JPH03502896A - 危険廃棄物用改良オートクレーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 危険廃棄物用改良オートクレーブ 本発明は、危険廃棄物の無毒化に関する。更に詳細には、本発明は、オートクレ ーブ中で毒性廃棄物を蒸発させ、そして気化させることによる熱分解的無毒化反 応器用の供給ガスの製造に関する。

危険廃棄物を非常に低レベルに無毒化させることは灰化装置を使用して実施され ていた。しかし、灰化装置は相当量のエネルギーを制御し消費するためにしばし ば困難である。更に、灰化方法は、その他の毒性生成物を生じる可能性があり、 該生成物はそれ自身が望ましくなく且つ除去するのが困難か又は不可能である。

同時係属米国特許出願番号第９０３．２３５号では、灰化装置を超えて顕著な改 良を示す毒性廃棄物無毒化方法及びそのための装置を記載する。上記出願は、９ ９゜９９％又はそれ以上の分解レベルが固体、液体、又は気体状の廃棄物で達成 される反応器を記載する。上記方法及び装置は空気若しくは酸素反応なしで操作 され、主に二酸化炭素と水からなる流出ガスを生成する。上記特許出願中に記載 されている方法及び装置は、合衆国環境保護子により、「灰化」と区別される「 熱分解的無毒化」として分類された。

液状毒性廃棄物を取り扱う共通的な方法は、処理設備に運ぶために金属ドラム中 にこの液状物を密封することである。熱分解的無毒化反応器は典型的にはガス状 の供給物を必要とするので、金属ドラム中の液状毒性廃棄物の場合、ドラム中の 内容物を気化する必要性がある。従来、毒性廃棄物を含有する金属ドラムを取り 扱うための仕組みが種々の理由のため不満足であった０例えば、ドラムごとの液 状廃棄物は、埋め立てできないし、灰化に直接の供給物としても使用できない。

液体を固体に変えるか、又は小さな灰化可能な繊維製容器に再包装することは、 経費がかかり、労務上、環境上危険である。そして、ドラムの内容物の残留物が 処理後も残り、更に洗浄操作及び処理操作を必要とする。ドラムに入れた液体の 蒸気を放出することが合衆国及び世界的で不法に実施されており、その結果、蒸 気が環境及び周辺設備を汚染し、従って、このような設備の後に実施する取り扱 いを厳しく制限している。

従って、本発明の目的は、熱分解的無毒化反応器用の導入供給ガスを生成するた めの改良方法及び装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、めんどうな取り扱いなしで無害な固体へ変換することによ り、金属ドラムに入っている液状毒性廃棄物を無毒化するための改良方法及び手 段を提供することにある。

本発明の別の目的は、毒性廃棄物を大きなタンクから熱分解的無毒化反応器へ連 続的に供給するための改良した効率的なシステムを提供することにある。

本発明のこれら及びその他の目的は、添付の図面に関連させて、以下の記載から 当業界の熟達者に明らかになるであろう。

第１図は、本発明に従って構成されている装置を示す略斜視図であり； 第２図は、第１図の追加の要素を合わせて示す、第１図の線２−２を通る垂直面 に沿う断面図である。

非常に大まかに言えば、本発明は、供給源としてオートクレーブを使用する、熱 分解的無毒化反応器のための供給ガスを生成させるための方法に関する。オート クレーブは、不活性且つ大気に対して独立した空間中の毒性廃棄物用容器を封じ 込めるための囲いからなる。反応器からの熱ガス状流出物は、オートクレーブ囲 いの内部に導入され、容器の外側の底部で、容器中に含有されている液状廃棄物 を加熱する。囲いからの熱ガス排出流は、容器の内部に再循環されて容器中のガ ス状内容物と混合される。ついでガスは容器の内部から供給ガスとして反応器に 導かれる。

