JP2001198449A - 水熱反応方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒の阻害物質を効率よく分離して、高温で
効率よく窒素化合物を分解することができる水熱反応方
法および装置を提案する。 【解決手段】 水熱反応器１に窒素化合物を含む被反応
物２と酸化剤４を供給して、臨界または亜臨界状態で水
熱反応を行い、窒素化合物を分解し、反応物を不溶化装
置７に導入して触媒の阻害物質を不溶化し、不溶化した
阻害物質を分離器１１で分離したのち、反応物を触媒反
応器１４に導入して反応物に含まれるアンモニアおよび
／またはＮ₂Ｏを分解して処理物２１を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物分解、エネ
ルギー生成または化学物質製造を行うための水熱反応方
法および装置、特に窒素化合物を含有する被反応物につ
き水の超臨界または亜臨界状態下で水熱反応を行うのに
好適な水熱反応方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水熱反応は水の超臨界または亜臨界状態
で、被反応物を酸化反応や加水分解反応させて廃棄物を
分解したり、エネルギーを生成したり、化学物質を製造
したりする方法である。このうち特に有機物を含む被反
応物と酸化剤を水の超臨界または亜臨界状態で反応させ
ることにより酸化反応を生じさせ、被反応物中の有機物
を短時間でほぼ完全に分解する水熱反応が注目されてい
る。

【０００３】水熱反応により被反応物中の有機物を酸化
分解する場合、被反応物、酸化剤および水を加圧、加熱
し反応器へ供給して反応させる。この場合、被反応物に
予め適性量の水を含む場合は、水を供給する必要はな
い。反応の結果有機物は酸化分解され、水と二酸化炭素
からなる高温高圧の流体と、乾燥またはスラリー状態の
灰分や塩類等の固体を含む反応生成物が得られる。反応
生成物は例えば冷却後に減圧され、液分とガス分に分離
される。その際固体はフィルタ等により減圧弁の前で分
離されたり、または減圧後に分離される。また、高温高
圧状態において固体状で存在する塩類は、冷却した段階
で液相の水に溶解するため、固体として分離する機構は
必要ない場合がある。

【０００４】このような水熱反応で酸化分解する際、被
反応物中に窒素化合物、特にアンモニア性窒素または有
機性窒素が含まれる場合、その分解過程で生成するアン
モニアの反応速度が低いので、このアンモニアを高効率
で分解して窒素までに転換するためには、酸化分解温度
を高温にし、また反応時間を長くする必要がある。これ
を実現するには反応器の材質としてより耐熱性の高い材
料を用い、また反応器の大型化を図る必要があり、シス
テムの大型化、高価格化を招く。また、アンモニアの分
解反応の副産物として亜酸化窒素Ｎ₂Ｏが生成する。一
般に反応温度を高くしていくとＮ₂Ｏは減少する傾向に
あるが、一般的な水熱反応条件下でこれを高効率に減少
させるのは困難である。なお、Ｎ₂Ｏは排出基準は設け
られていないが、温暖化係数が高いガスであるため、そ
の、排出量を低減することが望ましい。従って、アンモ
ニアの分解率を高め、なおかつ副産物Ｎ₂Ｏの分解率も
高めることは困難とされていた。

【０００５】従来このような窒素化合物を含む被反応物
を水熱条件下で酸化分解させる方法として、アンモニア
の分解率を高めるために触媒を用いる方法が提案されて
いる（ig. Z. Yi. Ding, E. F. Gloyna Texas Uni
v.）。これは例えばＭｎＯ₂／ＣｅＯ₂を触媒として用い
ることにより４１０℃〜４７０℃、２７ＭＰａの条件で
触媒が無い条件では殆ど分解しないＮＨ₃を、触媒を通
すことにより約４０％分解することを確認している。こ
のように、水熱反応に触媒を組合わせる事により低温
で、および／または小型の反応器で窒素化合物を含む被
反応物を酸化分解する事は可能であるが、被反応物に触
媒を劣化させる物質が存在し、あるいは反応過程で劣化
物質が生成する場合は、触媒能力を低減させるので実際
の使用は困難である。

