JP2002119845A

JP2002119845A - 有機ハロゲン化合物分解装置

Info

Publication number: JP2002119845A
Application number: JP2000315025A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Suzuki; 一弘鈴木; Soichiro Matsumoto; 創一郎松本; Yuji Okada; 有二岡田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】吹込管におけるつまりや流体経路中の漏洩に
よる異常運転を確実に防止して、分解処理を安全に行
う。【解決手段】有機ハロゲン化合物を分解する反応管１
５と、反応管１５において分解された酸性ガスを中和す
る排ガス処理タンク４１とを備えた有機ハロゲン化合物
分解装置において、反応管１５に空気配管４８を介して
空気を送り込むコンプレッサ４６を設ける。配管４８に
圧力センサ４９を設ける。圧力センサ４９からの検出デ
ータに基づいて、反応管１５内の圧力を検出し、反応管
１５内の圧力と予め設定された第１、第２、第３の所定
圧力とを比較し、装置の運転及び警報の出力を制御する
制御装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロン等の有機ハ
ロゲン化合物を分解して無害化する有機ハロゲン化合物
分解装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】分子内にフッ素、塩素、臭素等を含んだ
クロロフルオロカーボン（いわゆるフロン）、トリクロ
ロメタ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、主として高温での熱分解反
応を利用したものがあり、この処理方法は更に焼却法と
プラズマ法とに大別される。焼却法は、有機ハロゲン化
合物を樹脂等の通常の廃棄物と一緒に焼却するものであ
るのに対し、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】さらに、後者のプラズマ法に係る有機ハロ
ゲン化合物分解装置の運転制御方法については、マイク
ロ波を利用してプラズマを発生させるものが近年開発さ
れている。この分解方法に用いられる分解装置は、アル
カリ液を収容する排ガス処理タンクと、開口した下端部
の吹込管をアルカリ液に浸漬した状態で配設される反応
管と、該反応管の上方において垂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信器
等を具備してなる。

【０００５】この分解装置では、放電管にフロンガスお
よび水蒸気が供給される一方で、マイクロ波発信器から
発信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、反応管内でフロンガス
を熱プラズマにより分解する。他方、この分解反応によ
り酸性ガス（フッ化水素及び塩化水素）が生成される。
このガスは、吹込管によりアルカリ液中に導かれて中和
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アルカリ液
中へ酸性ガスを吹き込む吹込管の先端部分は、高温の酸
性ガスとアルカリ液が接触し、中和生成物が固化して付
着する場合がある。そして、この状態のまま、分解処理
を長時間継続すると、吹込管が閉塞して反応管内の圧力
が上昇し、異常運転の原因となる場合があった。

【０００７】また、反応管や反応管に各種流体を送り込
む流路中にて漏洩が生じた場合も、異常運転の原因とな
る場合があった。

【０００８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、吹込管におけるつまりや流体経路中の漏洩による
異常運転を確実に防止して、安全に運転を行うことが可
能な有機ハロゲン化合物分解装置を提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の有機ハロゲン化合物分解装置は、有
機ハロゲン化合物を含むガスにマイクロ波によりエネル
ギーを投入することによって熱プラズマを生成し、反応
管内にて前記熱プラズマ中で水蒸気と反応させて有機ハ
ロゲン化合物を分解し、有機ハロゲン化合物と水蒸気と
の分解反応により生成された生成ガスを、前記反応管に
設けられた吹込管からアルカリ液中へ吹き込むことによ
り、このアルカリ液と中和反応させる有機ハロゲン化合
物分解装置であって、前記反応管内の圧力を検出する圧
力検出手段と、該圧力検出手段からの検出データに基づ
いて、分解処理運転の制御を行う制御手段とを有するこ
とを特徴としている。

【００１０】このように、反応管内の圧力を検出する圧
力検出手段による検出データに基づいて、制御手段が分
解処理運転の制御を行うものであるので、例えば、反応
管及びそれに繋がる流路にガスの漏洩が生じていたり、
あるいは吹込管につまりが生じていたりして、反応管内
の圧力が極端に低かったりあるいは高かったりした場合
に、分解処理運転を禁止して装置の安全性を確保するこ
とができる。