今、第１図及び２図の双方に言及して、本発明を一層詳細に説明する。両図にお いて、オートクレーブは直角面を有する箱１１として例示されている６箱１１は 、第２図に示されているように適当な金属板材料で構成されていてもよい。好ま しくは、箱の内部は、例えば、エキスパンデッドメタルにより覆われた絶縁体か らなる例示パネルのような適当な熱絶縁材料のライナーを備えている。パネルで 同様に絶縁されている扉１５を、毒性廃棄物用容器１７　（典型的にはドラム： 後述する）を挿入したり取り出したりできるように、囲い１１にヒンジ及びラッ チ（示さず）で適当に据え付けて備えている。

毒性廃棄物用容器１７を、任意の適当な手段により、囲い１１内に支持されてい てもよい０例示した実施態様では（第２図）、容器１７は金属製支持板１９上に 支持されているのが示されている。

順に、金属製支持板１９は適当な手段により支持されており、そして、ロッド２ １より、容器１７の内容物の重量をモニターするための計り２３へにも又連結さ れている。

容器１７は、液状毒性廃棄物を容れるためのいずれの適当な容器であってもよい 。典型的には、合衆国では、これらは当業界で周知のスチール製５５ガロンドラ ムである。一層十分に明らかになるような理由のために、容器１７の頂部に取付 部品２５及び２７を備える。二つの取付部品２５及び２７を、容器１７の内部と 連結するための蓋開口内にネジ込み、このような連結を容易にするために、取り 外し容易な連結部品、ネジ付きユニオン等を備えていてもよい。

囲い１１の背面の実質的に中心で底の方に、導入供給管３５に連結するためにフ ランジ等を有する取付部品３９を備えている。囲い１１のための導入供給管３５ は、囲い１１の壁の開口３７を経て伸びており、前記取付部品３９に支持されて いる。管３５は、９０°上方に曲がり、容器１７のすぐ下で終わる。導入口供給 弁４１が、囲い１１の外側で管３５に備えられている。この導入口弁４１は、熱 分解反応器からの流出物を導管３５に連結するために備えられている。

又、パージ用導管４５もあり、これは導入供給のため、弁９０により制御される パージガスの適当なソース（図示せず）に連結されている。そして導出ガス抜き のためには、弁９１により制御されて導管５９を経る。

毒性廃棄物用容器１７の頂部において、二つの導管連結を、各々、取付部品２５ 及び２７によりなされる。取付部品２５は、開口４６及び囲い１１上に支持され る取付部品４８を通過し導出口弁４９に至る導管４７の一端に連結し、そこから 熱分解的無毒化反応器に行き、反応器への導入供給を与える。取付部品２７は、 開口５３及び囲い１１の壁より弁５７に伸びる導管５１の一端に連結する。弁５ ７を制御して導管５１より再循環導管６１から容器１７へ戻し循環を与えてもよ い。再循環導管６１は、弁５７から、取付部品６５を経て囲い工１の開口６３に 伸びる。

以下に記載する理由のため、取付部品２７の上により小さな第三の導入口取付部 品２９が供給導管８３の一端に連結する。導管８３は、導管５１の内部で同心円 的に上部に貫通し、そこから取付部品８６により支持されている囲い１１の頂部 の開口８５を経て導入口供給弁８７を通過する。弁８７は、液状毒性廃棄物のソ ース（図示せず）に連結するために導入口導管８９に連結されている。

第１図に特定的に言及すると、弁４１は、導入口ガスコントロールシステム６７ により制御される。弁４９は、導出口ガスコントロールシステム６９により制御 される。弁５７は、再循環コントロールシステム７１により制御される。コント ロールシステム６７．６９及び７１の操作について、以下に一層詳細に記載する 。

本発明のオートクレーブでは、熱分解的無毒化反応器からの熱ガス（典型的には ３５０’Ｃを超える）弁４１及び導管３５より、絶縁壁１３と毒性廃棄物用容器 １７との間の空間の囲い１１の内部に循環する。導管３５から発している熱ガス は囲い内部で上方に循環し、容器１７の内容物を加熱してその中で毒性の液状廃 棄物の気化を補助する（概ね７３で示されている）、囲い１１は大気に対して密 封されている。

