JPH084707B2 - 有機ハロゲン化合物の分解方法 - Google Patents

有機ハロゲン化合物の分解方法

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JPH084707B2 JP63284098A JP28409888A JPH084707B2 JP H084707 B2 JPH084707 B2 JP H084707B2 JP 63284098 A JP63284098 A JP 63284098A JP 28409888 A JP28409888 A JP 28409888A JP H084707 B2 JPH084707 B2 JP H084707B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、有機ハロゲン化合物を効率良く分解するこ
とができる高温プラズマによる有機ハロゲン化合物の分
解方法に関する。ここで、高温プラズマとは、電子のみ
ならず重い粒子の温度も高く、ほぼ熱平衡状態にあるプ
ラズマのことで、低温プラズマに対する用語である。ち
なみに、低温プラズマとは、電子温度は高温プラズマと
同様に例えば104Kぐらいと高いが、イオンや原子などの
重い粒子の温度が例えば300〜500Kというように電子温
度よりも格段に低く、非平衡状態にあるプラズマのこと
である。
フロンガス,トリクロロエチレン等の有機化合物中に
フッ素,塩素,臭素を含む有機ハロゲン化合物は、溶
剤,冷媒,消化剤等に幅広くかつ大量に使用されてお
り、産業における重要性が高い。しかしながら、これら
の化合物は揮発性が高く、産業で使用されるものの多く
が、大気,水,土壌等の環境中へ放出され、その結果、
オゾン層の破壊,発がん性物質の生成,変異原性物質の
生成等、環境に対し、深刻な影響を与えることが指摘さ
れている。
(従来の技術) 産業から排出されるこれらの化合物は、濃度の低い場
合が多く、適当な排出抑制技術が見い出されていない。
又、使用済みの有機ハロゲン化合物を廃棄処理する場合
には、その反応性が極端に低いため、適切な分解処理方
法がないのが現状である。
分解処理方法として従来より報告されているものは、
主に高温での燃焼技術である。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この方法では、大量の炭化水素等の燃
料と共に有機ハロゲン化合物を燃焼させるため、エネル
ギー効率が極端に低く、又、燃料タンクや燃焼炉が大型
のため、装置全体を小形化することができない。更に、
燃焼に伴って発生する遊離ハロゲンが高温の炉壁と接触
し、特に、有機フッ素化合物を燃焼させた場合には、炉
の腐蝕が甚だしい。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、フロン,トリクレン等の有機ハロゲン化合物を
低濃度であっても高効率で分解することができる有機ハ
ロゲン化合物の分解方法を実現することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者は、有機ハロゲン化合物を容易に分解できる
方法について鋭意研究を続けてきた。この結果、高周
波,マイクロ波による誘導加熱方式あるいは直流加熱方
式等によって生成された高温プラズマを用いた分解方法
を見出した。これは、高温プラズマ状態下では物質が非
常に反応性に富む現象を利用したもので、有機ハロゲン
化合物のような難分解性化学物質を短時間で分解できる
ことに基づくものである。
すなわち、請求項1の発明は、高温プラズマ中に有機
ハロゲン化合物を導入し、有機ハロゲン化合物の分解を
行うようにしたことを特徴とする有機ハロゲン化合物の
分解方法である。
請求項2の発明は、高温プラズマ中に有機ハロゲン化
合物と共に水を導入するようにしたことを特徴とする有
機ハロゲン化合物の分解方法である。
請求項3の発明は、高温プラズマ中に有機ハロゲン化
合物と共に金属化合物を導入するようにしたことを特徴
とする有機ハロゲン化合物の分解方法である。
高温プラズマ反応装置は、誘導加熱型、直流加熱型等
のものを含み、分解される有機ハロゲン化合物は、気
体,液体及び固体のすべてを含み、0.1ppmから100%ま
