気泡塔型紫外線リアクターによる揮発性有機塩素化合物汚染ガスの分解処理

利用泡罩塔型紫外线反应器分解处理挥发性有机氯化合物污染气体

基本信息

批准号：
04F04152
负责人：
常田聡
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

揮発性有機塩素化合物(CVOC)は脱油脂やドライクリーニングなど幅広い分野で使われている。これまで、使用後のCVOCを適切に処理してこなかったため、CVOCが土壌や地下水中に混入してしまい、世界的な環境問題の一つとなっている。CVOCガスを直接、光触媒反応によって酸化分解すると、多くの有害な副生成物が生成し、完全に無害化することはできない。一方、地下水についても光触媒反応を利用してCVOCの分解が試みられているが、地下水中に含まれているミネラル分がヒドロキシラジカルのスカベンジャーとして作用するため、効率が上がらない。そこで、申請者は、CVOCガスを脱イオン水へ移動させ、UVランプを備えた気泡塔型紫外線リアクター内で過酸化水素の助けを借りて分解する手法を提案した。この手法における最大のメリットは、リアクター内のCVOCがUVランプからの光子や、気液界面ならびにバルク液相でのヒドロキシラジカルと反応できるため、高速かつ副生成物の少ない分解処理が可能になる点である。前年度までの研究により、水中に含まれるCVOCの濃度に応じた最適な過酸化水素添加量が存在することが示された。本年度は、UVランプのエネルギーコストと過酸化水素の消費コストのバランスを考えたコスト計算法を構築した。これによって、水中に含まれるCVOCの濃度が与えられると、コストを最小限に抑えることのできる過酸化水素の濃度ならびにUVランプの必要エネルギー量が計算でき、最適なリアクター設計を行うことが可能である。一方、気泡塔型リアクターを設計する上でガスの容量係数を求めることは必要不可欠である。しかしながら、ガスの混合状態が不確定であるため、容量係数を正確に求めることは難しいとされてきた。本研究では、過酸化水素の分解によって酸素が生じることを利用し、そのマスバランスから簡便に容量係数を求める新たな手法を構築した。

挥发性有机氯化合物（CVOC）在各种田间使用，包括去盐水和干洗。到目前为止，使用后尚未对CVOC进行适当的处理，CVOC已混合到土壤和地下水中，使其成为全球环境问题之一。当CVOC气体通过光催化反应直接氧化分解时，会产生许多有害的副产品，并且不能完全无害。同时，正在使用光催化反应进行分解地下水中的CVOC，但地下水中包含的矿物作为羟基自由基的清除剂，使得难以提高效率。因此，申请人提出了一种将CVOC气体转移到去离子水中的技术，并在带有紫外线灯的紫外反应堆中借助过氧化氢分解。该技术的最大优点是，反应堆中的CVOC可以与气体液体界面和散装液相的紫外灯和羟基自由基的光子反应，从而可以进行高速，低副产品分解处理。直到上一年的研究表明，根据水中含有的CVOC浓度，添加了最佳的过氧化氢。今年，我们创建了一种成本计算方法，可以平衡紫外灯的能源成本和过氧化氢的消耗成本。鉴于水中含有的CVOC浓度，可以将过氧化氢的浓度和紫外灯所需的能量量，从而可以最大程度地降低成本，从而允许最佳反应器设计。另一方面，必须在设计气泡柱反应器时确定气体容量系数。但是，由于气体混合状态尚不确定，因此很难准确确定容量系数。在这项研究中，我们开发了一种新方法，可以利用氧气是通过过氧化氢分解而产生的，从而轻松计算质量平衡的容量系数。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Oxidation of Chlorinated Volatile Organic Compounds (CVOCs) in a Bubble Column Photochemical Reactor

鼓泡塔光化学反应器中氯化挥发性有机化合物 (CVOC) 的氧化

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proceeding of 10th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (CD-ROM)
影响因子：
0
作者：
D.Alibegic;S.Tsuneda;A.Hirata
通讯作者：
A.Hirata

Oxidation of chlorinated volatile organic compounds (CVOCs) in a bubble column photochemical reactor. In search for a cost-effective reactor design

鼓泡塔光化学反应器中氯化挥发性有机化合物 (CVOC) 的氧化。