JPH04501677A - Pyrolysis detoxification reactor equipment - Google Patents

Pyrolysis detoxification reactor equipment

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JPH04501677A
JPH04501677A JP1510070A JP51007089A JPH04501677A JP H04501677 A JPH04501677 A JP H04501677A JP 1510070 A JP1510070 A JP 1510070A JP 51007089 A JP51007089 A JP 51007089A JP H04501677 A JPH04501677 A JP H04501677A
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Japan
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reactor
core region
heat exchange
conduit
water
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JP1510070A
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Inventor
ガロウェイ テリー ランドルフ
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シンセティカ テクノロジーズ インコーポレイテッド
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 熱分解解毒反応器装置 本発明は熱分解解毒反応器装置に関する。より詳細には、本発明は改良反応器装 置、および危険かつ毒性の化合物と水とを反応させてかかる化合物の非常に高い 破壊度を達成するために上記装置を作動する方法に関する。[Detailed description of the invention] Pyrolysis detoxification reactor equipment The present invention relates to a pyrolysis detoxification reactor apparatus. More specifically, the present invention provides improved reactor equipment. and reacting dangerous and toxic compounds with water to produce very high concentrations of such compounds. The present invention relates to a method of operating the above device to achieve a degree of destruction.

極めで高い程度の危険な毒性化合物の破壊は多くの種類の技術の目標である。危 険な毒性化合物は、非常に低い濃度でも環境に放出されると、人間や動物にとっ ての可能性のある健康上の危険を示す化合物である。危険な廃棄物は代表的には がかる危険か一つ毒性の化合物を含有している。これらの従来技術の装置のほと んどは基本的に、破壊を行うために毒性化合物の高温燃焼に頼っている焼却炉で ある。通常、このような酸化反応の結果、破壊される化合物と同じ位あるいはそ れよりも毒性である他の化合物が形成される。しかも、かかる反応は熱を発生し 、往々にして不安定であり、しばしば制御し難く、周囲圧力を越える圧力で作動 して、爆発、反応暴走、漏れまたは故障の場合に有害物を環境に排出する恐れを 生じる。Destruction of very highly hazardous toxic compounds is the goal of many types of technology. Danger Hazardous toxic compounds can be harmful to humans and animals when released into the environment even at very low concentrations. It is a compound that represents a possible health hazard. Hazardous waste is typically Contains one or more toxic compounds. Some of these prior art devices are essentially incinerators that rely on high-temperature combustion of toxic compounds to cause destruction. be. Typically, the result of such oxidation reactions is the same or similar to the compounds destroyed. Other compounds are formed that are more toxic. Moreover, such a reaction generates heat. , often unstable, often difficult to control, operating at pressures in excess of ambient pressure to reduce the risk of emitting hazardous substances into the environment in the event of an explosion, runaway reaction, leak, or failure. arise.

いわゆる熱分解解毒は、吸熱であり、遊離酸素の存在を回避する反応を利用する ことによって焼却法に固有の問題のほとんどを回避する。このような方法は出願 中の米国特許出願第089573号に述べられている。この方法では、危険かつ 毒性の化合物をガス化し、適当な反応器において遊離酸素の存在なしに化学量論 上過剰の水と高温で反応させる。この熱分解解毒法の結果、破壊度が99.9% と非常に高く、−酸化炭素、二酸化炭素、水素および水を含有する流出ガス流を 生じる。この反応は発熱反応より容易に制御され、爆発の恐れなしに、実質的に 大気圧またはそれ以下で行われ、その結果、安全性が高い。So-called pyrolytic detoxification utilizes reactions that are endothermic and avoid the presence of free oxygen. This avoids most of the problems inherent in incineration methods. Such a method is U.S. Patent Application No. 089,573. This method is dangerous and Toxic compounds are gasified and stoichiometrically achieved in a suitable reactor without the presence of free oxygen. React with excess water at high temperature. As a result of this thermal detoxification method, the degree of destruction is 99.9%. and very high - an effluent gas stream containing carbon oxides, carbon dioxide, hydrogen and water. arise. This reaction is more easily controlled than exothermic reactions and virtually It is carried out at atmospheric pressure or below and is therefore highly safe.

熱分解解毒反応器装置は比較的新しい技術を示し、ている。本発明は、保守が比 較的低く、処理量が高い効率的な方法で高い破壊度を達成することができる上記 技術の改良を構成する。本発明の全体的な趣旨は当業者には添付図面と関連した 下記の説明から明らかになろう。Pyrolysis detoxification reactor equipment represents a relatively new technology. The present invention is comparatively easy to maintain. The above methods can achieve a high degree of destruction in an efficient manner with relatively low throughput and high throughput. Constitute improvements in technology. The general spirit of the invention will be understood by those skilled in the art in conjunction with the accompanying drawings. It will become clear from the explanation below.

第1図は本発明により構成された熱分解解毒反応器装置の概略流れ図である。FIG. 1 is a schematic flow diagram of a pyrolysis detoxification reactor apparatus constructed in accordance with the present invention.

第2図は本発明の装置に組み込まれた熱分解解毒反応器の横断面概略図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a pyrolysis detoxification reactor incorporated into the apparatus of the present invention.

