有机废物的处理设备和处理方法.pdf

一种有机废物的处理设备包括用于输入并分解有机废物以及将分解的有机废物作为处理过的流体排出的反应容器。反应容器包括由耐腐蚀材料制成的内容器，由耐压材料制成的外容器，外容器通过一个间隙环绕内容器，以及在所述外容器外部用于连接所述间隙和所述内容器的所述连接管，从而控制间隙内部与内容器内部处于实际上相等的压力。内容器具有用于将输入的有机废物加热到高于水的临界点的温度的加热区、用于在高于水的临界点下保持并分解有机废物的反应区、以及用于将含有有机废物分解产物的处理过的流体冷却到低于100℃的冷却区。间隙适于充入高压的水或双氧水。

1.  一种有机废物处理设备，包括：
用于输入和分解有机废物、并将分解的有机废物作为处理过的流体排出的反应容器；
所述反应容器包括：
由耐腐蚀材料制成的内容器；
由耐压材料制成的外容器，所述外容器通过一个间隙环绕所述内容器；以及
连接管，所述连接管在所述外容器外部用于连接所述间隙和所述内容器，从而控制所述间隙内部和所述内容器内部处于实际上相等的压力；
所述内容器具有用于将所述输入的有机废物加热到高于水的临界点的温度的加热区、用于将所述有机废物保持在高于水的临界点的温度并分解所述有机废物的反应区、以及用于将含有所述有机废物分解产物的所述处理过的流体冷却到低于100℃的冷却区；以及
所述间隙适于充入高压的水或双氧水。

2.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于：
所述连接管设置有装在其中部的热交换器。

3.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于：
所述内容器是由钛、钽或钛钯制成；以及
所述外容器是由低碳钢、不锈钢或镍合金制成。

4.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于：
所述内容器的所述反应区的温度在高于所述水的临界点的温度以上，达到500℃。

5.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于：
所述内容器和所述外容器设置成在所述加热区、所述反应区和所述冷却区的边界上容易地拆卸。

6.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于：
所述内容器的一个端部固定在所述外容器上，所述内容器的另一端部通过一个吸收由于热量在所述内容器与所述外容器之间产生的延伸差的结构连接到所述外容器上。

7.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于，还包括：
将所述有机废物输入所述内容器的输入管；
所述输入管的一个端部固定在所述外容器上；
所述输入管的另一端部延伸到所述内容器的反应区中；
由此所述有机废物和所述水或所述双氧水在所述反应区中混合并反应。

8.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于，还包括：
由高温下强化的材料制成的管，所述管环绕用于从所述内容器排出所述处理过的流体的管设置，从而形成双管结构；以及
在排出所述处理过的流体的所述管与由高温下强化的材料制成的所述管之间的密封件；
其中：
从所述内容器排出所述处理过的流体的所述管穿过所述外容器；
由高温下强化的所述材料制成的所述管固定在所述外容器上，从而形成所述外容器与所述内容器之间的所述间隙和由高温下强化的所述材料制成的所述管与排出所述处理过的流体的所述管之间的空间相连的结构；以及
所述外容器与所述内容器之间的所述间隙中的所述高压流体由所述密封件密封。

9.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于：
所述内容器的所述反应区是一个圆柱形容器，所述圆柱形容器包括具有不同内径的多个圆柱或者沿所述圆柱形容器纵向交替安装的多个分馏板。

10.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于，还包括：
多个分隔阀，每个分隔阀分别装在如下的一根管线中：将所述有机废物输入所述反应容器的管线、排出由所述反应容器处理的所述处理过的流体的管线、将所述外容器内部和所述内容器内部控制在实际相等的压力的所述连接管，从而控制所述内容器内部的所述压力高于所述外容器内部的所述压力；以及
检测所述内容器与所述外容器之间的内部压力差的单元，从而用于检测所述内容器的泄露。

11.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于，还包括：
测量所述内容器与所述外容器之间的所述间隙中充入的所述水或所述双氧水的氢离子浓度或电导率的单元，从而用于检测所述内容器的泄露。

12.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于，还包括：
除了用于输入所述有机废物和水的管线外，将包括用于将由空气、氧气或臭氧组成的氧化剂输入所述反应容器的管线。

