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JP2013066855A - Apparatus and method for decomposition treatment of sulfur hexafluoride - Google Patents

Apparatus and method for decomposition treatment of sulfur hexafluoride Download PDF

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JP2013066855A
JP2013066855A JP2011207767A JP2011207767A JP2013066855A JP 2013066855 A JP2013066855 A JP 2013066855A JP 2011207767 A JP2011207767 A JP 2011207767A JP 2011207767 A JP2011207767 A JP 2011207767A JP 2013066855 A JP2013066855 A JP 2013066855A
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JP
Japan
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sulfur hexafluoride
hydrolysis
hydrolysis reaction
decomposition treatment
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011207767A
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Japanese (ja)
Inventor
Ayako Ureshino
絢子 嬉野
Chisato Tsukahara
千幸人 塚原
Atsushi Ikuta
篤史 生田
Fumito Kuzushima
文人 葛島
Tadatsugu Fukuzumi
忠継 福住
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
MHI Oceanincs Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
MHI Oceanincs Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for decomposition of sulfur hexafluoride which enable convenient and reliable decomposition and detoxification of sulfur fluoride.SOLUTION: The apparatus includes a sulfur hexafluoride storage tank 12 storing sulfur hexafluoride 11, a supply tank 14 supplying a hydrolyzing agent 13 of a metal, e.g. iron, a hydrolysis section 15 packed with the hydrolyzing agent 13 to allow hydrolysis, a liquid recovery section 18 and a solid recovery section 19 recovering liquid products 16 and solid products 17, respectively, produced by the hydrolysis, a heater 20 serving as a heating means for heating the hydrolysis section 15 externally, a sulfur hexafluoride (SF) gas feed line Lfeeding sulfur hexafluoride (SF) 11 to the hydrolyzing agent 13 in the hydrolysis section 15 and a steam supply means 22 for supplying high-temperature steam 21 into the hydrolysis section 15. The sulfur hexafluoride 11 is hydrolyzed for detoxification treatment in the hydrolysis section 15.

Description

本発明は、六フッ化硫黄を簡易且つ確実に分解無害化処理できる六フッ化硫黄分解処理装置及び方法に関する。   The present invention relates to a sulfur hexafluoride decomposition apparatus and method capable of easily and reliably detoxifying sulfur hexafluoride.

六フッ化硫黄(SF6)は、化学的に安定度の高い無毒、無臭、無色の不燃性の気体であり、例えば、電気絶縁、酸化防止剤、液晶ドライエッチング剤等で用いられていた。
しかしながら、気候変動に関する政府間パネル(IPCC:Intergovernmental Panel on Climate Change)の第二次評価報告書(1995)において、温室効果ガス(Greenhouse Gas:GHG)として、二酸化炭素(CO2)、メタン(CH4)、亜酸化窒素(N2O)、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、六フッ化硫黄(SF6)が指定され、近年の法規制強化から温室効果ガスの削減が急務となっている。
Sulfur hexafluoride (SF 6 ) is a chemically non-toxic, odorless, colorless, non-flammable gas, and has been used in, for example, electrical insulation, antioxidants, liquid crystal dry etching agents, and the like.
However, in the second evaluation report (1995) of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), as greenhouse gases (Greenhouse Gas: GHG), carbon dioxide (CO 2 ), methane (CH 2 ) 4 ), nitrous oxide (N 2 O), hydrofluorocarbon, perfluorocarbon, sulfur hexafluoride (SF 6 ) are designated, and the reduction of greenhouse gases has become an urgent task due to recent stricter regulations.

この温室効果ガス(GHG)において、特に六フッ化硫黄(SF6)の温暖化係数は、二酸化炭素(CO2)の23,900倍とされており、その発生量の低減が切望されている。寿命は3200年と極めて長い安定した物質である。 In this greenhouse gas (GHG), in particular, the warming coefficient of sulfur hexafluoride (SF 6 ) is 23,900 times that of carbon dioxide (CO 2 ), and a reduction in the amount of generation is eagerly desired. . It is a stable material with a very long lifetime of 3200 years.

そこで、従来において、例えばヒータによる加熱分解処理、水素及び酸素、プロパン、都市ガス等を用いて、例えば燃焼分解、誘導結合熱プラズマ処理による廃棄六フッ化硫黄の分解手法等が提案されている(特許文献1)。   Therefore, conventionally, for example, a decomposition method of waste sulfur hexafluoride by, for example, combustion decomposition, inductively coupled thermal plasma treatment, etc., using a thermal decomposition process with a heater, hydrogen and oxygen, propane, city gas, or the like has been proposed ( Patent Document 1).