一般に、本発明の熱分解解毒反応器装置は危険な毒性の化合物を水と反応させて 高い破壊程度を達成する。この装置は解毒反応器を有しており、この反応器は中 央の高温コア領域およびこのコア領域に対して同軸に配置された低温の環部を有 している。コア領域を加熱するための手段が設けられている。コア領域での反応 のためにコア領域へ、次いで包囲環部ヘガス状毒性化合物の流れを循環するため の手段が設けられている。ガス状毒性化合物の流れがコア領域に入る前に化学量 論上過剰の水をガス状毒性化合物の流れに導入してコア領域で毒性化合物と反応 させる。ガス状毒性化合物の流れがコア領域に入る直前のガス状毒性化合物の流 れと環部を去る流出ガスの流れとの間に熱交換が生じる。Generally, the pyrolytic detoxification reactor device of the present invention reacts hazardous toxic compounds with water. Achieve a high degree of destruction. This device has a detoxification reactor, which is It has a central hot core region and a cold annulus located coaxially to this core region. are doing. Means are provided for heating the core region. Reaction in core area to circulate the flow of gaseous toxic compounds to the core region and then to the surrounding annulus. means are provided. stoichiometry before the flow of gaseous toxic compounds enters the core region. A theoretical excess of water is introduced into the stream of gaseous toxic compounds to react with the toxic compounds in the core region. let The flow of gaseous toxic compounds just before the flow of gaseous toxic compounds enters the core region. Heat exchange occurs between this and the effluent gas stream leaving the annulus.

特に第1を参照すると、本発明の反応器装置が概略的に示されている。この装置 はから生じるガス状毒性化合物を処理するように作動する。供給装置11は毒性 化合物をガス化するために任意の適当な構成のものでよい。しかしながら、供給 装置11の好適な形態は出願中の米国特許出願第092041号に示され、述べ られているオートクレーブである。その装置では、毒性廃棄物のドラムをその外 側かつオートクレーブの内側を循環する熱分解解毒反応器からの高温のガス状流 出物によって加熱する。次いで1、高温のガス状流出物を液状の毒性廃棄物を収 容しているドラム自身へ循環させる。高温のガス状流出物の循環とともに、ドラ ムの加熱の結果、ドラムに収容された液状毒性廃棄物が蒸発し、いくらかガス化 する。次いで、このガスを解毒反応器への戻り用の供給装置源として使用する。With particular reference to the first, a reactor apparatus of the present invention is schematically illustrated. this device It operates to treat gaseous toxic compounds generated by Supply device 11 is toxic Any suitable configuration for gasifying compounds may be used. However, the supply A preferred form of device 11 is shown and described in co-pending U.S. Patent Application No. 092,041. This is an autoclave. In that equipment, a drum of toxic waste is A hot gaseous stream from the pyrolysis detoxification reactor circulates on the side and inside the autoclave. Heat depending on the source. 1. The hot gaseous effluent is then collected to contain liquid toxic waste. circulates to the drum itself. With the circulation of hot gaseous effluent, As a result of the heating of the drum, the liquid toxic waste contained in the drum evaporates and some gasification occurs. do. This gas is then used as a feed source for return to the detoxification reactor.

第1図では、供給装置11は弁15を有する導管13を介して一次熱交換器17 に連結されているものとして示されている。この−決然交換器17は毒性ガスの 流れを高温度まで上昇させ、この高温度で毒性ガスの流れを解毒反応器19に挿 入する。解毒反応器19は高温反応室すなわちコア領域22を構成する円筒形内 壁部21を有している。この円筒形壁部21から、これと同軸の第2の円筒形壁 部23が間隔をへたてられている。壁部21.23間の間隔はコア領域22に対 して同軸に配置された低温の環部25を構成している。In FIG. 1, the supply device 11 is connected via a conduit 13 with a valve 15 to a primary heat exchanger 17. is shown as being connected to. This - determined exchanger 17 is a toxic gas The flow is raised to a high temperature and at this high temperature the flow of toxic gas is inserted into the detoxification reactor 19. Enter. The detoxification reactor 19 has a cylindrical interior constituting a high temperature reaction chamber or core region 22. It has a wall portion 21. From this cylindrical wall section 21, a second cylindrical wall coaxial therewith is formed. The sections 23 are spaced apart. The spacing between the walls 21 and 23 is relative to the core area 22. This constitutes a low-temperature ring portion 25 coaxially arranged.

高温コア領域22を加熱するための手段が設けられている。図示の実施例では、 これらの手段は複数の細長い抵抗加熱要素27である。要素27は繊維状酸化ア ルミニウムのような適当なセラミック構造物であるのがよい支持ディスク29か ら下方に延びている。このディスク29は断熱材の密な構造上支持ディスクによ 。Means are provided for heating the hot core region 22. In the illustrated embodiment, These means are a plurality of elongated resistance heating elements 27. Element 27 is fibrous oxidized atom The support disk 29 may be of suitable ceramic construction, such as aluminum. It extends downward. This disk 29 is supported by a dense structural support disk of thermal insulation. .

り反応器コア22から断熱されている。コア22の温度を高い充分な程度まで上 昇させるために第1図に示さない適当な電気接続を抵抗加熱要素に対して行う。The reactor core 22 is thermally insulated from the reactor core 22. Raise the temperature of the core 22 to a high enough level Appropriate electrical connections, not shown in FIG. 1, are made to the resistive heating element for heating.