13.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于，还包括：
支架，所述支架装有滑轮，从而可以水平运动；
其中，所述反应容器装在所述支架上，形成当温度升高时允许所述反应容器热延伸的结构。

14.  如权利要求1所述的有机废物处理设备，其特征在于，还包括：
贮存所述有机废物的罐；
将所述有机废物输入所述反应容器的泵；
贮存所述双氧水的罐；
将所述双氧水输入所述反应容器的泵；
减小所述处理过的流体的压力的背压调节器；
将所述处理过的流体分离成分解气体和分解液体的气—液分离器；
收集所述分解液体的罐；以及
内部控制成负压的防护罩或箱子；
其中，所述反应容器、贮存所述有机废物的所述罐、将所述有机废物输入所述反应容器的所述泵、减小所述处理过的流体的压力的所述背压调节器、将所述处理过的流体分离成分解气体和分解液体的所述气—液分离器以及收集所述分解液体的所述罐被安装在所述防护罩或所述箱子中。

15.  一种有机废物处理方法，包括：
将用于分析放射性元素的液体闪烁计数器产生的废物液体作为所述有机废物输入如权利要求1所述的有机废物处理设备中；以及
由如权利要求1所述的有机废物处理设备处理所述有机废物。

16.  一种处理有机废物的方法，包括：
预先在输入如权利要求1所述的有机废物处理设备的所述有机废物中加入氢氧化钠；以及
由如权利要求1所述的有机废物处理设备处理所述有机废物。

17.  一种处理有机废物的方法，包括：
预先在输入如权利要求1所述的有机废物处理设备的所述有机废物中加入诸如铵或甲酸的还原剂，用于将所述有机废物中的硝酸根离子转化成氮；以及
由如权利要求1所述的有机废物处理设备处理所述有机废物。

18.  一种处理有机废物的方法，包括：
由如权利要求1所述的有机废物处理设备处理所述有机废物；
将来自所述处理设备的所述处理过的流体分离成分解气体和分解液体；以及
使所述分解气体接触碱性溶液，从而从所述分解气体中收集锝或碘。

19.  一种处理有机废物的方法，包括：
由如权利要求1所述的有机废物处理设备处理所述有机废物；以及
利用臭氧、双氧水或紫外线分解来自所述处理设备的所述处理过的流体中含有的有机成分。

20.  一种处理有机废物的方法，包括：
由如权利要求1所述的有机废物处理设备处理所述有机废物；
将来自所述处理设备的所述处理过的流体分离成分解气体和分解液体；以及
利用离子交换法、沉淀法或萃取法分离所述分解液体中含有的放射性核素。

21.  一种处理有机废物的方法，包括：
由如权利要求1所述的有机废物处理设备处理所述有机废物；
将所述分解液体增稠形成最终废物和已分解的液体；
将最终废物形成稳定的固体；以及
将所述已分解的液体排放到大海中。