【０００６】特開平１１−１５６３７９号には、アンモ
ニア分解の副産物であるＮ₂Ｏを触媒分解するために、
反応生成物を冷却したのち、気液分離し、そのガス分を
再加熱して触媒分解する方法が提案されている。これは
気液分離することにより、触媒の阻害物質である水、Ｓ
Ｏｘ等を液相に、またＮ₂Ｏをガス相に分離して触媒分
解能力の劣化を防いでいる。しかしながらこの方法で
は、気液分離後のガスを再加熱する必要があり、再加熱
用のエネルギーもしくは、再加熱機構（熱交換器を含
む）が必要となり、システムが高価、複雑になる欠点を
有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、小型
の装置を使用して、比較的低温かつ短時間に窒素化合物
を含有する被反応物を水熱反応により分解し、触媒の阻
害物質を効率よく分離して、高温で効率よく窒素化合物
を分解し、アンモニアおよび／またはＮ₂Ｏを含まない
処理物を効率よく得ることができる水熱反応方法および
装置を提案することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は次の水熱反応方
法および装置である。 （１） 窒素化合物を含有する被反応物を水の超臨界ま
た亜臨界状態で水熱反応を行う水熱反応工程と、反応物
から触媒の阻害物質を臨界温度以上において不溶化した
状態で分離する阻害物質分離工程と、阻害物質を分離し
た反応物を触媒と接触させてアンモニアおよび／または
Ｎ₂Ｏを分解する触媒反応工程とを含む水熱反応方法。 （２） 反応物中の阻害物質を不溶化させる不溶化工程
を阻害物質分離工程以前に含む上記（１）の方法。 （３） 窒素化合物を含有する被反応物を水の超臨界ま
た亜臨界状態で水熱反応を行う水熱反応器と、反応物か
ら触媒の阻害物質を臨界温度以上において不溶化した状
態で分離する阻害物質分離器と、阻害物質を分離した反
応物を触媒と接触させてアンモニアおよび／またはＮ₂
Ｏを分解する触媒反応器とを含む水熱反応装置。 （４） 反応物から阻害物質を不溶化させる不溶化装置
を含む上記（３）の装置。

【０００９】本発明において水熱反応とは、超臨界また
は亜臨界状態の高温高圧の水の存在下に被反応物を酸化
反応等させることを意味する。ここで超臨界状態とは３
７４℃以上、２２ＭＰａ以上の状態である。また亜臨界
状態とは例えば３７４℃以上、２．５ＭＰａ以上２２Ｍ
Ｐａ未満あるいは３７４℃以下、２２ＭＰａ以上の状
態、あるいは３７４℃以下、２２ＭＰａ未満であっても
臨界点に近い高温高圧状態をいうが、３７４℃以上、
２．５ＭＰａ以上２２ＭＰａ未満の状態が好ましい。

【００１０】被反応物は水の超臨界または亜臨界状態で
酸化反応、加水分解反応等の水熱反応の対象となる物質
であって、窒素化合物、特にアンモニア性窒素、有機性
窒素等の水熱反応によりアンモニアを生成する窒素化合
物を含むものである。具体的な被反応物としては、電子
部品工場等から排出される排液や、有機性排水処理工程
で生成する余剰汚泥などがあげられる。このような被反
応物は酸化剤と混合した状態で反応器に導入され、水熱
反応を受ける。酸化剤としては、過酸化水素等の過酸化
物、空気等の酸素含有ガスなどがあげられる。

【００１１】被反応物が有機物と酸化剤を含む場合、こ
れらは別々にあるいは混合して反応器に供給して水熱反
応が行われる。このような水熱反応系は被反応物のほか
に水が存在し、さらに必要により触媒や中和剤等が添加
される場合があるが、これらも被反応物と混合して、あ
るいは別々に反応器に供給することができる。酸化剤と
しては空気等の酸素含有ガスを使用可能である。