円筒形壁部23内の圧力が過剰である場合、破裂ディスク33が破壊して圧力を ベント管35を通して除去する。If the pressure in the cylindrical wall 23 is excessive, the rupture disc 33 will burst and relieve the pressure. Remove through vent pipe 35.

ガス状毒性化合物の流入する流れは後述するように適当に連結された入口ダクト 37を経て中央の反応器コア領域に入る。コア領域を上方に流れた後、ガスは環 部25を経て反応器19の底部に戻り、そこでガスは導管39を経て熱交換器1 7へ戻される。The incoming flow of gaseous toxic compounds is carried out through suitably connected inlet ducts as described below. 37 into the central reactor core area. After flowing upward through the core region, the gas flows into the annulus. via section 25 to the bottom of reactor 19 where the gas passes through conduit 39 to heat exchanger 1 Returned to 7.

導管39は、当業界で知られているように処分し得る溜まった固形物を排出する ための適当な固形物トラップ41を有している。Conduit 39 drains accumulated solids that can be disposed of as is known in the art. It has a suitable solids trap 41 for this purpose.

導管39からの流出ガスは熱交換器17を通り、次いで導管43を経て他の熱交 換器45まで流れる。この熱交換器は、後述のように熱交換が起こる2つの更に 他の熱交換器47.48と直列に連結されている。熱交換器45は導管51を介 して熱交換器47に連結されており、熱交換器47は導管53を介して熱交換器 49に連結されている。タービン55が設けられており、反応器流出物が熱交換 器49から導管57を経てこのタービン55へ流れる。タービン55は装置用の 駆動力を出力し、タービン55の出力は任意に、導管59を介して適当なスフラ ッパ−61に伝達されるか、あるいは吸収塔85へまっすぐに差し向けられる。Outflow gas from conduit 39 passes through heat exchanger 17 and then via conduit 43 to another heat exchanger. It flows to the converter 45. This heat exchanger has two further parts where heat exchange occurs as described below. It is connected in series with other heat exchangers 47,48. Heat exchanger 45 is connected via conduit 51. The heat exchanger 47 is connected to the heat exchanger 47 via a conduit 53. It is connected to 49. A turbine 55 is provided in which the reactor effluent undergoes heat exchange. From the vessel 49 it flows through a conduit 57 to this turbine 55. The turbine 55 is for equipment The output of the turbine 55 is optionally routed through conduit 59 to a suitable suffler. 61 or directed straight to absorption tower 85.

タービン55の流れ制御のために弁58を有するバイパスループ56が設けられ ている。任意のスフラッパ−61の構成は当業者に周知な技術に従えばよい。ス フラッパーは通常、危険かつ毒性の化合物がハロゲンをかなりの量含有している ときに選択自由なものとして付設される。A bypass loop 56 with a valve 58 is provided for flow control of the turbine 55. ing. The construction of optional flapper 61 may follow techniques well known to those skilled in the art. vinegar Flappers usually contain significant amounts of halogens, which are dangerous and toxic compounds. Sometimes it is attached as an optional item.

タービン55の後、存在するなら、任意のスフラッパ−61を通過後、流出物は 導管63を経て吸収塔65へ流れる。吸収塔65は任意の適当な構成のものでよ い。しかしながら、図示の実施例では、吸収塔65は一対の活性炭床67と、ア ルコア&コアスタル社から市販されている(SELEXSORB) (商標)の ような適当な材料の一対の活性アルミナ床69とを有している。After the turbine 55 and after passing through an optional sflupper 61, if present, the effluent is It flows via conduit 63 to absorption tower 65 . The absorption tower 65 may be of any suitable configuration. stomach. However, in the illustrated embodiment, the absorption tower 65 includes a pair of activated carbon beds 67 and a (SELEXSORB) (trademark) commercially available from Lucoa & Corestal, Inc. and a pair of activated alumina beds 69 of a suitable material such as.

プレナム71の出口がT連結部73に連結されており、そこから流れが導管75 を通って熱交換器49に戻るまで上方に続く。The outlet of plenum 71 is connected to T-junction 73 from which flow is directed to conduit 75. It continues upwardly through the heat exchanger 49 until it returns to the heat exchanger 49 .

導管75からの流れは熱交換器49から導管77を経て熱交換器47まで、そし て熱交換器47から導管79を経て熱交換器45まで続けられる。かくして、熱 交換器45.47.49において、熱交換器17から導管43を経て出る高温流 出物と、吸収塔65から導管75を経てさる低温流出物との間で熱交換が起こる 。適当な制御流量を保つために、導管75はベンチュリ流量計部分81を備えて いる。Flow from conduit 75 flows from heat exchanger 49 through conduit 77 to heat exchanger 47, and then to heat exchanger 47. from heat exchanger 47 via conduit 79 to heat exchanger 45. Thus, heat In exchanger 45, 47, 49, the hot stream leaving heat exchanger 17 via conduit 43 Heat exchange occurs between the output and the cold effluent from absorption column 65 via conduit 75. . To maintain a suitable controlled flow rate, conduit 75 is equipped with a venturi flow meter section 81. There is.

