毒性廃棄物を破壊
Ni合金とTi合金は超臨界水酸化市場の挑戦に直面

Nickel magazine, Jun. 01 -- 世界中で焼却されるか埋め立てられる廃棄物の量を減らす努力が進行中である。そして、この分野で大変な相違が生ずると予想される一つの技術が超臨界水酸化（SCWO）である。

SCWO法では、水成廃棄物中の有害な或いは有毒な有機汚染物質は温度約600℃、圧力20～30MPa, pH2～12, O2濃度ppm～％レベルにおいて急速に酸化される。これらの条件下で水は濃圧ガスのように作用し、有機物質及び酸素や窒素のようなガスに非常に可溶性になる。多くの有機化合物は単相反応で完全に反応してCO2、水及び各種の酸になる。

米国テキサス州ヒューストンにおけるNACE International年会の特別部門で、ドイツ・中国・日本・フランス・米国を含む代表はこれらの廃棄物を破壊する反応器を製造するのに用いることのできる各種の材料のメリットを議論した。一つのことが明らかである即ちSCWO反応器の設計者はその技術の潜在能力について自信があるが、それにも拘らず設備内部の腐食速度について心配した。

ますます腐食問題の解決はNi及び／或いはTiの合金に頼るように思われた。

前記の条件下でTi合金の腐食速度を決定するある研究がなされた。しかし、その技術報告は矛盾する結果を含んでいる。“殆どの人は良い材料性能とみる。しかし激しい腐食の例がある。”とMITの上級研究者Dr. Bryce Mittonは言った。“たぶん、ステンレス鋼S31603はある応用では許容できるかもしれないが応力腐食割れのため高度に腐食性の装入原料に対しては、多分許容できないだろう。

ドイツのカールスルーエあるInstitut fiir Technische ChemieのNikolaos BoukisとPeter Kritzerによれば、合金N06625のような現存Ni合金は反応器の製造に十分である。彼等の研究に基づくと、N06625は反応の高温部で良い性能を示す。

しかし所謂反応器の温度転移部では、腐食速度はNi及びTiの両合金に対し高い。この問題を処理するため、ある者はNi合金を金や白金で被覆することを示唆した。

Ni減損即ち脱合金化はもう一つの問題であり、その上、その結果、排水にNiが入る。

SCWO反応器の内部腐食速度を制御する一方法は、常に臨界PHに調節するために供給原料を混合することである。これは又、硫酸ソーダのような化学薬品を添加することで制御できる。操作員がPHをモニターし調節できるセンサーが、例えばペンシルバニア州立大学で開発中である。そして重要なことは、これらのセンサーはNi含有ステンレス鋼で作られつつある。

SCWO反応器の市場は、各国が蓄積された廃棄物を破壊することを求めているから、成長しつつある。米国大陸だけで、8ヶ所に約23,000tの化学薬品が現在貯えられている。そして日本は手袋、プラスチック瓶や陽イオン交換樹脂のような原子力発電所からの有機廃棄物をSCWO反応器で分解することを予見している。日本におけるこのような一例において、N06625が建造材として選定され、ライナー材としてTi-Pt合金が選定された。

Diagram: BRYCE MITTON, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY