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製鋼用電気炉で非意図的に発生するヘキサクロロベンゼンの生成機構と排出抑制法の構築

炼钢电炉无意产生六氯苯的生成机理及排放控制方法研究

基本信息

批准号：
20651016
负责人：
坪内直人
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、製鋼用電気炉から非意図的に排出されるヘキサクロロベンゼン(HCBと略す)について、その主要生成サイトである集塵ダストの化学状態や加熱時のダイナミックスを分子レベルで解析することにより、排ガスダクトやバグフィルター内でのHCBの生成機構を解明するとともに、排ガス処理工程におけるHCBの排出抑制技術の基盤を構築することを目的とする。特に、平成21年度は、HCB前駆体の生成メカニズムの検討に取り組むとともに、フッ素にも着目し、石炭の熱変換工程におけるHFの発生速度の温度依存性をオンラインで追跡した。その結果、以下の結論を得た。1.フェノール樹脂から調製した金属フリー活性炭と100ppm HCl/N_2を用いてモデル実験を行ったところ、100℃で両者の化学的相互作用は生じ、その程度は少量のZnの存在下で増大した。2.上記と同様な効果は、活性炭にCaやCuをドープした場合にも観測された。3.Zn、Ca、Cuの存在下では、炭素はHClと反応して有機塩素(HCB前駆体)に変化し、その効果は原子数基準ではCa<Cu<Znの順で大きくなることが明らかとなった。4.石炭の昇温熱分解時には微量のHFが発生したが、フッ素の大部分は炭素質残査(チャー)中に保持され、これは少量のH_2O存在下でも非常に安定であった。5.チャーの燃焼過程では、CO_2の発生がほぼ完了し、未燃炭素量が5%前後の時点からHF生成は著しく起こったが、1000℃、8hでの収率は40～50%程度に過ぎず、また、燃焼残査の表面には主に有機フッ素化合物が存在し、その割合は97～99mol%と高かった。以上より、有機ハロゲン化合物は未燃炭素とHCl・HFとの二次的反応で形成されることが明らかとなった。

In this study, the main generation mechanism of HCB in steel making electric furnace is analyzed. The chemical state of dust collector and the molecular analysis of HCB generation mechanism in steel making electric furnace are analyzed. The purpose of HCB emission suppression technology is to construct a substrate for emission treatment. In particular, in 2001, the temperature dependence of HF generation rate in the production of HCB precursors was tracked. The results and conclusions below were obtained. 1. The chemical interaction between the resin and the metal activated carbon was found at 100ppm HCl/N2. The chemical interaction between the resin and the metal activated carbon was found at 100℃. The degree of chemical interaction increased in the presence of a small amount of Zn. 2. Note that the same results, activated carbon Ca 2 + Cu 2 + 3 + 4 + 3. In the presence of Zn, Ca and Cu, the organic element (HCB precursor) is transformed into carbon and HCl. 4. During thermal decomposition of carbon at elevated temperature, trace amounts of HF are produced, most of the carbon quality residues remain stable, and the carbon is very stable in the presence of a small amount of H_2O. 5. During the combustion process, the production of CO_2 was completed, the amount of unburned carbon reached 5%, and the HF production started. The recovery rate at 1000℃ for 8 h was 40~50%. The main organic compounds existed on the surface of the combustion residue, and the concentration of HF was 97~ 99 mol %. The above organic compounds are formed by the secondary reaction of unburned carbon and HCl.