JPH01503763A - 有害廃棄物処理用反応器システム - 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】 有害廃棄物処理用反応器システム 本願は、１９８６年９月３日出願された米国出願番号第９０３．２３５号の一部 維続出願である。

本発明は、一般に有毒廃棄物のような有機化合物の分解に関する。より詳細には 、本発明は有機化合物分解用の改良された方法及び反応器システムに関する。

有毒廃棄物質を環境に廃棄するか場合により再使用するのにより好ましい化合物 に変えるために有毒廃棄物質のような有機化合物を処理するのに種々の形式の高 温反応器が用いられている。該反応器で用いられる種々のプロセスには熱分解、 高温分解、解離、分解、及び燃焼がある。

有機化合物を分解するだめの従来技術の方法及び装置は、用いられる特定の技術 の処理並びに構造上の面に関して多くの重要な問題でなやまされている。たとえ ば、多くの従来技術の反応器システムでは反応物の反応帯域に留まる時間が比較 的短かい。その結果、処理する物を完全に反応させるために、該反応器では極め て高い温度及び／又は圧力を用いることが必要になった。高温は、反応器構造成 分が、使用する高温度でぜい弱化するか又は反応性になることがあるので、反応 器構造成分に関して多くの問題を生み出す。さらに、該システムのエネルギー要 求条件は比較的高価な操業費を生来することが多い。

多量の有機物質を処理する必要性は、従来技術の方法においては、屡々極めて大 型の反応器システムの建設を必要としている。このような大規模の反応器システ ムは、経費及び比較的扱いにくいという点から多くの用途に対して好ましくない ものとなっている。

本発明の目的は、有機化合物分解用の改良された方法及び反応器システムを提供 することである。

本発明の別の目的は、処理する組成物に対して、反応中の温度、乱流、及び滞留 時間の適正な組合せを与える有機化合物分解用方法及び反応器システムを提供す ることである。

本発明の他の目的は、僅かに大気圧を下回る圧力の下で、高熱効率で操作可能な 有機化合物分解用方法及び反応器システムを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、反応器システムの所望の大きさに対して高処理能力 を有する、有機化合物分解用方法及び反応器システムを提供することである。

本発明のなおさらに他の目的は、比較的安全かつ制御可能な条件の下で、有毒廃 棄物を処理して無害の化合物とすることができる有機廃棄物分解用の改良された 方法及び反応器システムを提供することである。

本発明の別の目的は、添付図面と関連させて理解すれば、当業者には下記の説明 から明かとなろう。

第１図は本発明を具体化する反応器システムの略図である。

第２図は反応器、すなわち第１図の反応器システムの高温分解毒成分排出装置部 分の拡大断面略図である。及び第３図は本発明による１つの代表的な種類の有機 化合物を分解する間の、典型的な全プロセス条件を示すグラフである。

掻り一般的には、本発明はガス状の有機化合物と水との混合物を第一反応帯域に 通すことによって有機化合物を分解する。

第一反応帯域（好適な態様においては、屈曲環）は約２００″Ｃ乃至１４００° Ｃの温度範囲を有している。第一反応帯域は、実質的にすべてのガス状有機化合 物を水と反応させるだけの第一反応帯域内の滞留時間を与えるように、ガス状混 合物に有機吸着剤表面を提供する曲りくねった経路を有している。第一反応帯域 からの流出物を、流出物中に残留する有機化合物を分解するために約７５０°Ｃ 乃至約１８２０°Ｃの温度範囲を有する第二反応帯域（好適な態様においては、 コア）に通す。水の量はいずれの反応帯域においても理論過剰量となるように制 御する。

ここで、さらに詳細に本発明の詳細な説明すると、本発明は、有機化合物の分解 に関して従来技術が掻く一般的に用いる方法と二よ異なる。本発明は、はとんど の従来技術の方法と異なり、有機化合物と水との解珪反応によって二酸化炭素、 −酸化炭素及び水素を生成させるように、反応中に理論量より過剰の水を使用す る。はとんどの従来技術の反応は、有機化合物を燃焼させる燃料、空気（酸素） と高温で混合して、二酸化炭素及び水を生成させる火炎燃焼反応に基づいている 。後者の形式の反応にかかわる問題は高温度及び高熱除去を必要とする以外に、 該反応が流出物とともに環境中に有毒化合物を放出する結果になる恐れがある好 ましからぬ副反応及び再結合反応（不完全燃焼生成物すなわちＰＩＣ３）をもた らすかもしれないということである。