有机废物的处理设备和处理方法
相关申请的交叉引用
本申请是基于2003年8月19日提交的在先日本专利申请No.2003-295480，并且本申请要求该专利申请的优先权利益。该专利申请的全部内容在此引用作为参考。
技术领域
本发明涉及用于安全和连续地分解含有多氯联苯(PCB)、聚氯乙烯或放射性物质等的有机废物的有机废物处理设备和处理方法。
背景技术
近些年，在有关土壤环境问题方面，对包括诸如多氯联苯(PCB)的有害物质、诸如氟利昂气体的分解阻滞物质、诸如聚氯乙烯的树脂或放射性物质进行处理是一个大的问题。一般地，有机废物通过焚烧进行处理。但是，通过这种焚烧处理方法，出现了很多问题，产生了诸如二恶英和氮氧化物的有毒物质，并且需要大规模的设备收集这些有毒物质。
近些年，作为分解有机物的一种方法，使用超过水的临界点(温度374℃，压力22.1MPa)的高温和高压水(超临界水)的方法引起关注。超临界状态是指超过临界温度和临界压力的物质状态，而临界温度和临界压力是一种化合物固有的物理量。在此状态下的物质被称为超临界流体。
例如，将有机物、水以及含有氧和氧化分解有机物的流体在超过水的临界点的超临界状态下进行混合的方法是公知的(参见下面给出的专利文献1)。超临界水具有液体和气体之间的内在性质，并且选择性地与有机物和氧混合，从而可以在短时间内高效地氧化分解有机物。
作为实现这些反应的反应容器的结构，可以使用一种容器类型的反应容器(参见专利文献2)。容器型反应容器的结构是，反应容器的上部在超临界条件下使用，其下部在液体条件下使用。有机废物和氧从反应容器的上部进入，有机物分解得到的二氧化碳从反应容器的上部流出，无机物从下部排出。这种反应容器的优点是，在超临界水中具有低溶解度的无机物可以收集在下部的水中。
对于容器型的反应容器的上部，为了保持超临界水条件，需要对废物和氧化剂预热。因此，需要一个进入孔，用于将高温和高压下的废物和氧化剂送入高温和高压下的反应容器中。进入孔的结构可以焊接在反应容器上，或者拧在反应容器上。从而当产生废物的温度突然降低的现象时，在反应容器与废物进入孔之间产生温度差。结果，在它们之间产生延伸差，从而在它们之间形成间隙，导致泄露。因此，希望反应容器的结构和组成，应尽可能地不产生温度差。
并且，作为处理腐蚀性物质的设备，提出了在压力容器内装有抗腐蚀内容器的多种反应容器。例如，在下面给出的专利文献3中，在上述的容器型反应容器的内部，装有抗腐蚀容器，并且抗腐蚀容器的内部和外部利用高压空气控制在实际相同的压力下。当使用高压空气时，如果在作业过程中压力容器形成针孔，则用于维持压力相同的空气喷射到系统外部。当空气从高压释放到低压时，产生非常大的体积膨胀，从而与使用液体相比，具有大的潜在危险。
从上面的描述看出，需要开发更安全的处理设备，用于彻底将有机废物分解和反应成目标物质。
[专利文献1]日本专利公报No.Hei 1-38532
[专利文献2]日本专利No.2726293
[专利文献3]日本专利公开No.Hei 9-85075
发明内容
本发明的一个目的是提供一种有机废物的处理设备和处理方法，可用于安全和连续地分解含有多氯联苯(PCB)、聚氯乙烯或放射性物质等的有机废物。
根据本发明的一个方面，提供一种有机废物的处理设备，包括用于输入并分解有机废物以及将分解的有机废物作为处理过的流体排出的反应容器。反应容器包括由耐腐蚀材料制成的内容器，由耐压材料制成的外容器，外容器设置成通过一个间隙环绕内容器，以及在外容器外部将间隙和内容器连接的连接管，从而控制间隙内部与内容器内部处于实际上相等的压力。内容器具有用于将输入的有机废物加热到高于水的临界点的温度的加热区、用于在高于水的临界点下保持并分解有机废物的反应区、以及用于将含有有机废物分解产物的处理过的流体冷却到低于100℃地冷却区。间隙适于充入高压的水或双氧水。
