JP2000296328A

JP2000296328A - 有機ハロゲン化合物の分解装置

Info

Publication number: JP2000296328A
Application number: JP11104612A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hattori; 敏夫服部; Masahiro Bessho; 正博別所; 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】排ガス処理タンク内に吹込まれた酸性ガスの
気泡を微細化して中和反応を促進できる、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。符号５２は、気泡１を分断して中和反応を促進させ
るための気泡分断手段である。吹込管４５の先端から気
泡Ｋ１として放出された生成ガスは、気泡分断手段５２
のタービン型羽根車Ｔ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。

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の排ガス気泡の分断手段に関
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、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、吹込管よりアルカリ液中を通
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】また、分解装置には、分解した排ガスを処
理するために排ガス処理タンクが装備されているが、こ
れにはアルカリ液を攪拌させるための攪拌装置が備えら
れている。この攪拌装置は捩り羽根を有する通常のプロ
ペラ方式のものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記攪拌装
置はアルカリ液を効率的に攪拌できるものの、アルカリ
液中に放出された生成ガスの気泡の分断には殆ど寄与し
ないので、前記気泡とアルカリ液との接触面積の増大を
図ることができず、結果的に中和反応に長時間を要した
り中和反応槽（排ガス処理タンク）のサイズが大きくな
ったりするばかりか、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（排ガス処理タンク外）に排出
されるといった問題点がある。

【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、排ガス処理タンク内に吹込
まれた酸性ガスの気泡を微細化し気液接触面積を増大さ
せて中和反応を促進できる、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】上記目的を達成するため
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よりアルカリ液中
に気泡として放出して中和する、有機ハロゲン化合物の
分解装置において、前記気泡を分断して前記中和反応を
促進させるための気泡分断手段を備えていることを特徴
とするものである。

【００１２】この発明においては、吹込管の先端から気
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。

【００１３】請求項２記載の発明では、前記気泡分断手
段は、自身の軸線回りに回転駆動される軸部と、この軸
部の先端に固定されたブレード保持部と、このブレード
保持部の外周縁に固定されかつ回転面に対してほぼ垂直
なブレードと、を備えている。この発明では、気泡分断
手段の構成が簡単でコストが嵩まない上に、気泡はアル
カリ液中を上昇する過程で、回転するブレード、または
この回転によって形成されたアルカリ液の流れにより細
かく分断される。また、回転するブレードによってアル
カリ液を攪拌させることもできる。ここで、請求項３の
ように、前記ブレード保持部に前記ブレードが放射状に
複数設けることにより、前記気泡の分断およびアルカリ
液の攪拌作用がさらに向上する。

【００１４】また、請求項４の発明ように、前記ブレー
ド保持部を円板とすることにより、アルカリ液中を浮上
する気泡は、先ず、ブレード保持部の円板に当って、ブ
レード保持部の下面に沿ってその外径方向に放射状に移
動し、ブレード保持部より外れると、回転するブレード
に当たって効率的に直径約３mm〜５mmの気泡に細かく分
断される。

【００１５】請求項５の発明のように、前記軸部、前記
ブレード保持部および前記ブレードは、いずれもステン
レス鋼材で形成され、前記ブレードは前記ブレード保持
部に銀ロウ付けにより固定されているものとすることに
より、気泡分断手段の強度を確保しやすい上に、アルカ
リ液に対する腐食を低減することができる。

【００１６】請求項６の発明のように、前記アルカリ液
を収容する排ガス処理タンクの内壁に、バッフルプレー
トが突設されていることにより、液面上の変動を抑制し
安定した液深を確保することで中和反応を安定させると
ともに、排ガス処理タンク内に発生する流れを抑制し気
泡の滞留時間を長くすることで中和反応を確実に行うこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
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、図４（ａ）は図１に示した気泡分断手段
の拡大図、（ｂ）はブレードおよびブレード保持部の拡
大平面図である。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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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５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。

【００３０】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。

【００３１】

【式１】ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂

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

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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（冷却水噴出手段）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急冷される。ちなみに、吹込管４
５がテフロン（登録商標）管の場合には、１００℃以下
に冷却される。

【００３６】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。

【００３７】鉛直に延びる吹込管４５の先端（下端）に
は、例えばテフロン（登録商標）製のＵ字管４５ａ（エ
ルボ）が接続されており、Ｕ字管４５ａの斜め上方を向
く先端からは、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５
２が設けられている。

【００３８】図１および図４に示すように、気泡分断手
段５２は、モータ５２ａにより自身の軸線回りに回転駆
動される軸部５２ｂと、この軸部５２ｂの先端に固定さ
れる円板状のブレード保持部５２ｃと、このブレード保
持部５２ｃの外縁部に等間隔に固定された複数（本例で
は６つ）のブレード５２ｄとを具備して構成される。各
ブレード５２ｄは、回転面（水平面）に対してほぼ垂直
に配置されている。なお、ブレード５２ｄの数は６つの
限らず、他の複数や単数としてもよい。

【００３９】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、タービン型羽根車Ｔを構成
している。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。なお、ブレード保持部５２ｃおよびブレード５２ｄ
をテフロン（登録商標）等の耐食性樹脂で一体成形し、
これを軸部５２ａにねじ結合することにより、溶接箇所
を皆無として腐食の恐れを無くすことができる。また、
本例では、図４に示すように、タービン型羽根車Ｔの外
径Ｄ、ブレード保持部５２ｃの外径ｄ、ブレード５２ｄ
の長さＬおよび高さｈは、それぞれ１８０ｍｍ程度、１
２０ｍｍ程度、４５ｍｍ程度および３０ｍｍ程度となっ
ているが、これに限定されない。