【００１１】請求項２記載の有機ハロゲン化合物分解装
置は、請求項１記載の有機ハロゲン化合物分解装置にお
いて、前記制御手段は、前記反応管内の圧力が、予め設
定された第１の所定圧力未満である場合に、前記反応管
及びそれに繋がる流路にてガスの漏洩があると判定し、
分解処理運転を禁止することを特徴としている。

【００１２】つまり、反応管内の圧力が、予め設定され
た第１の所定圧力未満であった際に、反応管及びそれに
繋がる流路にてガスの漏洩があると判定し、分解処理運
転を禁止させるので、装置の安全性を確実に確保するこ
とができる。

【００１３】請求項３記載の有機ハロゲン化合物分解装
置は、請求項２記載の有機ハロゲン化合物分解装置にお
いて、前記制御手段は、前記反応管内の圧力が、前記第
１の所定圧力未満である場合に、ガスの漏洩を運転者へ
知らせるべく警報を出力することを特徴としている。

【００１４】すなわち、反応管内の圧力が、予め設定さ
れた第１の所定圧力未満であった際に、反応管及びそれ
に繋がる流路にてガスの漏洩があると判定して警報を出
力して、運転者へ知らせることができ、さらに高い安全
性を確保することができる。

【００１５】請求項４記載の有機ハロゲン化合物分解装
置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の有機ハロゲン
化合物分解装置において、前記制御手段は、前記反応管
の圧力が、予め設定された第２の所定圧力を越えた際
に、前記吹込管内に固化物が付着していると判定し、そ
の旨を運転者へ知らせるべく警報を出力することを特徴
としている。

【００１６】つまり、反応管内の圧力が、予め設定され
た第２の所定圧力を越えた際に、吹込管内に固化物が付
着していると判定して警報を出力して、運転者へ知らせ
て清掃を促すことができる。

【００１７】請求項５記載の有機ハロゲン化合物分解装
置は、請求項１〜４のいずれか１項記載の有機ハロゲン
化合物分解装置において、前記制御手段は、前記反応管
の圧力が、予め設定された第３の所定圧力を越えた際
に、前記吹込管内に固化物が付着し、前記吹込管が閉塞
していると判定し、分解処理運転を禁止することを特徴
としている。

【００１８】このように、反応管内の圧力が、予め設定
された第３の所定圧力を越えた際に、吹込管内に付着し
た固化物によって吹込管が閉塞していると判定し、分解
処理運転を禁止させるので、装置の安全性を確実に確保
することができる。

【００１９】請求項６記載の有機ハロゲン化合物分解装
置は、請求項１〜５のいずれか１項記載の有機ハロゲン
化合物分解装置において、前記反応管に接続された配管
と、該配管を介して前記反応管に酸素を送り込む酸素供
給手段とを有し、前記圧力検出手段は、前記配管に設け
られてこの配管を介して前記反応管内の圧力を検出する
ことを特徴としている。

【００２０】つまり、反応管内へ酸素供給手段によって
酸素を送り込むために反応管に接続された配管から圧力
検出手段によって反応管内の圧力を確実にかつ精度良く
検出することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る有機ハロゲン
化合物分解装置について、図１から図５を参照しながら
説明する。図１において、水平方向に延びる方形導波管
１は、その始端部に周波数２．４５ＧＨzのマイクロ波
を発信するマイクロ波発信器２を備えており、始端側か
ら終端側に向けてマイクロ波を伝送する。

【００２２】方形導波管１には、図１に示すように、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信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
プラズマ放電管５に電波を収束させるチューナ６が設け
られている。

【００２３】ここで、マイクロ波の発生動作について説
明する。マイクロ波発信器２は断面矩形の導波管の一端
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が把握され
るわけであるが、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。

【００２４】この１次成分ＴＥ₁₀の例を方向が交番する
矢印で図２の方形導波管の伝播方向に示す。また、方形
導波管１の他端部に２重の円筒状導体からなる２重円筒
導波管の環状空洞には、導波管１を伝播する電磁波、管
端で反射する電磁波の導体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ＴＭ波が生じ
る。この１次成分であるＴＭ₁₀波を同じく図２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
の高調波に起因する微妙な調整はチューナ６で調整され
る。アイソレータ３はマイクロ波発信器２に根本的なダ
メージを及ぼすのを防止している。

【００２５】さて、図２に示すように、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。円筒導波管
７は、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８Ａに向けて延在し、この延在部分をプローブア
ンテナ９ａとしている。また、放電管５の内管１１に
は、点火トランス１３に接続された点火電極１４が挿入
されている。