とによりパージ導入口より導管４５を経て空気のパージをする。

パージ工程は不活性ガスのソースを利用してもよいが、好ましくは、冷二酸化炭 素を使用する。パージ循環の間、弁９０．パージ工程は不活性ガスのソースを利 用してもよいが、好ましくは、二酸化炭素を使用する。パージ循環の間、弁４１ ．４９及び５７を閉じる。パージガス導入口弁９１及びガス抜き弁９１を開く。

これは、囲い１１内の総ての空気を適当なパージにより排出することを確実にす る。

一旦、囲い１１の内部が空気または酸素をパージされたときには、弁４１が操作 されて熱分解的無毒化反応器からの排出流を導管３５へ接続して、容器１７の内 容物を加熱し始める。その結果として、熱分解的無毒化反応器からの排出流は、 容器１７を過ぎて循環しそしてその内容物を加温した後、容器１７自体の内部に 再循環される。このように再循環されるガスは容器の気化された内容物と混合し 、次いで容器の内部から導管４７を介して弁４９を通して移送される。弁４９は 容器１７から熱分解的無毒化反応器への供給を開始するために開かれる。

上述の配置の結果は、容器１７の内側の液状廃物を直接に気化させ、何らの追加 のポンプ操作または取扱いなしで蒸気を熱分解的無毒化反応器へ直接に送る。こ れは特に危険でかつポンプ移送不能廃物のために殊に重要な特徴である。容器１ ７内の液体が気化するにつれて、容器１７中に、後で処理されるための固体廃物 として、何らかの残渣が保留される。

操作中に、適当な温度変換器７５及び適当な圧力変換器７７が、温度モニター７ ９及び圧力モニター８１にそれぞれ信号を与える。

酸素検出器８３も、容器１１の内側内の酸素含量を感知し、そして酸素モニター ８５に信号を与えるために、備えられるでいる０本発明のオートクレーブは、囲 い１１の内側の圧力が１気圧またはそれよりやや低いように、操作されるのが好 ましい。熱分解的無毒化反応器排出ガスの典型的温度は、はぼ１５００°Ｃであ る。これらの排出ガスは、主として、二酸化炭素及び水からなり、後者は加熱水 蒸気の形態にある。

本発明のオートクレーブは、それが典型的な５５ガロンドラム容器の容易な取扱 いを与えるので、現場設備に容易に適応される。さらには、オートクレーブは、 そのような容器を取扱う能力を備えると共に同時にドラムでの何らかの漏洩を気 化させ熱分解的無毒化反応器へ安全に導く。反応器は酸素不含有雰囲気中で操作 されるので、廃物の爆発またはその他の燃焼の危険は回避される。前述のように 、残された残渣は、固体廃物として廃棄のために容易に取扱われる。所望ならば 、容器１７の内容物は、供給管８３及び弁８７を経て、連続的または定期的に補 充されうる。

囲い１５への熱分解的無毒化反応器排出流を制御する際に、導入ガス制御システ ム６７は必要に応じて弁４１を作動させる。弁４１は、容器１７の内容物７３の 加熱速度を制御及び調整するために、囲い１５に入るガスの容積流動を調整する 連続可変式比例制御弁である。弁４１を適当に作動させることにより、導入ガス 制御システム６７は、危険廃物７３中の揮発性成分の気化速度を制御し、かくし て容器１７から熱分解的無毒化反応器への流量を制御する。

導入ガス制御システム６７（ならびにその他の制御システム）は、適宜なデザイ ンのものでよい０例えば、制御システムは、種々の操作パラメーターが供給され 、そして関連する弁を制御するための適当な操作プログラムを含むデジタルプロ セッサーを、含んでいてよい。この弁４１は、オートクレーブのところではなく 熱分解的無毒化器のところに配置されていてもよく、そしてなお同じ操作を達成 しうる。