特開2001−300298号公報JP 2001-300288 A

しかしながら、特許文献1に係る従来提案の方法は、廃棄六フッ化硫黄(SF6)を熱分解するので、有害な分解性生物(例えばSF4、S22、SOF4、SO22、HF、F2、COCl2等)を生じるという問題がある。 However, since the conventional proposed method according to Patent Document 1 thermally decomposes waste sulfur hexafluoride (SF 6 ), harmful degradable organisms (for example, SF 4 , S 2 F 2 , SOF 4 , SO 2 F 2). , HF, F 2 , COCl 2, etc.).

これらの分解生成物の除去設備として、CaO、Ca(OH)2、MgOとの化学反応による無害化処理することとしているが、その除去率は十分ではなく、問題である。 As a facility for removing these decomposition products, detoxification treatment is performed by a chemical reaction with CaO, Ca (OH) 2 , and MgO, but the removal rate is not sufficient and is a problem.

また、燃焼処理は熱分解処理では、分解温度が均一でないために、未分解で排出される場合があり、CaO等を用いた除去設備を素通りする、という問題がある。   Further, the combustion process is a thermal decomposition process, and since the decomposition temperature is not uniform, it may be discharged without being decomposed, and there is a problem of passing through a removal facility using CaO or the like.

さらに、六フッ化硫黄(SF6)は無害物資であるにもかかわらず、その処理工程において有害物質が発生するために、環境に十分配慮する必要から、処理設備の設置費用が嵩むと、いう問題がある。 Furthermore, despite the fact that sulfur hexafluoride (SF 6 ) is a harmless material, hazardous substances are generated in the treatment process, so it is necessary to pay sufficient attention to the environment, and the installation cost of the treatment equipment will increase. There's a problem.

なお、再生処理をすることも提案されるが、前述したように、温室効果ガスの削減の観点からその使用は制限され、保管している貯蔵タンク等の廃棄六フッ化硫黄(SF6)の無害化処理の技術の確立が急務である。 Although it is also proposed to regenerate, as mentioned above, its use is restricted from the viewpoint of reducing greenhouse gases, and waste sulfur hexafluoride (SF 6 ) such as storage tanks that are stored There is an urgent need to establish detoxification technology.

本発明は、前記問題に鑑み、廃棄六フッ化硫黄を簡易且つ確実に分解無害化処理できる六フッ化硫黄分解処理装置及び方法を提供することを課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus and method that can easily and reliably decompose and detoxify waste sulfur hexafluoride.

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、六フッ化硫黄(SF6)を貯蔵する六フッ化硫黄貯蔵タンクと、前記六フッ化硫黄(SF6)を加水分解する加水分解反応剤を供給する供給タンクと、前記加水分解反応剤を充填した加水分解反応部と、前記加水分解反応部内に、六フッ化硫黄(SF6)を供給する六フッ化硫黄供給手段と、前記加水分解反応部を外部から加熱する加熱手段と、前記加水分解反応部内に高温蒸気を供給する蒸気供給装置と、前記六フッ化硫黄(SF6)の加水分解による得られる液体反応生成物と固体反応生成物とを回収する液体回収部及び固体回収部とを具備し、前記加水分解反応部内において、六フッ化硫黄(SF6)を加水分解反応させ、無害化処理してなることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置にある。 The first aspect of the present invention to solve the above problems, and sulfur hexafluoride storage tank for storing a sulfur hexafluoride (SF 6), wherein sulfur hexafluoride (SF 6) hydrolyzing the hydrolyzing A supply tank for supplying a decomposition reaction agent, a hydrolysis reaction section filled with the hydrolysis reaction agent, sulfur hexafluoride supply means for supplying sulfur hexafluoride (SF 6 ) into the hydrolysis reaction section, A heating means for heating the hydrolysis reaction part from the outside; a steam supply device for supplying high-temperature steam into the hydrolysis reaction part; and a liquid reaction product obtained by hydrolysis of the sulfur hexafluoride (SF 6 ); It comprises a liquid recovery part and a solid recovery part for recovering a solid reaction product, and in the hydrolysis reaction part, sulfur hexafluoride (SF 6 ) is hydrolyzed and detoxified. Sulfur hexafluoride decomposition A certain sense apparatus.

第2の発明は、第1の発明において、前記加水分解反応剤を不活性ガスにより、加水分解反応部内に供給してなることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置にある。   According to a second aspect of the invention, there is provided the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the hydrolysis reaction agent is supplied into the hydrolysis reaction section by an inert gas.

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記加水分解反応部内を不活性ガス雰囲気とすることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置にある。   According to a third aspect of the invention, there is provided the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to the first or second aspect of the invention, wherein the inside of the hydrolysis reaction section is an inert gas atmosphere.

第4の発明は、第1乃至3のいずれか一つの発明において、前記加水分解反応部内の温度が500〜600℃であることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置にある。   A fourth invention is the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to any one of the first to third inventions, wherein the temperature in the hydrolysis reaction section is 500 to 600 ° C.