熱交換器45を去った後、より冷たい流出物は導管83を経て1部分85へ流れ る。この1部分85は弁87を介して弁15と熱交換器17との間の導管13の 他の1部分89に連結されている。1部分85の他の脚部は弁91を経てベンチ ュリ流量計部分95を有する導管93を介して触媒コンバータ97に連結されて いる。After leaving heat exchanger 45, the cooler effluent flows via conduit 83 to portion 85. Ru. This part 85 connects via a valve 87 to the conduit 13 between the valve 15 and the heat exchanger 17. It is connected to another part 89. The other leg of part 85 connects to the bench via valve 91. is connected to a catalytic converter 97 via a conduit 93 having a flowmeter section 95. There is.

触媒コンバータ97は流出物中の一酸化炭素、ハロゲン、メタン等をさほど有害 でない二酸化炭素および水に変換するのに適した任意の構成のものでよい。好適 な実施例は自動車型の双触媒161を収容した外側環状部分160を有している 。触媒コンバータ97には、空気入口ベント99が弁101を介して設けられて いる。排出ガスが放出される前にこの排出ガスから一酸化炭素、ハロゲン、メタ ン等を除去するために、1部分73から導管103及び弁105を経て外側環状 触媒部分160への入口が設けられている。処理済みのガスを触媒コンバータ9 7からベンチュリ部分109を経て放出するためのベント107が設けられてい る。The catalytic converter 97 converts carbon monoxide, halogens, methane, etc. in the effluent into less harmful It may be of any configuration suitable for converting carbon dioxide and water into carbon dioxide and water. suitable A preferred embodiment has an outer annular portion 160 containing an automotive-style bicatalyst 161. . The catalytic converter 97 is provided with an air inlet vent 99 via a valve 101. There is. Carbon monoxide, halogens, and methane are extracted from this exhaust gas before it is released. from part 73 through conduit 103 and valve 105 to remove An inlet to the catalyst section 160 is provided. The treated gas is transferred to the catalytic converter 9 A vent 107 is provided for discharging from 7 through a venturi section 109. Ru.

触媒コンバータ97からの流出流れは空気酸化反応からの発生熱により加熱され 、加熱流出ガスを供給装置へ戻すための導管を経て供給装置11へ送られる。高 温ガスを導管93から触媒コンバータ97を通して流す目的は触媒を400℃( 650°F)のその停止温度より高く保つためである。先に述べたように、触媒 コンバータ97から回収された熱を使用して供給装置にある液状の毒性化合物を 速い速度で揮発させるのに流出ガスを使用し得る。The output stream from the catalytic converter 97 is heated by the heat generated from the air oxidation reaction. , to the supply device 11 via a conduit for returning the heated effluent gas to the supply device. high The purpose of flowing hot gas from conduit 93 through catalytic converter 97 is to heat the catalyst to 400°C ( 650° F.). As mentioned earlier, the catalyst The heat recovered from converter 97 is used to remove liquid toxic compounds from the supply system. The effluent gas can be used to volatilize at a high rate.

先に述べたように、本発明の熱分解解毒反応器装置は熱分解解毒反応のために反 応器に化学量論上過剰の水を用いる。この目的で、水を装置に注入するための二 つの交互手段が設けられている。As mentioned earlier, the pyrolysis detoxification reactor apparatus of the present invention reacts for the pyrolysis detoxification reaction. A stoichiometric excess of water is used in the reaction vessel. For this purpose, a secondary Two alternating means are provided.

第1の手段はタービン55とスフラッパ−61との間で導管59に位置決めされ た弁155を有する水入口導管153である。A first means is positioned in conduit 59 between turbine 55 and flapper 61. a water inlet conduit 153 having a valve 155;

水を装置に加えるための第2の入口位置は入口導管157及び弁159を経て設 けられている。A second inlet location for adding water to the device is provided via inlet conduit 157 and valve 159. I'm being kicked.

第1図に示す装置の作動中、反応器19からの高温流出ガスとともに同伴される ガス状の毒性化合物が供給装置11により生じられ、導管13および弁15を経 て一次熱交換器17へ送られる。During operation of the apparatus shown in FIG. A gaseous toxic compound is produced by a supply device 11 and is passed through a conduit 13 and a valve 15. and sent to the primary heat exchanger 17.

そこで、ガスの流れは更に反応器19からのガス状流出物との熱交換により加熱 される。次いで、ガスの流れは導管を経て反応器19へ送られる。水を導管15 3(または157)および弁l55(またはl59)を通してガスの流れに導入 する。代表的には、この水は高温過熱蒸気の形態である。水をタービン55の冷 却コイル(図示せず)、次いで後述の反応器タレット(第1図)の冷却コイル、 次に導管153に導入することによって過熱蒸気を生じることができる。There, the gas stream is further heated by heat exchange with the gaseous effluent from reactor 19. be done. The gas stream is then sent to reactor 19 via a conduit. water conduit 15 3 (or 157) and introduced into the gas flow through valve l55 (or l59) do. Typically, this water is in the form of hot superheated steam. The water is cooled by the turbine 55. cooling coil (not shown), then a cooling coil of the reactor turret (FIG. 1), which will be described later. Superheated steam can then be produced by introducing it into conduit 153.