【００１２】本発明で用いられる水熱反応器は超臨界ま
たは亜臨界状態で水熱反応を行うように、耐熱、耐圧容
器で形成される。反応熱により超臨界または亜臨界状態
に達しない場合には外部に加熱手段を設けることができ
る。このような水熱反応器により超臨界または亜臨界状
態で水熱反応を行うと、通常被反応物の有機物は酸化剤
によって酸化されて最終的に水と二酸化炭素に分解さ
れ、あるいは加水分解により低分子化する。

【００１３】本発明では窒素化合物を含む被反応物につ
いて水熱反応を行うと、窒素化合物は分解してアンモニ
アが生成する。生成するアンモニアの大部分は水熱反応
により酸化されて窒素ガスに転換されるが、アンモニア
の酸化反応の副産物としてＮ ₂Ｏが生成する。こうして
反応物中にアンモニアおよび／またはＮ₂Ｏが残留する
場合がある。

【００１４】水熱反応器には被反応物供給路、酸化剤供
給路、反応物取出路が設けられる。超臨界または亜臨界
状態で水熱反応を行う水熱反応器に被反応物および酸化
剤を供給するためには、被反応物供給路および酸化剤供
給路はそれぞれ高圧の供給ポンプを有するように構成す
る。被反応物と酸化剤が混合されている場合には、共用
の供給路を用いることができる。

【００１５】本発明では反応物中に残留するアンモニア
および／またはＮ₂Ｏを触媒反応器において酸化し分解
するが、その触媒反応工程は反応物を積極的に冷却する
ことなく（ただし後続工程における自然冷却は許容され
る）、水熱反応の熱を利用して反応を行う。ところが反
応器から出る反応物をそのまま触媒層に導入して触媒反
応を行うと、次第に触媒活性が低下する。その原因を調
べたところ、反応物に含まれる触媒の阻害物質が触媒の
表面に吸着され、または析出して活性を低下させること
がわかった。

【００１６】このような阻害物質としては食塩、硫酸ナ
トリウム、リン酸ナトリウム等の塩、アルミナ、シリカ
等の固形物、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のア
ルカリ、塩化水素、フッ化水素等の酸などがあげられ
る。これらは触媒毒として作用するもののほか、触媒表
面を被覆することにより活性を低下させるものなどがあ
る。このような阻害物質は被反応物中に元々含まれてい
たもの、ならびに水熱反応により生成するものも含まれ
る。これらは反応物中に不溶化物として分散しているも
ののほか、反応物中に溶解しているものでも触媒層と接
触することによりそのまま吸着され、あるいは不溶化物
として析出するものなどがある。

【００１７】臨界温度以上の水の中では、大部分の塩等
の固形物は溶解せず、不溶化した状態で存在する。この
ため本発明ではこのような阻害物質を臨界温度以上すな
わち３７４℃以上において不溶化した状態で阻害物質分
離器により分離した後、反応物を触媒反応器に導入して
アンモニアを酸化分解する。この阻害物質分離工程に先
立って、反応物中の阻害物質を不溶化させる不溶化工程
を行うのが好ましい。

【００１８】不溶化工程は、反応物中に存在している阻
害物質を不溶化して分離を容易にするためのものであ
り、アルカリや酸の場合は中和により不溶化することが
できる。塩の場合は臨界温度以上では固体または溶融塩
として不溶化状態で存在し、流体状の反応物から分離可
能な状態にある。不溶化装置としては中和剤等の不溶化
剤の添加手段、および必要により攪拌混合手段を有する
反応槽が使用できる。