【００２６】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内方に配
されている。

【００２７】他方、外管１２の先端部は、外側導体８の
端板８Ａを貫通して銅製の反応管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。外側導体８の端
板８Ａと反応管１５との間には、露出する外筒１２に向
けて光センサ１７が設けられている。光センサ１７は、
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。

【００２８】そして、内側導体９と外筒１２の基端側と
の隙間には、ガス供給管１６が、外管１２と内管１１と
により形成される環状通路の入口側で、接線方向に沿っ
て挿入されている。アルゴンガス（希ガス）、フロンガ
ス（有機ハロゲン化合物）、エア、および水蒸気は、ガ
ス供給管１６を介して放電管５の環状通路に供給され
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。

【００２９】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。なお、アルゴンガスの
他、ヘリウム、ネオン等の希ガスを用いることができる
のは言うまでもない。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。

【００３０】エアは、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、エアコンプレッサ２４から供給され
るもので、空気、窒素ガス、アルゴンガス等が用いられ
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２
６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。

【００３１】フロンガスは、回収フロンボンベ２８に液
貯蔵されていて、この回収フロンボンベ２８と電磁弁１
９ｂとの間には、絞り装置３１、ミストセパレータ３
２、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。

【００３２】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）および水分を除去するためのも
ので、衝突式や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。

【００３３】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３
４ｂ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。

【００３４】この抵抗体３５としては、無機または有機
の粒状、繊維状、多孔質のもの若しくはこれらを成形し
たものが採用されるが、高温下における劣化を防止する
観点からは、ＳiＯ₂、Ａl₂Ｏ₃、ＴiＯ₂、ＭgＯ、ＺrＯ₂
等に代表される酸化物や、炭化物、窒化物等の無機材で
あることが好ましい。なお、ヒータ１８の出口近傍に
は、熱電対３６が設けられている。

【００３５】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へと供給されるようになって
いる。

【００３６】反応管１５には、内部に向けてエアを供給
する酸素供給手段として、エアコンプレッサ４６が接続
され、エアを供給する空気配管４８には、電磁弁１９ｄ
が設けられている。反応管１５へのエアの供給位置は、
図２に示すようにプラズマ放電管５の終端に近接して設
けられている。

【００３７】また、この空気配管４８には、電磁弁１９
ｄよりも反応管１５側に、圧力センサ（圧力検出手段）
４９が設けられており、この圧力センサ４９によって、
空気配管４８を介して反応管１５内の圧力検出が行われ
るようになっている。そして、この圧力センサ４９から
の検出信号は、制御装置６１へ送信されるようになって
いる。

【００３８】さて、反応管１５には、図２に示すように
交換継手４４を介して吹込管４５が設けられている。交
換継手４４は、反応管１５と吹込管４５との間に着脱可
能に接続されており、また、吹込管４５はＳＵＳ材によ
り構成されており、図１に示すように排ガス処理タンク
４１内に収容されて途中で折曲されている。

【００３９】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て吹込管４５から吹き出される分解
物としての酸性ガス（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（以下では単
にアルカリ液と呼称する）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
された分解物としての酸性ガスは式２に示す中和反応に
より無害化される。

【００４０】（式１）ＣＣｌ₂Ｆ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂ （式２）２ＨＣｌ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ２ＨＦ＋Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＦ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ

【００４１】式２の中和反応により生成された中和生成
物（塩化カルシウムおよびフッ化カルシウム）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
どはスラリーとして存在する。また、式１の分解反応に
より生成された二酸化炭素と、式２の中和反応により排
出基準値以下の微少量に低減された酸性ガスは、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。

【００４２】吹込管４５の先端（下端）からは、式１の
分解反応による生成ガスがアルカリ液中に気泡となって
放出されるが、アルカリ液中での中和反応は、気泡とア
ルカリ液との接触面積が大きく、気泡が液面に到達する
までの時間が長いほど促進されるため、排ガス処理タン
ク４１内には、気泡を細かく分断させることで式２の中
和反応を促進させる気泡分断手段５２が設けられてい
る。