第5の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記加水分解反応剤が、金属又はリン酸塩であることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置にある。   A fifth invention is the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to any one of the first to fourth inventions, wherein the hydrolysis reaction agent is a metal or a phosphate.

第6の発明は、六フッ化硫黄(SF6)を貯蔵する六フッ化硫黄貯蔵タンクと、内部に、加水分解反応剤を充填してなる加水分解反応容器と、前記加水分解反応部内に高温蒸気を供給する蒸気供給手段とを具備し、前記加水分解反応容器内において、六フッ化硫黄を加水分解反応させ、無害化処理してなることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置にある。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a sulfur hexafluoride storage tank for storing sulfur hexafluoride (SF 6 ), a hydrolysis reaction vessel filled with a hydrolysis reaction agent therein, and a high temperature in the hydrolysis reaction section. And a steam supply means for supplying steam, wherein the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus comprises a hydrolytic reaction of sulfur hexafluoride and detoxification treatment in the hydrolysis reaction vessel. .

第7の発明は、加水分解反応部内に、加水分解反応剤、高温蒸気及び六フッ化硫黄を供給し、加水分解反応により、六フッ化硫黄を無害化処理することを特徴とする六フッ化硫黄分解処理方法にある。   A seventh invention is characterized in that a hydrolysis reagent, high-temperature steam and sulfur hexafluoride are supplied into a hydrolysis reaction section, and sulfur hexafluoride is rendered harmless by hydrolysis reaction. Sulfur decomposition treatment method.

第8の発明は、第7の発明において、前記加水分解温度が500〜600℃であることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理方法にある。   The eighth invention is the sulfur hexafluoride decomposition treatment method according to the seventh invention, wherein the hydrolysis temperature is 500 to 600 ° C.

本発明によれば、加水分解反応剤を用いて、六フッ化硫黄を加水分解処理するので、六フッ化硫黄(SF6)の完全無害化処理を確実に且つ安全に行うことができる。 According to the present invention, since sulfur hexafluoride is hydrolyzed using a hydrolysis reagent, the complete detoxification treatment of sulfur hexafluoride (SF 6 ) can be performed reliably and safely.

図1は、実施例1に係る六フッ化硫黄分解処理装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施例2に係る六フッ化硫黄分解処理装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to the second embodiment. 図3は、加水分解の反応温度(℃)と分解率(%)との関係図である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the hydrolysis reaction temperature (° C.) and the decomposition rate (%).

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

本発明による実施例に係る六フッ化硫黄分解処理装置について、図面を参照して説明する。図1は、実施例1に係る六フッ化硫黄分解処理装置の概略図である。
図1に示すように、六フッ化硫黄分解処理装置10Aは、廃棄物である六フッ化硫黄11を貯蔵する六フッ化硫黄貯蔵タンク12と、例えば鉄等の金属の加水分解反応剤13を供給する供給タンク14と、前記加水分解反応剤13を充填し、加水分解反応させる加水分解反応部15と、加水分解による液体反応生成物16及び固体反応生成物17を各々回収する液体回収部18及び固体回収部19と、前記加水分解反応部15を外部から加熱する加熱手段である加熱ヒータ20と、前記加水分解反応部15内の加水分解反応剤13に、六フッ化硫黄(SF6)11を供給する六フッ化硫黄(SF6)ガス供給ラインL1と、前記加水分解反応部15内に高温蒸気21を供給する蒸気供給手段22とを具備し、前記加水分解反応部15内において、六フッ化硫黄11を加水分解反応させ、無害化処理してなるものである。
なお、図1中、符号23は反応ガス、24はアルカリ液スクラバー装置、25は分析計、26は切替弁、L2は不活性ガス供給ライン、L3は金属Li供給ライン、L4は水蒸気供給ライン、L5は反応ガス23のガス排出ライン、L6は反応ガス23のガス再循環ライン、L7は反応ガスのガス放出ライン、L8は液体反応生成物16の排出ライン、V1〜V6は開閉バルブ、Pはポンプ、Fは排気ファンを各々図示する。
An apparatus for decomposing sulfur hexafluoride according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus 10 </ b> A includes a sulfur hexafluoride storage tank 12 for storing sulfur hexafluoride 11 as waste, and a metal hydrolysis reaction agent 13 such as iron, for example. A supply tank 14 to be supplied, a hydrolysis reaction section 15 that is filled with the hydrolysis reaction agent 13 to cause a hydrolysis reaction, and a liquid recovery section 18 that recovers a liquid reaction product 16 and a solid reaction product 17 by hydrolysis, respectively. And a solid recovery unit 19, a heater 20 as a heating means for heating the hydrolysis reaction unit 15 from the outside, and sulfur hexafluoride (SF 6 ) in the hydrolysis reaction agent 13 in the hydrolysis reaction unit 15. 11 and sulfur hexafluoride (SF 6) gas supply line L 1 for supplying, comprising a steam supply means 22 for supplying a high-temperature steam 21 to the hydrolysis reaction unit 15, the smell in the hydrolysis section 15 , Sulfur hexafluoride 11 by hydrolysis reaction is made with detoxified.
In FIG. 1, reference numeral 23 is a reaction gas, 24 is an alkaline liquid scrubber device, 25 is an analyzer, 26 is a switching valve, L 2 is an inert gas supply line, L 3 is a metal Li supply line, and L 4 is water vapor. L 5 is a gas discharge line for the reaction gas 23, L 6 is a gas recirculation line for the reaction gas 23, L 7 is a gas discharge line for the reaction gas, L 8 is a discharge line for the liquid reaction product 16, V 1 ˜V 6 is an open / close valve, P is a pump, and F is an exhaust fan.

