2003 Fiscal Year Annual Research Report
超臨界水酸化反応を用いた新規実験廃棄物処理プロセスの基盤構築
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14380264
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大島 義人 東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (70213709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 和夫 東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (60143393)
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| Keywords | 超臨界水酸化反応 / 実験廃液 / 無害化処理 / ハロゲン系有機化合物 / 難分解性化合物 / 混合効果 / 固体触媒 / 反応工学 |
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| Research Abstract |
本研究は、超臨界水酸化反応を利用した実験廃液の無害化処理プロセスに関する工学的基盤構築透を目指すものであり、得られた成果の概要は以下の通りである。
1.ハロゲン系有機化合物の無害化
超臨界水熱分解と酸化反応のカスケードプロセスについて、2-クロロフェノール(2CP)をモデル形質として検討した結果、前段の水熱分解の導入が分解率の向上や中間体生成の抑制に有効であることが示された。また、クロロ安息香酸の水熱分解については、水素化脱塩素化、加水分解、脱炭酸の名反応がそれぞれ基質の1次反応として並行的に進行すること、目的とする脱塩素化反応への選択性は8〜9割と高く、特に低温ほど有利であることなどを明らかにした。さらに、2CPの脱塩素化反応に対して、NaやKなどのアルカリの添加が有効であることを実験的に確認した。
2.混合物の超臨界水酸化反応に関する速度論的データの蓄積と体系化
酢酸、フェノール、メタンなどの難分解性有機化合物とアルコールとの混合系について、共存物質の分解速度に与える影響について検証し、アルコールの存在が難分解性物質の分解を促進する効果を持つこと、その程度は分解速度の差や濃度比と相関することを明らかにした。また、共存物質による分解促進・抑制は、各化合物の分解過程が系内でOHラジカル等を共有することに起因することを、素反応モデリングによって明らかにした。
3.固体触媒の導入による反応条件の緩和と効率化に関する工学的検討
酸化活性を有する金属酸化物や活性炭などの炭素系触媒を用いたフェノールの超臨界水酸化反応を行い、無触媒系に比べて分解速度が大きく上昇し、二量体などの中間生成物の収率も抑制されることを明らかにするとともに、各系の物質移動抵抗に関する反応工学的解析を行った。また、活性炭よりも安価な炭素系物質においても反応促進剤の効果が十分に期待できることを実験的に明らかにした。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] 李 根喜: "臨界水中でのNaOH添加による熱分解槽と酸化反応槽との組合せプロセスでの2-クロロフェノールの分解"廃棄物学会論文誌. 13(2). 89-98 (2002)
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[Publications] Yukihiko Matsumura: "Carbon catalyzed supercritical water oxidation of phenol"Journal of Supercritical Fluids. 22. 149-156 (2002)
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[Publications] G.Lee: "Comparison of the effect of the addition of NaOH on the decomposition of 2-chlorophen and phenol in supercritical water and under supercritical water oxidation condition"Journal of Supercritical Fluids. 24. 239-250 (2002)
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[Publications] Teppei Nunoura: "Reaction engineering model for supercritical water oxidation of phenol catalyzed by activated carbon"Industrial and Engineering Chemistry Research. 42(15). 3522-3531 (2003)
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[Publications] Teppei Nunoura: "Effect of carbonaceous materials on the oxidation of phenol in supercritical water: A preliminary study"Industrial and Engineering Chemistry Research. 42(16). 3718-3720 (2003)