根据本发明的另一个方面，提供一种如上所述的有机废物处理设备，还包括贮存有机废物的罐、将有机废物输入反应容器的泵、贮存双氧水的罐、将双氧水输入反应容器的泵、减小处理过的流体的压力的背压调节器、将处理过的流体分离成分解气体和分解液体的气-液分离器、收集分解液体的罐以及内部控制到负压的防护罩或箱子。这里，反应容器、贮存有机废物的罐、将有机废物输入反应容器的泵、减小处理过的流体的压力的背压调节器、将处理过的流体分离成分解气体和分解液体的气-液分离器以及收集分解液体的罐安装在防护罩或箱子中。
根据本发明的再一个方面，提供一种有机废物处理方法，包括如下步骤：将用于分析放射性元素的液体闪烁计数器产生的废物液体作为有机废物输入如上所述的有机废物处理设备中，并通过如上所述的有机废物处理设备处理有机废物。
根据本发明，可以提供一种有机废物的处理设备和处理方法，用于安全和连续地分解含有多氯联苯、聚氯乙烯或放射性物质等的有机废物。
附图说明
当通过参考以下的详细描述并结合附图更好地理解本发明时，将容易获得对本发明更完全的理解以及本发明很多附带的优点。在附图中：
图1是表示根据本发明第一实施例的、有机废物处理设备的反应容器的剖视图；
图2是表示根据本发明第一实施例变型的、有机废物处理设备的反应容器的剖视图；
图3是表示用于验证本发明第一实施例效果的实验数据的表；
图4是表示用于验证本发明第二实施例效果的实验数据的曲线；
图5是表示根据本发明第三实施例的、有机废物处理设备的反应容器的入口的剖视图；
图6是剖视图，表示根据本发明第三实施例的、有机废物处理设备的反应容器的出口；
图7是剖视图，表示根据本发明第三实施例的、有机废物处理设备的反应容器的出口的另一个例子；
图8是表示根据本发明第五实施例的、有机废物处理设备的反应容器的剖视图；
图9是表示根据本发明第五实施例变型的、有机废物处理设备的反应容器的剖视图；
图10是表示根据本发明第六实施例的、有机废物处理设备的反应容器的剖视图；
图11是表示用于验证本发明第六实施例效果的实验数据的表；
图12是表示根据本发明第七实施例的、有机废物处理设备的反应容器的剖视图；
图13是表示根据本发明第七实施例变型的、有机废物处理设备的反应容器的剖视图；
图14是表示根据本发明第八实施例的有机废物处理设备的框图；以及
图15是表示用于验证本发明第十实施例效果的实验数据的表。
具体实施方式
下面将参考附图，其中相似的参考标号在所有的几幅图中表示相同或对应的部分，对其的详细解释将省略。下面将参考附图描述本发明的实施例1到11。
实施例1
本发明的第一实施例将参考图1、2和3进行解释。
图1表示根据本发明的该实施例，装在有机废物处理设备中的反应容器34的剖视图。即，在用于将包括废物1和水或双氧水2的待处理流体连接地送入反应容器34并连续地从反应容器34排出的该处理设备中，其中反应容器34保持在水的临界点以上的环境下，反应容器34是一个包括外容器6和内容器7的双容器。内容器7和外容器6通过装在外容器6外部的连接管8互相连接，从而内容器7的内部压力实际上等于外容器6的内部压力。
在图1中，废物1送入反应容器34的内容器7，水或双氧水2送入反应容器34的内容器7和外容器6之间的间隙。
这里，图1表示的反应容器34仅是示意性的，从而间隙没有在图1中表示。至于间隙，需要参考下面描述的图5。在图5中，清楚地表示了反应容器34的内容器7和外容器6之间的间隙。
内容器7具有三个区，如加热区3，用于将内容器7中的流体加热到高于水临界点的温度；反应区4，用于将内容器7中的流体保持在高于水临界点的温度；以及冷却区5，用于将内容器7的温度冷却到100℃以下。在外容器6的外部，装有加热器9和冷却器10。通过送入内容器7和外容器6之间的间隙中的水或双氧水2，加热器9加热内容器7的加热区3和反应区4，冷却器10冷却内容器7的冷却区5。
送入内容器7的待处理流体在内容器7的加热区被加热，并且在内容器7的反应区4进行反应，在内容器7的冷却区5冷却到100℃以下的温度，然后作为处理过的流体11从反应容器34排出。从外容器6排出的水或双氧水2送入内容器。
根据待处理的有机废物的处理条件，内容器7可以更换。对于内容器7，使用非压力容器。内容器7可以做得较薄，从而得到便宜的处理设备。
