JP2002361069A - 超臨界水反応装置及び容器 - Google Patents
超臨界水反応装置及び容器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に有機塩素化合物を含む被処理液を超臨界
水処理する超臨界水反応装置を提供する。 【解決手段】 本装置１０は、超臨界水を収容する反応
器１２を備え、有機塩素化合物を含有する被処理液を反
応器内に導入して空気により酸化分解する超臨界水反応
装置である。本装置は、被処理液の送入流量等を調整し
て、反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲
に制御する温度制御装置３２を備え、反応器壁の表層を
チタン又はチタン合金からなるチタン層とチタン層上に
積層した酸化イリジウム層との複合耐食層で被覆してい
る。処理流体が流れる処理流体流路と、処理流体流路に
合流してアルカリ水溶液を処理流体中に注入するアルカ
リ水溶液流路とを備え、アルカリ水溶液によって処理流
体を４５０℃以下に中和急冷する中和急冷部３０を反応
器外に備えている。中和急冷部は、処理流体と接する壁
面が、壁面上に順次設けられたタンタル層、チタン層及
び酸化イリジウム層の複合耐食層で被覆されている。
水処理する超臨界水反応装置を提供する。 【解決手段】 本装置１０は、超臨界水を収容する反応
器１２を備え、有機塩素化合物を含有する被処理液を反
応器内に導入して空気により酸化分解する超臨界水反応
装置である。本装置は、被処理液の送入流量等を調整し
て、反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲
に制御する温度制御装置３２を備え、反応器壁の表層を
チタン又はチタン合金からなるチタン層とチタン層上に
積層した酸化イリジウム層との複合耐食層で被覆してい
る。処理流体が流れる処理流体流路と、処理流体流路に
合流してアルカリ水溶液を処理流体中に注入するアルカ
リ水溶液流路とを備え、アルカリ水溶液によって処理流
体を４５０℃以下に中和急冷する中和急冷部３０を反応
器外に備えている。中和急冷部は、処理流体と接する壁
面が、壁面上に順次設けられたタンタル層、チタン層及
び酸化イリジウム層の複合耐食層で被覆されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理液、特にＰ
ＣＢ等の有機塩素系化合物を含む被処理液を超臨界水処
理する超臨界水反応装置に関し、更に詳細には、ＰＣＢ
を完全に分解して無害化する超臨界水処理に最適な超臨
界水反応装置に関するものである。
ＣＢ等の有機塩素系化合物を含む被処理液を超臨界水処
理する超臨界水反応装置に関し、更に詳細には、ＰＣＢ
を完全に分解して無害化する超臨界水処理に最適な超臨
界水反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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
界水の反応媒体的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（ポリ塩素化ビフェニル）、
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。
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
界水の反応媒体的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（ポリ塩素化ビフェニル）、
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。
【０００３】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
ることができる一方、逆に、金属、塩等の無機物に対す
る溶解能は著しく低い。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。
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
ることができる一方、逆に、金属、塩等の無機物に対す
る溶解能は著しく低い。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。
【０００４】ここで、図８を参照して、有機塩素系化合
物を含む被処理液を超臨界水処理する、従来の超臨界水
反応装置の基本的な構成を説明する。図８は従来の超臨
界水反応装置の構成を示すフローシートである。超臨界
水反応装置１００は、従来、超臨界水処理中に塩が析出
するような有機塩素系の難分解性有機物の酸化分解に最
適な装置と言われている、いわゆるモダープロセス方式
の装置であって、下部に亜臨界水域を有する耐圧密閉型
の縦型反応器１０２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域に沈降、分離さ
せるようになっている。
物を含む被処理液を超臨界水処理する、従来の超臨界水
反応装置の基本的な構成を説明する。図８は従来の超臨
界水反応装置の構成を示すフローシートである。超臨界
水反応装置１００は、従来、超臨界水処理中に塩が析出
するような有機塩素系の難分解性有機物の酸化分解に最
適な装置と言われている、いわゆるモダープロセス方式
の装置であって、下部に亜臨界水域を有する耐圧密閉型
の縦型反応器１０２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域に沈降、分離さ
せるようになっている。
【０００５】図８に示すように、反応器１０２の上部に
は、超臨界水を滞留させている超臨界水域１０４が形成
され、水の臨界点以上の条件、即ち超臨界条件を維持し
ている。一方、反応器１０２の下部には、亜臨界水域１
０８が、超臨界水域１０４との仮想的界面１０６を介し
て形成され、水の臨界温度より低い亜臨界水を滞留させ
ている。反応器１０２の上部には、超臨界水処理する被
処理液及び酸化剤を超臨界水域１０４に流入させる流入
管１１０が接続されている。流入管１１０には、超臨界
水反応により処理すべき有機塩素系化合物を有する被処
理液を送入する被処理液ライン１１２、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１１４が合
流している。尚、必要に応じて、超臨界水又は超臨界水
生成用の補給水を超臨界水域に供給する超臨界水ライン
１１５を流入管１１０に接続することもある。
は、超臨界水を滞留させている超臨界水域１０４が形成
され、水の臨界点以上の条件、即ち超臨界条件を維持し
ている。一方、反応器１０２の下部には、亜臨界水域１
０８が、超臨界水域１０４との仮想的界面１０６を介し
て形成され、水の臨界温度より低い亜臨界水を滞留させ
ている。反応器１０２の上部には、超臨界水処理する被
処理液及び酸化剤を超臨界水域１０４に流入させる流入
管１１０が接続されている。流入管１１０には、超臨界
水反応により処理すべき有機塩素系化合物を有する被処
理液を送入する被処理液ライン１１２、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１１４が合
流している。尚、必要に応じて、超臨界水又は超臨界水
生成用の補給水を超臨界水域に供給する超臨界水ライン
１１５を流入管１１０に接続することもある。
【０００６】また、被処理液中の有機塩素系化合物によ
って生成する塩酸を中和するためにアルカリ中和剤を供
給する中和剤ライン１１６が、被処理液ライン１１２に
接続されている。本例では、通常、被処理液及び中和剤
は、流入管１１０を通って反応器１０２に供給され、酸
化剤である空気により下方に向けてアトマイジングされ
て、反応器１０２内の超臨界水域１０４内に噴霧され
る。噴霧された被処理液中の有機塩素系化合物は超臨界
水域１０４内で瞬時に酸化分解される。超臨界水反応の
結果、被処理液に含有された有機塩素系化合物の塩素
は、アルカリ中和剤と中和して塩となり、超臨界水域か
ら亜臨界水域に移行する。反応器１０２の上部には、更
に、処理流体ライン１１８が接続され、被処理液中の有
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域１０４から処理流体
ライン１１８を通って流出する。
って生成する塩酸を中和するためにアルカリ中和剤を供
給する中和剤ライン１１６が、被処理液ライン１１２に
接続されている。本例では、通常、被処理液及び中和剤
は、流入管１１０を通って反応器１０２に供給され、酸
化剤である空気により下方に向けてアトマイジングされ
て、反応器１０２内の超臨界水域１０４内に噴霧され
る。噴霧された被処理液中の有機塩素系化合物は超臨界
水域１０４内で瞬時に酸化分解される。超臨界水反応の
結果、被処理液に含有された有機塩素系化合物の塩素
は、アルカリ中和剤と中和して塩となり、超臨界水域か
ら亜臨界水域に移行する。反応器１０２の上部には、更
に、処理流体ライン１１８が接続され、被処理液中の有
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域１０４から処理流体
ライン１１８を通って流出する。
【０００７】一方、反応器１０２の下部には、亜臨界水
ライン１２０及び亜臨界排水ライン１２２が接続され、
亜臨界水ライン１２０は亜臨界水域１０８に亜臨界水を
供給し、また亜臨界排水ライン１２２は超臨界水反応及
び中和反応により生成した塩を溶解している亜臨界水を
排水として亜臨界水域１０８から排出する。図示しない
が、また、処理流体ライン１１８及び亜臨界排水ライン
１２２には、反応器１０４内の圧力を所定圧力に維持す
る圧力制御装置、処理流体及び亜臨界排水を所定温度に
降温する冷却器、所定圧力に減圧する減圧装置、更には
気液分離装置等が設けてある。
ライン１２０及び亜臨界排水ライン１２２が接続され、
亜臨界水ライン１２０は亜臨界水域１０８に亜臨界水を
供給し、また亜臨界排水ライン１２２は超臨界水反応及
び中和反応により生成した塩を溶解している亜臨界水を
排水として亜臨界水域１０８から排出する。図示しない
が、また、処理流体ライン１１８及び亜臨界排水ライン
１２２には、反応器１０４内の圧力を所定圧力に維持す
る圧力制御装置、処理流体及び亜臨界排水を所定温度に
降温する冷却器、所定圧力に減圧する減圧装置、更には
気液分離装置等が設けてある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の超臨界水処理装置によって、高濃度のＰＣＢを含む被
処理液を超臨界水処理しようとすると、次のような問題
が生じていた。第１には、従来のように、水の臨界温度
（３７４．１℃）を多少超えた反応温度、即ち４５０℃
から５００℃の範囲の温度では、処理液のＰＣＢ含量を
排出基準で許容されている３ｐｐｂ以下にすることが極
めて難しかった。逆に言えば、更に高い反応温度を必要
とすることが予想されることである。
の超臨界水処理装置によって、高濃度のＰＣＢを含む被
処理液を超臨界水処理しようとすると、次のような問題
が生じていた。第１には、従来のように、水の臨界温度
（３７４．１℃）を多少超えた反応温度、即ち４５０℃
から５００℃の範囲の温度では、処理液のＰＣＢ含量を
排出基準で許容されている３ｐｐｂ以下にすることが極
めて難しかった。逆に言えば、更に高い反応温度を必要
とすることが予想されることである。
【０００９】第２には、超臨界水域と亜臨界水域とを反
応器内に形成する２ゾーン方式に起因する二つの問題で
ある。その一は、反応器壁の腐食、特に両域の境界近傍
での腐食が著しいという問題であった。通常は、超臨界
水反応と同時並行的に中和反応が進行するので、腐食問
題は起きないのであるが、場合によって中和が不完全で
あると、腐食が問題となる。従来の方法では、反応器内
に高温の超臨界水域と低温の亜臨界水域とが存在するた
めに、腐食の厳しい領域が必ず存在し、ＰＣＢの超臨界
水処理の実用化を図る上で障害となっていた。その二
は、従来法では被処理液の噴霧状態が良くないと、ＰＣ
Ｂ等が完全に分解せずに、亜臨界水域に入ってしまうこ
とがある。この場合、亜臨界水域の温度が低いために、
亜臨界水域に混入した未分解物が、分解されることなく
そのまま残留し、亜臨界水域から排水として排出される
ので、亜臨界排水中のＰＣＢ含量が排出基準を超えると
いう問題があった。
