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超臨界水酸化雰囲気における触媒作用

超临界氢氧化物气氛中的催化

基本信息

批准号：
09218246
负责人：
広瀬勉
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

超臨界水反応への触媒の導入により操作条件が緩和され、腐食などの問題を軽減できる。そこで、バッチ反応器および流通反応器を用いて、汚泥等の廃棄物処理における触媒の効果を検討した。回分反応器ならびに流通反応器を用いて分解実験を行った。試料としては実廃棄物として下水処理場から排出される余剰汚泥、焼酎廃液、糖蜜のアルコール蒸留廃液、酢酸、アンモニアを用いた。酸素源として過酸化水素水を用いた。反応後の液相の生成物について全有機炭素量(TOC)の測定、残存するアンモニアおよび有機酸の分析を行った。触媒として、Ru/Al_2O_3(Ru5%)、TiO_2(アナターゼ型)、V_2O_5等を用いた。各種廃棄物の分解は迅速に進行し、数分の反応時間でTOCは検出限界以下になり、反応中間体として生成する酢酸とアンモニアの二酸化炭素と窒素への酸化が律速であり、特にアンモニアの分解は600℃近くの高温が必要であることがわかった。バッチ反応器の結果を汚泥、焼酎廃液、酢酸についてTOCについて1次反応を仮定して速度定数の温度依存性を求めた。さらに、炭素分は直接二酸化炭素を生成する反応と酢酸等の難分解性中間体を経て最終生成物になる反応から並発逐次反応で解析した。超臨界水酸化における触媒の効果については、反応中間体であるアンモニア対してTiO_2とRu/Al_2O_3が効果を示し、酢酸に対してはRu/Al_2O_3が触媒作用を示した。一方、反応器材料のステンレスの触媒作用は認められなかった。触媒の劣化について検討するため、流通反応器で酢酸の分解を繰り返し行った。連続で操作中は活性低下は見られないが、繰り返すにつれて活性が低下する傾向が見られる。これは超臨界水中での劣化のほかに常温と超臨界温度を繰り返す際に、イオン積が大きくなる領域を通過することも影響したと考えられる。

The introduction of catalyst in supercritical water reactor reduces the operation conditions and the problem of corrosion. The effect of catalyst in waste treatment such as waste water treatment and sludge treatment is discussed. The reverse flow reflector is used to decompose the flow. The sample was discharged from the sewage treatment plant, and the residual sludge, burnt liquor, molasses, distilled liquor, acetic acid, and ammonia were used. The acid source is too acidic for water. The liquid phase product after reaction is used for the determination of total organic carbon (TOC), residual organic monitoring, and analysis of organic acids. Catalyst, Ru/Al_2O_3(Ru5%), TiO_2(α-type), V_2O_5, etc. were used. The decomposition of all kinds of wastes proceeds rapidly, and the reaction time is several minutes. TOC can detect below the limit, and the reaction intermediate can be produced. The acidification of carbon and cellulose can be accelerated at a certain speed. The decomposition of TOC can be carried out at a high temperature near 600℃. The temperature dependence of the reaction speed of the reactor on sludge, cooking fluid and acetic acid is determined. In addition, carbon dioxide is directly converted into carbon dioxide, which is a refractory intermediate such as acetic acid, which is converted into a final product. Supercritical water acidizing catalyst effect, reaction intermediate, reaction, reaction intermediate, reaction intermediate, reaction, reaction intermediate, reaction, reaction intermediate, reaction intermediate, reaction, reaction, reaction intermediate, reaction The catalyst effect of a square and a reflector material is recognized. The degradation of the catalyst was investigated, and the decomposition of acetic acid in the circulation reactor was investigated. The tendency of activity to decrease during continuous operation was observed. The deterioration of supercritical water at normal temperature and supercritical temperature is affected by the large area.