本発明の方法によって用いられる反応形式の利点は、反応が吸熱的であるという ことである。このことは、反応によって熱が放出されず、従って反応器の構造部 品は燃焼法の場合のように反応が発熱的である場合よりも低い温度に保たれるの で、安定性及び安全性が得られる。必要な場合には、導入するガス状混合物に空 気及び／又は酸素を加えることによって、本発明の方法を若干の酸化反応と同時 に行わせることもできる。導入する空気量を調整することによって、実質的に熱 的に不偏のように本方法を実施することも可能である。

有機化合物と水とのガス状混合物を導入する第一反応帯域は約２００″Ｃ乃至１ ４００°Ｃの温度範囲に保たれている。この範囲の低い温度は反応帯域に導入さ れるガスの温度によるであろう。この範囲の高い温度は反応器の構造自体及び構 造成分の熱的限界によるであろう。下記に示すように、内部から加熱される環よ りなる第一反応帯域の場合には、第一反応帯域の外面から輻射及び対流によって 移動する熱量は操作の温度範囲に影響を及ぼすであろう。好適な態様においては 、第一反応帯域は、ガスがまず下向きに外側部分を流れ、次に上向きに同軸の内 側部分を流れる屈曲環である。

本発明によれば、第一反応帯域は曲りくねった経路を流れるガス状混合物に有機 的な吸着剤表面を提供する曲りくねった経路を有している。有機的な吸着剤表面 とは、第一反応帯域を流れる有機ガス状化合物を吸着し、それによって流速を遅 くさせ、該帯域内で十分に反応させるように該化合物を該帯域内に留めることに よって、その運動を促進させる表面を意味する。曲りくねった経路、すなわちそ の中を通るガスに曲りくねった高度の乱流を生ぜしめる経路を用いることによっ て、ガスの十分な混合及びそれによってガス中の有機化合物が吸着剤表面に十分 に露呈することが確実に得られる。

本発明によって、実質的にすべてのガス状有機化合物を第一反応帯域内で水と反 応させるために、第一反応帯域内に十分な温度、乱流混合、及び滞留時間を与え るように曲りくねった経路及び吸着表面が選ばれる。実質的にすべての有機化合 物とは、９９χ、好ましくは９９．９９χを上回って反応されたことを意味する 。

適当な乱流及び表面積を確実に得るためには、第一反応帯域内の空隙容積を第一 反応帯域全容積の約３０χ乃至約９０χにあるように選ぶのが好ましい。好適に は空隙容積は全容積の約７５Ｘである。下記に示すように、上記の特性を与える のに適する形状を有する粒状物質を選ぶことによって空隙容積及び曲りくねった 経路が与えられる。

第一反応帯域内の生成物を実質的にすべて反応させることを確実にするためには 、ガス状混合物に加える水の量を理論量に等しいか又はそれより過剰とする。こ スの専門用語は、水の量が、モル対モルで、ガス混合物中に存在する有機化合物 １００スと化合するのに要する量よりも多い量を意味する。理論量の２００χよ りも大きい範囲は操作温度を好ましくないほど低下させる傾向があるので、好適 な範囲は理論量の１０ｏｚ乃至２００′にである。最適の百分率は理論量の約１ ３１χ、すなわち理論量の３１χ過剰であることが見出された。水のこのレベル は、最適の温度を保ちながら、第一反応帯域内の有機化合物の好ましい木質的な 反応及びＣＯ，生成を確実なものとする。

第一反応帯域内での反応のあとで、第一反応帯域からの流出物を、さらに反応さ せるために第二反応帯域に通す。第二反応帯域の温度は第一反応帯域の温度より も高い温度で、約７５０″Ｃ乃至約１８２０℃の温度範囲にある。第二反応帯域 において、残りの有機化合物は二酸化炭素、−酸化炭素及び水素に分解される。

ガス混合物に任意の酸素を加える場合には、反応生成物は水をも含むであろう。

第一反応帯域の場合と同様に、第二反応帯域内の水の量は、第二反応帯域内で理 論量に等しいか又は過剰となるように制御される。第二反応帯域に入る比較的低 レベルの有機化合物とともに、第二反応帯域の高い温度は、有機化合物の全くの 完全な反応が少なくとも９９．９９χ、典型的にはさらに高いレベルになること を確実なものとする。