【００４３】気泡分断手段５２は、モータ５２ａにより
回転駆動される６つのブレード５２ｂを備えている。気
泡分断手段５２は、ブレード５２ｂが吹込管４５の先端
の上方に位置するように配置されていて、吹込管４５の
先端から浮上する気泡は、約３００rpmで回転するブレ
ード５２ｂに当たって直径約３mm〜５mmの気泡に細かく
分断される。また、この気泡分断手段５２は、排ガス処
理タンク４１に投入した水酸化カルシウムの粉末を撹拌
することにより、水に不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。気泡分断手段５２
は、プラズマ分解装置の操業開始から操業終了まで、作
動状態を保つ。分解装置操業期間中以外は停止状態を保
つ。

【００４４】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（制御手段）
６１（図３参照）により監視されており、例えばｐＨ値
が９（運転開始時は１１〜１２）になると、制御装置６
１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。

【００４５】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、アルカリ液（処理
液）を冷却する冷却器５３が設けられている。なお以下
において、処理液とは、アルカリ液、または、アルカリ
液が中和された後の液をいい、スラリーも含まれる。冷
却器５３は、処理液を吸い上げるスラリーポンプ（ポン
プ）５３ａ、吸い上げられた処理液から異物を取り除く
ストレーナ（異物除去手段）５３ｄ、スラリーポンプ５
３ａにより吸い上げられた処理液が排ガス処理タンク４
１との間で循環される冷却用熱交換器５３ｃ、冷却用熱
交換器５３ｃに送風する空冷ファン５３ｂ、前記処理液
の温度を検出する熱電対（温度検出手段）５４を備え
る。また、制御装置６１（図３参照）は、熱電対５４の
検出出力が入力されるとともに、この検出出力に基づい
て空冷ファン５３ｂおよびスラリーポンプ５３ａを制御
する。

【００４６】また、処理液循環経路には三方弁５６が介
装されており、三方弁５６から処理液が分岐される沈降
槽（排液処理装置）６２が設けられている。三方弁５６
を切り換えることにより、処理液が排ガス処理タンク４
１と沈降槽６２に選択的に送られるようになっている。
処理液の流路は耐熱塩化ビニルにより構成され、ストレ
ーナ５３ｄとしては、一般的なＹストレーナを使用可能
である。冷却用熱交換器５３ｃはフィン・チューブ式熱
交換器を用いるが、これはエアコンなどに用いられてい
るものを利用することができる。

【００４７】沈降槽６２内部には攪拌器６２ａが設けら
れており、処理液に凝集剤を添加して凝集させた後、沈
降槽６２の下方に設けられた脱水かご６３によって固液
分離されるようになっている。

【００４８】以上の構成からなる有機ハロゲン化合物分
解装置において、フロン分解の手順について説明する。
電磁弁の開閉動作および点火トランス１３の点火動作
は、制御装置６１によって図４に示すように制御され
る。この図から明らかなように、この分解装置では、８
時間を１サイクルとしたバッチ処理によりフロンガスの
分解が行われる。

【００４９】すなわち、フロンガスや水蒸気を供給する
前に、まず、系内に残留する水分の除去を目的として加
熱されたエアを所定の時間（３分間）供給することによ
り、分解装置の操業を開始する。このとき、気泡分断手
段５２の作動も同時に開始する。エア供給停止後、着火
の安定性向上を目的として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、マイクロ波を発信
して点火トランス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フロンの分解を行う。その
後、アルゴンガスの供給を停止する。なお、エアを乾燥
させることにより水分除去を行うこととしてもよい。

【００５０】分解運転の停止後は、安全性を確保するこ
とを目的として掃気ガスとしてのエアを所定時間（５
分）供給し、残留酸性ガスをパージする。パージされた
酸性ガスは排ガス処理タンク４１内で中和される。この
とき、気泡分断手段５２を作動状態に保っておくことに
より、処理液が撹拌されて中和が促進される。その後、
パージを停止して分解装置の操業を終了する。同時にモ
ータ５２ａを停止し、気泡分断手段５２の作動を停止さ
せる。気泡分断手段５２の停止により排ガス処理タンク
４１内の撹拌が停止するので、該タンク４１内でスラリ
ーが沈澱する。

【００５１】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。特に、他のプラズマ、例えば高周波誘導プラズマに
比べ、マイクロ波によるプラズマは安定性が高いため、
アルゴンガスの供給を停止してもフロンガスのプラズマ
化への影響は殆どない。

