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技術 水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置

出願人 株式会社東芝財団法人家電製品協会
発明者 轟木朋浩早田輝信
出願日 1996年3月29日 (25年2ヶ月経過) 出願番号 1996-075629
公開日 1997年10月7日 (23年8ヶ月経過) 公開番号 1997-262459
状態 特許登録済
技術分野 消化剤;有害な化学剤の無害化 物理的、化学的プロセスおよび装置 有機低分子化合物及びその製造
主要キーワード 水蒸気導入管 水蒸気プラズマ 旋回流ノズル 水蒸気圧力 ミクロンメートル 水蒸気温度 プラズマフレーム 導入圧力
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この項目の情報は公開日時点(1997年10月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

水蒸気プラズマを用いた有機ハロゲン化合物処理法によって、液体の有機ハロゲン化合物を分解することが可能な水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の処理方法を提供することを目的とする。

解決手段

難分解性かつ常温で液体の有機ハロゲン化合物を処理する方法において、水蒸気プラズマ中に、水蒸気を用いて液状の有機ハロゲン化合物をミクロンサイズに微粒子化させて分解することを特徴とする有機ハロゲン化合物の処理方法を提供する。

概要

背景

従来の有機ハロゲン化合物処理装置は、密閉容器内で高周波誘導プラズマによる水蒸気プラズマを立て、この水蒸気プラズマ中に有機ハロゲン化合物を導入し、プラズマエネルギーによって有機ハロゲン化合物を分解し無害化していた。

しかしながら、この状態のプラズマは、極めて不安定なため、水蒸気プラズマ中に液体注入するとプラズマが消失してしまう問題があった。そのため水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の処理法は、対象物質気体のものに限られ、常温で液体であるフロンハロン等の有機ハロゲン物質、または多塩素芳香族化合物のPCB、DDT等の有機ハロゲン化合物をこの方法によって分解することができなかった。

概要

水蒸気プラズマを用いた有機ハロゲン化合物の処理法によって、液体の有機ハロゲン化合物を分解することが可能な水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の処理方法を提供することを目的とする。

難分解性かつ常温で液体の有機ハロゲン化合物を処理する方法において、水蒸気プラズマ中に、水蒸気を用いて液状の有機ハロゲン化合物をミクロンサイズに微粒子化させて分解することを特徴とする有機ハロゲン化合物の処理方法を提供する。

目的

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、水蒸気プラズマを用いた有機ハロゲン化合物の処理方法によって、液体の有機ハロゲン化合物を分解することが可能な水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の処理装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

水蒸気収納する容器と、前記水蒸気をプラズマ状態にする加熱手段と、噴霧した液体有機ハロゲン化合物を前記水蒸気中に導入する導入手段とを具備することを特徴とする水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置

請求項2

前記導入手段は、前記水蒸気を吹き出す第1のノズル内に前記有機ハロゲン化合物を吹き出す第2のノズルが前記有機ハロゲン化合物の吹き出し方向を軸とした同心軸状に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。

技術分野

0001

本発明は、難分解性かつ常温液体であるフロンハロン、または多塩素芳香族化合物のPCB、DDT等の有機ハロゲン化合物を、無害化処理を行う方法およびその装置に関するものである。

背景技術

0002

従来の有機ハロゲン化合物の処理装置は、密閉容器内で高周波誘導プラズマによる水蒸気プラズマを立て、この水蒸気プラズマ中に有機ハロゲン化合物を導入し、プラズマエネルギーによって有機ハロゲン化合物を分解し無害化していた。

0003

しかしながら、この状態のプラズマは、極めて不安定なため、水蒸気プラズマ中に液体を注入するとプラズマが消失してしまう問題があった。そのため水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の処理法は、対象物質気体のものに限られ、常温で液体であるフロン、ハロン等の有機ハロゲン物質、または多塩素芳香族化合物のPCB、DDT等の有機ハロゲン化合物をこの方法によって分解することができなかった。

発明が解決しようとする課題

0004

従来の水蒸気プラズマを用いた有機ハロゲン化合物の処理方法においては、水蒸気プラズマ中に液体を注入するとプラズマが消失してしまう問題があり、そのために水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の処理法は、対象物質が気体のものに限られていた。

0005

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、水蒸気プラズマを用いた有機ハロゲン化合物の処理方法によって、液体の有機ハロゲン化合物を分解することが可能な水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の処理装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、水蒸気収納する容器と、前記水蒸気をプラズマ状態にする加熱手段と、噴霧した液体の有機ハロゲン化合物を前記水蒸気中に導入する導入手段とを具備することを特徴とする水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置を提供するものである。

0007

また、請求項2の発明は、請求項1において、前記導入手段が、前記水蒸気を吹き出す第1のノズル内に前記有機ハロゲン化合物を吹き出す第2のノズルが前記有機ハロゲン化合物の吹き出し方向を軸とした同心軸状に配置されたことを特徴とする水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置を提供するものである。