完全反応をさらに確実に行わせるには、第二反応帯域内のガスの滞留時間を第一 反応帯域内滞留時間にほぼ等しくする。これを行うためには、流動ガスの滞留時 間を増すように、第二反応帯域の流量断面を、第一反応帯域の流量断面よりも実 質的に大きくすることができる。第二反応帯域のＸ量ｒ面が第一反応帯域の流量 断面の約２倍であるのが好ましい。

本発明によれば、熱は反応器の第二反応帯域に直接導入される。第一反応帯域は 同軸的に第一反応帯域を取囲む第二反応帯域に隣接して位置する環である。この 結果、第二反応帯域内の熱は第一反応帯域に輻射され、伝導されて、第一反応帯 域を加熱する。

第一反応帯域に導入されるガス状混合物の流速は、約２キログラム／分乃至約８ キログラム／分であるのが好ましい。有機化合物対水及び／又は酸素の正確な′ ＆量は、いうまでもなく、関連する化学量論によって決定されよう。第一反応帯 域に導入されるガス状混合物の流量は、分解される特定化合物により、約１９立 方メートル／分乃至約３．５立方メートル／分であるのが好ましい。典型的には 、一定温度に対して、分子が大きいｔマと、所望の反応を行わせるのに必要な反 応時間は長く、温度は高い。

ここで第１図を参照すると、本発明を具体化する・反応器システムの典型的な構 造が見られる。第１図のシステムにおいて、システムに接続されている複数の金 属ドラム１１．１２．１３及び１４が見られる。しかし、本発明のシステム及び 本発明の方法は、単一ドラム或いは他の容器すなわち有機物質源、又は複数の有 機物質源と関連させて使用できることを理解すべきである。第１図でわかるよう に、各ドラムは夫々二方向流動同軸導管１６゜１７、１８及び１９を経て、以下 に詳述する高温分解毒成分排出装置に接続されている。各導管は中央ダクト及び 中央ダ・クトと同軸、同−外延性に延びる環状断面の外側ダクトを有する。それ ぞれのドラムへの流入はコネクター２１を経て行われれるが、ドラムからの流出 はコネクター２３を経て行われる。ドラムからの流出は導管の内部ダクト中の同 軸導管１６−１９を経て行われるが、高温流及びガスのドラム中への流入は導管 の外部環状断面のダクトを経て行われる。同軸導管１６．１７．１８及び１９の 外側ダクトをコネクター２１に連結するためにエクステンション２５がある。内 部ダクトはコネクター２３に接続する。

ドラム１１−１４から導管１６−１９の反対の末端は、その中央導管がすべてエ クステンション２９を経て入口導管２７に接続されている。

ダクト３１は下記に示す理由から各共軸導管１６−１９の外側ダクトに接続され ている。通常開じているバルブ３３は入口導管２７とダクト３１とを分離してい る。

ドラム１１−１４の内容物を気化させるために、任意の適当な手段によってドラ ムを加熱する。図示する態様においては、ドラム１１の周りに複数のコイルを有 する抵抗ヒーター３５が見られる。

ヒーター３５は、ドラムに還流される高温ガスとともに、ドラム内容物の温度を 所望のレベルまで高める。同様のヒーター（図示せず）を他のドラムに備えるこ とができる。ドラム内容物の気化は、後記タービンブロアーの作用とともに、気 化内容物を導管１６−１９の中央ダクトを経由し、エクステンション２９を経て 入口導管２７に移行させる。

ドラムに流出入するガス流中の水蒸気によって水をドラム１１−１４の気化内容 物と混合させる。水を後記のように反応器毒成分排除装置４５に加える結果とし て、水蒸気が存在する。このようにして生成した水蒸気は、操作されるドラムに よって、導管１６−１９のそれぞれの外環を経て戻り、ドラム内の有機物質の上 方空間内に移行する。水蒸気は、この空間内で気化した有機物質と混合し、同軸 導管１６の中央ダクト、エクステンション２９及び導管２７を経て、反応器すな わち高温分解毒成分排除装置４５に入る０図示の同軸導管配置を用いることによ って、ドラムから気化した有機化合物を輸送する中央ダクトの壁は、ダクトを閉 塞する恐れのある凝縮、炭化、沈澱及び結晶化を防ぐことができるほど高温に保 たれている。

高温分解毒成分排除装置４５の内部構造は後に詳細に述べる。

高温分解毒成分排除装置４５からの流出物は出口集成体４７を経て導管４９に入 る。導管４９の所定安全基準を上回る圧力で破裂するように考案された安全破裂 円板５１を出口４７とベントチューブ５５とを接続するダクト５３の中に挿入し である。ダクト４９は高温分解毒成分排除装置４５の出口４７から気体−気体熱 交換器４３に通じる。出口集成体４７は、高温分解毒成分排除装置４５から駆逐 されるいかなる微細なダストをも除くために内部サイクロン分離器（図示せず） を含むことができる。

