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）应用广泛，包括脱脂和干洗等。截至目前，CVOCs在使用后尚未得到妥善处理，导致其混入土壤和地下水中，已成为全球性的环境问题。 CVOC气体直接通过光催化反应氧化分解时，会产生许多有害副产物，且不可能完全无害化。另一方面，人们尝试利用地下水中的光催化反应来分解CVOC，但效率不高，因为地下水中含有的矿物质充当羟基自由基的清除剂。因此，申请人提出了一种将CVOC气体转移到去离子水中并在配备有UV灯的泡罩塔紫外反应器中借助过氧化氢进行分解的方法。该方法的最大优点是反应器中的CVOC可以与紫外灯发出的光子和羟基自由基在气液界面和本体液相中发生反应，从而可以快速进行分解过程，且副产物较少。这是。截至前一年的研究表明，根据水中所含的CVOC浓度，存在最佳的过氧化氢添加量。今年，我们开发了一种成本计算方法，考虑到紫外线灯的能源成本和过氧化氢的消耗成本之间的平衡。因此，根据水中所含的 CVOC 浓度，可以计算出过氧化氢的浓度和 UV 灯所需的能量，从而最大限度地降低成本，从而可以设计最佳的反应器。另一方面，在设计泡罩塔反应器时，确定气体容量系数至关重要。然而，由于气体混合状态不确定，因此很难准确地确定容量系数。在本研究中，我们开发了一种新方法，利用过氧化氢分解产生氧气的事实，可以根据质量平衡轻松计算容量系数。

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。