応器内に形成する２ゾーン方式に起因する二つの問題で
ある。その一は、反応器壁の腐食、特に両域の境界近傍
での腐食が著しいという問題であった。通常は、超臨界
水反応と同時並行的に中和反応が進行するので、腐食問
題は起きないのであるが、場合によって中和が不完全で
あると、腐食が問題となる。従来の方法では、反応器内
に高温の超臨界水域と低温の亜臨界水域とが存在するた
めに、腐食の厳しい領域が必ず存在し、ＰＣＢの超臨界
水処理の実用化を図る上で障害となっていた。その二
は、従来法では被処理液の噴霧状態が良くないと、ＰＣ
Ｂ等が完全に分解せずに、亜臨界水域に入ってしまうこ
とがある。この場合、亜臨界水域の温度が低いために、
亜臨界水域に混入した未分解物が、分解されることなく
そのまま残留し、亜臨界水域から排水として排出される
ので、亜臨界排水中のＰＣＢ含量が排出基準を超えると
いう問題があった。
【００１０】第３には、ＰＣＢを処理する際のように被
処理液中の有機塩素濃度が高い場合、中和反応及び塩生
成分離のメカニズムに不明な点が多く、ＰＣＢの超臨界
水処理ではＰＣＢの有機塩素に由来して生成した塩酸を
従来のように反応器内で完全に中和させる処理は、実際
には難しく、確実性に乏しいという問題があった。
処理液中の有機塩素濃度が高い場合、中和反応及び塩生
成分離のメカニズムに不明な点が多く、ＰＣＢの超臨界
水処理ではＰＣＢの有機塩素に由来して生成した塩酸を
従来のように反応器内で完全に中和させる処理は、実際
には難しく、確実性に乏しいという問題があった。
【００１１】そこで、中和処理の改良案として、処理流
体にアルカリ水溶液を注入して急冷中和する中和急冷部
を反応器出口又は下流に設け、反応器外でアルカリ水溶
液を注入して処理流体を中和急冷することが試みられて
いる。しかし、この方法では、処理流体が反応器から流
出して中和急冷部に入って始めて中和されるので、超臨
界水反応により生成した多量の塩酸が反応器内に存在す
ることになる。そのために、従来から耐食層として反応
器の内壁に使用されてきたインコネル６２５等のニッケ
ル合金は、塩酸による腐食が著しく、使用に耐えないと
いう問題があった。また、急冷中和部でも、アルカリ水
溶液と処理流体との中和反応が終了する地点までの配管
の腐食が著しく、同じくニッケル合金を配管に使用して
も、長期の使用が難しいという問題がある。
体にアルカリ水溶液を注入して急冷中和する中和急冷部
を反応器出口又は下流に設け、反応器外でアルカリ水溶
液を注入して処理流体を中和急冷することが試みられて
いる。しかし、この方法では、処理流体が反応器から流
出して中和急冷部に入って始めて中和されるので、超臨
界水反応により生成した多量の塩酸が反応器内に存在す
ることになる。そのために、従来から耐食層として反応
器の内壁に使用されてきたインコネル６２５等のニッケ
ル合金は、塩酸による腐食が著しく、使用に耐えないと
いう問題があった。また、急冷中和部でも、アルカリ水
溶液と処理流体との中和反応が終了する地点までの配管
の腐食が著しく、同じくニッケル合金を配管に使用して
も、長期の使用が難しいという問題がある。
【００１２】更には、中和急冷部と併用して、圧力バラ
ンス型反応器を採用する試みも行われている。圧力バラ
ンス型反応器１３０は、図９に示すように、圧力容器と
して形成された外円筒体１３１と、外円筒体１３１と相
互に連通する内円筒体として設けられ、超臨界水を収容
して反応域を形成する反応カートリッジ１３２との２重
円筒体として形成されている。流入管１１０（図８参
照）に接続された入口ノズル１３３から、被処理液と、
酸化剤として酸素含有ガス、例えば空気とを反応カート
リッジ１３２内の反応域１３４に流入させ、かつ、圧力
バランス用ガス送入口１３５から外円筒体１３１と反応
カートリッジ１３２との間の環状部１３６に、圧力バラ
ンス用ガスとして、例えば空気を供給する。圧力バラン
ス用ガスは、圧力容器１３１と反応カートリッジ１３２
との上部間隙１３７を介して環状部１３６から反応域１
３４に流入し、酸化剤の一部として消費される。
ンス型反応器を採用する試みも行われている。圧力バラ
ンス型反応器１３０は、図９に示すように、圧力容器と
して形成された外円筒体１３１と、外円筒体１３１と相
互に連通する内円筒体として設けられ、超臨界水を収容
して反応域を形成する反応カートリッジ１３２との２重
円筒体として形成されている。流入管１１０（図８参
照）に接続された入口ノズル１３３から、被処理液と、
酸化剤として酸素含有ガス、例えば空気とを反応カート
リッジ１３２内の反応域１３４に流入させ、かつ、圧力
バランス用ガス送入口１３５から外円筒体１３１と反応
カートリッジ１３２との間の環状部１３６に、圧力バラ
ンス用ガスとして、例えば空気を供給する。圧力バラン
ス用ガスは、圧力容器１３１と反応カートリッジ１３２
との上部間隙１３７を介して環状部１３６から反応域１
３４に流入し、酸化剤の一部として消費される。
【００１３】反応カートリッジ１３２内の反応域１３４
に流入した被処理液は、超臨界水中で酸素により酸化分
解され、反応器流出管１３８から流出する。中和急冷部
は、反応カートリッジ１３２の下流で、圧力容器１３２
の内側又は外側に設けられる。従来の圧力バランス型反
応器では、内外の圧力差は殆ど無いため、反応カートリ
ッジ１３２を非圧力容器として薄い肉厚で形成できるの
で、反応カートリッジ１３２を高価な耐食性金属、例え
ばインコネル６２５等のニッケル合金で形成しても、コ
ストが嵩まないという利点がある。また、環状部１３６
は腐食性が強い雰囲気ではないので、外円筒体１３１は
必ずしも反応カートリッジ１３２と同じ材質で形成する
必要はなく、通常、耐熱／耐圧性炭素鋼、或いはステン
レス鋼で形成される。しかし、高価なニッケル合金で形
成した反応カートリッジであっても、塩酸による腐食が
著しく、短期間で交換せざるを得ないと言う問題があっ
た。
に流入した被処理液は、超臨界水中で酸素により酸化分
解され、反応器流出管１３８から流出する。中和急冷部
は、反応カートリッジ１３２の下流で、圧力容器１３２
の内側又は外側に設けられる。従来の圧力バランス型反
応器では、内外の圧力差は殆ど無いため、反応カートリ
ッジ１３２を非圧力容器として薄い肉厚で形成できるの
で、反応カートリッジ１３２を高価な耐食性金属、例え
ばインコネル６２５等のニッケル合金で形成しても、コ
ストが嵩まないという利点がある。また、環状部１３６
は腐食性が強い雰囲気ではないので、外円筒体１３１は
必ずしも反応カートリッジ１３２と同じ材質で形成する
必要はなく、通常、耐熱／耐圧性炭素鋼、或いはステン
レス鋼で形成される。しかし、高価なニッケル合金で形
成した反応カートリッジであっても、塩酸による腐食が
著しく、短期間で交換せざるを得ないと言う問題があっ
た。
【００１４】そこで、本発明の目的は、被処理液、特
に、ＰＣＢ等を高濃度で含有する被処理液を超臨界水処
理して、排出基準で許容される３ｐｐｂ以下のＰＣＢ濃
度にまで処理液のＰＣＢ濃度を低下させる装置であっ
て、長期間にわたり安定して運転できる超臨界水処理装
置を提供することである。
に、ＰＣＢ等を高濃度で含有する被処理液を超臨界水処
理して、排出基準で許容される３ｐｐｂ以下のＰＣＢ濃
度にまで処理液のＰＣＢ濃度を低下させる装置であっ
て、長期間にわたり安定して運転できる超臨界水処理装
置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、（１）ＰＣＢ等の高有機塩素濃度の被
処理液を排出基準で許容される３ｐｐｂのＰＣＢ濃度に
まで超臨界水処理できる反応温度を確立すること、
（２）その温度条件下で、しかも高濃度の塩酸雰囲気で
使用できる反応器の材料を確立することが必要であると
考えた。
に、本発明者は、（１）ＰＣＢ等の高有機塩素濃度の被
処理液を排出基準で許容される３ｐｐｂのＰＣＢ濃度に
まで超臨界水処理できる反応温度を確立すること、
（２）その温度条件下で、しかも高濃度の塩酸雰囲気で
使用できる反応器の材料を確立することが必要であると
考えた。
【００１６】そこで、先ず、ＰＣＢの超臨界水処理によ
り生成する処理流体中のＰＣＢ含量を３ｐｐｂ以下にす
るために、ＰＣＢの分解率と超臨界水反応の反応温度と
の関係を調べた。その結果、２３ＭＰａの反応圧力、及
び２分間以上４分間以下の反応時間の条件では、反応温
度が５００℃のときには、ＰＣＢ濃度は３ｐｐｂ以上で
あって、排出基準である３ｐｐｂを満足させることはで
きないこと、そして反応温度を５５０℃及び６５０℃に
することにより、ＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ以下にすること
ができることが判った。尚、反応温度が５００℃のとき
には、反応時間を４分間以上にしても、ＰＣＢ濃度を３
ｐｐｂ以下にすることができないことも判った。
り生成する処理流体中のＰＣＢ含量を３ｐｐｂ以下にす
るために、ＰＣＢの分解率と超臨界水反応の反応温度と
の関係を調べた。その結果、２３ＭＰａの反応圧力、及
び２分間以上４分間以下の反応時間の条件では、反応温
度が５００℃のときには、ＰＣＢ濃度は３ｐｐｂ以上で
あって、排出基準である３ｐｐｂを満足させることはで
きないこと、そして反応温度を５５０℃及び６５０℃に
することにより、ＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ以下にすること
ができることが判った。尚、反応温度が５００℃のとき
には、反応時間を４分間以上にしても、ＰＣＢ濃度を３
ｐｐｂ以下にすることができないことも判った。
【００１７】すなわち、反応温度を５５０℃以上６５０
℃以下の範囲の温度に設定することにより、処理流体中
のＰＣＢ濃度が３ｐｐｂ以下になるように、ＰＣＢ又は
ＰＣＢ類似化合物からなる有機塩素系化合物を含む被処
理液を超臨界水反応により酸化分解することができる。
ＰＣＢ類似化合物とは、ＰＣＢとほぼ同じような化学構
造を有する化合物であって、例えばダイオキシン類、ク
ロロベンゼン系化合物、クロロフェノール類等である。
℃以下の範囲の温度に設定することにより、処理流体中
のＰＣＢ濃度が３ｐｐｂ以下になるように、ＰＣＢ又は
ＰＣＢ類似化合物からなる有機塩素系化合物を含む被処
理液を超臨界水反応により酸化分解することができる。
ＰＣＢ類似化合物とは、ＰＣＢとほぼ同じような化学構
造を有する化合物であって、例えばダイオキシン類、ク
ロロベンゼン系化合物、クロロフェノール類等である。
【００１８】次いで、５５０℃以上の温度で高濃度塩酸
に対して耐食性を有する材料を選定するために、種々の
材料で反応器を作製し、実際にＰＣＢを超臨界水処理す
ることにより材料の耐食性評価を行うという腐食試験を
行った。ところで、例えば純度１００％の三塩素化物か
ら五塩素化物までのＰＣＢを超臨界水処理すると、生成
する塩酸の濃度は約１０質量％〜１５質量％程度とな
る。そこで、腐食試験では、塩酸水溶液の塩酸濃度を２
０質量％とし、各種材料の腐食速度を以下のようにして
測定した。
に対して耐食性を有する材料を選定するために、種々の
材料で反応器を作製し、実際にＰＣＢを超臨界水処理す
ることにより材料の耐食性評価を行うという腐食試験を
行った。ところで、例えば純度１００％の三塩素化物か
ら五塩素化物までのＰＣＢを超臨界水処理すると、生成
する塩酸の濃度は約１０質量％〜１５質量％程度とな
る。そこで、腐食試験では、塩酸水溶液の塩酸濃度を２
０質量％とし、各種材料の腐食速度を以下のようにして
測定した。
【００１９】先ず、下記に挙げる材料でオートクレーブ
状の反応器をそれぞれ作製し、塩酸濃度２０質量％の塩
酸水溶液を各反応器内に収容し、反応器内の塩酸水溶液
を圧力２２ＭＰａで実験温度２００℃に昇温し、５００
時間から６００時間その温度に維持して、各反応器の容
器壁の腐食速度を測定した。その結果は、表１に示す通
りである。尚、表１で−の表示は、反応器の単位面積当
たりの重量が塩化物の生成により増えたことを示す。従
って、マイナス表示の腐食速度も、腐食が進行している
ことを意味する。
状の反応器をそれぞれ作製し、塩酸濃度２０質量％の塩
酸水溶液を各反応器内に収容し、反応器内の塩酸水溶液
を圧力２２ＭＰａで実験温度２００℃に昇温し、５００
時間から６００時間その温度に維持して、各反応器の容
器壁の腐食速度を測定した。その結果は、表１に示す通
りである。尚、表１で−の表示は、反応器の単位面積当
たりの重量が塩化物の生成により増えたことを示す。従
って、マイナス表示の腐食速度も、腐食が進行している
ことを意味する。
【表１】