気体−気体熱交換器４３は高温分解毒成分排除装置４５から流出するガスから導 管４０内に流入するガスに熱を交換させるのに役立つ任意の適当なデザインを有 することができる。このようなガスでの熱交換後、導管４９から気体−気体熱交 換器４３を経て流れる流出物は適当な構造の収着剤タワー５９に導かれる導管５ ７に入る。収着剤タワー５９は導管５７を流れる任意の残余の不純物を吸着させ るのに適当な収着剤物質を含んでいる。

導管６１は収着剤タワー５９からの流出物を、図示システム中に流動を生せしめ る主駆動力となるタービンブロアー６３に戻す。

タービンブロアー６３の出口は導管６５、制御バルブ６７を経て気体−気体熱交 換器４３に入り、そこで導管４９からのガスによって加熱される０通常閉じたバ ルブ６９はベント５５によって、タービンブロアー６３からの収着剤タワー５９ の出力をガス抜きさせる。収着剤タワー５９前後の圧力を監視するために圧力計 ７１を接続する。

反応器に必要量の水を導入するために、水の加圧源３７を高温分解毒成分排出装 置４５面上の水蒸気入口ポート４４に接続する水の導管４１を設ける。導管４１ を流れる水を、導管４１のコイル部分７６及び７７で水蒸気を生成させるように 加熱する。これらのコイル部分は高温分解毒成分排除装置４５からの高温流出物 が流れるる導管５７及び６１の周りに設けられている。導管４１を流れる水にさ らに熱を付与することは高温分解毒成分排除装置４５の外面に巻かれる複数のコ イル７８によって得られる。従って、水がポート４４を経て高温分解毒成分排除 装置４５に入る時間によっては、水は加熱されて過熱水蒸気となり、入口導管２ ７を経て高温分解毒成分排除装置に入るガスと混在する。

適当な制御プロセッサー７３によってプロセス全体が制御される。種々の形式の コンピューターを用いる制御プロセッサーが技術的に周知であり、従って制御プ ロセッサー７３はさらに詳細には説明しない。制御プロセンサー７３の操作は適 当なコンピューターモニター７５及びタッチスクリーンで制御される。

第１図に示すシステムを操作するには、ドラム１１−１４のそれぞれを、一度に １つずつ、それぞれの導管１６４９を経てシステムに接続する。各ドラムは適当 な識別コード読取りシステムと関連させることができ、ドラムの内容物が制御プ ロセッサー７３に適切に入力されて処理が是認されるまでドラムをシステムに接 続することができないことを確実にするために適当な連動装置（図示せず）を用 いることができる。

ところで第２図に関して、反応器すなわち高温分解毒成分排除装置４５の特定の 内部の詳細を断面で見ることができる。高温分解毒成分排除装置４５は反応器の 一体性を保持するために前記の比較的高い操作温度における十分な構造上の強度 を有する物質の円筒外壁７３よりなる。好適には、該物質は厚さ４乃至８ミリメ ートルの３１８−Ｌ型ステンレススチール管であり、ただし高温分解毒成分排除 装置の縦すなわち軸寸法は約１．８メートルで、該壁の内径は約４３センチメー トルである。分解装置すなわち反応器の下端は、壁から半径方向に外方に延びる フランジ７７によって、適当な取付ボルト７９で円筒壁７３に固着されている円 板７５により封しられている。フランジ７７と同様のフランジ８１が円筒壁７７ の上端に設けられ、円板８３がボルト８５によってボルト締めされている。円板 ８３とフランジ８１との間に挟まれ、ボルト８５で固着されているのは取付リン グ８７である。導管２７（第１図）は、円筒壁７３の上端近傍に位置するボート ８９によって高温分解毒成分排除装置４５の内部と接続している。

取付リング８７から延び、好ましくは該リングと一体であるのは円筒壁９工であ る。この壁は壁７３と同軸であって、リング８７から下方に円筒壁７３の約２０ χの長さに延びている。円筒壁９３は円筒壁９１と円筒壁７３との間に挿入され 、かつそれらと同軸である。