毒性化合物は高温コア領域22に入ると、後述のように破壊される。高温コア領 域22からの流出物は次いで断熱ディスク31の下の空間で円筒体2Iの上縁部 の上方を流れて環部25にはいる。環部25を通る流れは下方であり、そこで集 められ、導管39を経て熱交換器17へ循環される。次いで、流出物は3つの二 次熱交換器45.47.49を通り、導管43.51.53を経て導管57へ送 られ、そこでタービン559次いで導管59を通って任意のスフラッパ−61へ 循環される。流出ガスは任意のスフラッパ−61を去ると、毒性化合物のいずれ もの残留分子をさらに除去するために導管63通って吸収塔65へ循環される。Once the toxic compounds enter the hot core region 22, they are destroyed as described below. high temperature core area The effluent from the area 22 then flows to the upper edge of the cylinder 2I in the space below the insulation disc 31. The water flows above and enters the ring portion 25. The flow through the annulus 25 is downward, where it collects. and is circulated via conduit 39 to heat exchanger 17. The effluent is then divided into three through the secondary heat exchanger 45.47.49 and into conduit 57 via conduit 43.51.53. where it passes through turbine 559 and conduit 59 to optional flapper 61. It is circulated. When the effluent gas leaves the optional suffleper 61, it removes any of the toxic compounds. The material is recycled through conduit 63 to absorption column 65 for further removal of residual molecules.

流出ガスはプレナj、71およびT連結部73を経て吸収塔65を去ると、導管 75を経て熱交換器49.47.45を通って戻されて導管75から導管83へ の流出ガスの温度を上昇させる。When the effluent gas leaves the absorption tower 65 via the planar j, 71 and the T-connection 73, it enters the conduit. 75 and back through heat exchangers 49, 47, 45 from conduit 75 to conduit 83. increases the temperature of the effluent gas.

代表的な作動では、弁87を閉じ、弁91を開けて流出物を導管93および触媒 コンバータ97の中央の熱交換パイプを通して流す。この触媒コンバータ97で 、ガスが二酸化炭素及び水(蒸気)に転化され、熱が発生され、この熱により導 管111内のガスを更に加熱する。いずれの過剰の熱もベント107を通して排 出される。次いで、導管tit内の加熱ガスは供給装置11内の代表的には液状 の毒性化合物を更に加熱してガス化するために導管111を経て供給装置l】に 戻される。In typical operation, valve 87 is closed and valve 91 is opened to direct the effluent to conduit 93 and the catalyst. It flows through the central heat exchange pipe of converter 97. With this catalytic converter 97 , gas is converted to carbon dioxide and water (steam), heat is generated, and this heat leads to The gas in tube 111 is further heated. Any excess heat is exhausted through vent 107. Served. The heated gas in the conduit tit is then fed to the typically liquid gas in the supply device 11. through conduit 111 to supply device l] for further heating and gasification of the toxic compounds. be returned.

弁87.15により、流出物が熱交換器45から供給装置11を迂回して直接、 熱交換器17へ再循環される。この構成は始動および稼働停止時に利用される。Valve 87.15 allows the effluent to bypass the feed device 11 from the heat exchanger 45 and directly to Recirculated to heat exchanger 17. This configuration is utilized during startup and shutdown.

弁105を開(と、吸収塔65からのきれいな解毒された流出物の一部が直接、 外側に排出される。When valve 105 is opened, a portion of the clean detoxified effluent from absorption tower 65 is directly is discharged to the outside.

装置内の作動温度は所望の破壊度および被処理物の種類に応じて変化し、代表的 な作動温度は次の如くである。The operating temperature within the equipment varies depending on the desired degree of destruction and the type of workpiece; The operating temperature is as follows.

導管39 1850 °F 導管37 1275 °F 導管43 1215 °F 導管51 935 °F 導管53 665 °F 導管57 400 °F 導管59 400 °F 導管75 200 °F 導管83 950 °F 装置内、特に反応器19自身内、の圧力は一般には、大気圧近くあるいはそれよ りわずかに低く保たれる。導管37内の圧力は代表的には水柱−38,1an( −15インチ) (−0,5psi)であり、導管39内の圧力は代表的には水 柱−76,1an(−30インチ)(−1,0psi)である。タービン55前 後の圧力降下は代表的には水柱+96.2ao(+38インチ)乃至−142, 2an(−56インチ)である。Conduit 39 1850°F Conduit 37 1275°F Conduit 43 1215 °F Conduit 51 935 °F Conduit 53 665 °F Conduit 57 400°F Conduit 59 400°F Conduit 75 200°F Conduit 83 950°F The pressure within the apparatus, particularly within the reactor 19 itself, is generally near or above atmospheric pressure. is kept slightly lower. The pressure in conduit 37 is typically -38.1 ann of water ( -15 inches) (-0.5 psi), and the pressure in conduit 39 is typically The column is -76,1 an (-30 inches) (-1,0 psi). In front of turbine 55 The subsequent pressure drop is typically +96.2 AO (+38 inches) to -142 inches of water, 2 an (-56 inches).