在内容器7中的反应区4附近，水或双氧水2的温度高于水的临界点。
并且，被送入反应容器34的水或双氧水2通过从外容器6的外部到内部、从外容器6的内部到外部、以及从外容器6的外部到内容器7中的路径输送，从而保持外容器6的内部与内容器7的内部处于均匀压力下。
图2表示图1所示的本发明第一实施例的变型例子。在图2中，在反应容器34的连接管8上装有热交换器12。即使从外容器6排出的水或双氧水2在反应容器34中加热到高温，也能被热交换器12冷却。这样，当水或双氧水2再次输入反应容器34时，可以保证其温度调节到100℃以下。
接着，将检验安全性，此时假设外容器6中形成针孔并且内部流体泄露到外部。外容器6的体积假设为500ml，内容器7与外容器6之间的间隙的体积假设为50ml。反应容器34假设装在1米方形的手套箱中。
为了进行检验，假设有两种情况(1)和(2)。在内容器7与外容器6之间的间隙中，情况(1)是充入450℃和30MPa的空气，情况(2)(根据此实施例)是充入水。在图3所示的表中，给出的是在450℃的所有空气(情况(1))或水(情况(2))从外容器6立即泄露到手套箱中并且被手套箱中的空气冷却到50℃时的结果。当如情况(1)所述充入空气时，体积是6700ml，手套箱中的压力是600Pa(6.1×10^-3大气压)。另一方面，当如情况(2)所述充入水时，体积是7.4ml，手套箱中的压力是0.73Pa(7.4×10^-6大气压)。当如情况(1)所述使用空气时，手套箱的内部压力增大，而在情况(2)中，即在使用水的实施例中，内部压力的增大几乎可以忽略。
在此实施例中，反应容器34分成三个区：加热区3、反应区4和冷却区5，废物1进入反应容器34中，处理过的流体11在低于100℃的温度条件下排出。因此，在反应容器34与废物进入孔之间不产生温度差，也就不产生延伸差(extension difference)，从而产生泄露的因素大大减少。并且，为了在内容器7与外容器6中达到相同压力，将液体充入反应容器34内，而不是充入空气。这样，即使在外容器6中产生针孔并引起泄露，与使用空气的情况相比，体积膨胀较小，反应容器更加安全。因此，根据此实施例的有机废物处理设备能安全地处理有机废物。
实施例2
下面解释根据本发明第二实施例的有机废物处理设备。在图1或2所示的反应容器34中，当内容器7是由钛、钽或钛钯制成时，可以处理通过分解产生诸如硫酸的腐蚀酸的有机废物。
图4表示钛(Ti)、钽(Ta)和钛钯(Ti-Pd)的腐蚀率的测量结果，并且作为对比也给出了不锈钢316L、铬镍铁合金625、哈司特镍合金C-276的腐蚀率的测量结果。在条件(a)中，试验样品浸在2％双氧水+2％硫酸中5小时，在条件(b)中，试验样品浸在2％双氧水+2％盐酸中5小时，测量重量变化量。在两种条件(a)和(b)中，温度和压力为400℃和28.5MPa。试验结果表明，不锈钢316L、铬镍铁合金625、哈司特镍合金C-276的重量大大减小并且明显被腐蚀。而钛(Ti)、钽(Ta)和钛钯(Ti-Pd)在每个表面上产生钝化氧化物层，重量增大，几乎不腐蚀。
当使用钛作为内容器7时，需要使温度低于500℃。当温度超过500℃时，钛蠕变，内容器7的坚固性成为一个问题。因此，当使用钛容器时，内容器7的温度必须降低到低于500℃。并且，对于外容器6，当使用在高温下强化的材料如低碳钢、不锈钢或镍合金时，内容器7可以做得较薄，从而可以获得价格低和节省空间的反应容器34。
从上面描述可以看出，当如同此实施例一样，使用诸如钛、钽或钛钯的高度耐腐蚀材料作为内容器7的材料时，可以处理通过分解产生酸的有机废物。并且，内容器7的腐蚀减小，从而减小内容器7的更换频率。并且，当使用高温下强化的材料诸如低碳钢、不锈钢或镍合金作为外容器6的材料时，可以获得价格低和节省空间的反应容器34。
并且，在这些实施例中，如果内容器7和外容器6的结构使加热区3、反应区4和冷却区5可以容易地拆卸，则可以部分更换内容器7和外容器6，就不需要整体更换，降低有机废物处理设备的维护和维修成本。
实施例3