円筒壁９３は円筒壁７３の内側で下方に延び、板７５から円筒壁７３の軸方向全 長の約５乃至１０χ上方の距離で終る。好適には、リング８７、板７５及びＢ３ 、円筒壁９１、及び円筒壁９３の材料は円筒壁７３の材料と同じ、すなわち３１ ６−Ｌ型ステンレススチール管材料である。長さ】、８メートルの高温分解毒成 分排除装置の場合には、後者の要素の厚さは、壁９１の内径約２４センチメート ル及び壁９３の内径３３．９センチメートルに対して略々４乃至８ミリメートル が好ましい。円筒壁９５は板７５に支えられ、板７５から上方ムこ延びている。

円筒壁９５は直径が実質的に円筒壁９１に等しく、円筒壁９１と軸方向に並んで いる。円筒壁９５は、円筒壁７３の全長の約５％乃至約１０％の高さ間隔を残す ように、円筒壁９１の末端よりも低い位置で終っている。好適には、円筒壁９５ が構成される物質はアルミナ又はアルミナと酸化チタンとの配合物のようなセラ ミック物質である。約１センチメートルの壁厚を有するムライト（商標）管材料 は、長さ約１．８メートル及び壁９３の内径約３３．９センチメートルの反応器 の円筒壁９５用として濶足すべき材料である。管材料として他の適当なセラミッ ク物質にはハイコール（商標）及びパイロセラム（商標）がある。

前記配置の結末は同軸の反応チャンバー９９によって囲まれている中央反応チャ ンバー９７であって、前者は２つのサブチャンバー、外サブチャンバー１０１及 び内サブチャンバー１０３に分けられている。ボート８９から反応器に入るガス は、下向きに外環１０１を経由し、板７５と円筒９３の下端との開方を経、上向 きに内環１０３を経由し、円筒壁９５の上端と円筒壁９１の下端との間隙を経、 さらに下向に中央反応チャンバー９７を経由し、板７５の中のボート４７を通っ て外に出ることができる。

サブチャンバー１０１及び１０３よりなる環状すなわち外側同軸反応チャンバー ９９は、１０５で示す粒状セラミック物質で実質的に充填されている。該物質は 外環１０１及び内環１０３を流れるガスに曲りくねった経路を与えるような大き さ及び形状を有するように選ばれる。さらに、該物質の形状及び大きさは、咳物 質が占める空間中に所望の空隙容積が得られるように運ばれる。該物質はオリフ ィス８９まで延びて、流４を平均１こ分布させるために外環１０１の上部に環状 空間１０７を残すだけの量が存在する。同様に、内環１０３内に入れられる物質 の量は円筒壁９５の上端の直下まで延びて、内環】０３の上端に空間１０９を残 す。この目的は、上部フランジ板及び電気フィードスルーを冷たく保つことであ る。

使用されるセラミック物質は直径１７２インチのラシヒリングの形状であるのが 好ましい。酸化アルミニウムの球状又は他の形状の粒子も好ましい。これによっ て該物質は乱流を与えるばかりでなくガス流に高温の大表面積を露呈して、化学 運動を促進させ、反応チャンバー内の炭化水素を吸着して、その滞留時間を増大 させる。このことは上記の反応を行わせるのムこ望ましい運動及び滞留時間をも たらすものである。

高温分解毒成分排除装置４５；ま複数の細長いＵ字形ヘアピン状電気抵抗加熱素 子１１１のループによって加熱される。加熱素子１１１は下向に反応チャンバー ９７の内を反応チャンバーの長さの少なくともＩ／、に等しい距離まで延びてい る。該ヒーターはセラミック取付具１１３によって板８３に取付けられる。取付 具１］３は任意の適当な耐熱絶縁材料、たとえば、石英、アルミナ、ニケイ化モ リブデン、亜クロム酸ランタン、及び三臭化ランタンであることができる。電気 ヒーター１１１への電源は板８３の上面に取付けられた電気フィードスルー１１ ５を経て供給される。防熱板１１６も取付具〕１３の直く下に備えられている。

加熱素子の上方には、良好なプロセスシールとなり、それ以上の熱損失を低減さ せるのに役立つように金属キャンプ（図示セず）を存在させることができる。

反応チャンバー９７の底部には、粒状物質１０５にｆｆ（以又は同一であること ができる多量の粒状物質すなわちセラミンク構造物１１７がある。セラミック物 質の量は反応チャンバー−９７の長さの約５％乃至１５％を占め、加熱素子１１ ７と接触しない状態にある。