【００２０】次いで、温度３００℃から６５０℃まで、
５５０℃を除いて５０℃刻みに実験温度を設定し、同様
の腐食実験を行ったところ、表１及び図１０に示す腐食
実験結果を得た。図１０は表１の数字をグラフ化したも
のである。実験に供した材料は、耐食性が高いと評価さ
れている白金族元素のうちの白金（Ｐｔ）、イリジウム
（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びロジウム（Ｒｈ）
と、白金族に次いで耐食性が高いと評価されているチタ
ン｛Ｔｉ（ＡＳＴＭグレード１２）｝、タンタル（Ｔ
ａ）、及び酸化アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の７種類であ
る。
５５０℃を除いて５０℃刻みに実験温度を設定し、同様
の腐食実験を行ったところ、表１及び図１０に示す腐食
実験結果を得た。図１０は表１の数字をグラフ化したも
のである。実験に供した材料は、耐食性が高いと評価さ
れている白金族元素のうちの白金（Ｐｔ）、イリジウム
（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びロジウム（Ｒｈ）
と、白金族に次いで耐食性が高いと評価されているチタ
ン｛Ｔｉ（ＡＳＴＭグレード１２）｝、タンタル（Ｔ
ａ）、及び酸化アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の７種類であ
る。
【００２１】尚、ロジウム（Ｒｈ）は、塩酸濃度２０質
量％の塩酸水溶液に溶解し易く、反応器を作製して実物
による腐食実験を行うことができないことが判ったの
で、他の材料の腐食条件と同じ条件でテストピースを塩
酸水溶液に浸漬して、耐食性を評価した。ロジウムの腐
食実験の結果は、表１で、３００℃で２７ｍｍ／ｙの腐
食速度と表されているが、ロジウムが３００℃では塩酸
水溶液に溶解してしまうので、その溶解速度を腐食速度
として表示したものである。
量％の塩酸水溶液に溶解し易く、反応器を作製して実物
による腐食実験を行うことができないことが判ったの
で、他の材料の腐食条件と同じ条件でテストピースを塩
酸水溶液に浸漬して、耐食性を評価した。ロジウムの腐
食実験の結果は、表１で、３００℃で２７ｍｍ／ｙの腐
食速度と表されているが、ロジウムが３００℃では塩酸
水溶液に溶解してしまうので、その溶解速度を腐食速度
として表示したものである。
【００２２】ところで、実際の超臨界水処理では、反応
器の容器壁の腐食速度が１ｍｍ／年未満であれば、腐食
性が低く、反応器の材料として最も好ましい耐食性材料
であると評価できる。また、腐食速度が１ｍｍ／年以上
５ｍｍ／年未満のときには、その腐食速度は許容できる
範囲内の腐食性であって、反応器の材料として採用可能
な耐食性材料であると評価できる。しかし、腐食速度が
５ｍｍ／年を越えるときには、その腐食速度は許容でき
る範囲を超えており、反応器の材料として採用できる耐
食性材料とは評価できない。
器の容器壁の腐食速度が１ｍｍ／年未満であれば、腐食
性が低く、反応器の材料として最も好ましい耐食性材料
であると評価できる。また、腐食速度が１ｍｍ／年以上
５ｍｍ／年未満のときには、その腐食速度は許容できる
範囲内の腐食性であって、反応器の材料として採用可能
な耐食性材料であると評価できる。しかし、腐食速度が
５ｍｍ／年を越えるときには、その腐食速度は許容でき
る範囲を超えており、反応器の材料として採用できる耐
食性材料とは評価できない。
【００２３】上述した腐食性（耐食性）の判定基準に従
い、腐食試験で得た容器壁の腐食速度に基づいて、腐食
試験に供した各材料が反応器に使えるかどうかについ
て、以下のように評価した。イリジウム以外の材料、即
ちチタン、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウ
ム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び酸化アルミナ（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）の腐食性は、特定の温度範囲では、腐食速度
が１ｍｍ／年以上５ｍｍ／年未満であって、許容できる
範囲内に収まるものの、その温度範囲外では腐食速度が
高く、そのままでは採用できない。例えば、チタン、ル
テニウム、ロジウムは、高温領域では、腐食速度が低い
ものの、４００℃以下の温度、特に３００℃では、腐食
速度が極めて高い。逆に、タンタルは、４００℃以下の
温度領域では、腐食速度が低いものの、４００℃以上の
高温領域では、腐食速度が極めて高い。また、酸化アル
ミナは、高温領域で、腐食速度は低いものの、割れが発
生するので、反応器の耐食材料として使うことはできな
い。
い、腐食試験で得た容器壁の腐食速度に基づいて、腐食
試験に供した各材料が反応器に使えるかどうかについ
て、以下のように評価した。イリジウム以外の材料、即
ちチタン、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウ
ム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び酸化アルミナ（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）の腐食性は、特定の温度範囲では、腐食速度
が１ｍｍ／年以上５ｍｍ／年未満であって、許容できる
範囲内に収まるものの、その温度範囲外では腐食速度が
高く、そのままでは採用できない。例えば、チタン、ル
テニウム、ロジウムは、高温領域では、腐食速度が低い
ものの、４００℃以下の温度、特に３００℃では、腐食
速度が極めて高い。逆に、タンタルは、４００℃以下の
温度領域では、腐食速度が低いものの、４００℃以上の
高温領域では、腐食速度が極めて高い。また、酸化アル
ミナは、高温領域で、腐食速度は低いものの、割れが発
生するので、反応器の耐食材料として使うことはできな
い。
【００２４】更に言えば、耐食性の高いと評価されてい
る白金族元素であっても、イリジウム以外の白金、ルテ
ニウム（Ｒｕ）、及びロジウム（Ｒｈ）は特定の温度範
囲を除いて耐食性に乏しく、イリジウムのみが常温から
６５０℃までの温度範囲にわたり良好な耐食性を有す
る。
る白金族元素であっても、イリジウム以外の白金、ルテ
ニウム（Ｒｕ）、及びロジウム（Ｒｈ）は特定の温度範
囲を除いて耐食性に乏しく、イリジウムのみが常温から
６５０℃までの温度範囲にわたり良好な耐食性を有す
る。
【００２５】反応器内は、全域にわたって５５０〜６５
０℃の温度範囲にあることが望まれるが、実際の運転に
おいては、ノズル噴霧が悪化した場合に、反応器の一
部、特に下部が４００℃以下の温度となることが考えら
れ、この範囲で、腐食速度が許容範囲以内であることが
必要である。例えば、チタンを使った反応器であれば、
チタンの耐食性を機能させるためには、反応器を常に高
温域に維持することが必要であって、特別の温度維持装
置が必要になる。これでは、設備コストが嵩み、しかも
運転が複雑になるという問題がある。
０℃の温度範囲にあることが望まれるが、実際の運転に
おいては、ノズル噴霧が悪化した場合に、反応器の一
部、特に下部が４００℃以下の温度となることが考えら
れ、この範囲で、腐食速度が許容範囲以内であることが
必要である。例えば、チタンを使った反応器であれば、
チタンの耐食性を機能させるためには、反応器を常に高
温域に維持することが必要であって、特別の温度維持装
置が必要になる。これでは、設備コストが嵩み、しかも
運転が複雑になるという問題がある。
【００２６】以上の実験結果から、本発明者は、４００
℃以上の温度域で耐食性の良好なチタンと、４００℃以
下の温度域で耐食性の良好なタンタルとを組み合わせる
ことを考えた。ところで、チタン、タンタルは、耐食性
が良好な温度範囲が極めて臨界的に限定され、反応容器
の温度が何らかの理由で耐食性を示す温度範囲から逸脱
すると、腐食が著しく進行するという難点がある。一
方、イリジウムは、常温から６５０℃までの温度範囲に
わたり良好な耐食性を示すものの、機械的加工が難しい
という問題があった。
℃以上の温度域で耐食性の良好なチタンと、４００℃以
下の温度域で耐食性の良好なタンタルとを組み合わせる
ことを考えた。ところで、チタン、タンタルは、耐食性
が良好な温度範囲が極めて臨界的に限定され、反応容器
の温度が何らかの理由で耐食性を示す温度範囲から逸脱
すると、腐食が著しく進行するという難点がある。一
方、イリジウムは、常温から６５０℃までの温度範囲に
わたり良好な耐食性を示すものの、機械的加工が難しい
という問題があった。
【００２７】そこで、本発明者は、ライニング等の機械
的加工によってイリジウム層を形成する代わりに、化学
的気相成長法（Chemical Vapor Deposition Process 、
以下、ＣＶＤ法と言う）によって、酸化イリジウム層
（ＩｒＯ2 ）をチタン層又はタンタル層上に成長させる
ことを着想した。酸化イリジウム層の耐食性を前述と同
様な実験で調べたところ、イリジウム層と同じ耐食性を
有することを実験で確認することができた。本発明者
は、実験を重ねて、チタン層上に、又はタンタル層上
に、ＣＶＤ法によって酸化イリジウム層を成長させるこ
とにより、チタン層と酸化イリジウム層との複合耐食
層、タンタル層と酸化イリジウム層との複合耐食層、又
はタンタル層、チタン層、及び酸化イリジウム層の３層
の複合耐食層を形成することができることを確認した。
的加工によってイリジウム層を形成する代わりに、化学
的気相成長法（Chemical Vapor Deposition Process 、
以下、ＣＶＤ法と言う）によって、酸化イリジウム層
（ＩｒＯ2 ）をチタン層又はタンタル層上に成長させる
ことを着想した。酸化イリジウム層の耐食性を前述と同
様な実験で調べたところ、イリジウム層と同じ耐食性を
有することを実験で確認することができた。本発明者
は、実験を重ねて、チタン層上に、又はタンタル層上
に、ＣＶＤ法によって酸化イリジウム層を成長させるこ
とにより、チタン層と酸化イリジウム層との複合耐食
層、タンタル層と酸化イリジウム層との複合耐食層、又
はタンタル層、チタン層、及び酸化イリジウム層の３層
の複合耐食層を形成することができることを確認した。
【００２８】そして、チタン層上に膜厚２５００〜３０
００ｎｍの酸化イリジウム層をＣＶＤ法によって積層し
たＴｉ／ＩｒＯ2 複合耐食層で反応器の内壁面を被覆
し、前述と同じ腐食実験を行った。腐食実験の結果、腐
食速度は、常温から６５０℃の範囲にわたってイリジウ
ムと同様であって、例えば３００℃でプラス２ｍｍ／年
以下であった。つまり、Ｔｉ／ＩｒＯ2 複合耐食層は、
チタン層の耐食性が低い４００℃以下でも十分な耐食性
を示し、また、常温から６５０℃の範囲で、ほぼイリジ
ウムと同じ程度の耐食性を有する。
００ｎｍの酸化イリジウム層をＣＶＤ法によって積層し
たＴｉ／ＩｒＯ2 複合耐食層で反応器の内壁面を被覆
し、前述と同じ腐食実験を行った。腐食実験の結果、腐
食速度は、常温から６５０℃の範囲にわたってイリジウ
ムと同様であって、例えば３００℃でプラス２ｍｍ／年
以下であった。つまり、Ｔｉ／ＩｒＯ2 複合耐食層は、
チタン層の耐食性が低い４００℃以下でも十分な耐食性
を示し、また、常温から６５０℃の範囲で、ほぼイリジ
ウムと同じ程度の耐食性を有する。
【００２９】また、本発明者は、耐食層を形成する場
合、単一の耐食性材料、例えばイリジウム層で耐食層を
形成するより、寧ろ、多少異なる耐食性を有す複数の耐
食材料、例えばチタン層と酸化イリジウム層との複合耐
食層を形成する方が不測の条件下でもより一層確実な耐
食性を示すと考えた。例えば、孔食状の腐食の場合、仮
に酸化イリジウム層に孔食が生じたとしても、下層のチ
タン層にまで孔食が進行することは少ないからである。
また、反応器内で不測の急激な温度低下が生じても、チ
タン層のみであれば、腐食の発生、進行が懸念される
が、酸化イリジウム層を表層に有するので、腐食が発生
しない。そこで、本発明者は、腐食され易い反応容器壁
を上述の複合耐食層で被覆することにより、常温から６
５０℃までの温度範囲にわたり、腐食速度の許容できる
限度内で、即ち長期間にわたり安全に、有機塩素系化合
物の超臨界水処理を行うことができるという、本発明を
発明するに至った。
合、単一の耐食性材料、例えばイリジウム層で耐食層を
形成するより、寧ろ、多少異なる耐食性を有す複数の耐
食材料、例えばチタン層と酸化イリジウム層との複合耐