下面参考图5、6和7解释本发明第三实施例的有机废物处理设备。图5是根据此实施例的反应容器34的入口的剖视图。反应容器34入口的结构是使内容器7固定在外容器6上。利用固定部分13作为开始点，内容器7可以对应于温度的升高和降低自由地向右和向左移动。对于废物1的送入管14，在反应容器34的入口处，使用高温下强化的管15(例如，不锈钢)，而在内容器7中使用耐腐蚀管(例如，钛)。
废物1从送入管14进入内容器7，接着在加热区3加热，在反应区4与水或双氧水2反应。另一方面，水或双氧水2通过与废物1的管线不同的管线进入内容器7，并在加热区3加热，在反应区4与废物1反应。
如上所述，废物1和水或双氧水2是分开进入内容器7。其原因是，如果不这样，废物1和水相互反应并产生热量，从而损坏反应容器34的入口。但是，当预先发现即使废物1与水或双氧水2混合，它们也不会突然产生热量，它们可以从相同的入口进入、或者以混合物的状态进入。
图6和7表示反应容器34的出口的剖视图。反应容器34的出口的结构，使其吸收外容器6与内容器7之间的热延伸差。在图6中，内容器7固定在外容器6上，但内容器7的出口包括螺旋管16，从而通过螺旋管16的膨胀和收缩吸收热延伸(thermal extension)。处理过的流体11经过螺旋管16从在高温下强化的排出管17排出到外容器6的外部。
图7所示的例子具有的结构是，内容器7不固定在外容器6上，内容器7平滑地运动，从而吸收热延伸。构成内容器7出口的排出管18是高度耐腐蚀的并且在高温下没有强度，它从外容器6的法兰穿过，在高温下强化的排出管17A固定在外容器6的法兰上。
外容器6的压力由橡胶制成的O形圈1 9密封，O形圈19装在高温下不强化的排出管18与高温下强化的排出管17A之间。因此，充入外容器6与内容器7之间的空间的水一直充到O形圈19的这一侧。外容器6和内容器7是由不同类型的材料制成的，从而它们的线性膨胀系数不同，当温度升高时，它们之间产生延伸差。延伸差被高温下不强化的排出管18的水平运动吸收。例如，当使用不锈钢作为外容器6以及使用钛作为内容器7时，其线性膨胀系数分别为16.5×10^-6cm/cm/℃和8.4×10^-6cm/cm/℃。当温度升高100℃时，容器分别膨胀16.5μm/cm和8.4μm/cm。例如，当管的长度为1m时，膨胀分别是1.65mm和0.84mm，外容器6与内容器7之间的差值是0.81mm。当延伸差出现在图7所示的结构时，如果内容器7相对外容器6向左移动0.81mm，就能将此延伸差吸收。这个运动是在O形圈19保持液体密封的状态实现的。
另一方面，在出现诸如冷却水供应暂停的问题时，当高温处理过的流体11从外容器6流过高温下不强化的排出管18时，高温下不强化的排出管18和O形圈19损坏。但是，高温下强化的排出管17A保证耐压性，从而有机废物处理设备可以安全地停止。
如上所述，这个实施例具有的结构是，内容器7固定在外容器6的一个端部，另一个端部吸收内容器7与外容器6之间热量产生的延伸差。从而，当温度升高和降低时，内容器7不会由于膨胀和收缩的差异而被外容器6拉伸和压缩，并可以保持内容器7的坚固性。
实施例4
下面解释根据本发明第四实施例的有机废物处理设备。在图1、2和5所示的上述结构中，内容器7可以使用圆柱形反应容器，内容器7的反应区4的截面可以具有内径不同的多个圆柱同心地组合在一起的结构、或者沿圆柱形反应容器的纵向交替地安装分馏板的结构。在此实施例中，流体在反应区4的流动可以变成塞状流，并且废物得到稳定处理。
虽然乙酸和乙醇的分解速度缓慢，但超临界水能容易地将分解阻滞物质分解。为了彻底地分解乙酸和乙醇，需要使它们长时间反应。但是，起临界水具有大的扩散系数，可以容易地在流动方向混合。为了形成在流动方向几乎不混合的反应场，一般地，可以利用使用管型反应容器的方法。但是，当管型反应容器制造成双容器时，容器的长度很长，从而需要大的空间。并且，当反应容器的长度长时，热延伸增大，产生难以得到吸收延伸差的结构的问题。因此，当形成的结构是装有内径比管型反应容器大的容器型反应容器时，并且在内容器中安装同心的隔离物，以及超临界水几乎不在流动方向混合时，废物稳定地分解。