ベント４７を経て反応チャンバー９７から流出する高温ガスはセラミック物質１ １７を加熱する。この保有熱は高熱効率で環下部９９のセラミック物質に転移さ れ、従って復熱装置としても、またガスゑ、冷調整システムとして役立つ。チャ ンバー９７の中の熱も円筒９５を加熱して、環状反応、帯域９９内のセラミック 粒状物質中に輻射及び熱伝導される。中央反応チャンバーの流Ｎ断面は所望の滞 留時間をもたらすように環］０１および環］０３の流量断面の約２倍である。

高温分解毒成分排除装置４５を操作する際には、ガス状有機化合物及び水蒸気（ ならびに酸素もありうる）の混合物をボート８９を経て反応器に芸人し、下向に 外環１０１内の物質上を通過させ、再び上向に環１０３内の物質中を通過させる 。この領域において、炭化水素は、前記の反応を生しるだけの時間の間、粒状物 質の高温吸着剤表面に保持される。さらに、粒状物質の形状が、適当な混合並び に有機化合物を該表面及び水蒸気と接触させて反応を行わせることを確実にする のに十分な乱流を生しさせる。ガスが円筒壁９１と円筒壁９５との間隙を通って 中央反応器９７に入るときまでには、有機化合物は少なくとも約９９″Ａが分解 している。反応チャンバー９７の中で、ガスは最高温度に遭遇して、さらに有機 化合物の完全な（少なくとも９９．９９χ）反応を確実に行い、最終の比較的無 害の流出物を生成する。次に流出物をボート４７から排出して、前記の処理にか ける。

ところで、第３Ｖに関しては、反応器内の温度変化を表わすグラフを示しである 。さらに、原ドラムで測定した一酸化炭素の量も示されている。測定したパラメ ーターはすべて時間ムこ対し、かつ実質的にすべてシクロヘキサンよりなる有機 廃棄物として図示しである。

チャンバー９７の中心部の温度は最低１６００°Ｆ（７８５’Ｃ）を僅か下回る 温度から最高１８５０°Ｆ　（１０１０°Ｃ）まで変動するのを知ることができ る。外壁の温度を、略々壁９５と壁１０９との間隙のレベルの高い位置、壁９３ の下部近傍の低い位置、及び前記２点の略々中はどの中間点の３個所で測定して 示しである。最後に、−酸化炭素のレベルはドラム内容物が加熱によって気化す る操作開始直後に実質的に上昇することがわかる。−酸化炭素のレベルは漸次低 下し、２時間３０分間の処理が丁度終った後に遂にゼロになる。−酸化炭素のゼ ロレベルを検知することによって、ドラム内容物の処理の完了を決定することが できる。

過剰の水の添加は一酸化炭素レベルを実質的に低下させ、ベントガスの環境規制 を容易にする。第４図から過剰の水か一酸化炭素の低減に及ぼす迅速な効果を示 すことがわかる。右側の尺度は一酸化炭素の百分率を表わすが、他の線は左側の 温度尺度に関係する。

次の実施例は本発明の操作をさらに説明するために示すものである。実施例は本 発明の範囲を限定するためのものではなく、本発明の範囲は下記に示す請求の範 囲によってのみ定められる。

亥！１１−上 ｃｓＬｏ及びＣ）１．ＯＨ（キシレン及びメタノール）の等景況合物に、理論量 の１３１χの水を加えて、下記質Ｒ流量条件（キログラム／分単位）のもとで、 ５×５５ガロンドラム７日の速度で処理して、二酸化炭素、−酸化炭素、及び水 素への９９．９９χよりも高い転化率を得た。

圧力 社　態　、！１ＬＬＬ　並　別、’ｊｌ　ＮＭ’／？Ｉ　工　（ＫＰＡ）再循環 　、００　０．４０　０．０５　１．２１　０．１０　２．１２　８７１　−６ ．５ベント　、００　０．５０　０．１２　１．５１　０．１２　３．０４　１ １５　＋０．５ドラム入口、００　１．２６　１．１３　１．１３　０．１４　 ３．４０　２９８　−８．１゜実ｌｌ［−１ Ｃ）１３０Ｈ及びＣｆ　３Ｃ−ＣＨ，の等景況合物及び、５ドラム／日の速度設 定に対して下記の質量流量条件（ポンド／分単位）で試験を行った。水は理論量 を使用した。試験結果は二酸化炭素、水素、及び塩化水素への９９．９９％を超 える転化率であった。