食層を形成する方が不測の条件下でもより一層確実な耐
食性を示すと考えた。例えば、孔食状の腐食の場合、仮
に酸化イリジウム層に孔食が生じたとしても、下層のチ
タン層にまで孔食が進行することは少ないからである。
また、反応器内で不測の急激な温度低下が生じても、チ
タン層のみであれば、腐食の発生、進行が懸念される
が、酸化イリジウム層を表層に有するので、腐食が発生
しない。そこで、本発明者は、腐食され易い反応容器壁
を上述の複合耐食層で被覆することにより、常温から６
５０℃までの温度範囲にわたり、腐食速度の許容できる
限度内で、即ち長期間にわたり安全に、有機塩素系化合
物の超臨界水処理を行うことができるという、本発明を
発明するに至った。
【００３０】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係る超臨界水反応装置（以下、第１
の発明と言う）は、超臨界水を収容する反応器を備え、
有機塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入し
て酸化剤により酸化分解する超臨界水反応装置におい
て、反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲
に制御する温度制御装置を備え、反応器の被処理液と接
する反応器壁面が、壁面上に設けられたチタン又はチタ
ン合金からなるチタン層と、チタン層上に積層された酸
化イリジウム層との複合耐食層で被覆されていることを
特徴としている。
基づいて、本発明に係る超臨界水反応装置（以下、第１
の発明と言う）は、超臨界水を収容する反応器を備え、
有機塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入し
て酸化剤により酸化分解する超臨界水反応装置におい
て、反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲
に制御する温度制御装置を備え、反応器の被処理液と接
する反応器壁面が、壁面上に設けられたチタン又はチタ
ン合金からなるチタン層と、チタン層上に積層された酸
化イリジウム層との複合耐食層で被覆されていることを
特徴としている。
【００３１】本発明では、被処理液の送入流量、超臨界
水の送入流量、超臨界水生成のために反応器に送入する
補給水の送入流量、及び補給水の温度の少なくともいず
れかを調整して、反応温度を５５０℃以上６５０℃以下
の範囲の温度に設定することにより、有機塩素化合物が
ＰＣＢ又はＰＣＢ類似化合物である場合、被処理液の酸
化分解により生成した処理液中のＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ
以下にすることができる。本発明で、ＰＣＢ類似化合物
とは、ＰＣＢとほぼ同じような化学構造を有する化合物
であって、例えばダイオキシン類、クロロベンゼン系化
合物、クロロフェノール類等である。また、本発明で
は、特定した複合耐食層で反応器の壁面を被覆している
ので、上述の温度でも、生成塩酸による腐食雰囲気に抗
して長期間にわたり安定し、ＰＣＢ等の有機塩素化合物
を含む被処理液を処理することができる。酸化イリジウ
ム層の膜厚は、処理する有機塩素化合物、反応器内の塩
酸濃度によって異なるが、実用的には、１５００ｎｍ以
上とする。
水の送入流量、超臨界水生成のために反応器に送入する
補給水の送入流量、及び補給水の温度の少なくともいず
れかを調整して、反応温度を５５０℃以上６５０℃以下
の範囲の温度に設定することにより、有機塩素化合物が
ＰＣＢ又はＰＣＢ類似化合物である場合、被処理液の酸
化分解により生成した処理液中のＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ
以下にすることができる。本発明で、ＰＣＢ類似化合物
とは、ＰＣＢとほぼ同じような化学構造を有する化合物
であって、例えばダイオキシン類、クロロベンゼン系化
合物、クロロフェノール類等である。また、本発明で
は、特定した複合耐食層で反応器の壁面を被覆している
ので、上述の温度でも、生成塩酸による腐食雰囲気に抗
して長期間にわたり安定し、ＰＣＢ等の有機塩素化合物
を含む被処理液を処理することができる。酸化イリジウ
ム層の膜厚は、処理する有機塩素化合物、反応器内の塩
酸濃度によって異なるが、実用的には、１５００ｎｍ以
上とする。
【００３２】本発明の好適な実施態様では、反応器の被
処理液と接する反応器壁面が、壁面上に設けられたタン
タル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タンタル
層上に設けられたチタン又はチタン合金からなるチタン
層と、チタン層上に積層された酸化イリジウム層との３
層の複合耐食層で被覆されている。これにより、酸化イ
リジウム層が腐食し、更に、不測の事情により反応器の
温度が４００℃より低下してチタン層が腐食した時に
も、内側のタンタル層で耐腐食性を維持することができ
る。つまり、ＰＣＢ等の極めて有害な物質を取り扱う際
に必要なフェイルセーフの考えに基づいている。また、
反応器内の温度分布に基づいて算出した温度が４００℃
未満の領域の反応器壁面が、壁面上に設けられたタンタ
ル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タンタル層
上に積層された酸化イリジウム層との複合耐食層で被覆
されている。これにより、反応器の耐食性を更に高める
ことができる。
処理液と接する反応器壁面が、壁面上に設けられたタン
タル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タンタル
層上に設けられたチタン又はチタン合金からなるチタン
層と、チタン層上に積層された酸化イリジウム層との３
層の複合耐食層で被覆されている。これにより、酸化イ
リジウム層が腐食し、更に、不測の事情により反応器の
温度が４００℃より低下してチタン層が腐食した時に
も、内側のタンタル層で耐腐食性を維持することができ
る。つまり、ＰＣＢ等の極めて有害な物質を取り扱う際
に必要なフェイルセーフの考えに基づいている。また、
反応器内の温度分布に基づいて算出した温度が４００℃
未満の領域の反応器壁面が、壁面上に設けられたタンタ
ル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タンタル層
上に積層された酸化イリジウム層との複合耐食層で被覆
されている。これにより、反応器の耐食性を更に高める
ことができる。
【００３３】本発明で、複合耐食層で被覆するには、先
ず、ニッケル合金等で形成された反応器壁上に既知のラ
イニング法によってチタン層又はタンタル層を被覆し、
次いでチタン層又はタンタル層上にＣＶＤ法によって酸
化イリジウム層を成長させる。また、ニッケル合金層上
にチタン層又はタンタル層を被覆した被覆金属材を加工
して、反応器を形成し、次いで反応器壁のチタン層又は
タンタル層上にＣＶＤ法によって酸化イリジウム層を成
長させる。尚、本発明で「壁面を複合耐食層で被覆す
る」という表現は、反応器自体がチタン又はタンタルで
形成され、その内壁面上に酸化イリジウム層を積層した
態様も含む。
ず、ニッケル合金等で形成された反応器壁上に既知のラ
イニング法によってチタン層又はタンタル層を被覆し、
次いでチタン層又はタンタル層上にＣＶＤ法によって酸
化イリジウム層を成長させる。また、ニッケル合金層上
にチタン層又はタンタル層を被覆した被覆金属材を加工
して、反応器を形成し、次いで反応器壁のチタン層又は
タンタル層上にＣＶＤ法によって酸化イリジウム層を成
長させる。尚、本発明で「壁面を複合耐食層で被覆す
る」という表現は、反応器自体がチタン又はタンタルで
形成され、その内壁面上に酸化イリジウム層を積層した
態様も含む。
【００３４】本発明で使用するチタン及びチタン合金
は、ＪＩＳ規格又はＡＳＴＭ規格で規定されるものであ
って、例えばＪＩＳ規格では、純チタンはＪＩＳ１種か
ら３種で規定されるチタン金属、チタン合金はチタンパ
ラジウム合金として規定されるＪＩＳ１１種から１３種
のチタン合金、及び他のチタン合金としてＴｉ−６Ａｌ
−４Ｖ合金及びＴｉ−６Ａｌ−４ＶＥＬＩ合金がある。
また、ＡＳＴＭ規格では、純チタンはＡＳＴＭ Ｇｒａ
ｄｅ１からＧｒａｄｅ４で規定されるチタン金属、チタ
ン合金はチタンパラジウム合金として規定されるＡＳＴ
Ｍ Ｇｒａｄｅ７とＧｒａｄｅ１１のチタン合金であ
る。また、ＡＳＴＭ規格でＧｒａｄｅ１２なども適用で
きる。
は、ＪＩＳ規格又はＡＳＴＭ規格で規定されるものであ
って、例えばＪＩＳ規格では、純チタンはＪＩＳ１種か
ら３種で規定されるチタン金属、チタン合金はチタンパ
ラジウム合金として規定されるＪＩＳ１１種から１３種
のチタン合金、及び他のチタン合金としてＴｉ−６Ａｌ
−４Ｖ合金及びＴｉ−６Ａｌ−４ＶＥＬＩ合金がある。
また、ＡＳＴＭ規格では、純チタンはＡＳＴＭ Ｇｒａ
ｄｅ１からＧｒａｄｅ４で規定されるチタン金属、チタ
ン合金はチタンパラジウム合金として規定されるＡＳＴ
Ｍ Ｇｒａｄｅ７とＧｒａｄｅ１１のチタン合金であ
る。また、ＡＳＴＭ規格でＧｒａｄｅ１２なども適用で
きる。
【００３５】本発明で使用するタンタル及びタンタル合
金は、ＪＩＳ規格又はＡＳＴＭ規格で規定されるもので
あって、純タンタルの他にも、タンタル−タングステン
合金なども適用できる。第１の発明で、チタン層又はチ
タン合金層、及びタンタル層又はタンタル合金層は、反
応器の容器壁にライニングしても良く、また溶接法によ
り肉盛りしても良い。また、ＨＩＰ処理によって反応器
の容器壁に接合することもできる。
金は、ＪＩＳ規格又はＡＳＴＭ規格で規定されるもので
あって、純タンタルの他にも、タンタル−タングステン
合金なども適用できる。第１の発明で、チタン層又はチ
タン合金層、及びタンタル層又はタンタル合金層は、反
応器の容器壁にライニングしても良く、また溶接法によ
り肉盛りしても良い。また、ＨＩＰ処理によって反応器
の容器壁に接合することもできる。
【００３６】反応器が圧力バランス型反応器である場合
には、本発明に係る超臨界水反応装置（以下、第２の発
明という）は、超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、反
応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制御
する温度制御装置を備え、反応器が、圧力容器と、圧力
容器と相互に連通する反応カートリッジとの２重筒体で
あって、被処理液と、酸化剤とを反応カートリッジ内に
供給し、かつ、圧力容器と反応カートリッジとの間に圧
力バランス用ガスを供給して、反応カートリッジ内で被
処理液を酸化含有ガスにより酸化分解する圧力バランス
型反応器として構成され、反応カートリッジが、チタン
又はチタン合金からなるチタン層と、チタン層の両面に
積層された酸化イリジウム層とからなる複合耐食材で形
成されていることを特徴としている。
には、本発明に係る超臨界水反応装置（以下、第２の発
明という）は、超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、反
応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制御
する温度制御装置を備え、反応器が、圧力容器と、圧力
容器と相互に連通する反応カートリッジとの２重筒体で
あって、被処理液と、酸化剤とを反応カートリッジ内に
供給し、かつ、圧力容器と反応カートリッジとの間に圧
力バランス用ガスを供給して、反応カートリッジ内で被
処理液を酸化含有ガスにより酸化分解する圧力バランス
型反応器として構成され、反応カートリッジが、チタン
又はチタン合金からなるチタン層と、チタン層の両面に
積層された酸化イリジウム層とからなる複合耐食材で形
成されていることを特徴としている。
【００３７】第２の発明では、温度制御装置が、被処理
液の送入流量、超臨界水の送入流量、超臨界水生成のた
めに反応器に送入する補給水の送入流量、及び補給水の
温度の少なくともいずれかを調整することにより、反応
器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制御す
ることができる。
液の送入流量、超臨界水の送入流量、超臨界水生成のた
めに反応器に送入する補給水の送入流量、及び補給水の
温度の少なくともいずれかを調整することにより、反応
器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制御す