ここで、本実施例においては、加水分解反応部15は鉛直方向の反応領域15aと水平方向の反応領域15bとから構成されており、鉛直方向の反応領域15aの下端部側及び水平方向の反応領域15bに亙って、その底部側に、流動床式のコンベアー27が設けられている。これにより、反応時間の経過と共に、該流動床式のコンベアー27を駆動して、固体反応生成物17を固体回収部19側へ移動させ、回収容器19a内に固体反応生成物17を落下・回収している。
回収された固体反応生成物17は、公知のリサイクル工程(図示せず)において、加水分解反応剤13へと再生し、再利用している。
Here, in the present embodiment, the hydrolysis reaction unit 15 is composed of a vertical reaction region 15a and a horizontal reaction region 15b, and the lower end side of the vertical reaction region 15a and the horizontal reaction. A fluidized bed type conveyor 27 is provided on the bottom side of the region 15b. Thus, as the reaction time elapses, the fluidized bed type conveyor 27 is driven to move the solid reaction product 17 to the solid recovery unit 19 side, and the solid reaction product 17 is dropped and recovered in the recovery container 19a. doing.
The recovered solid reaction product 17 is regenerated and reused as a hydrolysis reaction agent 13 in a known recycling process (not shown).

この加水分解反応部15内には、予め加水分解反応剤(例えば鉄)13が充填されており、必要に応じて、供給タンク14から加水分解反応剤13を供給するようにしている。   The hydrolysis reaction section 15 is filled with a hydrolysis reaction agent (for example, iron) 13 in advance, and the hydrolysis reaction agent 13 is supplied from the supply tank 14 as necessary.

この加水分解反応部15において、加水分解反応を促進するために、加水分解反応部15内に、蒸気供給手段(例えばボイラ等)22からの高温蒸気(例えば500℃)21を供給している。   In the hydrolysis reaction section 15, high-temperature steam (for example, 500 ° C.) 21 from a steam supply means (for example, a boiler) 22 is supplied into the hydrolysis reaction section 15 in order to promote the hydrolysis reaction.

本実施例では、加水分解反応剤13として、金属担体の鉄(Fe)を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばアルミニウム(Al)の金属担体、リン酸塩のFePO4、AlPO4等を用いるようにしてもよい。 In this example, iron (Fe) as a metal carrier is used as the hydrolysis reaction agent 13, but the present invention is not limited to this. For example, a metal carrier of aluminum (Al), a phosphate FePO 4 , AlPO 4 or the like may be used.

ここで、加水分解反応剤13として、鉄(Fe)を用いた場合には、加水分解反応部15内では、下記式(1)の加水分解反応が進行する。加水分解反応により、SF6(気体)が最終的に、二酸化硫黄(SO2)となり、さらに硫酸(H2SO4)となる。
SF6(気体)+H2O+Fe→H2SO4(液体)+FeF3(固体)・・・(1)
Here, when iron (Fe) is used as the hydrolysis reaction agent 13, the hydrolysis reaction of the following formula (1) proceeds in the hydrolysis reaction unit 15. Through the hydrolysis reaction, SF 6 (gas) finally becomes sulfur dioxide (SO 2 ), and further becomes sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
SF 6 (gas) + H 2 O + Fe → H 2 SO 4 (liquid) + FeF 3 (solid) (1)

図3に、加水分解の反応温度(℃)と分解率(%)との関係図を示す。
この加水分解反応部15における加水分解反応は、150℃を超えるあたりからその分解が始まるが、図3に示すように、100%の分解率とする場合には、Feの場合には、500℃以上とする必要がある。
FIG. 3 shows the relationship between the hydrolysis reaction temperature (° C.) and the decomposition rate (%).
The hydrolysis reaction in the hydrolysis reaction unit 15 starts at about 150 ° C., but as shown in FIG. 3, when the decomposition rate is 100%, Fe is 500 ° C. It is necessary to do it above.