第2図を参照すると、熱分解解毒反応器の特定構成が示されている。第1図と関 連して述べたように、反応器19は高温コア領域22および低温環状プレナム2 5を構成するように配置された内側およぶ外側の同軸円筒体21.23を有して いる。コア領域の加熱は細長い加熱要素27により行われる。反応器の上端はジ ルカー社から市販されている密な断熱ディスク31により流れ浸食されないよう に保護されたセラミック断熱板29 (これもジルカー社から市販されている) によって閉じられている。加熱要素27は板29の上に設けられた適当な構成の 複数の電気取付具113により支持されている。反応器の上部分は頂板117に より覆われたタレット頂閉鎖体115により包囲されている。タレット頂壁部お よび頂板の内側には、タービン55冷却コイル(図示せず)からの水の循環から 出来る蒸気の過熱のために銅冷却コイル119が配置されている。過熱要素用の 織製電気ケーブル121が適当な電気通し部123によりタレット頂部115に 通されている。Referring to FIG. 2, a specific configuration of a pyrolytic detoxification reactor is shown. Figure 1 As mentioned above, the reactor 19 includes a hot core region 22 and a cold annular plenum 2. having inner and outer coaxial cylinders 21 and 23 arranged to form a There is. Heating of the core region is provided by an elongated heating element 27. The top of the reactor is Protected against flow erosion by dense insulating discs 31, commercially available from Luker. protected ceramic insulation board 29 (also commercially available from Zilker) is closed by. The heating element 27 is mounted on the plate 29 with a suitable configuration. It is supported by a plurality of electrical fixtures 113. The upper part of the reactor is attached to the top plate 117. It is surrounded by a more covered turret top closure 115. Turret top wall and inside the top plate from water circulation from the turbine 55 cooling coil (not shown). A copper cooling coil 119 is arranged for superheating the resulting steam. for superheating elements A woven electrical cable 121 is connected to the turret top 115 by a suitable electrical thread 123. It has been passed.

反応器は円筒体21.23と同軸の316−Lステンレス鋼(または任意の適当 な合金)脱外容器125内に包囲されている。The reactor is a 316-L stainless steel (or any suitable (alloy) is enclosed in an evacuation container 125.

この容器の下端部は、中央開口部129と、環部25から出る複数の周間口部1 31とを有する321ステンレス鋼(または任意の他の適当な合金)板127に よって閉じられている。板127の表面には、鋳造可能なアルミナ製の基部13 3が支持されている。The lower end of this container has a central opening 129 and a plurality of circumferential openings 1 extending from the ring 25. 31 and 321 stainless steel (or any other suitable alloy) plate 127 with Therefore it is closed. A base 13 made of castable alumina is provided on the surface of the plate 127. 3 is supported.

この基部はボート129.131と整合された開口部を有している。ボート12 9と整合された開口部は流入ガスの高められた流れ分散を行うために134でフ レアになっている。ポート129は導管37に連結されており(第1図)、ポー ト131は導管39にマニホールド連結されている(第1図)。代表的には、出 口ボート131は4つ設けられている。This base has an opening aligned with the boat 129,131. boat 12 The openings aligned at 9 are flushed at 134 to provide enhanced flow distribution of the incoming gas. It's becoming rare. Port 129 is connected to conduit 37 (FIG. 1) and 131 is manifold connected to conduit 39 (FIG. 1). Typically, Four mouth boats 131 are provided.

ステンレス鋼容器125はバブコック&ウィルコック社から市販されているカオ ウール(KAOWOOL) (商標)のような適当な断熱材製の壁部により任意 に取り囲まれている。セラミック管23とステンレス鋼壁部125との中間には 、軽量のアルミナ繊維層139が配置されている。セラミック管21の内面はボ ルト社(ドイツ)から市販されている不透過性のムライト(商標)製の管141 によって保護されている。高温コア領域21には、シルカ社から市販されている 複数の網状発泡体の高多孔性セラミックディスク143が充填されている。これ らのディスクは基部133の上の領域に積み重ねられており、ディスク143に は、過熱要素を受け入れ、同時に支持するための通路が設けられている。高温コ ア領域22における適当なガスの流れの混合および滞留時間を与えるために、所 望に応じてセラミックディスク143に他の通路を設けてもよい。高温コア領域 22の温度を監視するために、その中央で熱電対管149が下方に延びている。The stainless steel container 125 is made of Kao, commercially available from Babcock & Wilcock. optionally with walls made of suitable insulation material such as KAOWOOL(TM). surrounded by. Between the ceramic tube 23 and the stainless steel wall 125, there is a , a lightweight alumina fiber layer 139 is disposed. The inner surface of the ceramic tube 21 is Impermeable mullite (trademark) tube 141 commercially available from Ruto (Germany) protected by. For the high-temperature core region 21, a material commercially available from Silka Co., Ltd. A plurality of reticulated foam highly porous ceramic discs 143 are filled. this These disks are stacked in the area above the base 133, and the disks 143 is provided with a passage for receiving and simultaneously supporting the heating element. high temperature to provide adequate gas flow mixing and residence time in area 22. Other passageways may be provided in the ceramic disc 143 as desired. high temperature core area A thermocouple tube 149 extends downwardly at its center to monitor the temperature of 22 .

板29.31を通るアルミナ管149内には、適当な熱電対151、代表的には 二重接合プラチナ−ロジウム熱電対が設けられている。Within the alumina tube 149 passing through plate 29.31 is a suitable thermocouple 151, typically A double junction platinum-rhodium thermocouple is provided.

