JP4627830B2

JP4627830B2 - 超臨界水酸化分解処理装置の反応容器及び反応容器の製造方法

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Publication number: JP4627830B2
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Authority: JP
Inventors: 堯民古屋; 孝之島宗
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臨界温度及び臨界圧力が３７４℃以上、２２ＭＰａ以上の超臨界水を用いた酸化分解によりポリ塩素化ビフェニル（以後、ＰＢＣ）、猛毒のダイオキシン類、その他の有機化合物等の被処理物（有害物質）を無害化処理する超臨界水酸化分解処理装置に使用される反応容器及び反応容器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超臨界状態での化学処理が良く行なわれるようになってきている。例えば、比較的に低い温度で行なわれる超臨界ＣＯ₂ では珈琲等を主に食品の抽出や化学品の分離等に使われている。
又、超臨界水の場合は基が水ではあるが、臨界温度及び臨界圧力が３７４℃以上、２２ＭＰａ以上と臨界点が極めて高いことから、通常の化学反応や、ＰＣＢ、ダイオキシン分解のような環境問題処理等の酸化処理法として使われるケースが多くなってきている。
これらは主として超臨界状態の水を溶媒として被処理物を溶解し、それに酸素と反応させることによって分解させることが行われている。即ち、超臨界水は液体であると同時に気体としての性質を有することから、気体である酸素の溶解が殆ど自由に行える。
即ち、超臨界水は液体であると同時に気体としての性質を有することから、気体である酸素の溶解が殆ど自由に行えると、上記被処理物は通常の水と異なり低分子、分散された水となっているので極めて溶解し易く、その処理条件では被処理物と酸素が殆ど自由に会合し反応することができるので、容易に酸化分解できるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、この様な強い反応が行われる反応容器では、一般に極めて強い酸化雰囲気に曝されると同時に、ダイオキシン等の有害物質の分解では徹底的に分解される故に、塩素根は塩酸となり強酸性となってしまう等から、反応液自身が強い腐食性となる結果、反応容器自身を腐蝕してしまうことが度々あった。
【０００４】
そして、この様な反応を行う超臨界水酸化分解処理装置に使用されていた従来の反応容器は、Ｎｉ基合金材料が通常使われているが、このＮｉ基合金は酸腐食に対し、化学的な面から十分な耐食性を備えているとは言えず、酸腐食による交換又は修理等のメンテナンスを短期間で行わなければならないことから、そのランニングコストの高騰を招く要因になる等の問題が有り、その改善が望まれていた。
【０００５】
そこで、この様な問題の解決策として、反応容器の内部表面をＰｔメッキ等の耐食性の物質で被覆することが試みられたが、Ｐｔは高価であり、その割には十分な耐食効果（性能）が得られないばかりか、温度の急激な上昇、降下に伴う反応容器（Ｎｉ基合金）との熱膨張差によるＰｔ膜の膜剥離等が起る問題が有る。又、Ｐｔは酸化性雰囲気では強いものの、還元性雰囲気ではＰｔの結晶成長、剥離と言う問題も有る等から、実用性に乏しいとその使用が懸念されていた。
【０００６】
そこで、本発明者はこの様な従来事情に鑑みて数々の研究を重ねた結果、本発明に至ったものであり、その目的とする処は、酸化、還元の両雰囲気中において腐食から反応容器を覆い保護することができ、しかも、耐久性が格段に高められた長期に亘り継続使用を可能にした超臨界水酸化分解処理装置に使用される反応容器と、この反応容器の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を達成するための手段】
課題を解決するために本発明は、容器本体の表面に、酸化１，還元の両雰囲気中において耐食性の高い被膜を形成してなる超臨界水酸化分解処理装置の反応容器であって、
