、反応管１５、交換継手４４および
吹込管４５により反応装置Ｈが構成されている。

【００３３】反応管１５には、その周面を取り囲むよう
にして冷水配管を（図示略）備えた冷却手段としての冷
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。

【００３４】交換継手４４は例えば金属管（銅管）から
なり、図３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、その内部に向けて冷却
水噴射ノズル５１（冷却液噴出手段）が連通している。
この冷却水噴射ノズル５１からは冷却液としての冷却水
が吐出され、樹脂製、例えばテフロン（登録商標）製の
吹込管４５はその耐熱温度範囲にまで均一に急冷され
る。ちなみに、吹込管４５がテフロン（登録商標）管の
場合には、１００℃以下に冷却される。

【００３５】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、ＳＵＳ製
とすることで長寿命化を図っている。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】これら軸部５２ａ、ブレード保持部５２
ｃ、およびブレード５２ｄは、いずれもステンレス鋼材
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。

【００３９】このような気泡分断手段５２によって、吹
込管４５の下端から浮上する気泡は、約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、水に難溶性の水酸化カル
シウムと水の懸濁液を作る役目も果たしている。

【００４０】また、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４５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と排ガス処理タンク４１を挿通する
配管とから構成されている。

【００４１】さらに、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値が所定値（運転開始時は約
１４）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。

【００４２】排ガス処理タンク４１内の固形物は、運転
停止後にアルカリ液とともに固液分離器６２に受け入れ
られ、固液分離された後、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、再び排ガス処理タンク４１内に戻され、再利用され
るか、または廃棄される。

【００４３】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着火装置１
３の着火動作は、制御装置６１によって図５に示すよう
に制御される。

【００４４】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、着火のため
に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、マイクロ波を発振して着火装置１３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。

【００４５】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、
反応管１５の上部に設けられた供給ノズル（不図示）か
ら供給される。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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
発振する。マイクロ波は、方形導波管１によりその後端
部側に波動の一次成分について考えればＴＥ₁₀モードで
伝送され、さらに円筒導波管７へと伝送される。

【００５１】このとき、円筒導波管７内の環状の空洞に
は、波動の一次成分に着目するとＴＥ₁₀モードの定在波
が形成される。これは、内側導体９により、方形導波管
１内を伝播するＴＥ₁₀モードの電界モードと、円筒導波
管７内のＴＥ₁₀モードの電界とがカップリングされて円
筒導波管７内に安定したモードＴＥ₁₀の電界が形成され
ることによる。当然のことながら磁界は電界に直交叉す
る方向に生じている。この振動する電磁波により該部に
投入された物質はプラズマ状態に加熱される。

【００５２】この動作を以下に少し詳しく説明する。マ
イクロ波発振器２は断面矩形の方形導波管１の一端に置
かれマグネトロンを駆動して所定周波数の電磁波を放射
する。この電磁波の伝播現象は電磁波に関るマクスウェ
ルの波動方程式を解くことによって特性を把握される訳
であるが、結果的には伝播方向に電界成分を持たない電
磁波ＴＥ波として伝播する。これの一次成分ＴＥ₁₀の例
を方向が交番する矢印で図３の方形導波管１の伝播方向
に示す。また方形導波管１の他端部に設けられた円筒導
波管７の環状空洞には、方形導波管１を伝播する電磁
波、管端で反射する電磁波の内側導体９による結合作用
により、環状空洞部には、進行方向に電界成分を持つＴ
Ｅが生じる。この一次成分であるＴＥ₁₀波を同じく図３
の環状空洞部に矢印で示す。電磁波の波動の伝播に関る
２次以上の高周波に起因する微妙な調整はチューナー６
で調整される。アイソレータ３はマイクロ波発振器２に
根本的なダメージを及ぼすのを防止している。

【００５３】次に、着火装置１３に連結された電極１４
に高電圧を印加し、内側導体９との間に火花放電を発生
させ着火させる。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。

【００５４】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、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
を効果的に抑制されている。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ることができる。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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２０００Ｋ〜６０
００Ｋに高められた熱プラズマが発生する。

【００５８】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。

【００５９】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付設された冷却器４６によって約
４００〜５００℃程度に冷却される。

【００６０】この温度では、反応管１５の内壁の温度は
約６０℃以上となっており、反応管１５の内部で残留水
蒸気（その濃度は約６％程度）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ている。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。

【００６１】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、さらに冷却水噴射ノズル
５１から吐出される冷却水によって急冷される。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。なお、冷却水噴射ノズル５１から吐出される
冷却水の流量は、５０〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ程度であ
る。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】中和反応により生成された中和反応生成物
は、アルカリ液中に固形物として存在しているが、この
スラリーは分解運転停止後にアルカリ液とともに固液分
離器６２に受け入れられ、連続的に固液分離される。こ
の分離液は、排ガス処理タンク４１内に戻し再利用すれ
ば、本分解装置では、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。