【００５２】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、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。ただし、排ガス処理タンク４１内の温度が高い場
合、後述のように冷却器５３によりアルカリ液を冷却す
る。そして、運転停止後は、安全性を確保すべく上記の
通りエアを供給し、装置内の残留ガスを掃気する。

【００５３】次に、図４に示されたフロン分解の工程に
ついて、さらに詳細に説明する。まず、電磁弁１９ａ、
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２４からのエアをガス供給管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。このため、装置内の残留水分は確実に除去され、
着火の安定性が向上する。

【００５４】つぎに、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。

【００５５】また、このときのガス供給量は、４〜４０
l/min、望ましくは１５l/min以上に設定する。この設定
範囲では、よどみが効果的に形成されてプラズマが一層
保持され易くなるとともに、プラズマの熱的影響を放電
管５が受け難くなり、その溶融変形や破損が効果的に防
止されることになる。

【００５６】そして、アルゴンガスの供給開始から一定
の間隔をおいて、マイクロ波発信器２からマイクロ波を
発信する。マイクロ波は、方形導波管１によりその後端
部側に伝送され、さらに円筒導波管７へと伝送される。

【００５７】このとき、円筒導波管７内の電界として
は、電界強度の大きなＴＭ₀₁モードが形成され、しか
も、内側導体９により、方形導波管１内の電界モード
と、円筒導波管７内の電界モードとがカップリングされ
ているため、円筒導波管７内の電界は安定している。当
然のことながら磁界は電解に直交叉する方向に生じてい
る。この振動する電磁界により放電管５に導入されたガ
スはプラズマ状態に加熱される。

【００５８】次に、点火トランス１３に連結された点火
電極１４に高電圧を印加し、内側導体９との間に火花放
電を発生させ着火させる。このとき、放電管５の内部
は、エア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２
６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。

【００５９】水蒸気の供給開始の後、後述のようにフロ
ンガスの供給を開始するが、水蒸気を先に供給する理由
は以下の通りである。本実施形態に係る有機ハロゲン化
合物分解装置の運転制御方法においては、フロンガスと
水蒸気とを一定のモル比で供給して分解、反応させ、酸
性ガスを発生させる。フロンガスのみをプラズマ化する
と、解離された原子の再結合によって予想外の有害なハ
ロゲン化合物が発生し、無害化処理することができなく
なる為である。したがって、上記のように水蒸気を放電
管５に供給してからフロンガスを供給して、フロン分解
時には水蒸気が存在する状態としておくことにより、安
全にフロンを分解することができる。

【００６０】また、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、流路内を円滑に流通するこ
とができず、ヒータ１８内には常に一定量の水蒸気が滞
留した状態になる。このため、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３７上流側の流
量変動を効果的に抑制することができる。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て、処
理能力の向上を図ることができる。

【００６１】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。よっ
て、プラズマを安定化させて、処理能力の向上を図るこ
とができる。

【００６２】また、ヒータ１８を通過してミキサ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、均一に混合された状態で流出して、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。

【００６３】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２，０００Ｋ〜
６，０００Ｋに高められた熱プラズマが発生する。この
とき、放電管５には、フロンガスと水蒸気のみならず、
アルゴンガスも同時に供給されているため、プラズマの
消失を招くこともない。

【００６４】また、内管１１の先端が、プローブアンテ
ナ９ａの先端よりも所定の距離だけ内方に配置されてい
るため、生成されたプラズマの熱的影響を回避し得て、
内管１１の溶融破損が防止される。これにより、プラズ
マ形状の著しい変形をなくして、安定した分解運転が可
能になる。

【００６５】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。したがって、長時間にわたるフロンガスの分解時に
おいては、アルゴンの供給は不要であり、アルゴン消費
量が低く抑えられる。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４
１内のアルカリ液中に放出される。

【００６６】ところで、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が、反応管１５内でのフロンガ
スの分解反応が十分に進まない場合には、ＣＯ（一酸化
炭素）ガスが生成される。そこで、電磁弁１９ｄを開と
してエアコンプレッサ４６から反応管１５内にエアを供
給すると、エアは空気配管４８を通じて反応管１５内に
流入し、ＣＯガスと反応（燃焼）してＣＯ₂ガスを生成
する。