前記被膜は、前記表面にＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属化合物を含有する塩溶液を塗布して水蒸気含有雰囲気下で熱分解反応処理を行うことで形成される微細結晶組織を有するＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属酸化物を含有する酸化物被膜であることを特徴とする。ここで、反応容器の構造形態としては、縦方円筒状のベッセル型、或いはコイル型の何れでも良い。
【０００８】
又、本発明は、前記酸化物被膜が、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属と、Ｔｉ，Ｔａから選ばれた少なくとも一種を含有する複合酸化物からなることを特徴とする。
【０００９】
又、本発明は、前記酸化物被膜が、Ｔａの含有量が２０〜５０ａｔ％であるＩｒ−Ｔａ系複合酸化物であることを特徴とする。
【００１０】
又、本発明は、前記酸化物被膜が、Ｔｉの含有量が３０〜７０ａｔ％であるＲｕ−Ｔｉ系複合酸化物であることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明では、超臨界水酸化分解処理装置に使用される反応容器に於いて、当該容器本体の表面に、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金金属を含有する塩溶液からなる塗布液を塗布した後、容器本体を水蒸気含有雰囲気下で熱分解反応処理を行うことにより、容器本体の内部表面に、酸化、還元の両雰囲気において耐食性に極めて高い微細な結晶組織からなるＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属化合物を含有する酸化物被膜を形成する反応容器の製造方法である。
【００１３】
又、本発明では、上記反応容器の製造方法において、容器本体の表面を脱脂、表面加熱処理して当該表面に酸化物層を予め形成する前処理を行った後に、酸化物被膜用の塗布液を塗布する反応容器の製造方法である。
【００１４】
又、本発明は、上記反応容器の製造方法において、酸化物被膜が、Ｔａの含有量が２０〜５０ａｔ％であるＩｒ−Ｔａ系複合酸化物であるか、又は、Ｔｉの含有量が３０〜７０ａｔ％であるＲｕ−Ｔｉ系複合酸化物であることを特徴とする。
【００１５】
又、本発明では、上記反応容器の製造方法において、塩溶液が、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属塩化物、又は、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属のアルコキシド化合物である反応容器の製造方法である。
【００１６】
而して、斯かる技術的手段によれば、超臨界水による酸化分解処理装置において最も消耗が大きい反応容器は、その表面に形成した酸化、還元の両雰囲気において耐食性に極めて高い金属化合物を含有する酸化物被膜、例えば微細な結晶からなる白金族金属酸化物を含有する酸化物被膜によって覆われ保護されることにより、高温高圧の酸化、還元の両雰囲気中に長時間曝され、尚且つ、加熱・急冷と言った過酷な環境下においても反応による酸腐食が抑制される。それにより、反応容器の耐食性、耐久性を飛躍的に高め、実用性を大きく向上することが可能になる。換言すれば、反応容器の交換又は修理等に伴うランニングコストを大幅に低減し、実用性を大きく向上することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の具体例を説明する。
容器本体１は、従来から一般的に用いられているＮｉ基合金製で、縦形円筒状のベッセル型、或いはコイル型を呈する周知の構造形態（図ではベッセル型を示す）を成し、その内部表面に、酸化、還元の両雰囲気において耐蝕性に極めて高い微細な結晶組織からなる金属酸化物を含有する酸化物被膜、例えば白金族金属酸化物を含有する酸化物被膜２を、水蒸気含有雰囲気下で熱分解反応処理を行うことにより形成する（図１拡大図参照）。この様に、酸化物被膜２により容器本体１の内部表面を覆い保護することにより、反応生成物が強酸である場合でも、酸に対する耐蝕性が極めて高くなり、耐久性が飛躍的に向上するものである。
尚、図示を省略しているが、容器本体がベッセル型の場合はベッセルそれ自身の他に、その周辺の配管類も含まれることは言うまでもないであろう。
【００１８】
本発明においては容器本体１の内部表面に形成する酸化物被膜２が、表１に示したようにＩｒ−Ｔａ系複合酸化物からなる場合、Ｔａの含有量を２０〜５０ａｔ％の範囲内に抑えることが本発明を成立させる上で重要である。
その理由は、Ｔａの含有量が２０ａｔ％以下だと、熱分解反応において均一なルチル型酸化物となるが、酸化物被膜２層に比較的に大きなひび割れが発生し易くなるからであり、５０ａｔ％を越えると、反応容器の製造条件によるが、安定なルチル型酸化物の他に酸化タンタルの非結晶又は結晶質の分離相の生成が起り、やはり酸化物被覆２層にひび割れが起り易くなるからである。
この様に、Ｉｒ−Ｔａ系複合酸化物からなる酸化物被膜２を容器本体１の内部表面に熱分解法で形成する場合にはＴａの含有量を２０〜５０ａｔ％の範囲内に抑えることが重要になる。
【００１９】
又、本発明において、容器本体１の内部表面に形成する酸化物被膜２が、表２に示したようにＲｕ−Ｔｉ系複合酸化物からなる場合、Ｔｉの含有量を３０〜７０ａｔ％の範囲内に抑えることが本発明を成立させる上で重要である。
その理由は、Ｔｉの含有量が３０ａｔ％以下だと、熱分解反応において酸化ルテニウムに酸化チタンが固溶した均一なルチル型酸化物を生成するものの、不明ではあるが、酸化物被覆２層に比較的に大きなひび割れができ易くなるからであり、７０ａｔ％を越えると、ルチル相の他に、アナターゼ相の生成が起るようになり、酸化物被覆２層が均一でなくなる恐れがあるからである。
この様に、Ｒｕ−Ｔｉ系複合酸化物からなる酸化物被膜２を容器本体１の内部表面に熱分解法で形成する場合にはＴｉの含有量を３０〜７０ａｔ％の範囲内に抑えることが重要になる。
【００２０】
次に、容器本体１の製造方法、つまり、容器本体１の内部表面に酸化物被膜２を形成する好ましい製造方法について説明すると、基材となる容器本体１のＮｉ基合金を予め活性化し、その表面に白金族金属を含有する塩溶液からなる塗布液を均一に塗布した後、条件を定めた水蒸気含有雰囲気下で熱分解法によって行う。
【００２１】
容器本体１の表面処理については特に限定されるものではないが、表面の粗面化は避けた方が良く、脱脂、表面加熱による酸化物形成処理が望ましい。その理由は、酸化物層３を予め形成することによって、容器本体１自身の耐蝕性が向上し、しかも、酸化物被膜２との結合をより高めることが可能になるからである。
そして、容器本体１の内部表面への酸化物層３の形成については特に限定されるものではないが、空気中での容器本体１の加熱処理によって行うことができる。この際の温度は、５００〜７００℃の範囲で行うことができ、水蒸気を飽和させた水蒸気雰囲気中では６００〜９００℃の範囲で行うことができる。これによって、極めて緻密で、付着性の高い酸化物層３を容器本体１の内部表面に生成することができる。
【００２２】
この様に、前処理を行って酸化物層３を生成した容器本体１の内部表面に白金族金属化合物を含有する酸化物被膜２を形成する（図２参照）。
【００２３】
酸化物被膜２を形成する白金族金属としては、耐食性に優れた特性を有するＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種、又は、これらの複合酸化物が望ましく、更に安定剤としてＴｉ、Ｔａから選ばれた少なくとも一種を含有する複合酸化物が望ましいものである。
そして、酸化物被膜２は、塩を含む水溶液やアルコール溶液等の塩溶液からなる塗布液を容器本体１の内部表面に塗布し、乾燥させた後に、酸化雰囲気中で３５０〜７００℃の温度範囲内で強制加熱による熱分解反応処理を行うことで得ることができる。
この場合、塩溶液としては、白金族金属塩化物、又は、白金族金属のアルコキシド化合物等が挙げられるが、基材である容器本体１を直製腐食する恐れがある塩化物の使用は避けた方が良い。
又、塩化物を使用する場合には含有塩素量を最小とすることが必要である。つまり、白金族金属の原料として、塩化Ｉｒ酸、塩化Ｒｕ酸、及び／又は塩化Ｒｈを使用する場合にはそれらの塩化物を予めアミルアルコール等のアルコールに溶解し、コンデンサーを付けた乾留器で加熱乾留して塩素根の少なくとも一部をアルコール基で置換させた物を使用することが望ましい。この場合、処理時間によって異なるが、５〜１０時間の処理で５０〜７０％の塩素根がアルコール基に置換される。
この様にして加工された塩をイソブルビルアルコールやブチルアルコール等のアルコールや水に溶解することで、酸化物被膜用の塗布液とする。
【００２４】
そして、ＴｉやＴａは塩化物ではなく、ブチルリタネートや、ブチルタンタレート等のアルコキン金属塩を使用することが望ましい。
この様にして作製された酸化物被膜用の塗布液を基材である容器本体１の内部表面に塗布するものであるが、その塗布方法としては特に限定されるものではないが、できるだけ均一にムラ無く塗布することが重要である。
通常は刷毛塗りや、吹き付け等で行った後に室温で自然乾燥を行い。更に必要に応じて１１０℃程度の温度で強制乾燥を行う。この様にして乾燥させた後に熱分解反応処理を行うが、この熱分解反応処理は水蒸気を飽和させた水蒸気含有雰囲気下で４００〜７００℃の温度範囲で熱分解反応処理を行うことにより、酸化、還元の両雰囲気中において耐食性に極めて高い微細な結晶組織からなる酸化物被膜２を容器本体１の内部表面に形成することができる。この時の熱分解時間は特に限定されるものではないが、望ましくは１０〜１５分程度である。
【００２５】
又、酸化物被膜２を形成するに当り、水蒸気含有雰囲気下で熱分解反応処理を行うことで、残留する塩素の除去と同時に、酸化物被膜２層の均一化が図られ、しかも、緻密な酸化物層が得られる。つまり、酸化、還元の両雰囲気において耐食性に極めて高い微細な結晶組織の酸化物層からなる酸化物被膜２層を容器本体１の内部表面に形成することができる。
【００２６】
又、酸化物被膜２を形成するに当り、その塗布液の一回の塗布量として、熱分解反応による被膜の厚さ（ｎｍ）は１００〜３００程度が望ましく、これを数回から１０回程度、又は必要に応じて更に数回繰り返すことで、所定膜厚（ｎｍ）の酸化物被膜２を形成するやり方が良い。
その理由は、一回当たりの膜厚を厚くすると、緻密な酸化物被膜２ができ難くなり、多孔質化し易くなると言った問題が生じるからである。又、熱分解反応処理において揮発物質が揮発しながら酸素と置き換わって酸化物になるものと考えられるため、当然これらの揮発物質のために酸化物被膜２は多孔化し易いことから、前述した塗布→乾燥→熱分解作業を繰り返し行うことで、酸化、還元の両雰囲気において耐食性に極めて高い微細な結晶組織の緻密な酸化物層からなる酸化物被膜２を容器本体１の内部表面に形成することができる。
【００２７】
尚、塩素根を全く含まない塩を原料とした場合には、熱分解処理を水蒸気含有雰囲気下ではなく、大気中で行っても良いが、前述したように緻密な酸化物層からなる酸化物被膜２を容器本体１の内部表面に形成するためには水蒸気雰囲気中が望ましいものである。
【００２８】
この様にして容器本体１の内部表面に形成された酸化物被膜２は、酸化、還元の両雰囲気において耐食性に極めて高いとされる微細な結晶組織からなる酸化物層からできており、又それらの集合体からできている。そして、前述した熱分解反応処理により形成された酸化物被膜２には点在する僅かに貫通孔が残り、この貫通孔の存在により、容器本体１の急激な温度の上昇、降下に伴う熱膨張差（容器側と被膜側との伸縮差）による酸化物被膜２の破壊防止、そして剥離防止が図られるものである。
従って、本発明では貫通孔が点在して残る酸化物被膜２の形成（生成）が重要である。
【００２９】
酸化物被膜２を作る白金族金属の材料選択は使用する超臨界条件によって決定すれば良いが、高い場合にはＩｒが望ましく、特にＩｒに対し、安定剤としてａｔ％で２０〜５０程度のＴａを含有させた複合材料が良い。これによって、酸化物被膜２がより緻密化になる。
又、Ｒｕについては酸化物の結晶化温度が低いのでその形成（生成）が容易ではあるが、塩素根が残り易いので、使用には注意が必要となる。