【００１９】阻害物質分離器は、上記により不溶化した
阻害物質、あるいは元々不溶化状態で存在する阻害物質
を臨界温度以上で反応物から分離するように構成され
る。分離手段としては濾過、重力分離、遠心分離等の通
常の固液分離または固気分離で採用される分離手段がそ
のまま採用できる。不溶化と同時に分離を行ってもよ
く、凝集、結晶成長等の分離促進手段を併用してもよ
い。また阻害物質分離器はゼオライト等の吸着剤を用
い、気体または液体状の阻害物質を吸着により分離する
ようにしてもよい。

【００２０】触媒反応器は阻害物質を除去した反応物を
導入して触媒層と接触させ、アンモニアおよび／または
Ｎ₂Ｏを酸化分解するように構成される。アンモニアを
酸化するための酸化触媒としては、例えばＣｕＯ／Ａｌ
₂Ｏ₃、Ｒｈ／ＺｎＯ、Ｒｈ／ＴｉＯ₂、ＭｎＯ₂／ＣｅＯ
₂等があげられる。Ｎ₂Ｏ分解触媒としてはＣｕＯ／Ａｌ
₂Ｏ₃等があげられる。これらの触媒は１種単独で、また
は複数種を組合せて使用することができる。またこれら
の触媒成分を必要により担持材に担持させて、粒状に成
形し、触媒層を形成することができる。粒状物の形状は
球形、円筒形、不定形など任意である。

【００２１】触媒反応は、水熱反応の反応物を実質的に
冷却することなく処理することにより水熱反応の温度に
近い温度で反応を行うことができる。

【００２２】本発明の水熱反応方法および装置では、水
熱反応器において、窒素化合物を含有する被反応物を水
の超臨界また亜臨界状態で水熱反応を行い、阻害物質分
離において反応物から触媒の阻害物質を臨界温度以上に
おいて不溶化した状態で分離し、阻害物質を分離した反
応物を触媒反応において、触媒と接触させてアンモニア
および／またはＮ₂Ｏを分解することにより、反応物に
含まれるアンモニアおよび／またはＮ₂Ｏを分解する。

【００２３】臨界温度以上では塩は不溶化物として存在
するので、反応物からの分離は容易であり、分離後も水
熱反応の温度を維持することができる。不溶化工程を含
む場合は、不溶化装置において反応物から阻害物質を不
溶化することにより阻害物質の分離を容易にすることが
できる。

【００２４】このようにして阻害物質を除去した反応物
を触媒と接触させることにより、水熱反応の熱を利用し
て残留するアンモニアおよび／またはＮ₂Ｏを効率よく
酸化分解することができる。反応物を一旦冷却すると、
アンモニアおよび／またはＮ ₂Ｏの分解は困難であり、
また反応物をそのまま、触媒層と接触させると触媒活性
が低下するが、阻害物質を除去して酸化を行うことによ
り、触媒の性能低下なしに反応を行うことができる。こ
のほか反応物を気液分離することなくそのまま酸化を行
うため、水熱反応のために添加された酸化剤をそのまま
アンモニアの酸化に利用することができる。

【００２５】アンモニアを分解した処理物は冷却、減圧
して気液分離により、ガス分と液分に分離される。上記
の反応によりＮ₂Ｏその他の不純物が生成または残留す
る場合には、これらの処理をさらに行うことができる。
このほか通常の水熱反応に採用される後処理は同様に行
うことができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、小型の装置を使用し、
比較的低温かつ短時間に窒素化合物を含有する被反応物
を水熱反応により分解し、生成するアンモニアおよび／
またはＮ₂Ｏを効率よく除去することができる。この場
合触媒の阻害物質を臨界温度以上において不溶化した状
態で分離するため、簡単な装置で効率よく分離し、触媒
の活性低下を防止することができる。そして阻害物質を
分離した後反応物を触媒酸化することにより、触媒活性
を低下させることなく、水熱反応の熱および酸化剤を利
用して効率よくアンモニアおよび／またはＮ₂Ｏを分解
して、アンモニアおよび／またはＮ₂Ｏを含まない処理
物を得ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図１は実施形態の水熱反応装置を示すフ
ロー図である。