導管37から反応器19へ循環する流入ガスはポート129から入り、セラミッ クディスクを通って上方に流れる。高温コア領域22において、これらのガスは (毒性化合物と過熱蒸気とカリ反応して実質的に一酸化炭素および水素を形成す るよう混合され、加熱される。これらのガスは板31の下の円筒体21の上縁部 の上方で高温コア領域をでる。次いで、流出ガスはさらにの反応がある程度起こ る環状プレナム25を通って下方に循環する。次に、流出ガスはボート131か ら出て、先に述べたように導管39へ送られる。The inlet gas circulating from conduit 37 to reactor 19 enters through port 129 and enters the ceramic flows upward through the disc. In the hot core region 22, these gases (Toxic compounds react with superheated steam and potash to form substantial carbon monoxide and hydrogen.) The mixture is mixed and heated so that the These gases are located at the upper edge of the cylinder 21 below the plate 31. The hot core region exits above the . The effluent gas then undergoes some further reactions. It circulates downwardly through an annular plenum 25. Next, is the leaked gas from boat 131? and is routed to conduit 39 as previously described.

上記の本発明の反応器装置の特定の利点は、反応器からの流出ガスの蒸気が非常 に高温であり、したがって、かなりの熱を供給装置に送り出すことが可能である という点である。ガスが供給装置11から導管13を通る際のいずれの炭素質付 着物は、熱交換器17において高温に達した結果、蒸気ガス化する。また、反応 器供給ガスと流出ガスとを熱交換するのに熱交換器17を使用することは反応器 内の灰又は炭素質付着物の問題いずれをも除去するのに役立つ。このような付着 物はトラップ41により容易に除去し得、これにより反応器内の内部邪魔板をし ばしば清浄する必要が回避される。A particular advantage of the reactor apparatus of the invention described above is that the vapor of the effluent gas from the reactor is very is hot and therefore capable of delivering significant heat to the supply equipment. That is the point. Any carbonaceous material when the gas passes through the conduit 13 from the supply device 11 As a result of the kimono reaching a high temperature in the heat exchanger 17, it is turned into steam and gas. Also, the reaction Using the heat exchanger 17 to exchange heat between the reactor feed gas and the effluent gas Helps remove any problems with ash or carbonaceous deposits. This kind of adhesion material can be easily removed by the trap 41, thereby blocking the internal baffle in the reactor. The need for frequent cleaning is avoided.

本発明の装置の他の利点は、ガスの適切な混合を行うのにセラミックコーキング またはラッシングリング、セラミック球、または池の同様な材料の必要が無くな ることである。所望の予熱および混合は熱交換器17内で行われ、更に高温コア 領域自身内のセラミックディスクによって行われる。Another advantage of the device of the invention is that ceramic coking is used to achieve proper mixing of gases. or eliminates the need for lashing rings, ceramic balls, or similar materials for ponds. Is Rukoto. The desired preheating and mixing takes place in the heat exchanger 17, and also in the hot core. This is done by a ceramic disc within the area itself.

従って、本発明が危険な毒性化合物を反応させるための改良熱分解解毒反応器装 置を提供することがわかるであろう。この装置は効率的で、コンパクトで、かつ 作動容易である。本発明の他の利点は当業者には以上の説明から明らかになるで あろう。以上の説明および添付図面から、当業者には、ここに示しかつ説明した ちの以外に、本発明の種々の変更例が明らかになろう。このような変更例は添付 の請求の範囲に入るものである。Therefore, the present invention provides an improved pyrolytic detoxification reactor system for reacting hazardous toxic compounds. You will see that it provides a location. This device is efficient, compact and Easy to operate. Other advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from the above description. Probably. From the foregoing description and accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that the In addition, various modifications of the invention will become apparent. An example of such a change is attached falls within the scope of the claims.

FIG2 補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8)FIG2 Submission of translation of written amendment (Article 184-8 of the Patent Act)