【００３０】
実施例１
Ｎｉ合金製で、縦形円筒状のベッセル型反応容器（容量１００ｍｌ）を使用し、その内部表面に、Ｉｒ−２０〜５０ａｔ％Ｔａからなる見掛け膜厚が３０００ｎｍの酸化物被膜２を数回に分けた薄膜生成（塗布→乾燥→熱分解反応処理）により形成した。
ここで、Ｉｒ原料として塩化Ｉｒ（ＩｒＣｌ３）、Ｔａ原料としてブチルタンタレート（Ｔａ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）５）を使用した。塩化Ｉｒはアミルアルコールに溶解し、還流器を具備する加熱蒸留装置に入れ、温度９０℃で１０時間還流を継続する。これにより、塩化Ｉｒの塩素根の一部にアミルアルコールと置換し、略３／４の塩素根が除かれた。このＩｒ原料液にブチルタンタレートを加えて酸化物被膜２の塗布液とした。
又、反応容器はアセトン（洗浄溶液）により内部表面を脱脂した後、７００℃の水蒸気気流中にて１時間処理を行って反応容器の内部表面をＮｉ酸化物とした。そして、このＮｉ酸化物の内部表面に、塗布液を塗布して室温（略２５℃）で自然乾燥した後、１１０℃で強制乾燥し、更に７００℃の水蒸気含有雰囲気下で１０分間熱分解反応処理を行った。この塗布→乾燥→熱分解反応処理を１０回繰り返して見掛け膜厚３０００ｎｍの酸化物被膜２を容器本体１の内部表面に形成した。
【００３１】
この様にして容器本体１の内部表面に形成したＩｒ−２０〜５０ａｔ％Ｔａの各組成範囲からなる酸化物被膜２の表面状態を実体顕微鏡で観察して見た。又、同時に作った平板試料（試験片厚さ：１ｍｍ）についてエックス線回折により酸化物被膜２の結晶相を調べた。
又、室温（略２５℃）〜６５０℃の範囲で加熱急冷する耐久性試験を行った。この昇温（加熱）、降温（急冷）時間は夫々３分とした。
又、ＰＣＢやダイオキシン類の分解生成物を想定して、１０００ｐｍｍの塩酸（ＨＣＩ）を含有する純水を入れ、臨界温度及び臨界圧力が６５０℃、２５ＭＰａの超臨界状態で１０時間保持する耐食性試験を行った。そして、比較例として酸化物被膜を形成していないＮｉ合金製で、ベッセル型反応容器（従来品）を使用し、同様の耐食性試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１から分かるように、Ｉｒ−２０〜５０ａｔ％Ｔａの何れの組成範囲においてもひび割れのない平滑な表面が認められた。又、結晶層がルチル型で、結晶サイズが１００ｎｍであることが分かった。更に、加熱、冷却を繰り返しても酸化物被膜２に、剥離は全く認められなかった。
又、耐食性試験においても酸化物被膜２を形成した本発明の反応容器には腐食等の変化が全く認められなかった。一方、比較例の従来の反応容器においてはかなり酷く腐食されていることが確認された。
【００３４】
又、酸化物被膜２により覆われ保護された本発明の反応容器を用い、反応ガスとして空気を使い、そして、処理液としてＰＣＢ５０００ｐｐｍを含有する水溶液を用い、臨界温度及び臨界圧力が６５０℃、２５ＭＰａの超臨界状態にてＰＣＢの酸化分解を試みたところ、ＰＢＣは略完全に酸化分解されて無害化されたことが確認された。この時、反応容器の腐食は全く認められず、又、酸化物被膜２の剥離等も全く認められず、耐久性が格段に改善且つ向上されていることが認められた。
【００３５】
実施例２
実施例１詳述と同様の反応容器を使用し、その内部表面に、Ｒｕ−３０〜７０ａｔ％Ｔｉからなる見掛け膜厚が２５００ｎｍの酸化物被膜２を数回に分けた薄膜生成（塗布→乾燥→熱分解反応処理）により作成した。
ここでは、アセトン（洗浄溶液）により反応容器の内部表面を脱脂し後、この内部表面に塩化Ｒｈのイソプロピルアルコール水溶液を塗布液とし、この塗布液を刷毛により塗布して室温（略２５℃）で自然乾燥した後、１８０℃で更に水分並びに遊離の塩素を揮散させた。次に、６５０℃の水蒸気含有雰囲気下で１０分間熱分解反応処理を行った。この塗布→乾燥→熱分解反応処理を１０回繰り返して見掛け膜厚２５００ｎｍの酸化物被膜２を容器本体１の内部表面に形成した。
【００３６】