【００２８】図１において、１は水熱反応器であって、
耐熱、耐圧性材料により中空状に形成され、被反応物槽
２からポンプＰ１を有する被反応物供給路３が、また酸
化剤供給源４からポンプＰ２を有する酸化剤供給路５が
上部に連絡している。水熱反応器１の下部から反応物取
出路６が不溶化装置７に連絡している。不溶化装置７は
空の容器からなり、不溶化剤槽８から不溶化剤供給路９
が連絡している。不溶化装置７から移送路１０が分離器
１１に連絡している。

【００２９】分離器１１は内部にフィルタ１２を有し、
上部の出口側から移送路１３が触媒反応器１４の下部に
連絡している。フィルタ１２としてはステンレス鋼、ハ
ステロイ、インコネ、ルチタン等の焼結金属やポーラス
セラミックスなどの孔径０．１〜１０μｍ程度の多孔質
材が使用できる。分離器１１の下部には不溶化物排出路
１５が連絡し、上部には洗浄流体供給路１６が連絡して
いる。触媒反応器１４には支持床１７，１８間に酸化触
媒を充填した触媒層１９が形成され、上部から調圧弁２
０を有する処理物取出路２１が系外へ連絡している。

【００３０】上記の装置による水熱反応方法は、水熱反
応器１に被反応物槽２から被反応物供給路３を通してポ
ンプＰ１により被反応物を供給し、同時に酸化剤供給源
４から酸化剤供給路５を通してポンプＰ２により空気等
の酸化剤を供給し、超臨界または亜臨界状態で水熱反応
を行い、被反応物に含まれる有機物その他の被酸化性物
質を酸化分解する。このとき被反応物中に含まれるアン
モニア性窒素または有機性窒素成分が分解してアンモニ
アを生成するが、このアンモニアの大部分は酸化分解さ
れて窒素に転換する。アンモニアの酸化反応の副産物と
してＮ₂Ｏが生成し、反応物中にはアンモニアおよび／
またはＮ₂Ｏが残留する場合がある。

【００３１】水熱反応器１の反応物はそのまま反応物取
出路６を通して不溶化装置７に導入する。水熱反応の反
応物中に含まれる触媒の阻害物質が不溶化して分離可能
になっている場合には不溶化装置７を省略することがで
きるが、不溶化していない場合にはここで不溶化する。
不溶化装置７は反応物と不溶化剤とが混合できるように
空の容器が用いられているが、攪拌機を設けてもよい。

【００３２】不溶化処理は、不溶化剤槽８から不溶化剤
供給路９を通して不溶化剤を供給し、反応物と混合して
阻害性物質を不溶化する。例えば阻害物質が酸、アルカ
リの場合には、不溶化剤としてアルカリまたは酸を注入
して中和することにより不溶化することができる。アル
カリ、酸のような不溶化剤は０．１〜１０重量％程度の
水溶液として添加するのが好ましい。

【００３３】こうして阻害物質を不溶化した反応物は移
送路１０から分離器１１に導入してフィルタ１２により
不溶化物を臨界温度以上において濾過分離し、分離した
不溶化物は不溶化物排出路１５から排出する。ここで分
離を促進するための凝集等の操作を行ってもよい。不溶
化物を分離した反応物は移送路１３から触媒反応器１４
に送る。フィルタ１２が目詰まりしたときは洗浄流体供
給路１６から洗浄流体を導入してフィルタ１２の逆洗を
行い、目詰まりの原因物質を剥離させ、不溶化物排出路
１５から排出する。

【００３４】触媒反応器１４では反応物を触媒層１９に
通過させることにより、アンモニアおよび／またはＮ₂
Ｏを分解する。このときアンモニアの酸化に必要な酸素
は反応物中に残留する空気等の酸化剤をそのまま利用す
ることができる。触媒反応器１４に導入される反応物は
水熱反応器１の反応物を積極的に冷却することなく、水
熱反応の熱を利用して触媒反応を行うため、分解が困難
なアンモニアおよび／またはＮ₂Ｏを効率的に分解する
ことができる。