秤量スケール２３によって与えられる情報は、有毒成分の最大無毒化のための最 適値への蒸気生成速度の計算を可能とさせる。

さらには、液状有毒廃棄物が内容物を補充するために容器１７へ連続的に供給さ れる場合、秤量スケール２３は、予め確立された重量または重量増加を維持する ために、弁８７を介しての供給の、コントローラー９２を介し才の制御に備える ものである。容器１７内で著量の固体残渣または灰分を生じさせる液体について は、固体残渣の蓄積は、導管８５を介しての液体供給をしばらく中断しそして容 器１７０重量及びその内容物の重量を測定することにより確認されうる。

本オートクレーブ概念は、熱分解的無毒化器の外に、種々のその他の廃物無毒化 装置及び方法に適用される。例えば、オートクレーブは、再利用可能な溶媒及び 廃物（熱分解的無毒化器が処理しうる）を製造する溶媒再生装置に適当な蒸気流 を生じさせうる。

本発明の熱分解的無毒化反応器とオートクレーブとのプロセス条件の間の関係は 、緊密なものである。オートクレーブは熱分解的無毒化反応器からの回収された 熱によって加熱されるので、そしてオートクレーブからのガスは熱分解的無毒化 反応器へ供給されるので、一方の温度は他方に影響し、かつその逆にもなる。熱 分解的無毒化反応器への一定入力動力において、必要とされる補充熱は、典型的 には、その反応器中での約１００”Ｃの心温度陣下を補償するであろうものであ る。

特定な操作モードは、加熱速度及びオートクレーブからの１気除去速度に影響を 与えよう、熱分解的無毒化反応器は、それぞれが加熱速度及びオートクレーブか らの蒸気除去速度に影響を与える実質的に６つの流動モードで操作されうる。こ れら６つのモードは、（１）再循環、（２）排気再循環、（３）低清掃プロセス 、（４）高清掃プロセス、（５）低流動プロセス、（６）高流動プロセス、であ る。再循環モード中には反応器システムからのガス排気は生ぜず、ガスの全量が 再循環される。このモードは始動または運転停止操作中に使用される。流量が増 加するにつれて、操作モードは低清掃プロセスから高プロセスへ移行する。すべ ての流動モードにおいて、清掃化されたガスは排気され、そして水が熱分解的無 毒化器へ添加されるる加熱速度及び熱分解的無毒化反応器に対する蒸気除去速度 関係に影響を与える６つのオートクレーブ流動モード：（１）単離及び密封、（ ２）大気へのＣＯｔバージ、（３）　７１口へのＣＯ□パージ、（４）処理、（ ５）オートクレーブへ向けての容器排気及び（６）　ＴＬＤへ向けてのオートク レーブ排気、がある。第１のモードは、囲い１１を密封し、ガスの流動を全く生 じさせないものである。このようなモードでは、オートクレーブは熱分解的無毒 化反応器から実質的に単離される。囲い１１中の空気または酸素含量を低減する ためのＣｏｔｏ−パージ中囲い１１の内容物は、弁５７及び排気管５９を経て排 気される。従って、再び熱分解的無毒化器の熱バランスへの影響は生じない。

処理は、オートクレーブが熱分解的無毒化器中へ排気され、かくして同時にそれ をパージしている間に、ｃｏ２パージを継続することにより開始されうる。上記 の種々の反応器流動モード中に再循環プロセスが生じそして熱バランスがいろい ろな方式で影響を受ける。冷却されたとき、囲いＩ５の内容物は二酸化炭素でも う一度パージされうる。容器内での予期されない圧力蓄積は、容器をオー１−ク レープの囲いへ向けて排気することにより処理される。導入口を閉じた熱分解的 無毒化器へ向けての直接排気は、もう一つの操作モードである。最終の単離及び 冷却は、囲いを密封してそして内部を二酸化炭素で充満した状態で起こりうる。