ることができる。
【００３８】また、別法として、反応カートリッジを、
タンタル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タン
タル層の両面に設けられたチタン又はチタン合金からな
るチタン層と、チタン層の両面に積層された酸化イリジ
ウム層とからなる複合耐食材で形成しても良い。これに
より、酸化イリジウム層が腐食し、更に、不測の事情に
より反応器の温度が４００℃より低下してチタン層が腐
食した時にも、内側のタンタル層で耐腐食性を維持する
ことができる。
タンタル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タン
タル層の両面に設けられたチタン又はチタン合金からな
るチタン層と、チタン層の両面に積層された酸化イリジ
ウム層とからなる複合耐食材で形成しても良い。これに
より、酸化イリジウム層が腐食し、更に、不測の事情に
より反応器の温度が４００℃より低下してチタン層が腐
食した時にも、内側のタンタル層で耐腐食性を維持する
ことができる。
【００３９】本発明の第３の発明は、超臨界水を収容す
る反応器を備え、有機塩素化合物を含有する被処理液を
反応器内に導入して酸化剤により酸化分解する超臨界水
反応装置において、反応器内の温度を５５０℃以上６５
０℃以下の範囲に制御する温度制御装置を備え、反応器
が、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応カート
リッジとの２重筒体であって、被処理液と酸化剤とを反
応カートリッジ内に供給し、かつ、圧力容器と反応カー
トリッジとの間に圧力バランス用ガスを供給して、反応
カートリッジ内で被処理液を酸化分解する圧力バランス
型反応器として構成され、処理流体が流れる処理流体流
路と、処理流体流路に合流してアルカリ水溶液を処理液
中に注入するアルカリ水溶液流路とを備え、アルカリ水
溶液によって処理流体を４５０℃以下に中和急冷するよ
うにした中和急冷部を反応器外に備え、処理流体流路及
びアルカリ水溶液流路の流路壁面が、壁面上に設けられ
たタンタル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タ
ンタル層上に積層された酸化イリジウム層との複合耐食
層で被覆されている。また、処理流体流路及びアルカリ
水溶液流路の流路壁面を、壁面上に設けられたチタン又
はチタン合金からなるチタン層と、チタン層上に設けら
れたタンタル又はタンタル合金からなるタンタル層と、
タンタル層上に積層された酸化イリジウム層との複合耐
食層で被覆するようにしても良い。また、本発明の中和
急冷部は、前記第１の発明または第２の発明と併用して
用いるとよい。
る反応器を備え、有機塩素化合物を含有する被処理液を
反応器内に導入して酸化剤により酸化分解する超臨界水
反応装置において、反応器内の温度を５５０℃以上６５
０℃以下の範囲に制御する温度制御装置を備え、反応器
が、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応カート
リッジとの２重筒体であって、被処理液と酸化剤とを反
応カートリッジ内に供給し、かつ、圧力容器と反応カー
トリッジとの間に圧力バランス用ガスを供給して、反応
カートリッジ内で被処理液を酸化分解する圧力バランス
型反応器として構成され、処理流体が流れる処理流体流
路と、処理流体流路に合流してアルカリ水溶液を処理液
中に注入するアルカリ水溶液流路とを備え、アルカリ水
溶液によって処理流体を４５０℃以下に中和急冷するよ
うにした中和急冷部を反応器外に備え、処理流体流路及
びアルカリ水溶液流路の流路壁面が、壁面上に設けられ
たタンタル又はタンタル合金からなるタンタル層と、タ
ンタル層上に積層された酸化イリジウム層との複合耐食
層で被覆されている。また、処理流体流路及びアルカリ
水溶液流路の流路壁面を、壁面上に設けられたチタン又
はチタン合金からなるチタン層と、チタン層上に設けら
れたタンタル又はタンタル合金からなるタンタル層と、
タンタル層上に積層された酸化イリジウム層との複合耐
食層で被覆するようにしても良い。また、本発明の中和
急冷部は、前記第１の発明または第２の発明と併用して
用いるとよい。
【００４０】圧力バランス型反応器では、中和急冷部を
反応器の圧力容器と反応カートリッジとの間の環状部に
備えて良い。尚、第１及び第２の発明の超臨界水装置で
は、反応器は反応器内全域にわたり超臨界水域のみを形
成し、亜臨界水域を形成しないようになっている。
反応器の圧力容器と反応カートリッジとの間の環状部に
備えて良い。尚、第１及び第２の発明の超臨界水装置で
は、反応器は反応器内全域にわたり超臨界水域のみを形
成し、亜臨界水域を形成しないようになっている。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態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。実施形態例１ 本実施形態例は、第１の発明に係る超臨界水反応装置の
実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の超臨界
水反応装置の構成を示すフローシート、及び図２は反応
器の詳細を示す断面図である。本実施形態例の超臨界水
反応装置は、超臨界水の存在下で超臨界水反応により主
としてＰＣＢを含む被処理液を処理する装置であって、
図１に示すように、超臨界水反応を行う反応器として、
縦型の耐圧密閉型反応器１２を備え、反応器１２から処
理流体を流出させる処理流体管１４に、順次、処理流体
を冷却する冷却器１６、反応器１２内の圧力を制御する
圧力制御弁１８、及び、処理流体をガスと液体とに気液
分離する気液分離器２０を備えている。
形態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。実施形態例１ 本実施形態例は、第１の発明に係る超臨界水反応装置の
実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の超臨界
水反応装置の構成を示すフローシート、及び図２は反応
器の詳細を示す断面図である。本実施形態例の超臨界水
反応装置は、超臨界水の存在下で超臨界水反応により主
としてＰＣＢを含む被処理液を処理する装置であって、
図１に示すように、超臨界水反応を行う反応器として、
縦型の耐圧密閉型反応器１２を備え、反応器１２から処
理流体を流出させる処理流体管１４に、順次、処理流体
を冷却する冷却器１６、反応器１２内の圧力を制御する
圧力制御弁１８、及び、処理流体をガスと液体とに気液
分離する気液分離器２０を備えている。
【００４２】超臨界水反応装置１０は、超臨界水反応に
供する被処理液を反応器１２に供給する供給系統とし
て、インバータ制御又はストローク制御によって吐出量
の調節が可能な被処理液ポンプ２４と、空気圧縮機２８
とを備えて、被処理液管２２を介してＰＣＢを含む被処
理液を反応器１２に送入し、かつ、空気送入管２６及び
被処理液管２２を介して酸化剤として空気を被処理液と
共に反応器１２に送入する。図示しないが、必要に応じ
て超臨界水又は超臨界水生成用の補給水を反応器１２に
補充するようにしてもよく、また、補給水を所望の温度
に加熱する加熱器を設けることもできる。更に、超臨界
水反応装置１０は、反応器１２から出た直後の処理流体
管１４に中和急冷部３０を備え、注入管３１から処理流
体にアルカリ水溶液を注入して処理流体を温度４５０℃
以下、好ましくは３５０℃以下に中和急冷するようにな
っている。
供する被処理液を反応器１２に供給する供給系統とし
て、インバータ制御又はストローク制御によって吐出量
の調節が可能な被処理液ポンプ２４と、空気圧縮機２８
とを備えて、被処理液管２２を介してＰＣＢを含む被処
理液を反応器１２に送入し、かつ、空気送入管２６及び
被処理液管２２を介して酸化剤として空気を被処理液と
共に反応器１２に送入する。図示しないが、必要に応じ
て超臨界水又は超臨界水生成用の補給水を反応器１２に
補充するようにしてもよく、また、補給水を所望の温度
に加熱する加熱器を設けることもできる。更に、超臨界
水反応装置１０は、反応器１２から出た直後の処理流体
管１４に中和急冷部３０を備え、注入管３１から処理流
体にアルカリ水溶液を注入して処理流体を温度４５０℃
以下、好ましくは３５０℃以下に中和急冷するようにな
っている。
【００４３】また、超臨界水反応装置１０は、被処理液
の送入流量を調整することにより、反応器１２内の反応
温度を例えば５５０℃に制御する温度制御装置３２を備
えている。温度制御装置３２は、反応器１２内の温度を
計測する温度計３４を有し、温度計３４の温度に基づい
て被処理液ポンプ２４の吐出量を調節して被処理液の出
口温度を調整することにより、反応温度を５５０℃以上
６５０℃以下の範囲の設定温度に制御する。温度制御装
置３２の構成は、これに限らず、例えば超臨界水の送入
流量を調整することにより、或いは超臨界水生成用の補
給水の送入流量を調整することにより、更には補給水の
送入温度を調整することにより、反応器１２内の反応温
度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制御することが
できる。
の送入流量を調整することにより、反応器１２内の反応
温度を例えば５５０℃に制御する温度制御装置３２を備
えている。温度制御装置３２は、反応器１２内の温度を
計測する温度計３４を有し、温度計３４の温度に基づい
て被処理液ポンプ２４の吐出量を調節して被処理液の出
口温度を調整することにより、反応温度を５５０℃以上
６５０℃以下の範囲の設定温度に制御する。温度制御装
置３２の構成は、これに限らず、例えば超臨界水の送入
流量を調整することにより、或いは超臨界水生成用の補
給水の送入流量を調整することにより、更には補給水の
送入温度を調整することにより、反応器１２内の反応温
度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制御することが
できる。
【００４４】反応器１２は、図２に示すように、超臨界
水処理時の圧力、例えば２３ＭＰａに抗する機械的強度
を有する縦型筒状容器１２ａとして形成されている。容
器１２ａの内壁は、内壁にライニングされたチタン層１
２ｂ及びチタン層１２ｂ上にＣＶＤ法によって成長させ
た酸化イリジウム層１２ｃの複合耐食層で被覆されてい
る。
水処理時の圧力、例えば２３ＭＰａに抗する機械的強度
を有する縦型筒状容器１２ａとして形成されている。容
器１２ａの内壁は、内壁にライニングされたチタン層１
２ｂ及びチタン層１２ｂ上にＣＶＤ法によって成長させ
た酸化イリジウム層１２ｃの複合耐食層で被覆されてい
る。
【００４５】ＣＶＤ法による酸化イリジウム層１２ｃの
成長プロセスは、例えば、次のようにして行う。すなわ
ち、予めアセトンによりチタン層の脱脂処理を行った
後、７００℃の水蒸気気流中にて酸化処理を行ってチタ
ン層表面をチタン酸化物とする。一方、塩化イリジウム
（ＩｒＣ１3 ）をアミルアルコールに溶解し、還流器を
具備する加熱蒸留装置に入れ、温度９０℃で１０時間還
流を継続することにより得た塩化イリジウムの塩化物の
３／４をアミルアルコールと置換したイリジウム塗布液
を生成する。このイリジウム塗布液をチタン酸化物の表
面に塗布し、室温にて自然乾燥した後、１１０℃で強制
乾燥する。次いで７００℃の水蒸気含有雰囲気下で１０
分間熱分解反応処理を行う。この塗布→乾燥→熱分解反
応処理を１０回繰り返して見掛け膜厚３０００ｎｍの酸
化イリジウムの被覆層を形成した。
成長プロセスは、例えば、次のようにして行う。すなわ
ち、予めアセトンによりチタン層の脱脂処理を行った
後、７００℃の水蒸気気流中にて酸化処理を行ってチタ
ン層表面をチタン酸化物とする。一方、塩化イリジウム
（ＩｒＣ１3 ）をアミルアルコールに溶解し、還流器を
具備する加熱蒸留装置に入れ、温度９０℃で１０時間還
流を継続することにより得た塩化イリジウムの塩化物の
３／４をアミルアルコールと置換したイリジウム塗布液
を生成する。このイリジウム塗布液をチタン酸化物の表
面に塗布し、室温にて自然乾燥した後、１１０℃で強制
乾燥する。次いで７００℃の水蒸気含有雰囲気下で１０
分間熱分解反応処理を行う。この塗布→乾燥→熱分解反
応処理を１０回繰り返して見掛け膜厚３０００ｎｍの酸
化イリジウムの被覆層を形成した。
【００４６】反応器１２は、被処理液管２２と接続し、
被処理液及び空気を反応器１２内に流入させる流入口３
６を上部に、処理流体管１４に接続し、処理流体を流出
させる流出口３８を側壁に備えている。チタン層１２ｂ
は、チタン又はチタン合金によって形成されている。ま
た、チタン層１２ｂに代えて、チタン又はチタン合金か
らなるチタン層と、チタン層と容器壁との間に設けられ
た、タンタル又はタンタル合金からなるタンタル層との
積層膜であっても良い。
被処理液及び空気を反応器１２内に流入させる流入口３
６を上部に、処理流体管１４に接続し、処理流体を流出
させる流出口３８を側壁に備えている。チタン層１２ｂ
は、チタン又はチタン合金によって形成されている。ま
た、チタン層１２ｂに代えて、チタン又はチタン合金か
らなるチタン層と、チタン層と容器壁との間に設けられ
た、タンタル又はタンタル合金からなるタンタル層との
積層膜であっても良い。
【００４７】中和急冷部３０は、図３に示すように、処
理流体が流れる処理流体流路４０と、注入管３１を処理
流体流路４０に合流させてアルカリ水溶液を処理流体中
に注入するアルカリ水溶液流路４２とから構成されてい
る。本実施形態例では、処理流体流路４０とアルカリ水
溶液流路４２とは、Ｙ字状に合流しているが、直角に合
流しても良い。処理流体流路４０及びアルカリ水溶液流
路４２の流路壁は、それぞれ、タンタル合金で形成され
たタンタル管壁４４と、チタン又はチタン合金で形成さ
れ、タンタル壁の内周に設けられたチタン管壁４６と、
チタン管壁４６上にＣＶＤ法によって成長させた酸化イ
リジウム層４７との３層構造で形成されている。尚、タ
ンタル管壁４４の外周にニッケル合金鋼製管体を挿入
し、ニッケル合金鋼製管体を圧力構造体としても良い。
理流体が流れる処理流体流路４０と、注入管３１を処理
流体流路４０に合流させてアルカリ水溶液を処理流体中
に注入するアルカリ水溶液流路４２とから構成されてい
る。本実施形態例では、処理流体流路４０とアルカリ水
溶液流路４２とは、Ｙ字状に合流しているが、直角に合
流しても良い。処理流体流路４０及びアルカリ水溶液流
路４２の流路壁は、それぞれ、タンタル合金で形成され
たタンタル管壁４４と、チタン又はチタン合金で形成さ
れ、タンタル壁の内周に設けられたチタン管壁４６と、
チタン管壁４６上にＣＶＤ法によって成長させた酸化イ
リジウム層４７との３層構造で形成されている。尚、タ
ンタル管壁４４の外周にニッケル合金鋼製管体を挿入
し、ニッケル合金鋼製管体を圧力構造体としても良い。
【００４８】中和急冷部３０を形成するには、先ず、タ
ンタル合金の円柱体を形成し、次いで円柱体をドリリン
グして、貫通路を有するタンタル管壁４４を形成する。
そして、タンタル管壁４４の貫通路内にチタン合金の溶
融液を流し込み、放冷して固化させた後、ＨＩＰ処理を
施して、タンタル合金相とチタン合金相との接合を確実
にする。次いで、チタン合金相をドリリングして、チタ
ン管壁４６と、チタン管壁４６の外側に設けられたタン
タル管壁４４とを形成する。続いて、チタン管壁４６上
にＣＶＤ法によって酸化イリジウム層４７を成長させる
ことにより、処理流体流路４０及びアルカリ水溶液流路
４２を形成することができる。また、別の作製方法とし
て、タンタル合金の円柱体を形成し、次いで円柱体をド
リリングして、貫通路を有するタンタル管壁４４を形成
し、チタン管壁４４上にチタン合金を溶接法等により肉
盛りしてチタン壁４６を設け、続いてチタン管壁４６上
にＣＶＤ法によって酸化イリジウム層４７を成長させ
る。
ンタル合金の円柱体を形成し、次いで円柱体をドリリン
グして、貫通路を有するタンタル管壁４４を形成する。
そして、タンタル管壁４４の貫通路内にチタン合金の溶
融液を流し込み、放冷して固化させた後、ＨＩＰ処理を
施して、タンタル合金相とチタン合金相との接合を確実
にする。次いで、チタン合金相をドリリングして、チタ
ン管壁４６と、チタン管壁４６の外側に設けられたタン
タル管壁４４とを形成する。続いて、チタン管壁４６上
にＣＶＤ法によって酸化イリジウム層４７を成長させる
ことにより、処理流体流路４０及びアルカリ水溶液流路
４２を形成することができる。また、別の作製方法とし
て、タンタル合金の円柱体を形成し、次いで円柱体をド
リリングして、貫通路を有するタンタル管壁４４を形成
し、チタン管壁４４上にチタン合金を溶接法等により肉
盛りしてチタン壁４６を設け、続いてチタン管壁４６上
にＣＶＤ法によって酸化イリジウム層４７を成長させ
る。
【００４９】別法として、中和急冷部３０の処理流体流
路４０及びアルカリ水溶液流路４２の流路壁を、それぞ
れ、純タンタル又はタンタル合金からなるタンタル管壁
と、タンタル管壁上にＣＶＤ法によって成長させた酸化
イリジウム層とから構成しても良い。別法の中和急冷部
３０を作製するには、例えば、先ず、タンタル合金の円
柱体を形成し、次いで円柱体をドリリングして、貫通路
を有するタンタル管壁を形成する。次いで、ＣＶＤ法に
よって酸化イリジウム層をタンタル管壁面に成長させ
る。
路４０及びアルカリ水溶液流路４２の流路壁を、それぞ
れ、純タンタル又はタンタル合金からなるタンタル管壁
と、タンタル管壁上にＣＶＤ法によって成長させた酸化
イリジウム層とから構成しても良い。別法の中和急冷部
３０を作製するには、例えば、先ず、タンタル合金の円
柱体を形成し、次いで円柱体をドリリングして、貫通路
を有するタンタル管壁を形成する。次いで、ＣＶＤ法に
よって酸化イリジウム層をタンタル管壁面に成長させ
る。
【００５０】本実施形態例では、温度制御装置３２によ
って反応器１２内の温度を６００℃に制御することによ
り、ＰＣＢを含む被処理液を超臨界水処理により完全に
分解して処理液のＰＣＢの残留量を３ｐｐｂ以下に抑え
ることができる。また、チタン合金層１２ｂと酸化イリ
ジウム層１２ｃとの複合耐食層が、反応器１２の耐食層
として確実に機能する。また、仮に、反応器１２内の温
度が４００℃以下に低下しても、酸化イリジウム層１２
ｃが表層にあるので、腐食が進行するようなことは生じ
ない。中和急冷部３０は、酸化イリジウム層４４で被覆
されているので、腐食が進行するようなことは生じな
い。万一、酸化イリジウム層４４が腐食しても、温度が
高い通常の状態では、チタン管壁４４が耐食性を維持
し、逆に、温度が予期せずに例えば４００℃以下に低下
した状態では、チタン管壁４４は腐食されるものの、そ
の外側のタンタル管壁４６が耐食性を維持する。
って反応器１２内の温度を６００℃に制御することによ
り、ＰＣＢを含む被処理液を超臨界水処理により完全に
分解して処理液のＰＣＢの残留量を３ｐｐｂ以下に抑え
ることができる。また、チタン合金層１２ｂと酸化イリ
ジウム層１２ｃとの複合耐食層が、反応器１２の耐食層
として確実に機能する。また、仮に、反応器１２内の温
度が４００℃以下に低下しても、酸化イリジウム層１２
ｃが表層にあるので、腐食が進行するようなことは生じ
ない。中和急冷部３０は、酸化イリジウム層４４で被覆
されているので、腐食が進行するようなことは生じな
い。万一、酸化イリジウム層４４が腐食しても、温度が
高い通常の状態では、チタン管壁４４が耐食性を維持
し、逆に、温度が予期せずに例えば４００℃以下に低下
した状態では、チタン管壁４４は腐食されるものの、そ
の外側のタンタル管壁４６が耐食性を維持する。
【００５１】実施形態例２ 本実施形態例は、第２の発明に係る超臨界水反応装置の
実施形態の一例であって、図４は本実施形態例の超臨界
水反応装置の構成を示すフローシート、図５（ａ）は反
応器の詳細を示す断面図、及び図５（ｂ）は反応カート
リッジを形成する複合耐食材の構成を示す図５（ａ）の
線Ｉ−Ｉの断面図である。図４及び図５中、図１から図
３に示す部位、部品と同じものには同じ符号を付し、そ
の説明を省略する。本実施形態例の超臨界水反応装置５
０は、圧力容器と、反応容器と相互に連通する反応カー
トリッジとからなる圧力バランス型反応器を反応器とし
て備えた超臨界水反応装置であって、図４及び図５に示
すように、反応器５２の構成、中和急冷部が反応器５２
内に内蔵されていること、及び反応器５２に圧力バラン
ス用の空気が送入されていることを除いて、実施形態例
１と同じ構成を有する。
実施形態の一例であって、図４は本実施形態例の超臨界
水反応装置の構成を示すフローシート、図５（ａ）は反
応器の詳細を示す断面図、及び図５（ｂ）は反応カート
リッジを形成する複合耐食材の構成を示す図５（ａ）の
線Ｉ−Ｉの断面図である。図４及び図５中、図１から図
３に示す部位、部品と同じものには同じ符号を付し、そ
の説明を省略する。本実施形態例の超臨界水反応装置５
０は、圧力容器と、反応容器と相互に連通する反応カー
トリッジとからなる圧力バランス型反応器を反応器とし
て備えた超臨界水反応装置であって、図４及び図５に示
すように、反応器５２の構成、中和急冷部が反応器５２
内に内蔵されていること、及び反応器５２に圧力バラン
ス用の空気が送入されていることを除いて、実施形態例
１と同じ構成を有する。
【００５２】圧力バランス型反応器５２は、図５（ａ）
に示すように、外筒として設けられた圧力容器５４と、
圧力容器５４内に内筒として設けられた反応カートリッ
ジ５６との２重筒体として形成され、反応カートリッジ
５６の内部５８は、超臨界水反応の反応域として構成さ
れている。圧力容器５４は、反応圧力に対抗するため
に、厚肉の高強度鋼製耐圧円筒型容器として形成されて
いて、圧力容器５４と反応カートリッジ５６との間の環
状部６２は、後述するように圧力バランス用のガスとし
ての空気層であって、腐食性雰囲気ではない。一方、反
応カートリッジ５６は、図５（ｂ）に示すように、チタ
ン又はチタン合金で形成された薄肉の有蓋有底円筒体５
６ａとして形成され、更に、有蓋有底円筒体の内表面
（内部５８側）にＣＶＤ法によって成長させた酸化イリ
ジウム層５６ｂが積層されている。反応カートリッジ５
６の底部と圧力容器５４の底部との間に多少の間隙を有
するように圧力容器５４内に配置されている。
に示すように、外筒として設けられた圧力容器５４と、
圧力容器５４内に内筒として設けられた反応カートリッ
ジ５６との２重筒体として形成され、反応カートリッジ
５６の内部５８は、超臨界水反応の反応域として構成さ
れている。圧力容器５４は、反応圧力に対抗するため
に、厚肉の高強度鋼製耐圧円筒型容器として形成されて
いて、圧力容器５４と反応カートリッジ５６との間の環
状部６２は、後述するように圧力バランス用のガスとし
ての空気層であって、腐食性雰囲気ではない。一方、反
応カートリッジ５６は、図５（ｂ）に示すように、チタ
ン又はチタン合金で形成された薄肉の有蓋有底円筒体５
６ａとして形成され、更に、有蓋有底円筒体の内表面
（内部５８側）にＣＶＤ法によって成長させた酸化イリ
ジウム層５６ｂが積層されている。反応カートリッジ５
６の底部と圧力容器５４の底部との間に多少の間隙を有
するように圧力容器５４内に配置されている。
【００５３】圧力容器５４と反応カートリッジ５６との
間に、連通孔６０を介して反応カートリッジ５６の内部
と連通する環状部６２が形成されており、ノズル６４を
経て反応カートリッジ５６に流入した空気と同じ圧力の
空気が環状部６２に導入されているので、反応カートリ
ッジ５６の内外では圧力差が殆ど無く、環状部６２と反
応カートリッジ５６内とは、圧力がバランスしている。
換言すれば、圧力容器５４は、超臨界水処理時の圧力、
例えば２３ＭＰａに抗する強度を備え、反応カートリッ
ジ５６は、反応器５２の内圧力を受けないようにして反
応域を区画する耐腐食性の隔壁として機能している。
尚、環状部６２に空気を導入するのは、空気が非腐食性
流体であるからである。
間に、連通孔６０を介して反応カートリッジ５６の内部
と連通する環状部６２が形成されており、ノズル６４を
経て反応カートリッジ５６に流入した空気と同じ圧力の
空気が環状部６２に導入されているので、反応カートリ
ッジ５６の内外では圧力差が殆ど無く、環状部６２と反
応カートリッジ５６内とは、圧力がバランスしている。
換言すれば、圧力容器５４は、超臨界水処理時の圧力、
例えば２３ＭＰａに抗する強度を備え、反応カートリッ
ジ５６は、反応器５２の内圧力を受けないようにして反
応域を区画する耐腐食性の隔壁として機能している。
尚、環状部６２に空気を導入するのは、空気が非腐食性
流体であるからである。
【００５４】反応器５２は、圧力容器５４と反応カート
リッジ５６とを貫通して反応カートリッジ５６の内部に
突出したノズル６４と、反応カートリッジ５６から環状
部６２を通って反応器５２外に処理流体を流出させる処
理流体導管６６と、環状部６２内の処理流体導管６６に
設けられた中和急冷部６８と、環状部６２に圧力バラン
ス用ガスとして空気を送入する空気送入ノズル７０とを
備えている。中和急冷部６８は、実施形態例１の中和急
冷部３０と同じ構造（図３参照）であって、注入管３１
が接続され、処理流体にアルカリ水溶液を注入し、４５
０℃以下に中和急冷するようになっている。ノズル６４
は被処理液管２２（図４参照）に、処理流体導管６６は
処理流体管１４に、それぞれ、接続されている。また、
空気送入ノズル７０は、空気送入管２６から分岐した空
気送入枝管７２（図４参照）に接続され、空気を環状部
６２に導入し、次いで連通孔６０を介して反応カートリ
ッジ５６内部に流入させ、酸化剤の一部とする。
リッジ５６とを貫通して反応カートリッジ５６の内部に
突出したノズル６４と、反応カートリッジ５６から環状
部６２を通って反応器５２外に処理流体を流出させる処
理流体導管６６と、環状部６２内の処理流体導管６６に
設けられた中和急冷部６８と、環状部６２に圧力バラン
ス用ガスとして空気を送入する空気送入ノズル７０とを
備えている。中和急冷部６８は、実施形態例１の中和急
冷部３０と同じ構造（図３参照）であって、注入管３１
が接続され、処理流体にアルカリ水溶液を注入し、４５
０℃以下に中和急冷するようになっている。ノズル６４
は被処理液管２２（図４参照）に、処理流体導管６６は
処理流体管１４に、それぞれ、接続されている。また、
空気送入ノズル７０は、空気送入管２６から分岐した空
気送入枝管７２（図４参照）に接続され、空気を環状部
６２に導入し、次いで連通孔６０を介して反応カートリ
ッジ５６内部に流入させ、酸化剤の一部とする。
【００５５】本実施形態例では、実施形態例１と同様
に、温度制御装置３２によって反応器５２、正確には反
応カートリッジ５６内の温度を例えば６００℃に制御す
ることにより、ＰＣＢを含む被処理液を超臨界水処理に
より完全に分解して処理液のＰＣＢの残留量を３ｐｐｂ
以下に抑えることができる。また、反応器１２内の温度
が６００℃に制御されているので、チタン合金で形成さ
れ、更に酸化イリジウム層で被膜された反応カートリッ
ジ５６は、反応域を確保する耐食壁として確実に機能す
る。中和急冷部６８も、実施形態例１と同様に機能し、
同様の効果を有する。
に、温度制御装置３２によって反応器５２、正確には反
応カートリッジ５６内の温度を例えば６００℃に制御す
ることにより、ＰＣＢを含む被処理液を超臨界水処理に
より完全に分解して処理液のＰＣＢの残留量を３ｐｐｂ
以下に抑えることができる。また、反応器１２内の温度
が６００℃に制御されているので、チタン合金で形成さ
れ、更に酸化イリジウム層で被膜された反応カートリッ
ジ５６は、反応域を確保する耐食壁として確実に機能す
る。中和急冷部６８も、実施形態例１と同様に機能し、
同様の効果を有する。
【００５６】実施形態例３ 本実施形態例は、第２の発明に係る超臨界水反応装置の
実施形態の一例であって、図６（ａ）は実施形態例３の
反応器の詳細を示す断面図、図６（ｂ）は反応カートリ
ッジの外筒を形成する複合耐食材の構成を示す、図６
（ａ）の線Ｉ−Ｉの断面図、及び図６（ｃ）は反応カー
トリッジの内筒を形成する複合耐食材の構成を示す、図
６（ａ）の線II−IIの断面図である。図６中、図５と同
じ部位、部品には同じ符号を付し、その説明を省略して
いる。本実施形態例の超臨界水反応装置は、反応器７６
の構成が、反応器５２と異なり、反応カートリッジ内に
内筒を有することを除いて、実施形態例２と同じ構成を
有する。
実施形態の一例であって、図６（ａ）は実施形態例３の
反応器の詳細を示す断面図、図６（ｂ）は反応カートリ
ッジの外筒を形成する複合耐食材の構成を示す、図６
（ａ）の線Ｉ−Ｉの断面図、及び図６（ｃ）は反応カー
トリッジの内筒を形成する複合耐食材の構成を示す、図
６（ａ）の線II−IIの断面図である。図６中、図５と同
じ部位、部品には同じ符号を付し、その説明を省略して
いる。本実施形態例の超臨界水反応装置は、反応器７６
の構成が、反応器５２と異なり、反応カートリッジ内に
内筒を有することを除いて、実施形態例２と同じ構成を
有する。
【００５７】反応器７６は、図６（ａ）に示すように、
圧力容器５４と、圧力容器５４と相互に連通する反応カ
ートリッジ８０とからなる圧力バランス型反応器であ
り、反応カートリッジ８０は、外筒８２と、外筒８２内
に収容され、超臨界水反応の反応域を内部に有する内筒
８４とから構成されている。外筒８２は、実施形態例２
の反応カートリッジ５６と同じように、図６（ｂ）に示
すように、チタン又はチタン合金製の有底有蓋円筒体８
２ａとして形成され、更に円筒体８２ａの内面がＣＶＤ
法によって成長させた酸化イリジウム層８２ｂで被覆さ
れている。内筒８４は、上端が開口し、底部が逆円錐状
のチタン又はチタン合金製の有底円筒体８４ａとして形
成され、更に、図６（ｃ）に示すように、円筒体８４ａ
の内外面が、ＣＶＤ法によって成長させた酸化イリジウ
ム層８４ｂで被覆されている。尚、内筒８４はこの形状
に限るものではなく、傘を上下逆にしたような形状のも
のなど、ノズルから噴出し下方に向かう流体の流れを反
転させて上方に向かわせるようにできる限り、その形状
に制約はない。
圧力容器５４と、圧力容器５４と相互に連通する反応カ
ートリッジ８０とからなる圧力バランス型反応器であ
り、反応カートリッジ８０は、外筒８２と、外筒８２内
に収容され、超臨界水反応の反応域を内部に有する内筒
８４とから構成されている。外筒８２は、実施形態例２
の反応カートリッジ５６と同じように、図６（ｂ）に示
すように、チタン又はチタン合金製の有底有蓋円筒体８
２ａとして形成され、更に円筒体８２ａの内面がＣＶＤ
法によって成長させた酸化イリジウム層８２ｂで被覆さ
れている。内筒８４は、上端が開口し、底部が逆円錐状
のチタン又はチタン合金製の有底円筒体８４ａとして形
成され、更に、図６（ｃ）に示すように、円筒体８４ａ
の内外面が、ＣＶＤ法によって成長させた酸化イリジウ
ム層８４ｂで被覆されている。尚、内筒８４はこの形状
に限るものではなく、傘を上下逆にしたような形状のも
のなど、ノズルから噴出し下方に向かう流体の流れを反
転させて上方に向かわせるようにできる限り、その形状
に制約はない。
【００５８】ノズル６４から流入した被処理液は、内筒
８４の内部で超臨界水処理され、処理流体となって上端
の開口から外筒８２と内筒８４との間の環状部８６に流
入し、環状部８６を流下して外筒８２の底部に入り、外
筒８２の底部に接続された処理液導管８８を介して処理
流体管１４に流出する。圧力容器５４内の処理流体導管
８８には、実施形態例１の中和急冷部３０と同じ構造
（図３参照）の中和急冷部９０が設けてあって、注入管
３１が接続され、処理液にアルカリ水溶液を注入し、４
５０℃以下に中和急冷するようになっている。空気送入
ノズル７０は、空気を環状部６２に導入し、次いで連通
孔６０を介して反応カートリッジ８０の上端開口から反
応カートリッジ８０内部に流入させ、酸化剤の一部とす
る。以上の構成により、本実施形態例の超臨界水反応装
置も、実施形態例２と同じ効果を有する。
８４の内部で超臨界水処理され、処理流体となって上端
の開口から外筒８２と内筒８４との間の環状部８６に流
入し、環状部８６を流下して外筒８２の底部に入り、外
筒８２の底部に接続された処理液導管８８を介して処理
流体管１４に流出する。圧力容器５４内の処理流体導管
８８には、実施形態例１の中和急冷部３０と同じ構造
（図３参照）の中和急冷部９０が設けてあって、注入管
３１が接続され、処理液にアルカリ水溶液を注入し、４
５０℃以下に中和急冷するようになっている。空気送入
ノズル７０は、空気を環状部６２に導入し、次いで連通
孔６０を介して反応カートリッジ８０の上端開口から反
応カートリッジ８０内部に流入させ、酸化剤の一部とす
る。以上の構成により、本実施形態例の超臨界水反応装
置も、実施形態例２と同じ効果を有する。
【００５９】実施形態例４ 本実施形態例は、第２の発明に係る超臨界水反応装置の
実施形態の一例であって、図７は反応器の詳細を示す断
面図である。図７中、図６と同じ部位、部品には同じ符
号を付し、その説明を省略する。本実施形態例の超臨界
水反応装置は、中和急冷部９２が反応器外に設けられて
いること、及びそれに関連して反応器９４の構成が異な
ることを除いて、実施形態例３と同じ構成を有する。反
応器９４は、図７に示すように、中和急冷部９２が反応
器の外部に設けてあることを除いて、実施形態例３の反
応器７６と同じ構成を備え、反応カートリッジの外筒８
２は圧力容器５４の底部に接し、処理流体管１４が直接
圧力容器５４の底部を貫通して外筒８２の内部に連通し
ている。中和急冷部９２は圧力容器５４の底部に接する
ようにして処理流体管１４に設けてある。本実施形態例
の反応器９４では、実施形態例３の反応器７６に比べて
中和急冷部９２の取り付けが容易である。尚、実施形態
例２の超臨界水反応装置の反応器５２で、反応カートリ
ッジ５６の底部を圧力容器５４の底部上に配置し、環状
部６２に設けた中和急冷部６８に代えて、図７に示すよ
うに中和急冷部９２を圧力容器５４の底部に接するよう
に設けることもできる。
実施形態の一例であって、図７は反応器の詳細を示す断
面図である。図７中、図６と同じ部位、部品には同じ符
号を付し、その説明を省略する。本実施形態例の超臨界
水反応装置は、中和急冷部９２が反応器外に設けられて
いること、及びそれに関連して反応器９４の構成が異な
ることを除いて、実施形態例３と同じ構成を有する。反
応器９４は、図７に示すように、中和急冷部９２が反応
器の外部に設けてあることを除いて、実施形態例３の反
応器７６と同じ構成を備え、反応カートリッジの外筒８
２は圧力容器５４の底部に接し、処理流体管１４が直接
圧力容器５４の底部を貫通して外筒８２の内部に連通し
ている。中和急冷部９２は圧力容器５４の底部に接する
ようにして処理流体管１４に設けてある。本実施形態例
の反応器９４では、実施形態例３の反応器７６に比べて
中和急冷部９２の取り付けが容易である。尚、実施形態
例２の超臨界水反応装置の反応器５２で、反応カートリ
ッジ５６の底部を圧力容器５４の底部上に配置し、環状
部６２に設けた中和急冷部６８に代えて、図７に示すよ
うに中和急冷部９２を圧力容器５４の底部に接するよう
に設けることもできる。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、反応温度を５５０℃以
上６５０℃以下の範囲に制御することにより、有機塩素
化合物を含有する被処理液を超臨界水処理して無害化す
ることができ、例えばＰＣＢ又はＰＣＢ類似化合物等の
場合、処理流体中のＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ以下にするこ
とができる。また、本発明によれば、反応器壁又は反応
カートリッジを特定する複合耐食層で被覆し、又は特定
する複合耐食材で形成することにより、反応器の腐食の
進行を抑制して、有機塩素化合物、例えばＰＣＢ又はＰ
ＣＢ類似化合物を含有する被処理液を超臨界水処理して
処理流体中のＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ以下にする処理を長
期間にわたり安定して可能とする超臨界水反応装置を実
現している。
上６５０℃以下の範囲に制御することにより、有機塩素
化合物を含有する被処理液を超臨界水処理して無害化す
ることができ、例えばＰＣＢ又はＰＣＢ類似化合物等の
場合、処理流体中のＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ以下にするこ
とができる。また、本発明によれば、反応器壁又は反応
カートリッジを特定する複合耐食層で被覆し、又は特定
する複合耐食材で形成することにより、反応器の腐食の
進行を抑制して、有機塩素化合物、例えばＰＣＢ又はＰ
ＣＢ類似化合物を含有する被処理液を超臨界水処理して
処理流体中のＰＣＢ濃度を３ｐｐｂ以下にする処理を長
期間にわたり安定して可能とする超臨界水反応装置を実
現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の超臨界水反応装置の構成を示す
フローシートである。
フローシートである。
【図２】実施形態例１の反応器の詳細を示す断面図であ
る。
る。
【図３】中和急冷部の断面図である。
【図４】実施形態例２の超臨界水反応装置の構成を示す
フローシートである。
フローシートである。
【図５】図５（ａ）は実施形態例２の反応器の詳細を示
す断面図、及び図５（ｂ）は反応カートリッジを形成す
