金属リサイクルプロセスにおけるハロゲン化物の生成挙動と排出制御に関する基礎的研究

金属回收过程中卤化物生成行为及排放控制基础研究

基本信息

批准号：
03J07161
负责人：
葛原俊介
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J07161/
关键词：
PCDDs PCDFs de novo dioxin carbon oxidation formation mechanism metallic chloride soot

项目摘要

本研究では、CuCl_2添加グラファイト試料に尿素をさらに添加してde novo合成実験を行い、炭素酸化速度、有機塩素(AOX)およびダイオキシン類(PCDD/Fs)生成反応へ及ぼす影響について検討を行った。以下に得られた知見を示す。(1)尿素添加によって、昇温時におけるAOX排出量は72%抑制されるが、昇温後は37%に留まる。また、ガス側および固体側のPCDD/Fs量は、それぞれ89、59%減少する。(2)尿素添加試料における固体試料中の窒素は、昇温時に87%が揮散消失する。その後も、時間と共に除々に減少していくが、CuCl_2添加試料におけるN濃度を下回ることはない。TPD測定を通じて、尿素はシアヌル酸などの熱的に安定な窒素化合物へ変化し、固体試料中に存在するためと考えられる。一方、Cl濃度はCuCl_2のみの添加試料と同様な挙動を示す。(3)尿素添加によって実験時間中の炭素酸化総量は大きく変化しない。したがって、共存する銅成分の炭素酸化反応に対する触媒能は大きく変化せず、PCDD/Fs生成のための炭素骨格の生成量も顕著に変化しないものと推察した。(4)尿素添加試料の排出ガスにおいて、2,2,2-トリクロロアセトアミド、4-クロロベンゾニトリル、4-クロロ-2-メチルベンゼンアミン、2,6-ジクロロベンゾニトリルといった含窒素有機塩素化合物を検出した。これは、尿素分解反応によって-NH_2および-CN基で置換された化合物が生成されるためであることを指摘した。また、ペンタクロロピリジンも検出され、炭素表面上に形成されたC-CN結合の-CN基同士の縮合反応が影響すると考察した。

在这项研究中，将尿素添加到添加CUCL_2的石墨样品中，并进行了从头合成实验，并研究了对碳氧化速率，有机氯（AOX）和二恶英（PCDD/FS）地层反应的影响。获得的发现如下所示。（1）在加热时添加尿素会抑制AOX排放72％，但加热后，它保持在37％。此外，气体侧和固体侧的PCDD/FS量分别减少了89％和59％。（2）当温度升高时，尿素添加样品中实心样品中的氮中有87％消失。 CUCL_2增添的样品中N的浓度不低于N浓度。这被认为是因为将尿素转化为热稳定的氮化合物，例如氰尿酸，并且存在于固体样品中。另一方面，CL浓度的行为与仅包含CUCL_2的样品的浓度相似。（3）由于尿素的添加，实验期间的碳氧化总量没有显着变化。因此，据估计，共存的铜成分在碳氧化反应中的催化能力没有显着变化，并且用于PCDD/FS产生的碳骨架量没有显着变化。（4）含有含氮的有机氯化合物，例如2,2,2-三氯乙酰胺，4-氯苯硝酸盐，4-氯-2-甲基苯胺和2,6-二氯苯甲硝基二硝酸盐，在尿素添加的样品的排气中检测到2,6-二氯苯甲酸。有人指出，这是因为尿素分解反应会产生用-nh_2和-cn组取代的化合物。还检测到五氯吡啶，并认为在碳表面形成的C -CN键的-CN基团之间的冷凝反应将受到影响。