多くの例において、単一の熱分解的無毒化器と結合した複数のオートクレーブを 使用するのが望ましいであろう。一つのオートクレーブがその中の容器から廃物 を蒸発させている間に、他のオートクレーブはオーム・アップモードまたは冷ド ラム除去の準備をする冷却モードのいずれかにありうる。

すべての操作の場合に、オートクレーブ中の容器１７を加熱するのに使用される 高温ガスは、有意な熱回収、従ってエネルギー節減を与える。この機能のために 使用されるガスは、それが熱分解的無毒化反応器からの排出物であるので、汚染 されておらず、従ってオートクレーブの囲い１１の内側を汚染しないのみならず 、容器１７の外側も汚染しない。有毒廃物は、ガスが容器１７の内側を通過した 後のみガス流に入り、その後でそれは熱分解的無毒化器へ直接に導かれる。

本発明のオートクレーブの好ましい一揉作形態において、下記条件が使用される ： ２、流れ−０，６８Ｔｒｒ／分 ３、導入高温ガス−４４５℃ ４、内側の頂部−２８２°Ｃ ５、排出高温ガス−２２２℃ ６、酸素濃度−１％ ７、秤量スケール−１６２ｋｇ ８、液体供給−７，５〜１１５リットル／時従って、本発明は熱分解的無毒化反 応器へ気状有毒廃物を供給するための改善された方法及び改善されたオートクレ ーブを提供する。ドラムを変えそしているいろなドラムを加熱し、冷却している ときに反応器に連続的な供給を与えるためにいくつかのオートクレーブが一緒に 用いられうる。オートクレーブは熱分解的無毒化反応器から回収される廃熱によ ってもっばら加熱されるので、追加熱源が必要とされない。

オートクレーブ内の容器（すなわちドラム）へポンプ移送液体流が分配される方 式及び方法は、灰分生成の最大化において重要である０例えば、容器（すなわち ドラム）内での液体の分配、微粒化及び噴霧が有効である。

以上の記載及び添付図面から本発明の種々の改善が当業者に明らかであろう、そ のような改変は添付請求の範囲内になるように意図されている。

第　２　図 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１功 平成　２年　３月　１日 特許庁長官　　　吉　１）文　毅　　殿１、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０３０４２ ２、発明の名称 危険廃棄物用改良オートクレーブ ３、特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国カリフォルニア用９４５４７．／＼−キュリーズ。

レイルロード・アベニュー　５６０ 名　称　　サーモリテイ力・コーポレーション４、代理人 ５、補正書の提出日 昭和６３年ｌ謳月／３日 ６、添付書類の目録 （１）　　補正書の翻訳文　　　　　　　１通浄書（内容に変更なし） 請求の範囲 １、反応室中でガス状毒性廃棄物を反応させるための反応器、前記反応室のため の供給源として使用するためのオートクレーブを含む無毒化反応システムにおい て、前記オートクレーブが、 毒性廃棄物用容器を十分に封じ込めるための囲いであり、封じ込められている毒 性ｇ奈物用容器と囲いの内部表面との間で不活性且つ大気に対して独立している 空間を維持させるために配置されている前記囲い、容器を加熱するために、囲い 中に封じ込められている容器の外側で囲いにより画定されている前記独立してい る空間へ、前記反応室から熱ガス材料を導入するための導入手段、 前記囲い中の容器の内部へ前記独立している空間から前記ガス材料を再循環する ための手段、反応のための前記反応室へ、前記囲い内の容器の内部からガスを導 入するための囲い導出手段、及び前記オートクレーブの操作の間に、前記囲い及 び容器からその中の空気をパージし、それから空気を排出するための手段からな る前記システム。

