水は1気圧の中では100℃で沸騰し気化します。
しかし密閉した状態で温度を上昇させると、100℃を超えても沸騰しません。
温度が上昇し続けてると200℃20気圧の段階で水は霧のような状態になります。これを亜臨界水と呼びます。
これは気圧によって抑えつけられていた水分子が、耐えきれなくなってばらばらになり、激しく飛び回っている状態です。ここに他の分子が入り込むと水分子がそれをばらばらにします。
亜臨界水処理装置はこの亜臨界水の特徴を活かした装置です。
廃棄物投入後、水蒸気を吹き込み、タンク内の温度と圧力を上昇させると亜臨界水がタンク内で生成されます。
紙くずやプラスチック、木片などは炭素がつながった有機物です。これが亜臨界水によって小さい分子の有機物に分解されます。
分解された有機物は無害のものとなり排出口から排出されます。
亜臨界水処理には他にも野菜くず、紙ごみ、衣類、下水汚泥などが利用できます。
亜臨界水ごみ処理プラント(ALIN-box)は「200度」、「20気圧」で、有機系ごみを焼却することなく、2時間程度で低分子化させます。原料は水です。
ALIN-box内で反応させた亜臨界水(Sub-critical water )の力で生ゴミ・プラスチック・医療廃棄物・衣服・木片などを分別することなく一度に処理します。
亜臨界水処理技術とは、高温・高圧領域(図:亜臨界領域)で高速加水分解反応により有機物を効率的に分解することで資源利用する技術です。
水は大気圧下(1気圧)において、常温で液体、100℃で沸騰し気体になります。しかし、臨界点(およそ220気圧(22MPa)、温度374℃)を超えると液体でも気体でもない状態になります。この臨界点より上の領域にある水を超臨界水、手前の近傍領域にある水を亜臨界水といいます。
温度・圧力の上昇とともに水の電離度が上昇し、亜臨界状態では常温と比べ、H+イオンとOH-イオンの濃度が非常に高くなります。
この高濃度のH+イオンとOH-イオンが有機物を加水分解して低分子化します。