【００６７】そして、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
化される。この中和反応は発熱反応であるため、アルカ
リ液の温度は冷却器５３によって冷却される。すなわ
ち、熱電対５４の出力が制御装置６１に入力され、制御
装置６１は、アルカリ液の温度が上がりすぎないよう
に、上限として６０度程度を限度として、スラリーポン
プ５３ａおよび空冷ファン５３ｂを適宜駆動する。処理
液の温度が６０度程度に上昇するまではスラリーポンプ
５３ａおよびファン５３ｂを停止しておくことができる
ので、消費電力が抑えられる。

【００６８】また、吹込管４５の先端から気泡として放
出された生成ガスは、気泡分断手段５２のブレード５２
ｄに当たって細かく分断させられるため、アルカリ液と
の接触面積が増大するとともに液面までに達する時間も
長くなり、中和反応が促進されることになる。これによ
り、中和処理不足によって基準値を超える量の酸性ガス
が系外に排出されるといったことがない。

【００６９】中和反応により無害化された生成ガスのう
ち、気体は排気ダクト４２から排出され、気体以外はア
ルカリ液中にスラリーとして残る。分解運転停止後は、
気泡分断手段５２を停止させたのち三方弁５６を切り換
えて、スラリーポンプ５３ａで処理液を汲み上げてこれ
を沈降槽６２に移す。沈降槽６２に移した処理液を攪拌
器６２ａで攪拌しつつ凝集剤を均一に添加し、攪拌器６
２ａを停止させて沈殿させた後、脱水かご６３において
固液分離し、液体分は廃水処理し、固形分は廃棄処理さ
れる。なお、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。

【００７０】次に、上記の分解装置における制御装置
（制御手段）６１による制御を図５に示すフローチャー
ト図を参照してさらに説明する。分解装置が始動される
と、まず、エアコンプレッサ２４からエアを送り込んで
装置内を掃気する運転準備モードが行われ、その後、点
火トランス１３により点火を行う点火モードが行われ、
その後は、反応管１５内へコンプレッサ４６から燃焼空
気としてエアを送り込みながらガスの分解運転を行う分
解モードとなる。そして、制御装置６１では、運転準備
モード及び分解モードにおいて、空気配管４８に設けら
れた圧力センサ４９からの検出信号に基づいて次のよう
な制御を行うようになっている。

【００７１】圧力センサ４９からの検出信号に基づい
て、検出圧力Ｐと予め設定された第１の所定圧力Ｐ１、
第２の所定圧力Ｐ２及び第３の所定圧力Ｐ３とを比較
し、次のように制御する。

【００７２】ここで、第１の所定圧力Ｐ１、第２の所定
圧力Ｐ２及び第３の所定圧力Ｐ３は、次のように設定さ
れている。第１の所定圧力Ｐ１は、反応管１５あるいは
それに繋がる流路にてガスの漏洩が生じ、コンプレッサ
２４あるいはコンプレッサ４６からエアを供給している
にも関わらず、反応管１５の内圧があがらないときの圧
力である。第２の所定圧力Ｐ１は、吹込管４５の先端部
にて中和生成物が固化して流路断面積が減少し、コンプ
レッサ２４あるいはコンプレッサ４６からエアを供給し
た際に、反応管１５の内圧が正常値よりも高くなり、吹
込管４５の先端部の清掃が必要となったときの圧力であ
る。第３の所定圧力Ｐ３は、吹込管４５の先端部が固化
した中和生成物によって閉塞し、コンプレッサ２４ある
いはコンプレッサ４６からエアを供給した際に、反応管
１５内の内圧が正常値を超えてさらに分解運転に支障を
来す恐れが生じるときの圧力である。

【００７３】反応管１５内の検出圧力Ｐが第１の所定圧
力Ｐ１より低いことを検出すると（ステップＳ１）、制
御装置６１は、反応管１５あるいは反応管１５に繋がる
流路中にてガスの漏洩が生じていると判定し、運転者へ
その旨を知らせるべく、リークアラームを表示させ（ス
テップＳ２）、装置の運転を停止させる。

【００７４】反応管１５内の検出圧力Ｐが第２の所定圧
力Ｐ２より高いことを検出すると（ステップＳ４）、制
御装置６１は、吹込管４５の先端部にて中和生成物が固
化し、流路断面積が減少し、吹込管４５の先端部の清掃
が必要であると判定し、運転者へその旨を知らせて運転
者へ清掃を促すべく、閉塞アラームを表示させる（ステ
ップＳ５）。