この様にして容器本体１の内部表面に形成したＲｕ−３０〜７０ａｔ％Ｔｉの各組成範囲からなる酸化物被膜２の表面状態を実体顕微鏡で観察して見た。又、同時に作った平板試料（試験片厚さ：１ｎｍ）についてエックス線回折により得られた酸化物被膜２の結晶相を調べた。
又、酸化物被膜２の耐久性（膜剥離等）を調べるために、室温（略２５℃）〜６５０℃の範囲で加熱急冷試験を行った。この昇温（加熱）、降温（急冷）時間は夫々３分とした。
又、酸化物被膜２の高温耐食性を調べるために、ＰＣＢやダイオキシン類の分解生成物を想定して、１０００ｐｍｍの塩酸（ＨＣＩ）を含有する純水を入れ、臨界温度及び臨界圧力が６５０℃、２５ＭＰａの超臨界状態で１０時間保持する試験を行った。そして、比較例として酸化物被膜を形成していないＮｉ合金製で、ベッセル型反応容器を使用し、同様の試験を行った。その結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】

【００３８】
表２から分かるように、Ｒｕ−３０〜７０ａｔ％Ｔｉの何れの組成範囲においてもひび割れのない平滑な表面が認められた。又、結晶相がルチル型で安定であり、結晶サイズが１００ｎｍであることが分かった。更に、加熱、冷却を繰り返しても酸化物被膜２に、剥離は全く認められなかった。
又、耐食性試験においても酸化物被膜２を形成した本発明の反応容器には腐食等の変化が全く認められなかった。一方、比較例の従来の反応容器においては実施例１と同様に表面が腐食していることが確認された。
【００３９】
実施例３
実施例１詳述と同様の容器本体を使用し、その内部表面に、Ｒｈ−２０〜８０ａｔ％Ｒｕとし、これにテトラプチルタネートをＲｕと同じ添加量（ａｔ％）になるように添加してなる見掛け膜厚が３０００ｎｍの酸化物被膜２を数回に分けた薄膜生成（塗布→乾燥→熱分解反応処理）により作成した。
ここでは、実施例１詳述と同様に７００℃の水蒸気気流中にて１時間処理を行って反応容器の内部表面をＮｉ酸化物とした。そして、このＮｉ酸化物の内部表面に、前述した塗布液を塗布して室温（略２５℃）で自然乾燥した後、１１０℃で強制乾燥した。そして、水蒸気を３０％混合させた６００℃の水蒸気含有雰囲気下で１０分間熱分解反応処理を行った。この塗布→乾燥→熱分解反応処理を１０回繰り返して見掛け膜厚３０００ｎｍの酸化物被膜２を反応容器の内部表面に形成した。
【００４０】
この様にして容器本体１の内部表面に形成されたＲｈ−２０〜８０ａｔ％Ｒｕの各組成範囲からなる酸化物被膜２はルチル型結晶層を有し、塩素根は殆ど確認されなかった。
又、反応容器は、ＰＣＢ、ダイオキシン類等の被処理物が腐食性である場合でも、実施例１及び２と同様に耐食性が安定であり、酸化物被膜が形成されていない比較例の反応容器に比べても寿命が１０倍以上あることが確認された。
【００４１】
【発明の効果】
本発明超臨界水酸化分解処理装置の反応容器及び反応容器の製造方法は、叙上の如く構成してなることから下記の作用効果を秦する。
▲１▼．超臨界水による酸化分解処理装置において最も消耗が大きい反応容器は、その表面に形成された酸化、還元の両雰囲気において耐食性に極めて高い微細な結晶組織からなる白金族金属酸化物を含有する。例えば、２０〜５０ａｔ％のＴａを含有するＩｒ−Ｔａ系複合酸化物、又は、３０〜７０ａｔ％のＴｉを含有するＲｕ−Ｔｉ系複合酸化物からなる酸化物被膜によって覆われ保護されてなることから、超臨界水条件における臨界温度及び臨界圧力下の雰囲気中でも腐食を起すことが無く、そして温度の急激な上昇、降下に伴う熱膨張差による剥離が無い極めて安定であり、長期に亘る継続使用に対する高い信頼性が得られる。
【００４２】
▲２▼．脱脂、表面加熱処理により、酸化物被膜との結合を強化する酸化物層を生成した反応容器の表面に塩溶液からなる塗布液を塗布し、反応容器を水蒸気含有雰囲気下で熱分解反応処理を行うことにより、その表面に酸化物被膜を形成するようにことから、反応容器との結合が酸化物層により効果的に改善される。それにより、酸化物被膜の反応容器に対する結合（接合性）がより一層効果的に強化され、耐久性が格段に改善された高い信頼性の反応容器を製作し得る。
【００４３】