【００３５】反応物中にアンモニアとＮ₂Ｏとが含まれ
る場合も、同一の触媒反応器で分解することができる
が、別の触媒を別の反応器に充填してそれぞれを分解し
てもよい。触媒反応によりアンモニアおよび／またはＮ
₂Ｏを分解した処理物は処理物取出路２１から取り出
し、調圧弁２０を通して減圧し、冷却後気液分離により
ガス分と液分に分離される。

【００３６】上記の説明において、不溶化装置７は必ず
しもなくてもよく、また設ける場合でも阻害物質と不溶
化剤との反応形態により、構造等は変更することができ
る。例えば反応速度が速い場合には、水熱反応器１、反
応物取出路６、移送路１０または分離器１１に直接不溶
化剤を注入して不溶化反応を行うようにしてもよく、場
合によっては被反応物槽２に注入してもよい。また分離
器１１は濾過分離形式のものを示したが、重力分離、遠
心分離など他の形式でもよく、またこれらを複合したも
のでもよい。いずれの場合も一般に使用されている分離
装置がそのまま使用できる。触媒反応器１４も触媒の種
類によって構造を変化させることができ、下向流式、横
流式でもよい。

【００３７】図２は他の実施形態の分離器を示す断面図
である。この実施形態では中空状の容器からなる分離器
１１の上部に複数のフィルタ１２ａ、１２ｂが設けられ
ていて、それぞれの内側上部に弁２２ａ、２２ｂを有す
る洗浄流体供給路１６ａ、１６ｂが連絡している。移送
路１３はフィルタ１２ａ、１２ｂの両方の上部に連絡し
ている。２３は不溶化物排出路１５に設けられたシャッ
タである。

【００３８】上記の分離器では図１のようにフィルタ１
２が１個の場合と同様にフィルタ１２ａ、１２ｂの両方
を使用し不溶化物の濾過分離が行われるが、フィルタ１
２ａ、１２ｂが目詰まりしたときは弁２２ａ、２２ｂの
どちらか一方を開いて一方の洗浄流体供給路１６ａ、１
６ｂから洗浄流体を送って一方のフィルタ１２ａ、１２
ｂを洗浄する。これにより反応物の流れを止めることな
く洗浄を行うことができる。剥離した不溶化物はシャッ
タ２３を開いて不溶化物排出路１５から排出する。

【００３９】図３は別の実施形態の分離器を示す断面図
である。この実施形態では分離器１１は中空の容器から
なり、中間部に移送路１０が連絡し、上部に移送路１３
が連絡して重力分離により不溶化物を分離するように構
成されている。移送路１０は接線方向に連絡してもよ
く、また半径方向に連絡してもよい。後者の場合その先
端部にサイクロン２４を設けることができる。２５は不
溶化物排出路１５に設けられたシャッタ２３を閉じるク
ランプである。

【００４０】上記の分離器１１による不溶化物の分離
は、移送路１０から反応物を分離器１１に導入して重力
分離により行う。反応物を接線方向に導入するときは全
体がサイクロンとして機能し、重力分離に加えて遠心分
離による分離も行われる。移送路１０の先端部にサイク
ロン２４を設ける場合も同様である。重力により沈降し
た不溶化物はクランプ２５を外してシャッタ２３を開く
ことにより不溶化物排出路１５から取り出される。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例について
説明する。各例中、％は重量％である。

【００４２】実施例１ 被反応物としてＣＨ₃ＣＯＯＮＨ₄ ５０００ｐｐｍ水溶
液を酸化剤としての等量の３０％Ｈ₂Ｏ₂水溶液と混合し
て水熱反応器に導入し、６００℃、２５ＭＰａで６０分
間水熱反応を行った。反応物を触媒反応器に導入し、４
００℃、２５ＭＰａの条件下で触媒層Ｒｈ／ＴｉＯ₂に
通過させ、反応物中のアンモニアの酸化分解を行った。
２０分後、触媒反応器の出口液を評価した結果、ＮＨ₃
の残存濃度は５０ｐｐｍであった。