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.危険かつ毒性の化合物を反応させるための熱分解解毒反応器装置において、 中央の高温コア領域、及び該コア領域に対して同軸に配置された低温環部を有す る解毒反応器と、上記コア領域を加熱するための手段と、ガス状の毒性化合物の 流れを反応のために上記コア領域へ、次いで上記環部へ循環するための手段と、 上記コア領域における毒性化合物との反応のために、上記コア領域に入る前のガ ス状毒性化合物の流れの中に化学量論上過剰の水を導入するための手段と、上記 コア領域に入る直前のガス状毒性化合物の流れと上記環部を去る流出ガスの流れ とを熱交換するための一次熱交換手段とを備えたことを特徴とする熱分解解毒反 応器装置。1. In pyrolysis detoxification reactor equipment for reacting dangerous and toxic compounds, having a central hot core region and a cold ring coaxially disposed with respect to the core region. a detoxification reactor, a means for heating said core region, and a means for heating said core region, and means for circulating flow to the core region and then to the annulus for reaction; gas before entering the core region due to reaction with toxic compounds in the core region. means for introducing a stoichiometric excess of water into the stream of toxic compound; Flow of gaseous toxic compounds just before entering the core region and effluent gas flow leaving the annulus. and a primary heat exchange means for exchanging heat with the pyrolysis detoxification reactor. reaction equipment. 2.上記水導入手段は水を上記一次熱交換手段と上記コア領域との間に導入する ように装置に位置決めされていることを特徴とする請求項1に記載の反応器装置 。2. The water introduction means introduces water between the primary heat exchange means and the core region. 2. A reactor device according to claim 1, characterized in that the reactor device is positioned in the device as follows. . 3.上記水導入手段は水を上記一次熱交換手段の前にガス状の毒性化合物の流れ に導入するように装置に位置決めされていることを特徴とする請求項1に記載の 反応器装置。3. Said water introduction means introduces water into a stream of gaseous toxic compounds before said primary heat exchange means. 2. The device according to claim 1, wherein the device is positioned so as to be introduced into the device. Reactor equipment. 4.供給装置を備え、上記反応器からの流出ガスの少なくともいくらかは上記供 給装置に循環され、ガス状毒性化合物と混合されて上記反応器に循環されること を特徴とする請求項1に記載の反応器装置。4. a supply device, wherein at least some of the effluent gas from the reactor is supplied to the supply device; be circulated to the feeder, mixed with the gaseous toxic compound, and circulated to the reactor. The reactor apparatus according to claim 1, characterized in that: 5.上記一次熱交換手段を去った直後の流出ガスの流れと、上記反応器に循環さ れる前の流出ガスの流れとを熱交換するための二次熱交換手段を備えたことを特 徴とする請求項4に記載の反応器装置。5. The flow of effluent gas immediately after leaving said primary heat exchange means and recycled to said reactor. It is characterized in that it is equipped with a secondary heat exchange means for exchanging heat with the effluent gas stream before being 5. The reactor apparatus according to claim 4, characterized in that: 6.上記二次熱交換手段と上記供給装置との間に触媒コンバータ手段を備えたこ とを特徴とする請求項5に記載の反応器装置。6. Catalytic converter means may be provided between the secondary heat exchange means and the supply device. The reactor apparatus according to claim 5, characterized in that: 7.上記反応器内の圧力を実質的に大気圧に或いはそれより低く保つための手段 を備えたことを特徴とする請求項1に記載の反応器装置。7. Means for maintaining the pressure within the reactor substantially at or below atmospheric pressure The reactor apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises: 8.上記反応器は上記コア領域にガスの実質的な微混合を生じるのに十分なガス の分散流れを与えるためのセラミック手段を上記コア領域に有することを特徴と する請求項1に記載の反応器装置。8. The reactor contains sufficient gas to produce a substantially fine mixture of gases in the core region. characterized by having ceramic means in the core region for providing a dispersed flow of The reactor apparatus according to claim 1. 9.上記コア領域を加熱するための上記手段は上記コア領域を軸方向に延びる複 数の細長い抵抗ヒータを有し、上記セラミック手段は上記ヒータを支持するよう に構成されていることを特徴とする請求項8に記載の反応器装置。9. The means for heating the core region includes a plurality of axially extending means for heating the core region. a number of elongated resistance heaters, the ceramic means being adapted to support the heaters; 9. The reactor apparatus according to claim 8, characterized in that it is configured as follows. 10.記一次熱交換手段は上記環部内に位置決めされていることを特徴とする請 求項1に記載の反応器装置。10. The claim is characterized in that the primary heat exchange means is positioned within the annulus. The reactor apparatus according to claim 1. 11.中央の高温コア領域と、該コア領域に対して同軸に配置された低温環部と を有する解毒反応器を備えた熱分解解毒反応器装置を作動する方法において、上 記コア領域を、そこにおける毒性化合物の分解のために十分な温度まで加熱し、 ガス状毒性化合物の流れを反応のために上記コア領域へ、次いで上記環部へ循環 し、上記コア領域に入る前のガス状毒性化合物の流れの中に化学量論上過剰の水 を導入して上記コア領域で毒性化合物と反応させ、上記コア領域に入る直前のガ ス状毒性化合物の流れと、蒸気環部を去る流出ガスの流れとを熱交換することを 特徴とする方法。11. a central high-temperature core region and a low-temperature ring disposed coaxially with respect to the core region; In a method of operating a pyrolytic detoxification reactor apparatus comprising a detoxification reactor having heating the core region to a temperature sufficient for decomposition of the toxic compound therein; Circulating a stream of gaseous toxic compounds to the core region and then to the annulus for reaction and a stoichiometric excess of water in the flow of gaseous toxic compounds before entering the core region. is introduced and reacts with the toxic compound in the core region, and the gas immediately before entering the core region is heat exchange between the stream of gaseous toxic compounds and the stream of effluent gas leaving the steam annulus. How to characterize it. 12.水をコア領域と上記熱交換工程が行われる位置との間で装置に導入するこ とを特徴とする請求項11に記載の方法。12. Water may be introduced into the device between the core region and the location where the heat exchange process described above takes place. The method according to claim 11, characterized in that: 13.水を上記熱交換工程か行われる位置の前でガス状毒性廃棄物に導入するこ とを特徴とする請求項11に記載の方法。13. Water may be introduced into the gaseous toxic waste prior to the point where the above heat exchange step takes place. The method according to claim 11, characterized in that: 14.上記反応器からの流出ガスのうちの少なくともいくらかを上記反応器への 循環のためにガス状毒性化合物の源に戻すことを特徴とする請求項11に記載の 方法。14. directing at least some of the effluent gas from the reactor to the reactor; according to claim 11, characterized in that it is returned to the source of the gaseous toxic compound for circulation. Method. 15.反応器内の圧力を実質的に大気圧に或いはそれより低く保つことを特徴と する請求項11に記載の方法。15. The pressure within the reactor is maintained at substantially atmospheric pressure or lower. 12. The method according to claim 11.
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