ここで、図3において、加水分解反応剤13として鉄(Fe)、リン酸鉄(FePO4)5kgを用いて、ここに反応ガスを40L/hの条件で供給した。反応ガスの組成は、六フッ化硫黄(SF6):10容量%、窒素(N2)80容量%、蒸気(H2O):10容量%とした。
図3に示すように反応剤としてFePO4を用いた場合には、450℃で100%の分解率を達成することが確認された。
Here, in FIG. 3, 5 kg of iron (Fe) and iron phosphate (FePO 4 ) were used as the hydrolysis reaction agent 13, and the reaction gas was supplied thereto at a condition of 40 L / h. The composition of the reaction gas was sulfur hexafluoride (SF 6 ): 10% by volume, nitrogen (N 2 ) 80% by volume, and steam (H 2 O): 10% by volume.
As shown in FIG. 3, when FePO 4 was used as a reactant, it was confirmed that a decomposition rate of 100% was achieved at 450 ° C.

よって、加水分解反応部15に供給する高温蒸気21は500℃以上とすると共に、加熱ヒータ20での加熱も該加水分解反応部15内の温度を500〜600℃を保持するように制御している。
また、SF6ガス供給ラインL1の周囲を加熱手段によりさらに加熱するようにしてもよいが、反応が十分進行する場合には、設ける必要がない。
Therefore, the high temperature steam 21 supplied to the hydrolysis reaction unit 15 is set to 500 ° C. or higher, and the heating by the heater 20 is also controlled so that the temperature in the hydrolysis reaction unit 15 is maintained at 500 to 600 ° C. Yes.
Further, the periphery of the SF 6 gas supply line L 1 may be further heated by a heating means, but it is not necessary to provide it when the reaction proceeds sufficiently.

これにより廃棄六フッ化硫黄(SF6)の完全分解処理を達成することができる。 Thereby, the complete decomposition process of waste sulfur hexafluoride (SF 6 ) can be achieved.

ここで、加水分解反応剤13の供給の際には、例えばアルゴン(Ar)の不活性ガス31を不活性ガスボンベ32から供給するようにしている。不活性ガスとしては、アルゴン(Ar)の他に、ヘリウム(He)等を用いるのが好ましい。なお、窒素は六フッ化硫黄の窒化物を生成するので好ましくない。   Here, when supplying the hydrolysis reactant 13, for example, an inert gas 31 of argon (Ar) is supplied from an inert gas cylinder 32. As the inert gas, helium (He) or the like is preferably used in addition to argon (Ar). Nitrogen is not preferable because it produces nitrides of sulfur hexafluoride.

また、加水分解反応部15内の気相部は、不活性ガスであるアルゴンガス雰囲気としている。これは空気が存在すると空気中の二酸化炭素とLiとが反応して炭酸リチウム(Li2CO3)を発生し、好ましくないからである。 The gas phase portion in the hydrolysis reaction portion 15 is an argon gas atmosphere that is an inert gas. This is because in the presence of air, carbon dioxide and Li in the air react to generate lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), which is not preferable.

廃棄六フッ化硫黄(SF6)を貯蔵する貯蔵タンク12は、通常気体状態で貯蔵しているが、所定圧(例えば圧力10kg/cm3以上)として、液体状態で保管するようにしてもよい。 The storage tank 12 for storing waste sulfur hexafluoride (SF 6 ) is normally stored in a gaseous state, but may be stored in a liquid state at a predetermined pressure (for example, a pressure of 10 kg / cm 3 or more). .

ここで、液体状態で六フッ化硫黄(SF6)を貯蔵する場合には、例えばアルコール(例えばエチルアルコール)を用いることができる。これは、六フッ化硫黄(SF6)はエチルアルコールへの溶解性が良好であると共に、アルコールのOH基が加水分解反応に寄与し、分解を促進し、好ましいからである。 Here, when storing sulfur hexafluoride (SF 6 ) in a liquid state, for example, alcohol (for example, ethyl alcohol) can be used. This is because sulfur hexafluoride (SF 6 ) is preferable because it has good solubility in ethyl alcohol and the OH group of the alcohol contributes to the hydrolysis reaction and promotes decomposition.

加水分解反応により発生した液体反応生成物16である硫酸(H2SO4)、フッ化水素酸(HF)等は、コンベアー27の隙間から液体回収部18側へ落下し、その後、液体反応生成物16の排出ラインL8の開閉バルブを開いて、廃液タンク28へ回収され、その後は廃液処理がなされる。 Sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrofluoric acid (HF), and the like, which are liquid reaction products 16 generated by the hydrolysis reaction, fall from the gap of the conveyor 27 to the liquid recovery unit 18 side, and then liquid reaction products are generated. open and closing valve of the discharge line L 8 of the object 16, is collected into the waste liquid tank 28, then the waste solution processing is performed.