ドラム 気化　０．５７　０　０　０　０　１．２４　０再循環　、０（１０１゜７８　 ０．２０　１．４８　４．１　２７．４分解装置 入口　０．５７　０．３１　１．７Ｂ　０．２０　１．４８　４．５７　２６． ８分解装置 出口　、００　０　２．２８　０．２５　１．８５　５．１５　．２７．５ター ビン 出口　、００　０　２．２Ｂ　０．２９　１．８５　５．１５　２７．５ベント 　、００　０　０．４６　０．０５　０．３７　１．０３　２７．６水入口　、 ００　０．３１　０　０　０　０．３９　０ドラム入口　、００　０．３１　１ ．７８　０．２０　１．４８　４．４９　２５．６゜実去ｌ（−皿 メタノール及びキシレンの等置物に対し、５ドラム７日の速度設定下で、下記条 件は二酸化炭素及び水素への９９．９９χの転化率を生じることを認めた。理論 量の水を使用した。

再循環　０　０　１．１３　０．２２　０．０Ｂ　２．８４　８７１　−６．５ ベント　ＯＯＯ，９１０，１８０，０６２，３０１１５÷０．５水入口　０　０ ．６６　０　０　０　０．８５　９１−６．５ドラム大口０　０．６６　１，１ ３　０，２２　０，０８　３．６７　２９８　−８．１この結果、本発明は有機 化合物分解の改良された方法及び装置を提供することを知ることができる。有機 化合物は９９．９９％以上の良好な分解レベルで二酸化炭素、−酸化炭素、水、 及び水素に転化する。比較的小型の反応器での高処理量とともに高熱効率が得ら れる。ベントガス中に発がん物質を生しる恐れのある火炎燃焼反応中の遊離基化 学副反応は排除される。本システムは実質的に大気圧で作動し、高価な高維持費 のコンプレツサー及び厚肉高圧容器は不必要である。設備の廃棄物処理部分は、 配管又は装置から漏れる場合に、廃棄物が外部へ漏れるのを防ぐだめに大気圧以 下で操作される。ベントガスは小型ガスエンジン又はタービンの動力を回収する ための合成燃料ガスとして、化学製造原料として、又はボイラー或いは炉の燃料 として使用することができる。

本明細書に示し、記述する以外の本発明の種々の修正は前述の説明から当業者に は明かであろう。このような修正は添付請求の範囲内にあると考えている。

；令書（内容に変更なし） ＦＩＧＵＲＥ２ ＦＩＧＵＲＥ３ Ｈそ的Ｖ ＦＩＧＵＲＥ４ 手続補正書 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８７１０２１９２ ２、発明の名称 有害廃棄物処理用反応器システム ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 氏　名　ギヤロウエイ、テリー・ランドルフ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、補正の対象 委任状及訳文 図面翻訳文 目ｉ　セτ　言置　才Ｓ　去シ　牛