発明を実施するための最良の形態

0008

本発明は、例えば3Kgf/cm3 以上、130 ℃以上に加圧、加熱させた水蒸気を用いて、圧力エネルギー、気体エネルギーおよび熱エネルギーにより、常温で液体である有機ハロゲン化合物を微粒化させたものをプラズマ中に噴霧させることにより、プラズマの安定性を向上させると共に、プラズマ中での有機ハロゲン化合物の完全分解を行うことを骨子としている。

0009

有機ハロゲン化合物の微粒化サイズは、水蒸気圧力水蒸気温度、有機ハロゲン化合物の流量や物性、およびアトマイザーの構造と寸法によって左右されるが、通常4um(ミクロンメートル) から500umの粒径範囲の噴霧が得られる。ミクロンサイズの有機ハロゲン化合物を噴霧することにより、有機ハロゲン化合物の完全分解が可能となる。またプラズマの作動ガスとして、有機ハロゲン化合物を噴霧させる水蒸気をそのまま使うことができる。

0010

水蒸気と有機ハロゲン化合物は共にプラズマ中でイオン原子状解離する。プラズマ中での反応は、有機ハロゲン化合物の炭素成分は、水蒸気中の酸素と反応して二酸化炭素となり、有機ハロゲン化合物の塩素フッ素等のハロゲン成分は、水蒸気中の水素と反応してハロゲン化水素として固定化される。ハロゲン化水素は公知であるアルカリ洗浄法により簡単に処理できる。

0011

本発明の詳細を実施例によって説明する。図1は本発明の実施例1による有機ハロゲン化合物の処理装置の概略構成を模式的に示す図である。

0012

図1において、有機ハロゲン化合物11は上部から有機ハロゲン化合物導入管10を経て導入する。水蒸気21は有機ハロゲン化合物導入管の周囲を水蒸気導入管20を経て導入する。この水蒸気は多少の不純物例えばカルシウムが0.1%程度含まれたものであっても使用することができる。

0013

第1のノズルとして有機ハロゲン化合物導入管10および第2のノズルとして水蒸気導入管20の出口微細なノズルとなっている。この有機ハロゲン化合物導入管10および水蒸気導入管20は、水蒸気及び有機ハロゲン化合物の吹き出す方向を軸として同心軸状に配置されている。液体の有機ハロゲン化合物11はノズルから吹き出したところで、水蒸気の圧力エネルギー、気体エネルギー、熱エネルギーにより、変形・分裂してミクロンサイズの粒径範囲の微粒子となる。水蒸気21と微粒子化された有機ハロゲン化合物11は、外部混合室30で混合され、旋回流ノズル31から放電管34へ噴出される。通常、水蒸気と有機ハロゲン化合物の混合割合は、水蒸気のモル数に対してハロゲンのモル数が2以下とする事が完全分解を達する面から望ましく、この実施例では、1.5とした。

0014

水蒸気11と微粒子化された有機ハロゲン化合物21は、高周波誘導プラズマのコイル33により誘導加熱されてプラズマ40を形成する。このプラズマは中心温度が1万Kと高温のため、水蒸気21と有機ハロゲン化合物11は原子イオン状まで解離する。プラズマフレーム冷却過程で、有機ハロゲン化合物は安定な二酸化炭素とハロゲン化水素に再結合する。本発明を用いることにより難分解性で液状のフロン・ハロン、および多塩素芳香族化合物のPCB、DDT等の有機ハロゲン化合物を効率よく分解・無害化することができる。

0015

本実施例では、有機ハロゲン化合物導入管11および水蒸気導入管21の出口ノズルの径を1mm とし、水蒸気は圧力を5Kgf/cm2、水蒸気温度を190 ℃で導入した。有機ハロゲン化合物は常温で液体であるPCBとフロン(CFC-11)を用い、導入圧力を1Kgf/cm2、温度を常温で導入した。なお、水蒸気と有機ハロゲン化合物の導入制御は、図示を省略したポンプ流量計減圧弁流量調節ニードルストレーナーから成るポンプユニットを用いて制御した。PCBとCFC-11の粒径パーティクルカウンターで粒径を測定したところ、最大粒径は70umであった。高周波誘導プラズマ装置は、周波数を4MHz、出力35KWとして、水蒸気プラズマを発生させた。本実施例におけるPCBとフロンの分解率は、ともに99.9%以上であり、水蒸気プラズマも安定な状態を保持した。反応生成物であるハロゲン化水素はアルカリで固定化することにより、難分解性で環境破壊の原因となっているPCBやフロンを、安定な形で処理することができた。本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。

発明の効果

0016

本発明により常温で液体の有機ハロゲン化合物を、水蒸気プラズマを用いて、プラズマの不安定さをもたらすことなく安定に分解する、有機ハロゲン化合物の分解装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0017

図1本発明の実施例1による水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置の断面図

--

0018

10…有機ハロゲン化合物導入管
11…有害物
20…水蒸気導入管
21…水蒸気
33…コイル
34…放電管
40…プラズマ

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