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廃液中の塩類を有効利用して形成する触媒による有害有機物質の超臨界水酸化分解の促進

利用有效利用废液中盐类形成的催化剂促进超临界水氧化分解有害有机物

基本信息

批准号：
19656131
负责人：
山本和夫
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

超臨界水酸化反応場においてin-situ触媒を効率的に形成する塩の種類について検討するため、「研究実施計画」に示した連続分解実験装置を製作し実験を行った。基質としては酢酸(初期濃度1.75mmol/L)を用い、酸化剤の出発物質として過酸化水素(同35mmol/L。酢酸との反応当量の5倍の酸素を生成)を使用した。ステンレスSUS316製の反応器(内径7.53mm、長さ70.0mm)の内部にはスポンジチタン粒子(直径3mm程度)を3.02g充填した。in-situ触媒形成の検討を行う無機塩としては、炭酸水素ナトリウム及び硫酸マグネシウムを用いた。反応器を溶融塩浴により加熱し、内部が温度400℃、圧力24.5MPaとなる条件で、まず無機塩水溶液(3.5mmol/L)を流量2.0g/minで3時間反応器内に連続供給し、チタン粒子表面上にin-situ触媒を形成した上で、塩水溶液の供給から酢酸及び過酸化水素の供給に切り替え、酢酸の超臨界水酸化分解特性を測定した。なお、酢酸の反応器内滞留時間は12sである。また対照系として、チタン粒子の充填は行うが事前に無機塩の供給を行わない条件についても検討した。実験の結果、無機塩の供給を行わない対照系では、超臨界水酸化反応による酢酸水溶液のTOC濃度減少率は0.1%程度であったのに対し、炭酸水素ナトリウムを事前に供給した系ではTOC減少率15%、硫酸マグネシウムの系では同8.5%であった。この結果から、2種類の無機塩について、事前流通により反応場において酢酸の分解無機化を促進する触媒が形成されることが確認された。また、事前供給した無機塩の物質量が等しいにもかかわらず炭酸水素ナトリウムの系のほうが硫酸マグネシウムより高いTOC減少率を示したことから、炭酸水素ナトリウムのほうが高活性のin-situ触媒を効率的に形成することが明らかとなった。

Supercritical water acidification reaction field in the formation of in-situ catalyst efficiency in the type of research,"implementation plan" to show that the production of continuous decomposition equipment and implementation The matrix is composed of acetic acid (initial concentration: 1.75 mmol/L), acidizing agent and peracidizing agent (initial concentration: 35mmol/L). 5 times the amount of acid produced by acid reaction 3.02 g of particles (about 3mm in diameter) in the inner part of the reflector made of SUS316 (inner diameter 7.53 mm, length 70.0 mm) In-situ catalyst formation is discussed in the context of inorganic chemistry, carbon and sulfuric acid synthesis. The reactor was heated to 400℃, the pressure was 24.5 MPa, the flow rate was 2.0 g/min, and the reaction temperature was 400 ℃. The residence time of acetic acid in the reactor is 12s. The filling of particles in the illumination system is carried out in advance under the conditions of inorganic supply. As a result, the TOC concentration reduction rate of aqueous acid solution in supercritical water acidification reaction system was about 0.1%, the TOC reduction rate of aqueous acid solution in carbon acid reaction system was 15%, and the TOC reduction rate of sulfuric acid reaction system was 8.5%. The results showed that two kinds of inorganic catalysts were formed in advance, and the reaction field promoted the decomposition and mineralization of acetic acid. In addition, the amount of inorganic substances supplied in advance is equal to that of carbon dioxide, and the system of carbon dioxide is characterized by high TOC reduction rate of sulfuric acid production.