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．有機化合物と水とのガス状混合物を約２００℃乃至１４００℃の温度範囲を 有する第一反応帯域に導入し、該第一反応帯域は該ガス状混合物に対し有機的な 吸着剤表面を示す曲りくねった経路を有して、実質的にすべての該ガス状有機化 合物を前記水と反応させるだけの前記第一反応帯域中の滞留時間をもたらし；そ して前記第一反応帯域からの流出物を約７５０℃乃至１８２０℃の温度範囲を有 する第二反応帯域に通して、流出物中に残存する有機化合物を分解させ、かつ前 記各反応帯域における前記ガス混合物中の水の量を理論量の１００％乃至２００ ％に維持することからなる有機化合物の分解方法。
2. ２．前記第二反応帯域を前記第一反応帯域よも高い温度に保つ請求項１記載の方 法。
3. ３．前記第一反応帯域が、約１５０℃乃至１１００℃の温度範囲を有する第一サ ブ帯域、及び約１０００℃乃至約１７００℃の温度範囲を有する第二サブ帯域を 含む少なくとも２つの異なる温度範囲に保持され、前記第二サブ帯域が前記第一 サブ帯域よりも温度が高い請求項１記載の方法。
4. ４．前記ガス混合物中の水の量が理詰量の約１３１％である請求項１記載の方法 。
5. ５．前記第一反応帯域中の空隙容積が該帯域全容積の約３０％乃至約９０％であ る請求項１記載の方法。
6. ６．前記第一反応帯域中の空隙容積が全容積の約７５％である請求項１記載の方 法。
7. ７．前記ガス混合物が約２キログラム／分乃至約８キログラム／分の速度で第一 反応帯域に導入される請求項１記載の方法。
8. ８．第一反応帯域に導入されるガス混合物の流量が約３．５立方メートル／分乃 至約１９立方メートル／分である請求項１記載の方法。
9. ９．有機化合物が液体であり、該液体有機化合物を第一反応帯域に導入する前に まず気化させる請求項１記載の方法。
10. １０．前記反応帯域の少なくとも１つに、実質的に熱的に不偏な反応を維持させ るだけの量の酸素を導入させる請求項１記載の方法。
11. １１．その中を流れるガスに対して有機的な吸着剤表面を提供する曲りくねった 経路を有する第一反応帯域を形成する手段、有機化合物と水とのガス状混合物を 前記第一反応帯域に導入する手段、第二反応帯域を形成する手段、前記第一反応 帯域からの流出物を前記第二反応帯域を通す手段、前記第一反応帯域の温度を約 ２００℃乃至１４００℃の範囲に維持し、かつ前記第二反応帯域の温度を約７５ ０℃乃至約１８２０℃の範囲に維持する手段、及び前記反応帯域のいずれにおい ても少なくとも理論量に等しい水を保持する手段よりなる有機化合物分解用反応 器システム。
12. １２．前記第一反応帯域が前記第二反応帯域を取囲む環よりなる請求項１１記載 の反応器システム。
13. １３．前記第一反応帯域が共通の壁を共有する隣接する同軸の一対の環状サブ帯 域よりなる請求項１２記載の反応器システム。
14. １４．前記第一反応帯域を形成する手段が、該第一反応帯域全容積の約３０％乃 至約９０％の空隙容積を有する粒状物質を含む請求項１１記載の反応器システム 。
15. １５．前記第一反応帯域を形成する前記手段が該第一反応帯域全容積の約７５％ の空隙容積を有する粒状物質を含む請求項１１記載の反応器システム。
16. １６．前記第一反応帯域を形成する前記手段が粒状のセラミック物質を含む請求 項１０記載の反応器システム。
17. １７．両端で閉じられて中央反応チャンバーを形成する第一円筒壁、前記第一円 筒壁の軸に平行で、相互に間隔をおいて前記中央反応チャンバー内に配置された 複数の細長い加熱素子で、該中央反応チャンバーの軸寸法の少なくとも１／２ま で延びる加熱素子、前記第一円筒壁を同軸的に取囲み、かつ相互に間隔をおいて 前記中央反応チャンバーを同軸的に取囲む環状反応チャンバーを形成する第二円 筒壁、該環状反応チャンバーと該中央反応チャンバーとの間のガスの流路を与え るための該中央反応チャンバーの一端に近い第一ポート手段、該中央反応チャン バーからのガスの演出を可能にするための該中央反応チャンバーの前記端とは反 対の端に近い第二ポート手段、及び該環状反応チャンバーへガスを導入するため の第三ポート手段よりなり、該環状反応チャンバーは有機的な吸着剤表面を有す る粒状セラミック物質で少なくとも部分的に充填され、かつ該環状反応チャンバ ーを経て該第三ポート手段から該第一ポート手段に流れるガスに曲りくねった経 路を与える構造を有し，該粒状セラミック物質は該環状反応帯域全容積の約３０ ％乃至約９０％の空隙容積を有することよりなる有機化合物分解用反応器システ ム。
18. １８．前記粒状物質がラシヒリングよりなる請求項１７記載の反応器システム。
19. １９．前記粒状物質が球体よりなる請求項１７記載の反応器システム。
20. ２０．前記粒状物質がアルミナよりなる請求項１７記載の反応器システム。
21. ２１．前記加熱要素のそれぞれが二珪化モリブデンよりなる請求項１７記載の反 応器システム。
22. ２２．前記環状反応チャンバーを２つの環状サブチャンバーに分けるための前記 第一円筒壁と前記第二円筒壁との間に該第一円筒壁を同軸的に取囲む第三円筒壁 、及び前記２つの環状サブチャンバー間のガスに流路を与えるための、前記第一 ポート手段と反対の前記環状反応チャンバーの一端に近い第四ポート手段を含む 請求項１７記載の反応器システム。
23. ２３．出口端において前記中央反応チャンバーを部分的に満し、有機吸着剤表面 を与える曲りくねった経路を有する粒状セラミック物質層を含む請求項１６記載 の反応器システム。
24. ２４．前記粒状物質が占有領域の約３０％乃至約９０％の空隙容積を有する請求 項２２記載の反応器システム。