また、固体回収部19側から排出される反応ガス23は、ガス排出ラインL5に介装されたアルカリ液スクラバー装置24で浄化処理され、排気ファンFにより反応ガスのガス放出ラインL7から外部に放出される。 The reaction gas 23 discharged from the solid recovery unit 19 side is purified by an alkaline liquid scrubber device 24 interposed in the gas discharge line L 5 , and externally discharged from the reaction gas discharge line L 7 by the exhaust fan F. To be released.

この際、ガス排出ラインL5に介装された分析計25により反応ガス23中の未反応の六フッ化硫黄(SF6)の有無を確認するようにしている。 At this time, the presence or absence of unreacted sulfur hexafluoride (SF 6 ) in the reaction gas 23 is confirmed by the analyzer 25 interposed in the gas discharge line L 5 .

分析計25としては、六フッ化硫黄(SF6)を確認するものであれば、いずれでも良いが、例えば赤外分光法を用いた赤外線計測装置(IR計)等を用いることができる。 The analyzer 25 may be any one that confirms sulfur hexafluoride (SF 6 ). For example, an infrared measuring device (IR meter) using infrared spectroscopy can be used.

この分析計25での分析の結果、反応ガス23中に六フッ化硫黄(SF6)が残留している場合には、切替弁26を切替て、ガス再循環ラインL6へ反応ガス23を導き、再度反応部15で加水分解反応を行い、100%の完全分解処理を行うこととしている。 As a result of analysis by the analyzer 25, when sulfur hexafluoride (SF 6 ) remains in the reaction gas 23, the switching valve 26 is switched and the reaction gas 23 is supplied to the gas recirculation line L 6 . In addition, the hydrolysis reaction is again performed in the reaction unit 15, and 100% complete decomposition treatment is performed.

本実施例では、加水分解反応剤13として鉄(Fe)を用いたが、鉄以外の金属(アルミニウム、マンガン、亜鉛、カルシウム)及びリン酸塩(リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム)を用いた場合の加水分解の一例を以下式(2)〜(10)に示す。
SF6(気体)+H2O+Al→H2SO4(液体)+AlF3(固体)・・・(2)
SF6(気体)+H2O+Mn→H2SO4(液体)+MnF2(固体)・・・(3)
SF6(気体)+H2O+Zn→H2SO4(液体)+ZnF2(固体)・・・(4)
SF6(気体)+H2O+Ca→H2SO4(液体)+CaF2(固体)・・・(5)
SF6(気体)+H2O+FePO4→H2SO4(液体)+H2PO4(液体)+FeF3(固体)・・・(6)
SF6(気体)+H2O+AlPO4→H2SO4(液体)+H2PO4(液体)+AlF3(固体)・・・(7)
SF6(気体)+H2O+Mn3(PO42→H2SO4(液体)+H2PO4(液体)+MnF2(固体)・・・(8)
SF6(気体)+H2O+Zn3(PO42→H2SO4(液体)+H2PO4(液体)+ZnF2(固体)・・・(9)
SF6(気体)+H2O+Ca3(PO42→H2SO4(液体)+H2PO4(液体)+CaF2(固体)・・・(10)
In this example, iron (Fe) was used as the hydrolysis reagent 13, but metals other than iron (aluminum, manganese, zinc, calcium) and phosphates (iron phosphate, aluminum phosphate, manganese phosphate, An example of hydrolysis when zinc phosphate and calcium phosphate are used is shown in the following formulas (2) to (10).
SF 6 (gas) + H 2 O + Al → H 2 SO 4 (liquid) + AlF 3 (solid) (2)
SF 6 (gas) + H 2 O + Mn → H 2 SO 4 (liquid) + MnF 2 (solid) (3)
SF 6 (gas) + H 2 O + Zn → H 2 SO 4 (liquid) + ZnF 2 (solid) (4)
SF 6 (gas) + H 2 O + Ca → H 2 SO 4 (liquid) + CaF 2 (solid) (5)
SF 6 (gas) + H 2 O + FePO 4 → H 2 SO 4 (liquid) + H 2 PO 4 (liquid) + FeF 3 (solid) (6)
SF 6 (gas) + H 2 O + AlPO 4 → H 2 SO 4 (liquid) + H 2 PO 4 (liquid) + AlF 3 (solid) (7)
SF 6 (gas) + H 2 O + Mn 3 (PO 4 ) 2 → H 2 SO 4 (liquid) + H 2 PO 4 (liquid) + MnF 2 (solid) (8)
SF 6 (gas) + H 2 O + Zn 3 (PO 4 ) 2 → H 2 SO 4 (liquid) + H 2 PO 4 (liquid) + ZnF 2 (solid) (9)
SF 6 (gas) + H 2 O + Ca 3 (PO 4 ) 2 → H 2 SO 4 (liquid) + H 2 PO 4 (liquid) + CaF 2 (solid) (10)

以上、本発明によれば、廃棄六フッ化硫黄(SF6)の完全無害化処理を確実に且つ安全に行うことができる。 As described above, according to the present invention, the complete detoxification treatment of discarded sulfur hexafluoride (SF 6 ) can be performed reliably and safely.