での濃度範囲で分解が可能である。又、分解を促進させ
るため、又は分解生成物を安定な化合物とするため、
水,水素,空気,酸素,金属酸化物等を添加してもよ
い。
(作用) 高温プラズマ状態下では、電子のエネルギーが高く、
このような電子が有機ハロゲン化合物と衝突し、分子間
の結合を切ることによって化合物の分解が行われ、又、
高温プラズマの状態では、電子エネルギーによる分解に
加えて、高熱により分解が行われるものと思われる。
従って、請求項1の発明では、高温プラズマ中に有機
ハロゲン化合物を導入し、有機ハロゲン化合物の分解を
行い、請求項2の発明では、請求項1の発明に加えて、
高温プラズマ中に有機ハロゲン化合物と共に水を導入
し、有機ハロゲン化合物の分解を行う。又、請求項3の
発明では、請求項1の発明に加えて、高温プラズマ中に
有機ハロゲン化合物と共に金属化合物を導入し、有機ハ
ロゲン化合物の分解を行う。
(発明の効果) 本発明によれば、高温プラズマ状態下でエネルギーの
高い電子が有機ハロゲン化合物と衝突し、分子間の結合
を切ることによって有機ハロゲン化合物の分解が行われ
るとともに、高温プラズマ状態における高熱によっても
有機ハロゲン化合物の分解が行われる。このため、廃棄
物中あるいは排気ガス中のフロンやトリクレン等有機ハ
ロゲン化合物を低濃度であっても高効率で分解すること
ができる。従って、この分解効率の向上により、大量の
有機ハロゲン化合物を分解処理することが可能となる共
に、装置の小形化や簡易化が図られ、更には、可搬性の
分解装置とすることができる。又、本発明は、溶剤,発
泡剤,冷媒,噴射剤として利用される各種の揮発性有機
ハロゲン化合物について、発生源および排気物からの排
出抑制に利用できるものである。そして、ポリ塩化ビフ
ェニル等の固体状有機ハロゲン化合物をも高効率で分解
することも可能である。
(実施例) 以下、本発明の実施例を示すが、その前に本発明を実
施するための高周波誘導プラズマ装置を図面を用いて説
明する。図中1は誘導プラズマ発生部(トーチ)であ
り、トーチ1は、石英等の絶縁性物質で形成された円筒
状の管2,ガス供給ノズル3および管2の周囲に巻回され
たRFコイル4等によって構成されている。ガス供給ノズ
ル3には、複数の孔5が穿たれており、孔5は、図示し
ていないが、アルゴンガス源や有機ハロゲン化合物源に
接続されている。又、RFコイル4は、図示していない高
周波電源に接続されている。更に、高温プラズマが形成
されるために、管2は二重に形成され、その二重管の間
には冷却水が流されて、管を冷却するように構成され
る。トーチ1の下部には、トーチ内部と連通したチャン
バー6が接続され、更にこのチャンバー6は分解ガス処
理部7に接続されている。なお、トーチ1の上部の孔5
からアルゴンガスと被分解物質とを共に供給するように
構成しないで、トーチ1の側部に孔を設け、被分解物質
は側部の孔から、形成されたプラズマフレームFの途中
に導入するようにしても良い。このように構成すること
により、高温プラズマをより安定化させることができ
る。
図示した装置において、まず、ガス供給ノズル3に穿
たれた孔5から、例えば、アルゴンガスを供給すると共
に、RFコイル4に高周波で駆動する。この状態で、プラ
ズマを点火し、その後、アルゴンガスに加えて、フロン
ガスの如く有機ハロゲン化合物を孔5を介してプラズマ
フレームF中に導入された有機ハロゲン化合物は、高温
によりあるいは高温プラズマ中の高エネルギーの電子と
の衝突により分子間結合が切られ、高い効率で分解され
る。分解された分子は、チャンバー6を介して分解ガス
処理部7に導入され、該処理部において、例えば、分解
されたガスは水に吸収される等して、環境に排出されな
い。
[実施例1] 表1は有機ハロゲン化合物であるトリクロロフルオロメ
タン(いわゆるフロン−11…CC13F)の分解を行った場
合の実施例を示している。上記したように、最初にアル
ゴンガスをトーチ1内に導入してプラズマを点火後、ア
ルゴンガスと共にトリクロロフルオロメタンを単独で又
は分解促進用試薬と共に高温プラズマ中に導入した。実
験装置では、前述の添附図面に示した構成に加え、チャ
ンバー6と分解ガス処理部7との間にガスクロマトグラ