【００７５】さらに、反応管１５内の検出圧力Ｐが第３
の所定圧力Ｐ３より高いか否かを判定し（ステップＳ
６）、第３の所定圧力Ｐ３より高いと判定した場合は、
先端部にて固化した中和生成物によって吹込管４５が閉
塞されて、分解処理運転に支障を来す恐れがあると判定
し、装置の運転を停止させ（ステップＳ３）、第３の所
定圧力Ｐ３以下であると判定した場合は、装置の運転を
継続させる（ステップＳ７）。

【００７６】なお、上記制御にて、検出圧力Ｐが、第１
の所定圧力Ｐ１より高く（ステップＳ１）、しかも、第
２の所定圧力Ｐ２よりも低い（ステップＳ４）場合は、
検出圧力Ｐが正常値の範囲内であり、漏洩や吹込管４５
のつまりがないと判定され、装置の運転が行われる（ス
テップＳ７）。

【００７７】このように、上記分解装置によれば、反応
管１５内の圧力を検出する圧力センサ４９による検出デ
ータに基づいて、制御装置６１が分解処理運転の制御を
行うものであるので、例えば、反応管１５及びそれに繋
がる流路にガスの漏洩が生じていたり、あるいは吹込管
４５につまりが生じていたりして、反応管１５内の圧力
が極端に低かったりあるいは高かったりした場合に、分
解処理運転を禁止して装置の安全性を確保することがで
きる。

【００７８】つまり、反応管１５内の圧力が、予め設定
された第１の所定圧力Ｐ１未満であった際に、反応管１
５及びそれに繋がる流路にてガスの漏洩があると判定
し、分解処理運転を禁止させ、また、警報を出力して運
転者へ知らせることができ、装置の安全性を確実に確保
することができる。しかも、反応管１５内の圧力が、予
め設定された第２の所定圧力Ｐ２を越えた際に、吹込管
４５内に固化物が付着していると判定して警報を出力し
て、運転者へ知らせて清掃を促すことができる。

【００７９】さらには、反応管１５内の圧力が、予め設
定された第３の所定圧力Ｐ３を越えた際に、吹込管４５
内に付着した固化物によって吹込管４５が閉塞している
と判定し、分解処理運転を禁止させるので、装置の安全
性をさらに確実に確保することができる。また、反応管
１５内へコンプレッサ４６によって酸素を送り込むため
に反応管１５に接続された空気配管４８から圧力センサ
４９によって反応管１５内の圧力を確実にかつ精度良く
検出することができる。

【００８０】なお、上記の分解装置では、コンプレッサ
２４、４６からそれぞれ掃気・点火用のエア及び燃焼用
エアを供給するようにしたが、これらを一つのコンプレ
ッサから分岐させてそれぞれ供給するようにしても良
い。

【００８１】なお、本発明に係る有機ハロゲン化合物分
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）三方弁５６は冷却用熱交換器５３ｃの下流に設け
たが、スラリーポンプ５３ａの下流側であって、冷却用
熱交換器５３ｃの上流側に設けてもよい。（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６１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。（３）点火電極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。（４）内管１１の先端がプローブアンテナ９ａの先端か
ら内方に離間する距離は、内管１１が溶融しなければプ
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、
内管１１の溶融を考慮して適宜変更してもよい。（５）気泡分断手段５２は、軸部の先端にプロペラを固
定してなるスクリュー式のものであってもよい。（６）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。

【００８２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の有機ハ
ロゲン化合物分解装置によれば、下記の効果を得ること
ができる。請求項１記載の有機ハロゲン化合物分解装置
によれば、反応管内の圧力を検出する圧力検出手段によ
る検出データに基づいて、制御手段が分解処理運転の制
御を行うものであるので、例えば、反応管及びそれに繋
がる流路にガスの漏洩が生じていたり、あるいは吹込管
につまりが生じていたりして、反応管内の圧力が極端に
低かったりあるいは高かったりした場合に、分解処理運
転を禁止して装置の安全性を確保することができる。

【００８３】請求項２記載の有機ハロゲン化合物分解装
置によれば、反応管内の圧力が、予め設定された第１の
所定圧力未満であった際に、反応管及びそれに繋がる流
路にてガスの漏洩があると判定し、分解処理運転を禁止
させるので、装置の安全性を確実に確保することができ
る。