本発明による実施例に係る六フッ化硫黄分解処理装置について、図面を参照して説明する。図2は、実施例2に係る六フッ化硫黄分解処理装置の概略図である。なお、図1に示す実施例1の六フッ化硫黄分解処理装置の構成部材と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図2に示すように、六フッ化硫黄分解処理装置10Bは、六フッ化硫黄(SF6)11を貯蔵する六フッ化硫黄貯蔵タンク12と、内部に、加水分解反応剤13を充填してなる加水分解反応器51と、前記加水分解反応器51内に高温蒸気21を供給する蒸気供給手段22とを具備し、前記加水分解反応容部51内において、六フッ化硫黄(SF6)11を加水分解反応させ、無害化処理してなるものである。
An apparatus for decomposing sulfur hexafluoride according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram of a sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus according to the second embodiment. In addition, about the same member as the structural member of the sulfur hexafluoride decomposition processing apparatus of Example 1 shown in FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 2, the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus 10B includes a sulfur hexafluoride storage tank 12 that stores sulfur hexafluoride (SF 6 ) 11 and a hydrolysis reaction agent 13 inside. And a steam supply means 22 for supplying the high-temperature steam 21 into the hydrolysis reactor 51. In the hydrolysis reaction section 51, sulfur hexafluoride (SF 6 ) 11 is provided. Is hydrolyzed and detoxified.

実施例1においては、加水分解反応剤13を反応部15内に供給・流動させ、ここに六フッ化硫黄(SF6)11を供給して加水分解しているが、本実施例においては、加水分解反応剤13を内部に充填させ、この充填された加水分解反応剤13に加水分解反応容器51の下方側から六フッ化硫黄(SF6)11と高温蒸気21とを供給し、加熱ヒータ20にて500〜600℃に加熱することで、六フッ化硫黄(SF6)11の加水分解処理を行うようにしている。 In Example 1, the hydrolysis reactant 13 is supplied and fluidized in the reaction unit 15 and is then hydrolyzed by supplying sulfur hexafluoride (SF 6 ) 11. In this example, A hydrolysis reaction agent 13 is filled inside, sulfur hexafluoride (SF 6 ) 11 and high-temperature steam 21 are supplied to the filled hydrolysis reaction agent 13 from the lower side of the hydrolysis reaction vessel 51, and a heater By heating at 20 to 500 to 600 ° C., the sulfur hexafluoride (SF 6 ) 11 is hydrolyzed.

この加水分解により生じた液体反応生成物16は、加水分解反応器51の底部側の液体回収部18で回収され、別途廃液処理される。   The liquid reaction product 16 generated by the hydrolysis is recovered by the liquid recovery unit 18 on the bottom side of the hydrolysis reactor 51 and separately subjected to waste liquid treatment.

反応ガス23は、実施例1と同様に図示しない分析計によりその分解の程度を確認し、必要であれば、再循環させて加水分解率を100%となるようにしている。   The reaction gas 23 is checked for the degree of decomposition by an analyzer not shown in the same manner as in Example 1, and is recycled if necessary so that the hydrolysis rate becomes 100%.

本実施例では、バッチ式の反応となり、廃棄六フッ化硫黄(SF6)を連続して処理する必要がない場合には、好適である。 In this embodiment, the reaction is a batch-type reaction, which is preferable when waste sulfur hexafluoride (SF 6 ) need not be continuously processed.

また、六フッ化硫黄分解処理装置10Bにおいて、加水分解反応器51を2台設け、1台で加水分解処理中に、他の1台では、加水分解反応剤を交換し、交互に六フッ化硫黄(SF6)を供給することで、連続した処理が可能となる。 In addition, in the sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus 10B, two hydrolysis reactors 51 are provided, while one of them undergoes the hydrolysis treatment, while the other one exchanges the hydrolysis reaction agent, and alternately hexafluoride. By supplying sulfur (SF 6 ), continuous treatment becomes possible.

以上、本願発明によれば、簡易な構成の分解装置でありながら、六フッ化硫黄(SF6)を100%完全処理することができる。この結果、二酸化炭素(CO2)の23,900倍であると共に、その寿命が3200年と極めて長い安定した六フッ化硫黄(SF6)の根絶を迅速に図ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to completely treat sulfur hexafluoride (SF 6 ) 100% while being a decomposition apparatus with a simple configuration. As a result, it is possible to quickly eradicate stable sulfur hexafluoride (SF 6 ) which is 23,900 times that of carbon dioxide (CO 2 ) and has a very long lifetime of 3200 years.