フ装置を配置して、高温プラズマからのガスの定性およ
び定量分析を行った。
又、使用した誘導プラズマ装置の諸条件は、次の通り
である。
アルゴンガス 40/min 高周波源 プレート電圧 6kV プレート電流 2.2A 周波数 4MHz 反応圧力 1気圧 (反応圧力が0.1気圧以上であれば、高温プラズマとな
る。) 表1からわかるように、フロンガスを単独で高温プラ
ズマ中に導入した場合、フロン分解率は99%以上となっ
た。しかし、大量の炭素がチャンバー6の管壁に付着し
た。又、フロンガスと共に水素ガスを導入した場合に
は、分解反応は分解率62%まで進行し、炭素の析出は抑
えられないことが判明した。これに対して、フロンガス
と共に水を混入すると、分解率は99%以上を達成できる
と共に、炭素の生成が著しく抑制されることが明らかと
なった。この場合、気相には塩化水素等のハロゲン化水
素および少量のハロゲンガスが検出された。
水素ガスや水の代わりに酸化カルシウム等の金属化合
物を混合すると、塩化カルシウム、フッ化カルシウ等の
金属ハロゲン化物が得られた。この場合にも、分解率は
99%以上であった。
[実施例2] 表2は1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロメタ
ン(いわゆるフロン−113…CC12FCC1F2)の分解を行っ
た実施例を示している。この実施例でも、フロン−11と
同様に、フロンガスだけでも分解率は99%以上となった
が、フロンガスに水を混入すると、分解率が99%以上で
更に、炭素の生成が著しく抑制されることが見出され
た。
又、使用した誘導プラズマ装置の諸条件は、実施例1
の場合と同一である。
【図面の簡単な説明】
添附図面は本発明の方法を実施するのに使用する誘導プ
ラズマ装置の一例を示す図である。 1……トーチ、2……管、3……ガス供給ノズル、4…
…RFコイル 5……孔、6……チャンバー、7……分解ガス処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 6/10 301 7/00 (72)発明者 肥沼 豊 茨城県つくば市小野川16番3 工業技術院 公害資源研究所内 (72)発明者 相澤 玲司 茨城県つくば市小野川16番3 工業技術院 公害資源研究所内 (72)発明者 櫛山 暁 茨城県つくば市小野川16番3 工業技術院 公害資源研究所内 (72)発明者 小林 悟 茨城県つくば市小野川16番3 工業技術院 公害資源研究所内 (72)発明者 大内 日出夫 茨城県つくば市小野川16番3 工業技術院 公害資源研究所内 (72)発明者 久保田 喜郎 東京都昭島市武蔵野3丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 天野 高伸 東京都昭島市武蔵野3丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 平川 祥治 東京都昭島市武蔵野3丁目1番2号 日本 電子株式会社内 審査官 石井 良夫 (56)参考文献 特開 昭62−33527(JP,A) 特開 昭58−6231(JP,A) 特開 昭51−129868(JP,A) 特開 昭61−78423(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高温プラズマ中に有機ハロゲン化合物を導
    入し、有機ハロゲン化合物の分解を行うようにしたこと
    を特徴とする高温プラズマによる有機ハロゲン化合物の
    分解方法。
  2. 【請求項2】高温プラズマ中に有機ハロゲン化合物と共
    に水を導入するようにしたことを特徴とする請求項1記
    載の有機ハロゲン化合物の分解方法。
  3. 【請求項3】高温プラズマ中に有機ハロゲン化合物と共
    に金属化合物を導入するようにしたことを特徴とする請
    求項1記載の有機ハロゲン化合物の分解方法。
JP63284098A 1988-08-31 1988-11-10 有機ハロゲン化合物の分解方法 Expired - Fee Related JPH084707B2 (ja)

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