【００８４】請求項３記載の有機ハロゲン化合物分解装
置によれば、反応管内の圧力が、予め設定された第１の
所定圧力未満であった際に、反応管及びそれに繋がる流
路にてガスの漏洩があると判定して警報を出力して、運
転者へ知らせることができ、さらに高い安全性を確保す
ることができる。

【００８５】請求項４記載の有機ハロゲン化合物分解装
置によれば、反応管内の圧力が、予め設定された第２の
所定圧力を越えた際に、吹込管内に固化物が付着してい
ると判定して警報を出力して、運転者へ知らせて清掃を
促すことができる。

【００８６】請求項５記載の有機ハロゲン化合物分解装
置によれば、反応管内の圧力が、予め設定された第３の
所定圧力を越えた際に、吹込管内に付着した固化物によ
って吹込管が閉塞していると判定し、分解処理運転を禁
止させるので、装置の安全性を確実に確保することがで
きる。

【００８７】請求項６記載の有機ハロゲン化合物分解装
置によれば、反応管内へ酸素供給手段によって酸素を送
り込むために反応管に接続された配管から圧力検出手段
によって反応管内の圧力を確実にかつ精度良く検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分解方法の一実施形態に用いら
れる分解装置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】同分解装置の要部拡大図である。

【図４】同分解装置においてマイクロ波、アルゴンガ
ス等が供給される時期と点火の時期を経時的に示す比較
図である。

【図５】同分解装置の制御装置による制御の流れを説
明するフローチャート図である。

【符号の説明】

１５反応管４５吹込管４６コンプレッサ（酸素供給手段）４８空気配管（配管）４９圧力センサ（圧力検出手段）６１制御装置（制御手段）Ｐ１第１の所定圧力Ｐ２第２の所定圧力Ｐ３第３の所定圧力

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０７Ｂ 37/06 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＣ０７Ｃ 19/04 １３４Ｅ 19/10 １３４Ｆ (72)発明者岡田有二愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社冷熱事業本部内Ｆターム(参考） 4D002 AA21 AC10 BA05 BA06 BA07 BA12 CA06 CA13 CA20 DA05 DA12 DA35 EA02 GA02 GA03 GB04 HA03 4G075 AA03 BA01 BA05 BA06 BB03 BD03 BD12 BD27 CA26 CA47 EB41 4H006 AA05 AC13 AC26 BA95 BB31 BE10 BE11 BE12 BE13 BE60 EA02

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
ロ波によりエネルギーを投入することによって熱プラズ
マを生成し、反応管内にて前記熱プラズマ中で水蒸気と
反応させて有機ハロゲン化合物を分解し、有機ハロゲン
化合物と水蒸気との分解反応により生成された生成ガス
を、前記反応管に設けられた吹込管からアルカリ液中へ
吹き込むことにより、このアルカリ液と中和反応させる
有機ハロゲン化合物分解装置であって、前記反応管内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力
検出手段からの検出データに基づいて、分解処理運転の
制御を行う制御手段とを有することを特徴とする有機ハ
ロゲン化合物分解装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記反応管内の圧力
が、予め設定された第１の所定圧力未満である場合に、
前記反応管及びそれに繋がる流路にてガスの漏洩がある
と判定し、分解処理運転を禁止することを特徴とする請
求項１記載の有機ハロゲン化合物分解装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記反応管内の圧力
が、前記第１の所定圧力未満である場合に、ガスの漏洩
を運転者へ知らせるべく警報を出力することを特徴とす
る請求項２記載の有機ハロゲン化合物分解装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記反応管の圧力が、
予め設定された第２の所定圧力を越えた際に、前記吹込
管内に固化物が付着していると判定し、その旨を運転者
へ知らせるべく警報を出力することを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項記載の有機ハロゲン化合物分解装
置。
【請求項５】前記制御手段は、前記反応管の圧力が、
予め設定された第３の所定圧力を越えた際に、前記吹込
管内に固化物が付着し、前記吹込管が閉塞していると判
定し、分解処理運転を禁止することを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項記載の有機ハロゲン化合物分解装
置。
【請求項６】前記反応管に接続された配管と、該配管
を介して前記反応管に酸素を送り込む酸素供給手段とを
有し、前記圧力検出手段は、前記配管に設けられてこの
配管を介して前記反応管内の圧力を検出することを特徴
とする請求項１〜５のいずれか１項記載の有機ハロゲン
化合物分解装置。