10A、10B 六フッ化硫黄分解処理装置
11 六フッ化硫黄(SF6
12 六フッ化硫黄貯蔵タンク
13 加水分解反応剤
14 供給タンク
15 加水分解反応部
16 液体反応生成物
17 固体反応生成物
18 液体回収部
19 固体回収部
20 加熱ヒータ
21 高温蒸気
22 蒸気供給手段
10A, 10B Sulfur hexafluoride decomposition treatment equipment 11 Sulfur hexafluoride (SF 6 )
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Sulfur hexafluoride storage tank 13 Hydrolysis reaction agent 14 Supply tank 15 Hydrolysis reaction part 16 Liquid reaction product 17 Solid reaction product 18 Liquid recovery part 19 Solid recovery part 20 Heating heater 21 High temperature steam 22 Steam supply means

Claims (8)

六フッ化硫黄(SF6)を貯蔵する六フッ化硫黄貯蔵タンクと、
前記六フッ化硫黄(SF6)を加水分解する加水分解反応剤を供給する供給タンクと、
前記加水分解反応剤を充填した加水分解反応部と、
前記加水分解反応部内に、六フッ化硫黄(SF6)を供給する六フッ化硫黄供給手段と、
前記加水分解反応部を外部から加熱する加熱手段と、
前記加水分解反応部内に高温蒸気を供給する蒸気供給装置と、
前記六フッ化硫黄(SF6)の加水分解により得られる液体反応生成物と固体反応生成物とを回収する液体回収部及び固体回収部とを具備し、
前記加水分解反応部内において、六フッ化硫黄(SF6)を加水分解反応させ、無害化処理してなることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置。
A sulfur hexafluoride storage tank for storing sulfur hexafluoride (SF 6 );
A supply tank for supplying a hydrolysis reagent for hydrolyzing the sulfur hexafluoride (SF 6 );
A hydrolysis reaction section filled with the hydrolysis reaction agent;
Sulfur hexafluoride supply means for supplying sulfur hexafluoride (SF 6 ) into the hydrolysis reaction section;
Heating means for heating the hydrolysis reaction part from the outside;
A steam supply device for supplying high-temperature steam into the hydrolysis reaction section;
A liquid recovery unit and a solid recovery unit for recovering a liquid reaction product and a solid reaction product obtained by hydrolysis of the sulfur hexafluoride (SF 6 );
A sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus, wherein sulfur hexafluoride (SF 6 ) is hydrolyzed and detoxified in the hydrolysis reaction section.
請求項1において、
前記加水分解反応剤を不活性ガスにより、加水分解反応部内に供給してなることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置。
In claim 1,
A sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus, wherein the hydrolysis reaction agent is supplied into the hydrolysis reaction section by an inert gas.
請求項1又は2において、
前記加水分解反応部内を不活性ガス雰囲気とすることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置。
In claim 1 or 2,
An apparatus for decomposing sulfur hexafluoride, wherein the inside of the hydrolysis reaction section is an inert gas atmosphere.
請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
前記加水分解反応部内の温度が500〜600℃であることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus, wherein the temperature in the hydrolysis reaction part is 500 to 600 ° C.
請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
前記加水分解反応剤が、金属又はリン酸塩であることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus, wherein the hydrolysis reaction agent is a metal or a phosphate.
六フッ化硫黄(SF6)を貯蔵する六フッ化硫黄貯蔵タンクと、
内部に、加水分解反応剤を充填してなる加水分解反応器と、
前記加水分解反応器内に高温蒸気を供給する蒸気供給手段とを具備し、
前記加水分解反応器内において、六フッ化硫黄(SF6)を加水分解反応させ、無害化処理してなることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理装置。
A sulfur hexafluoride storage tank for storing sulfur hexafluoride (SF 6 );
A hydrolysis reactor filled with a hydrolysis reagent inside,
Steam supply means for supplying high temperature steam into the hydrolysis reactor,
A sulfur hexafluoride decomposition treatment apparatus, wherein sulfur hexafluoride (SF 6 ) is hydrolyzed and detoxified in the hydrolysis reactor.
加水分解反応器内に、加水分解反応剤、高温蒸気及び六フッ化硫黄を供給し、加水分解反応により、六フッ化硫黄(SF6)を無害化処理することを特徴とする六フッ化硫黄分解処理方法。 Sulfur hexafluoride, characterized by supplying hydrolysis reagent, high-temperature steam and sulfur hexafluoride into the hydrolysis reactor and detoxifying sulfur hexafluoride (SF 6 ) by hydrolysis reaction Decomposition method. 請求項7において、
前記加水分解の温度が500〜600℃であることを特徴とする六フッ化硫黄分解処理方法。
In claim 7,
The sulfur hexafluoride decomposition treatment method, wherein the hydrolysis temperature is 500 to 600 ° C.
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