【００４０】気泡分断手段５２は、ブレード保持部５２
ｃの中心が、吹込管４５のＵ字管４５ａの先端の上方に
位置するように配置されていて、Ｕ字管４５ａの先端か
ら浮上する気泡（図１中Ｋ１参照）は、先ず、ブレード
保持部５２ｃ（円板）に当って、ブレード保持部５２ｃ
の下面に沿ってその外径方向に放射状に移動し、ブレー
ド保持部５２ｃより外れると、回転するブレード５２ｄ
に当たって直径約３mm〜５mmの気泡（図１中Ｋ２参照）
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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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６に示すよう
に制御される。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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、マイクロ波発振器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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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に付設された冷却器４６によって
約４００〜５００℃程度に冷却される。

【００６１】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。

【００６２】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、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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】また、吹込管４５のＵ字管４５ａの先端か
ら気泡Ｋ１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５２ｄ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。なお、本例の場合、細かく分断された気泡Ｋ２の
直径は３〜５ｍｍ程度であるが、従来のようなスクリュ
を使用した場合には、分断された気泡径は３〜１０ｍｍ
程度で、バラツキが大きい。

【００６６】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
の分離液を、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。

【００６７】前記中和反応をさらに安定化させるため
に、排ガス処理タンクの内壁に、バッフルプレートをこ
の内壁に対して垂直方向に単数または複数突設すること
により、液面上の変動を抑制し安定した液深を確保する
ことで中和反応を安定させるとともに、排ガス処理タン
ク内に発生する流れを抑制し気泡の滞留時間を長くする
ことで中和反応を確実に行うことができる。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】（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。

【００７２】（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。

【００７３】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。

【００７４】（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。

【００７５】（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。

【００７６】（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。（９）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。

【００７７】

【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、吹込管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。

【００７８】請求項２記載の発明は、気泡分断手段の構
成が簡単でコストが嵩まない上に、アルカリ液中の気泡
は上昇する過程で、回転するブレードにより細かく分断
される。また、回転するブレードによってアルカリ液を
攪拌させることもできる。ここで、請求項３のように、
前記ブレード保持部に前記ブレードが放射状に複数設け
ることにより、前記気泡の分断およびアルカリ液の攪拌
作用がさらに向上する。

【００７９】また、請求項４の発明ように、前記ブレー
ド保持部を円板とすることにより、アルカリ液中を浮上
する気泡は、先ず、ブレード保持部に当って、ブレード
保持部の下面に沿ってその外径方向に放射状に移動し、
ブレード保持部より外れると、回転するブレードに当た
って効率的に直径約３mm〜５mmの気泡に細かく分断され
る。

【００８０】さらに、請求項５の発明のように、前記軸
部、前記ブレード保持部および前記ブレードは、いずれ
もステンレス材で形成され、前記ブレードは前記ブレー
ド保持部に銀ロウ付けにより固定されているものとする
ことにより、気泡分断手段の強度を確保しやすい上で、
アルカリ液に対する腐食を低減することができる。そし
て、請求項６の発明のように、前記アルカリ液を収容す
る排ガス処理タンクの内壁に、バッフルプレートが突設
されていることにより、液面上の変動を抑制し安定した
液深を確保することで中和反応を安定させるとともに、
排ガス処理タンク内に発生する流れを抑制し気泡の滞留
時間を長くすることで中和反応を確実に行うことができ
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】同分解装置の反応装置の拡大図である。

【図４】（ａ）は図１に示した気泡分断手段の拡大
図、（ｂ）はブレードおよびブレード保持部の拡大平面
図である。

【図５】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吹込管４５ａＵ字管４６冷却器５１冷却水噴射ノズル５２気泡分断手段５２ａモータ５２ｂ軸部５２ｃブレード保持部５２ｄブレードＴタービン型羽根車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０５Ｈ 1/24 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４Ｅ (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 BB00 BD18 4D002 AA19 AA23 AB01 AC10 BA02 BA20 CA06 DA05 DA12 GA03 GB09 GB11 4G075 AA37 BA05 CA02 CA03 CA26 CA47 CA51 CA63 DA01 DA02 EB21

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よりアルカリ液中
に気泡として放出して中和する、有機ハロゲン化合物の
分解装置において、前記気泡を分断して前記中和反応を促進させるための気
泡分断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。
【請求項２】前記気泡分断手段は、自身の軸線回りに
回転駆動される軸部と、この軸部の先端に固定されたブ
レード保持部と、このブレード保持部の外周縁に固定さ
れかつ回転面に対してほぼ垂直なブレードと、を備えて
いる請求項１記載の有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項３】前記ブレード保持部に前記ブレードが放
射状に複数設けられている請求項２記載の有機ハロゲン
化合物の分解装置。
【請求項４】前記ブレード保持部は円板である請求項
２または請求項３記載の有機ハロゲン化合物の分解装
置。
【請求項５】前記軸部、前記ブレード保持部および前
記ブレードは、いずれもステンレス鋼材で形成され、前
記ブレードは前記ブレード保持部に銀ロウ付けにより固
定されている請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記
載の有機ハロゲン化合物の分解装置。
【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よりアルカリ液中
に気泡として放出して中和する、有機ハロゲン化合物の
分解装置において、前記アルカリ液を収容する排ガス処理タンクの内壁に、
バッフルプレートが突設されている請求項１乃至請求項
５のいずれか１項に記載の有機ハロゲン化合物の分解装
置。