如上所述，这个实施例通过使用在内容器7中沿纵向安装隔离物的结构实现紧凑的反应容器，并且内径大的容器型反应容器的流动速度等于管型反应容器的流动速度，超临界水几乎不在流动方向混合。
实施例5
下面参考图8和9解释根据本发明第五实施例的有机废物处理设备。图8表示确认内容器7存在泄露的结构。即，在三个位置，如将废物1输入反应容器34中的管线20、连接外容器6的内部与内容器7的内部使它们实际上处于相同压力的连接管8、以及排出处理过的流体11的管线21，安装阀门22、23和24。
通过使用这种结构，首先，打开装在连接管8上的阀门23，将外容器6的内部与内容器7的内部控制在相同压力。接着，关闭装在连接管8上的阀门23，并且打开输送废物1的管线20的阀门22，水25输送到内容器7中。在关闭装在排出处理过的流体11的管线21上的阀门24的状态下，连续地输入水25，从而使用于测量内容器7内部压力的压力计26的指示值P₂变成高于用于测量外容器6与内容器7之间间隙的压力的压力计27的指示值P₁。在此状态下，管线20的阀门22关闭。内容器7的内部压力随着时间流逝而减小，如果压力计26和27的指示值P₂和P₁变成几乎相等的压力，则判断内容器7从针孔泄露。
另一方面，当内容器7的内部压力不随着时间流逝而改变，并且压力计26的指示值P₂明显高于压力计27的指示值P₁时，就判断内容器7没有针孔造成的泄露并且是坚固的。压力计26和27之间的指示值P₂和P₁的差异可以设定为内容器7允许的预定压力。一般地，这可以充分地设定为0.2MPa。当内部坚固性被确认时，阀门22、23和24打开，内容器7内部和外容器6内部都设定为相同压力，并且重新启动有机废物处理设备。
图9表示测量外容器6和内容器7之间的间隙中充填的水的氢离子浓度和电导率、以及实时测量内容器7的坚固性的结构。废物1送入内容器7中，并分解产生二氧化碳。并且，根据废物1的种类，可能产生酸。充入外容器6与内容器7之间的间隙的水一般含有很少的离子成分。因此，当内容器7上形成针孔或裂纹，并且内容器7的物质泄露到内容器7与外容器6之间的间隙中，间隙中充入的水的氢离子浓度和电导率突然增大，并且通过测量它们，可以判断泄露的存在。用于监测泄露的氢离子浓度和电导率测量计28优选地装在外容器6的入口或出口，或装在连接管8上。在此情况下，理想地是在低于100℃的温度区使用。
如上所述，根据此实施例，反应容器34的内部坚固性得到实时确认，或者在处理设备的开始时刻周期性地确认，从而可以确认内容器7的泄露，并且反应容器34可以在适当的时间更换，因此有机废物处理设备可以安全地工作。
实施例6
下面解释根据本发明第六实施例的有机废物处理设备。此实施例的结构是，如图10所示，在反应容器34中，除了输入废物1的管线20外，还装有排出处理过的流体11的管线21，连接管8，输入含有如空气、氧气或臭氧的氧化剂的流体29的管线29A。
图11的表显示了当使用空气或30％双氧水分解苯时的废物液体产生量的对比。当苯分解成二氧化碳并且加入水时，空气或双氧水是化学计量值的1.5倍。当使用双氧水时，废物液体产生量是29倍，而当使用空气时，废物液体产生量是0.7倍。从而，当使用空气时，废物液体产生量明显减少。
从上面描述可以看出，通过添加含有诸如空气的氧化剂的流体29，这个实施例大大降低了处理过的流体11的产生量。
实施例7
下面参考图12和13解释根据本发明第七实施例的有机废物处理设备。
假设反应容器34是水平安装的，外容器6的延伸随温度升高而增大。因此，当外容器6的两端都固定时，不能吸收外容器6的延伸，导致损坏。因此，在此实施例中，如图12所示，所用的结构是反应容器34具有支架30，容器固定部分31和具有滑轮的容器固定部分32装在支架30上。通过具有安装在滑轮轨道33上的滑轮的容器固定部分32的运动，允许反应容器34延伸。
并且，当反应容器34倾斜安装，以便于反应容器34的内部气体容易喷出，并且反应容器34的出口34a设置成高于反应容器34的入口34b时，支架30和滑轮轨道33安装成如图13所示，从而吸收反应容器34的延伸。