る複合耐食材の構成を示す図５（ａ）の線Ｉ−Ｉの断面
図である。
す断面図、及び図５（ｂ）は反応カートリッジを形成す
る複合耐食材の構成を示す図５（ａ）の線Ｉ−Ｉの断面
図である。
【図６】図６（ａ）は実施形態例３の反応器の詳細を示
す断面図、図６（ｂ）は反応カートリッジの外筒を形成
する複合耐食材の構成を示す、図６（ａ）の線Ｉ−Ｉの
断面図、及び図６（ｃ）は反応カートリッジの内筒を形
成する複合耐食材の構成を示す、図６（ａ）の線II−II
の断面図である。
す断面図、図６（ｂ）は反応カートリッジの外筒を形成
する複合耐食材の構成を示す、図６（ａ）の線Ｉ−Ｉの
断面図、及び図６（ｃ）は反応カートリッジの内筒を形
成する複合耐食材の構成を示す、図６（ａ）の線II−II
の断面図である。
【図７】実施形態例４の反応器の詳細を示す断面図であ
る。
る。
【図８】従来の超臨界水反応装置の構成を示すフローシ
ートである。
ートである。
【図９】従来の圧力バランス型反応器の構成を示す断面
図である。
図である。
【図１０】腐食実験の結果を示すグラフである。
１０ 実施形態例１の超臨界水反応装置 １２ 反応器 １２ａ 縦型筒状容器 １２ｂ チタン合金層 １２ｃ 酸化イリジウム層 １４ 処理流体管 １６ 冷却器 １８ 圧力制御弁 ２０ 気液分離器 ２２ 被処理液管 ２４ 被処理液ポンプ ２６ 空気送入管 ２８ 空気圧縮機 ３０ 中和急冷部 ３１ 注入管 ３２ 温度制御装置 ３４ 温度計 ３６ 流入口 ３８ 流出口 ４０ 処理流体流路 ４２ アルカリ水溶液流路 ４４ タンタル管壁 ４６ チタン管壁 ４７ 酸化イリジウム層 ５０ 実施形態例２の超臨界水反応装置 ５２ 反応器 ５４ 圧力容器 ５６ 反応カートリッジ ５６ａ チタン又はチタン合金で形成された薄肉の有蓋
有底円筒体 ５６ｂ 酸化イリジウム層 ５８ 反応カートリッジの内部 ６０ 連通孔 ６２ 環状部 ６４ ノズル ６６ 処理流体導管 ６８ 中和急冷部 ７０ 空気送入ノズル ７２ 空気送入枝管 ７６ 実施形態例３の反応器 ８０ 反応カートリッジ ８２ 外筒 ８２ａ チタン又はチタン合金製の有底有蓋円筒体 ８２ｂ 酸化イリジウム層 ８４ 内筒 ８４ａ チタン又はチタン合金製の有底円筒体 ８４ｂ 酸化イリジウム層 ８６ 環状部 ８８ 処理流体導管 ９０ 中和急冷部 ９２ 実施形態例４の中和急冷部 ９４ 実施形態例４の反応器 １００ 従来の超臨界水反応装置 １０２ 反応器 １０４ 超臨界水領域 １０６ 仮想的界面 １０８ 亜臨界水領域 １１０ 流入管 １１２ 被処理液ライン １１４ 空気ライン １１５ 超臨界水ライン １１６ 中和剤ライン １１８ 処理流体ライン １２０ 亜臨界水ライン １２２ 亜臨界排水ライン １３０ 圧力バランス型反応器 １３１ 外円筒体 １３２ 反応カートリッジ １３３ 入口ノズル １３４ 反応域 １３５ 圧力バランス用ガス送入口 １３６ 環状部 １３７ 上部間隙 １３８ 反応器流出管
有底円筒体 ５６ｂ 酸化イリジウム層 ５８ 反応カートリッジの内部 ６０ 連通孔 ６２ 環状部 ６４ ノズル ６６ 処理流体導管 ６８ 中和急冷部 ７０ 空気送入ノズル ７２ 空気送入枝管 ７６ 実施形態例３の反応器 ８０ 反応カートリッジ ８２ 外筒 ８２ａ チタン又はチタン合金製の有底有蓋円筒体 ８２ｂ 酸化イリジウム層 ８４ 内筒 ８４ａ チタン又はチタン合金製の有底円筒体 ８４ｂ 酸化イリジウム層 ８６ 環状部 ８８ 処理流体導管 ９０ 中和急冷部 ９２ 実施形態例４の中和急冷部 ９４ 実施形態例４の反応器 １００ 従来の超臨界水反応装置 １０２ 反応器 １０４ 超臨界水領域 １０６ 仮想的界面 １０８ 亜臨界水領域 １１０ 流入管 １１２ 被処理液ライン １１４ 空気ライン １１５ 超臨界水ライン １１６ 中和剤ライン １１８ 処理流体ライン １２０ 亜臨界水ライン １２２ 亜臨界排水ライン １３０ 圧力バランス型反応器 １３１ 外円筒体 １３２ 反応カートリッジ １３３ 入口ノズル １３４ 反応域 １３５ 圧力バランス用ガス送入口 １３６ 環状部 １３７ 上部間隙 １３８ 反応器流出管
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｊ 19/00 Ｂ０１Ｊ 19/00 Ｂ ３０１ ３０１Ａ 19/26 19/26 Ｃ０７Ｂ 35/06 Ｃ０７Ｂ 35/06 37/06 37/06 61/00 61/00 Ｂ Ｃ０７Ｃ 25/18 Ｃ０７Ｃ 25/18 (72)発明者 岩森 智之 東京都江東区新砂１丁目２番８号 オルガ ノ株式会社内 (72)発明者 島宗 孝之 東京都豊島区南大塚２丁目37番５号 株式 会社フルヤ金属内 (72)発明者 小島 崇則 東京都豊島区南大塚２丁目37番５号 株式 会社フルヤ金属内 Ｆターム(参考） 2E191 BA13 BC01 BD11 4G075 AA37 BA05 BA06 BB05 CA02 CA05 CA62 CA65 CA66 DA01 DA18 EB01 EC01 FA12 FB02 FC09 4H006 AA05 AC13 AC26 BB31 BB49 BC10 BD81 BD83 BD84 BE10 BE30
Claims (10)
- 【請求項１】 超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、 反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制
御する温度制御装置を備え、 反応器の被処理液と接する反応器壁面が、壁面上に設け
られたチタン又はチタン合金からなるチタン層と、チタ
ン層上に積層された酸化イリジウム層との複合耐食層で
被覆されていることを特徴とする超臨界水反応装置。 - 【請求項２】 反応器の被処理液と接する反応器壁面
が、壁面上に設けられたタンタル又はタンタル合金から
なるタンタル層と、タンタル層上に設けられたチタン又
はチタン合金からなるチタン層と、チタン層上に積層さ
れた酸化イリジウム層との３層の複合耐食層で被覆され
てい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】 反応器内の温度分布に基づいて算出した
温度が４００℃未満の領域の反応器壁面が、壁面上に設
けられたタンタル又はタンタル合金からなるタンタル層
と、タンタル層上に積層された酸化イリジウム層との複
合耐食層で被覆されてい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４】 超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、 反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制
御する温度制御装置を備え、 反応器が、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応
カートリッジとの２重筒体であって、被処理液と、酸化
剤とを反応カートリッジ内に供給し、かつ、圧力容器と
反応カートリッジとの間に圧力バランス用ガスを供給し
て、反応カートリッジ内で被処理液を酸化分解する圧力
バランス型反応器として構成され、 すくなくとも反応カートリッジの内壁面が、チタン又は
チタン合金からなるチタン層と、チタン層上に積層され
た酸化イリジウム層とからなる複合耐食材で形成されて
いることを特徴とする超臨界水反応装置。 - 【請求項５】 すくなくとも反応カートリッジの内壁面
が、タンタル又はタンタル合金からなるタンタル層と、
タンタル層上に設けられたチタン又はチタン合金からな
るチタン層と、チタン層上に積層された酸化イリジウム
層とからなる複合耐食材で形成されていることを特徴と
する請求項４に記載の超臨界水反応装置。 - 【請求項６】 超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、 反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制
御する温度制御装置を備え、 処理流体が流れる処理流体流路と、処理流体流路に合流
してアルカリ水溶液を処理流体中に注入するアルカリ水
溶液流路とを備え、アルカリ水溶液によって処理液を４
５０℃以下に中和急冷するようにした中和急冷部を反応
器外に備え、 処理流体流路及びアルカリ水溶液流路の流路壁面が、壁
面上に設けられたタンタル又はタンタル合金からなるタ
ンタル層と、タンタル層上に積層された酸化イリジウム
層との複合耐食層で被覆されていることを特徴とする超
臨界水反応装置。 - 【請求項７】 超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、 反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制
御する温度制御装置を備え、 処理流体が流れる処理流体流路と、処理流体流路に合流
してアルカリ水溶液を処理流体中に注入するアルカリ水
溶液流路とを備え、アルカリ水溶液によって処理液を４
５０℃以下に中和急冷するようにした中和急冷部を反応
器外に備え、 処理流体流路及びアルカリ水溶液流路の流路壁面が、壁
面上に設けられたチタン又はチタン合金からなるチタン
層と、チタン層上に設けられたタンタル又はタンタル合
金からなるタンタル層と、タンタル層上に積層された酸
化イリジウム層との複合耐食層で被覆されていることを
特徴とする超臨界水反応装置。 - 【請求項８】 超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、 反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制
御する温度制御装置を備え、 反応器が、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応
カートリッジとの２重筒体であって、被処理液と酸化剤
とを反応カートリッジ内に供給し、かつ、圧力容器と反
応カートリッジとの間に圧力バランス用ガスを供給し
て、反応カートリッジ内で被処理液を酸化分解する圧力
バランス型反応器として構成され、 処理流体が流れる処理流体流路と、処理流体流路に合流
してアルカリ水溶液を処理流体中に注入するアルカリ水
溶液流路とを有し、アルカリ水溶液によって処理液を４
５０℃以下に中和急冷するようにした中和急冷部を反応
器の圧力容器と反応カートリッジとの間の環状部に備
え、 処理流体流路及びアルカリ水溶液流路の流路壁面が、壁
面上に設けられたタンタル又はタンタル合金からなるタ
ンタル層と、タンタル層上に積層された酸化イリジウム
層との複合耐食層で被覆されていることを特徴とする超
臨界水反応装置。 - 【請求項９】 超臨界水を収容する反応器を備え、有機
塩素化合物を含有する被処理液を反応器内に導入して酸
化剤により酸化分解する超臨界水反応装置において、 反応器内の温度を５５０℃以上６５０℃以下の範囲に制
御する温度制御装置を備え、 反応器が、圧力容器と、圧力容器と相互に連通する反応
カートリッジとの２重筒体であって、被処理液と酸化剤
とを反応カートリッジ内に供給し、かつ、圧力容器と反
応カートリッジとの間に圧力バランス用ガスを供給し
て、反応カートリッジ内で被処理液を酸化分解する圧力
バランス型反応器として構成され、 処理流体が流れる処理流体流路と、処理流体流路に合流
してアルカリ水溶液を処理流体中に注入するアルカリ水
溶液流路とを有し、アルカリ水溶液によって処理液を４
５０℃以下に中和急冷するようにした中和急冷部を反応
器の圧力容器と反応カートリッジとの間の環状部に備
え、 処理流体流路及びアルカリ水溶液流路の流路壁面が、壁
面上に設けられたチタン又はチタン合金からなるチタン
層と、チタン層上に設けられたタンタル又はタンタル合
金からなるタンタル層と、タンタル層上に積層された酸
化イリジウム層との複合耐食層で被覆されていることを
特徴とする超臨界水反応装置。 - 【請求項１０】 塩酸水溶液を含む７００℃以下の流体
を収容する容器、又は容器内で塩酸水溶液を含む反応流
体を７００℃以下の温度範囲で反応させる反応器として
構成された容器であって、 容器の流体又は反応流体と接する容器壁面が、壁面上に
設けられたチタン又はチタン合金からなるチタン層と、
チタン層上に積層された酸化イリジウム層との複合耐食
層で被覆されていることを特徴とする容器。
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