【００４３】実施例２ 実施例１において被反応物として、実施例１で用いた被
反応物にＮａＣｌを５０００ｐｐｍ添加した水溶液を用
い、更に、水熱反応器と、触媒反応器の間にハステロイ
焼結金属フィルタを有する分離器を設置した以外は実施
例１と同様に行った。ＮＨ₃の残存濃度は７０ｐｐｍで
あった。

【００４４】比較例１ 実施例１において、反応物を触媒反応器で触媒層に通過
させなかった以外は、実施例１と同様に行った。ＮＨ₃
の残存濃度は９００ｐｐｍであった。

【００４５】比較例２ 被反応物として、実施例１で用いた被反応物にＮａＣｌ
５０００ｐｐｍ添加した水溶液を用いた以外は実施例
１と同様に行った。ＮＨ₃の残存濃度は６００ｐｐｍで
あった。

【００４６】実施例３ 実施例２において、ＮａＣｌの代わりにＨＣｌを１００
０ｐｐｍ添加した水溶液を被反応物とし、反応物に５０
００ｐｐｍ水酸化ナトリウム水溶液を反応当量注入して
中和して不溶化したのち分離器で分離する以外は、実施
例２と同様に行った。ＮＨ₃の残存濃度は７０ｐｐｍで
あった。

【００４７】比較例３ 比較例２において、ＮａＣｌの代わりにＨＣｌを１００
０ｐｐｍ添加した水溶液を被反応物とし、反応物に５０
００ｐｐｍ水酸化ナトリウム水溶液を反応当量注入して
中和して不溶化したのち分離器で分離する以外は、比較
例２と同様に行った。ＮＨ₃の残存濃度は６００ｐｐｍ
であった。

【００４８】実施例４ ＣＨ₃ＣＯＯＮＨ₄ ５０００ｐｐｍと、等量の３０％Ｈ
₂Ｏ₂水溶液を含む被反応物を空気と混合して６５０℃、
２５ＭＰａで２分間水熱反応を行ったところ、得られた
反応物のガス中から２０００〜２５００ｐｐｍのＮ₂Ｏ
が検出された。この反応物を触媒反応器に導入し、４０
０℃、２５ＭＰａの条件下で触媒層Ｒｈ／ＺｎＯに通過
させ、反応物中のＮ₂Ｏの酸化分解を行った。２０分
後、触媒反応器から排出されたガス分を評価した結果、
Ｎ₂Ｏ残存濃度は５０ｐｐｍであった。

【００４９】実施例５ 実施例４において被反応物として、実施例４で用いた被
反応物にＮａＣｌを５０００ｐｐｍ添加した水溶液を用
い、更に、水熱反応器と、触媒反応器の間にハステロイ
焼結金属製フィルタを有する分離器を設置した以外は実
施例１と同様に行った。Ｎ₂Ｏの残存濃度は７０ｐｐｍ
であった。

【００５０】比較例４ 実施例４において、反応物を触媒反応器で触媒層に通過
させなかった以外は、実施例４と同様に行った。Ｎ₂Ｏ
の残存濃度は２０００〜２５００ｐｐｍであった。

【００５１】比較例５ 被反応物として、実施例４で用いた被反応物にＮａＣｌ
５０００ｐｐｍ添加した水溶液を用いた以外は実施例
４と同様に行った。Ｎ₂Ｏの残存濃度は１０００ｐｐｍ
であった。

【００５２】実施例６ 実施例５において、ＮａＣｌの代わりにＨＣｌを１００
０ｐｐｍ添加した水溶液を被反応物とし、反応物に５０
００ｐｐｍ水酸化ナトリウム水溶液を反応当量注入して
中和して不溶化したのち分離器で分離する以外は、実施
例５と同様に行った。Ｎ₂Ｏの残存濃度は７０ｐｐｍで
あった。