従って、本発明によれば、従来の反応容器に比べて耐食性、耐久性が格段に高められ、交換又は修理等に伴うランニングコストを大幅に低減し、長期に亘り継続使用を可能にした実用化上の効果が大きい超臨界水酸化分解処理装置に使用される反応容器と、この反応容器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明反応容器の実施形態の一例を示した正面図で、一部を切欠断面して示す
【図２】本発明反応容器の他の実施形態を示した要部拡大図
【符号の説明】
１：容器本体２：酸化物被膜
３：酸化物層

Claims

容器本体の表面に、酸化、還元の両雰囲気中において耐食性の高い被膜を形成してなる超臨界水酸化分解処理装置の反応容器であって、
前記被膜は、前記表面にＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属化合物を含有する塩溶液を塗布して水蒸気含有雰囲気下で熱分解反応処理を行うことで形成される微細結晶組織を有するＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属酸化物を含有する酸化物被膜であることを特徴とする超臨界水酸化分解処理装置の反応容器。
前記酸化物被膜が、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属と、Ｔｉ，Ｔａから選ばれた少なくとも一種を含有する複合酸化物からなることを特徴とする請求項１記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器。
前記酸化物被膜が、Ｔａの含有量が２０〜５０ａｔ％であるＩｒ−Ｔａ系複合酸化物であることを特徴とする請求項２記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器。
前記酸化物被膜が、Ｔｉの含有量が３０〜７０ａｔ％であるＲｕ−Ｔｉ系複合酸化物であることを特徴とする請求項２記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器。
容器本体の表面に、酸化，還元の両雰囲気中において耐食性の高い被膜を形成してなる超臨界水酸化分解処理装置の反応容器の製造方法であって、
容器本体の表面にＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属を含有する塩溶液からなる塗布液を塗布した後、容器本体を水蒸気含有雰囲気下で熱分解反応処理を行うことにより、容器本体の表面に、微細な結晶組織からなるＩｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属化合物を含有する酸化物被膜を形成することを特徴とする超臨界水酸化分解処理装置の反応容器の製造方法。
容器本体の表面を脱脂、表面加熱処理して当該表面に酸化物層を予め形成する前処理を行った後に、塗布液を塗布することを特徴とする請求項５記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器の製造方法。
前記酸化物被膜が、Ｔａの含有量が２０〜５０ａｔ％であるＩｒ−Ｔａ系複合酸化物であることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器の製造方法。
前記酸化物被膜が、Ｔｉの含有量が３０〜７０ａｔ％であるＲｕ−Ｔｉ系複合酸化物であることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器の製造方法。
前記塩溶液が、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属塩化物であることを特徴とする請求項５記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器の製造方法。
前記塩溶液が、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の白金族金属のアルコキシド化合物であることを特徴とする請求項５記載の超臨界水酸化分解処理装置の反応容器製造方法。