２、容器の内容物を連続的に補充するための供給手段を含む請求項１記載のシス テム。

３、前記容器の重量をモニターするための秤量手段を含む請求項１記載のシステ ム。

４、容器を挿入したり取り出したりできるための、前記囲い上の厚手段を含む請 求項１記載のシステム。

５、前記囲いの内部の温度をモニターするための手段を含む請求項１記載のシス テム。

６．前記囲いの内部の酸素含量をモニターするための手段を含む請求項１記載の システム。

７６毒性廃棄物が毒性廃棄物用容器から反応室に供給される反応室内にガス状毒 性廃棄物を反応させるための反応器を含む無毒化反応器の操作法であって、該操 作が不活性且つ大気Ｊこ対して独立している空間中に毒性廃棄物用容器を十分に 封じ込め、 容器を加熱するために、反応室から、毒性廃棄物用容器の外側で独立している空 間へ熱ガス材料を導入し、独立している空間から容器の内部へガス材料を再循環 し、 容器の内部から、その中での反応のための反応室へガスを導入し、そして、 前記操作法の操作中に、独立している空間及びその中の容器から空気をパージし てそこから空気を排出する各工程からなる前記方法。

８、前記独立している空間に導入される前記熱ガス材料がスチームと二酸化炭素 からなる請求項７記載の方法。

９、前記独立している空間に導入される前記熱ガス材料の温度が３５０℃〜６０ ０’の範囲内である請求項８記載の方法。

１０、容器の内容物に、連続的に補充される請求項７記載の方法。

手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圃ＰＣＴ／ＵＳ８８ １０３０４２ ２、発明の名称 危険廃棄物用改良オートクレーブ ３、補正をする者 名　称　　サーモリティ力・コーポレーション４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　　平成　２年１２月１１日　（発送日）６、補正の対象 （１）出願人の代表音名を記載した国内書面手続補正書（方式） ２、発明の名称 危険廃棄物用改良オートクレーブ ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所 名　称　　サーモリティ力・コーポレーション新大手町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　　平成　２年１２月１１日　（発送日）田際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．不活性で且つ大気に対して独立した空間中に毒性廃棄物用容器を封じ込める ための囲い、 容器の外側で囲い内の独立した空間において、容器を加熱するために、熱分解的 無毒化反応器から熱ガス状排出流を導入するための手段、 囲い中の容器の内部へ、前記独立した容積のための前記ガス状排出流を再循環さ せるための手段、及び容器の内部から反応器へ、その中での処理のために、ガス を導入するための手段 からなる、熱分解的無毒化反応器又はその他の種類の処理装置のための供給源と して使用するためのオートクレーブ。
2. ２．容器の内容物を連続的に補充するための供給手段を含む請求項１記載のオー トクレーブ。
3. ３．前記容器の重量をモニターするための秤量手段を含む請求項１記載のオート クレーブ。
4. ４．容器を挿入したり取り出したりできるための、前記囲い上の扉手段を含む請 求項１記載のオートクレーブ。
5. ５．前記囲いの内部温度をモニターするための手段を含む請求項１記載のオート クレーブ。
6. ６．前記囲いの内部の酸素含量をモニターするための手段を含む請求項１記載の オートクレーブ。
7. ７．前記囲いの内部から酸素をバージするための手段を含む請求項１記載のオー トクレーブ。
8. ８．不活性で且つ大気的に対して密封される囲い中に液状廃棄物用の容器を配置 し、 液状廃棄物を加熱するために、容器の外側で囲いの内部に、熱分解的無毒化反応 器から熱ガス排出流を導入し、熱ガス排出流を、囲いから容器の内部に再循環し て、その気化内容物と混合し、そして ガスを容器の内部から反応器に供給ガスとして導入する、各工程からなる熱分解 的無毒化反応器のための供給ガスの製造法。
9. ９．前記熱ガス排出流がスチームと二酸化炭素からなる請求項８記載の方法。
10. １０．前記熱ガス排出流の温度が３５０℃〜６００℃の範囲内である請求項９記 載の方法。
11. １１．容器の内容物が連続的に補充される請求項８記載の方法。
12. １２．前記囲いを実質的に空気の無い状態に維持する請求項８記載の方法。