【００６６】図６は分解装置における反応装置の他の実
施形態を示す図である。図３に示した反応装置において
は、反応管に吹込管が交換継手を介して接続されていた
が（請求項２の技術）、本実施形態の反応装置では、反
応管１５に吹込管４５０の上端が直接接続されており、
この吹込管４５０の上端部に冷却水噴射ノズル５１０
（冷却液水噴出手段）が設けられているものである。そ
して、この吹込管４５０の長さは、図３の吹込管４５の
長さよりも、交換継手４１の長さの分だけ長くなってい
る。その他の構成は、図３のものと同一である。本例の
反応装置においても、交換継手を備えないものの、吹込
管４５０は、その上端部内に冷却水噴射ノズル５１０よ
り冷却水が噴出されて、耐熱温度範囲にまで急冷され
る。したがって、吹込管４５０として、例えばテフロン
（登録商標）等の樹脂管を使用することができて、反応
装置Ｈの長寿命を図ることにより、装置コストや保守コ
ストを低減できる。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】（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。

【００７１】（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
よる腐食の影響は湿潤状態と比較して少ない。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１５との間にＣＯ₂ガスや酸性ガス等を検出
する排ガスセンサを設けるようにしてもよい。

【００７２】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。

【００７３】（４）排ガス処理タンク４１内のスラリー
は、運転停止後、一晩放置しておけば沈降するため、沈
降した高濃度スラリーをポンプで汲み上げ、これを固液
分離して処分するようにしてもよい。この場合には、高
濃度スラリーのみを遊離アルカリ液と混合することなく
汲み上げることができるため、効率の良いスラリー処理
が可能になる。また、アルカリ液に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。

【００７４】（５）着火装置１３に連結される電極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。

【００７５】（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
ら外筒１２の内方に離間する距離は、外管１２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。

【００７６】（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。

【００７７】（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。

【００７８】

【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。請求項１
記載の発明は、冷却液噴出手段により吹込管の上端部内
に冷却液を噴出することにより、この吹込管内で吹込管
が流下し、吹込管内はほぼ均一に耐熱温度範囲にまで急
冷される。したがって、請求項２の発明のように、吹込
管として、例えばテフロン（登録商標）等の樹脂管を使
用することができる。吹込管を樹脂製にする理由は、吹
込管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。結果的に、反応装置の長寿命を図ることに
より、装置コストや保守コストを低減できる。

【００７９】また、請求項３の発明では、反応管は、そ
の内部が常に乾燥状態とされているから、腐食の恐れが
あまりない一方で耐熱性が要求されるため、例えば銅製
とすることで長寿命化を図ることができる。

【００８０】請求項４記載の発明は、前記吹込管に冷却
液噴出手段を設ける代わりに、前記反応管と前記吹込管
との間に交換継手を着脱可能に接続し、この交換継手
に、その内部に向けて冷却液を噴出するための冷却液噴
出手段が設けられていることを特徴とするものである。
この発明においては、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。反応管の下流側につ
いては、腐食による交換部分が交換継手のみで済むた
め、さらなる低コスト化および交換作業の容易化を図れ
る。

【００８１】請求項５および請求項６の効果はは請求項
２および請求項３とそれぞれ同様であり、また、請求項
７の効果は請求項３と同様である。

【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】同分解装置の反応装置の拡大図である。

【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。

【図６】同分解装置の反応装置の他の実施形態の拡大
図である。

【符号の説明】

Ｈ反応装置１方形導波管２マイクロ波発振器５放電管７円筒導波管１５反応管４１排ガス処理タンク４４交換継手４５，４５０吹込管４６冷却器（冷却手段）５１，５１０冷却水噴射ノズル（冷却液噴出手段）５２気泡分断手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者浜田高義広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BD18 4D002 AA19 AA23 AB01 BA02 BA13 CA06 DA05 DA12 DA35 GB03 4G075 AA37 BA05 BB04 CA03 CA26 CA48 CA51 EB27 EC21 FB02 FB06 FB12 FC09

Claims

【特許請求の範囲】

【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放電管内で熱プラズマを生
成し、該熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分解し、
この分解反応により生成された生成ガスを、反応管より
下方へ延びる吹込管を通してアルカリ液中に放出して中
和する、有機ハロゲン化合物の分解装置において、前記吹込管の上端部に、その内部に向けて冷却液を噴出
するための冷却液噴出手段が設けられていることを特徴
とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項２】前記吹込管を耐酸性および耐アルカリ性
に優れた樹脂材料により形成した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装置。
【請求項３】前記反応管をその内部の残留水蒸気が再
凝縮しない程度に冷却して乾燥状態とする冷却手段を備
えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項４】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放電管内で熱プラズマを生
成し、該熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分解し、
この分解反応により生成された生成ガスを、反応管より
下方へ延びる吹込管を通してアルカリ液中に放出して中
和する、有機ハロゲン化合物の分解装置において、前記反応管と前記吹込管との間に交換継手を着脱可能に
接続し、この交換継手に、その内部に向けて冷却液を噴
出するための冷却液噴出手段が設けられていることを特
徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項５】前記吹込管を耐酸性および耐アルカリ性
に優れた樹脂材料により形成した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装置。
【請求項６】前記反応管をその内部の残留水蒸気が再
凝縮しない程度に冷却して乾燥状態とする冷却手段を備
えていることを特徴とする請求項４または請求項５記載
の有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項７】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放電管内で熱プラズマを生
成し、該熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分解し、
この分解反応により生成された生成ガスを、反応管より
下方へ延びる吹込管を通してアルカリ液中に放出して中
和する、有機ハロゲン化合物の分解装置において、前記反応管をその内部の残留水蒸気が再凝縮しない程度
に冷却して乾燥状態とする冷却手段を備えていることを
特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。