从上面描述可以看出，根据此实施例，滑轮装在反应容器34上，反应容器34装在支架30上。这样，允许反应容器34的热延伸，反应容器34不会损坏，可以稳定地进行废物处理。
实施例8
下面解释根据本发明第八实施例的有机废物处理设备，如图14所示，该实施例的有机废物处理设备具有反应容器34、贮存待处理的废物1的废物罐35、将废物1输入反应容器34中的高压泵36、贮存双氧水的双氧水罐37、将双氧水输入反应容器34的高压泵38、减小处理过的流体11的压力的背压调节器39、将处理过的流体11分离成分解气体46和分解液体的气-液分离器40、以及收集分解液体的分解液体罐41。
并且，在用于输入废物1的高压泵36的前级装有水罐42，在用于输入双氧水的高压泵38的前级装有水罐43。而且，在处理过的流体11的流动通道中，装有保护背压调节器39的过滤器44。
当如放射性废物的有机废物泄露到系统外部成为问题时，可被放射性废物污染的单元希望装在压力控制在负压的箱子中。因此，在此实施例中，除了贮存双氧水的双氧水罐37、水罐43以及将双氧水输入反应容器34的高压泵38以外的其它单元装在压力控制在负压的箱子45中。控制在负压下的箱子45可以使用防护罩，而不是手套箱。
从上面描述可以看出，在此实施例中，当处理泄露到系统外部会导致问题的有机废物时，可能发生泄露的单元装在压力控制在负压的箱子45中，从而可以安全地进行废物处理。
实施例9
下面解释根据本发明第九实施例的有机废物处理方法。
在此实施例中，废物1是从分析放射性元素的液体闪烁计数器产生的废物液体。当使用反应容器34的容积小于1升的小型处理设备时，这是一种可以装在现有的Oak Ridge型防护罩或California型防护罩中。
这些防护罩仅占据2m(宽)×1m(深)×1m(高)的空间。特别是当占据最大空间的反应容器34形成1.5m长度时，其内径必须是4.6m。高温和高压容器的厚度与其内径成正比，因此希望内径尽可能地小。这样，在考虑可以实际制造的范围时，当反应容器34的容积小于1升时，就可以得到紧凑的和不贵的有机废物处理设备。
实施例10
下面解释根据本发明第十实施例的有机废物处理设备。在此实施例中，当有机废物预先加入氢氧化钠时，有机物将以非常高的速度分解。在图15的表中，给出的是当双氧水加入液体闪烁计数器尾料(cocktail)并且它们在400℃和30MPa反应30分钟的结果。氢氧化钠的加入量为液体闪烁计数器尾料重量的1/20或1/50。当不加入氢氧化钠时，尾料的分解率是95％；而当加入氢氧化钠时，得到超过99％的分解率。从上面描述可以看出，当像此实施例一样加入氢氧化钠时，有机废物可以在非常高的速度下分解。
并且，在此实施例中，当废物1预先加入诸如铵或甲酸的还原剂时，液体闪烁计数器产生的有机废物流体中含有的硝酸根离子以及分解尾料产生的硝酸根离子可以还原并转化成氮气。当进行这种处理时，硝酸根离子不转换成NOx气体，但所有的量将以硝酸根离子状态收集在水中。有机废物液体中的硝酸根离子可以通过执行离子交换、沉淀和萃取的后处理设备进行处理。但是，在此实施例中，当预先加入还原剂时，硝酸根离子可以转化成氮气。
实施例11
接着解释根据本发明第十一实施例的有机废物处理方法。下面将描述上述实施例中有机废物处理设备的反应容器34得到的处理过的流体11的后处理方法。
当废物1含有挥发性放射元素如锝或碘时，含有锝或碘的分解气体可以通过接触碱溶液而被收集，从而达到排放标准值。
处理过的流体11中的少量残余有机成分可以通过臭氧、双氧水或紫外线分解处理，而不必再次输入反应容器34。
通过离子交换、沉淀或萃取分离处理过的流体11中的放射性核素，可以减少放射性元素的量。并且，处理过的流体11可以增稠并减小体积。
并且，最终排出的废物可以形成稳定的凝固体或排放到大海中。
显然，根据本发明的原理，本发明可以得到很多的变型和变化。因此，应该理解的是，在权利要求的范围内，本发明的实施可以不根据这里的具体描述。