【００５３】比較例６ 比較例５において、ＮａＣｌの代わりにＨＣｌを１００
０ｐｐｍ添加した水溶液を被反応物とし、反応物に５０
００ｐｐｍ水酸化ナトリウム水溶液を反応当量注入して
中和して不溶化したのち分離器で分離する以外は、比較
例５と同様に行った。Ｎ₂Ｏの残存濃度は８００ｐｐｍ
であった。

【００５４】以上の結果より、触媒反応によりアンモニ
アおよびＮ₂Ｏの分解が促進されること、塩類、酸のよ
うな阻害物質が存在すると触媒の分解能が低下するこ
と、ならびに阻害物質を不溶化して不溶化物を分離する
ことにより、アンモニアおよびＮ₂Ｏの分解率が阻害物
質が存在しない場合と同程度まで回復することがわか
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の水熱反応装置のフロー図である。

【図２】他の実施形態の分離器の断面図である。

【図３】別の実施形態の分離器の断面図である。

【符号の説明】

１ 水熱反応器 ２ 被反応物槽 ３ 被反応物供給路 ４ 酸化剤供給源 ５ 酸化剤供給路 ６ 反応物取出路 ７ 不溶化装置 ８ 不溶化剤槽 ９ 不溶化剤供給路 １０、１３ 移送路 １１ 分離器 １２、１２ａ、１２ｂ フィルタ １４ 触媒反応器 １５ 不溶化物排出路 １６、１６ａ、１６ｂ 洗浄流体供給路 １７、１８ 支持床 １９ 触媒層 ２０ 調圧弁 ２１ 処理物取出路 ２２ａ、２２ｂ 弁 ２３ シャッタ ２４ サイクロン ２５ クランプ

フロントページの続き (71)出願人 598124412 ジェネラル アトミックス インコーポレ イテッド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン ディエゴ ジェネラル アトミックス コ ート 3550 (72)発明者 ダビッド エー ハズルベック アメリカ合衆国 92020 カリフォルニア 州 エルカジョン リブ オーク ドライ ブ 486 (72)発明者 ダビッド ダブリュー オードウェイ アメリカ合衆国 92020 カリフォルニア 州 パウウェイ フランシン テラス 12883 (72)発明者 畠 康彦 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 堀 謙三 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 中山 哲 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D050 AA13 AB17 AB34 AB35 BB01 BB09 BC01 BC02 BC04 BC06 CA15 CA16 4D059 AA05 BC01 BC02 BC05 BC10 DA44 DA47 4G069 AA03 BA04B BB04B BC35B BC71B CA04 CA10 CA11 DA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒素化合物を含有する被反応物を水の超
   臨界また亜臨界状態で水熱反応を行う水熱反応工程と、 反応物から触媒の阻害物質を臨界温度以上において不溶
   化した状態で分離する阻害物質分離工程と、 阻害物質を分離した反応物を触媒と接触させてアンモニ
   アおよび／またはＮ₂Ｏを分解する触媒反応工程とを含
   む水熱反応方法。
2. 【請求項２】 反応物中の阻害物質を不溶化させる不溶
   化工程を阻害物質分離工程以前に含む請求項１の方法。
3. 【請求項３】 窒素化合物を含有する被反応物を水の超
   臨界また亜臨界状態で水熱反応を行う水熱反応器と、 反応物から触媒の阻害物質を臨界温度以上において不溶
   化した状態で分離する阻害物質分離器と、 阻害物質を分離した反応物を触媒と接触させてアンモニ
   アおよび／またはＮ₂Ｏを分解する触媒反応器とを含む
   水熱反応装置。
4. 【請求項４】 反応物から阻害物質を不溶化させる不溶
   化装置を含む請求項３の装置。