JPH10180040A - 有機塩素化合物の光分解装置 - Google Patents
有機塩素化合物の光分解装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】有機塩素化合物を含有するガスを紫外線反応容
器において効率的に分解し、コンパクトな反応容器を用
い、少ない電力消費量で低濃度までの分解処理を可能と
する有機塩素化合物の光分解装置を提供する。 【解決手段】紫外線ランプを備えた複数個の反応容器を
配管で直列に連結し、有機塩素化合物を含有するガスを
第一の反応容器に導入して紫外線を照射し、反応ガスを
順次後続の反応容器に供給して紫外線を照射する有機塩
素化合物の光分解装置において、第一の反応容器が完全
混合型であり、第二の反応容器以降の反応容器が不完全
混合型であることを特徴とする有機塩素化合物の光分解
装置。
器において効率的に分解し、コンパクトな反応容器を用
い、少ない電力消費量で低濃度までの分解処理を可能と
する有機塩素化合物の光分解装置を提供する。 【解決手段】紫外線ランプを備えた複数個の反応容器を
配管で直列に連結し、有機塩素化合物を含有するガスを
第一の反応容器に導入して紫外線を照射し、反応ガスを
順次後続の反応容器に供給して紫外線を照射する有機塩
素化合物の光分解装置において、第一の反応容器が完全
混合型であり、第二の反応容器以降の反応容器が不完全
混合型であることを特徴とする有機塩素化合物の光分解
装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機塩素化合物の
光分解装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、有機
塩素化合物で汚染された土壌を真空抽出して得られるガ
ス、地下水を曝気して得られるガス、工場の排ガス等に
含まれる有機塩素化合物を、紫外線照射により分解して
除去するに際して、分解効率が高く、少ない電力消費量
で効率的に除去することができる有機塩素化合物の光分
解装置に関する。
光分解装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、有機
塩素化合物で汚染された土壌を真空抽出して得られるガ
ス、地下水を曝気して得られるガス、工場の排ガス等に
含まれる有機塩素化合物を、紫外線照射により分解して
除去するに際して、分解効率が高く、少ない電力消費量
で効率的に除去することができる有機塩素化合物の光分
解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機塩素化合物は、優れた溶解力を有す
る溶剤として長年にわたり使用されてきたが、近年その
発ガン性が指摘され、環境への放出が制限されている。
しかし、環境の有機塩素化合物による汚染は依然解決さ
れていない。溶剤として使用される有機塩素化合物は、
油脂類に対する溶解力や難燃性等に優れるテトラクロロ
エチレンやトリクロロエチレンである場合が多く、全国
の井戸からこれらの物質が検出され、地下水や土壌の有
機塩素化合物による汚染が大きな問題となっている。有
機塩素化合物は比較的揮発しやすいために、ガスとして
大気中に容易に拡散する。土壌の汚染の場合は主として
真空抽出法によって、地下水の汚染の場合はいったん揚
水し、曝気法によって空気と混合した状態で有機塩素化
合物が取り出される。この空気中の有機塩素化合物の濃
度は、真空抽出法の場合、数千ないし数万ppmに達する
場合もある。汚染された土壌や地下水を浄化する方法と
して、土壌から真空抽出し、あるいは地下水を揚水して
曝気したのち、活性炭等の吸着剤で回収し廃棄物として
処理することが一般的には行われている。しかし、廃棄
物として処理することは、単に汚染の場所を移動させる
だけで根本的な解決にはならないので、現場において有
機塩素化合物を分解することにより無害化する試みが行
われ、種々の技術が提案されている。例えば、特開昭６
２−１９１０２５号公報には、第１工程において有機ハ
ロゲン化合物を含む排ガスを撹拌しながら紫外線照射処
理して酸性の分解ガスとしたのち、第２工程においてア
ルカリで洗浄して無害化処理する排ガスの処理方法が提
案されている。特開昭６２−１９１０９５号公報には、
排水を曝気処理する曝気処理装置と、曝気処理装置から
排出されるガスを紫外線処理する紫外線処理装置と、紫
外線処理装置から排出されるガスをアルカリで処理する
アルカリ洗浄装置とを具備する排水処理装置が提案され
ている。また、特開平１−２３６９２５号公報には、ハ
ロゲン化非環式炭化水素化合物とオゾンを分解空間に導
入し、紫外線を照射し、ハロゲン化非環式炭化水素化合
物を分解して、分解生成ガス中に含まれる有害物質を除
去するハロゲン化非環式炭化水素化合物の分解装置が提
案されている。さらに、特開平２−７５３９１号公報に
は、有機ハロゲン化物を含有する排水を曝気処理しかつ
紫外線照射する反応装置と、この反応装置から排出され
る第１の排ガスに紫外線を照射する紫外線照射処理装置
と、この紫外線照射処理装置から排出される第２の排ガ
スをアルカリで処理するアルカリ洗浄装置とを具備する
排水処理装置が提案されている。有機塩素化合物は光化
学的には比較的分解されやすいために、このように紫外
線を利用した分解方法及び装置が数多く提案されてい
る。しかし、紫外線照射による光反応だけでは有機塩素
化合物を完全に分解することは容易でなく、分子内に塩
素原子を有する反応中間体が残存しやすい。このため、
特開平７−１１６４６７号公報には、土中又は水中に含
有される揮発性有機化合物を真空又は曝気により抽出
し、酸素存在下に紫外線を照射して酸化し、酸化生成物
を含有する気体を水と接触させて易分解性生成物とした
のち、好気性生物により分解する揮発性有機化合物の処
理方法が提案されている。しかし、紫外線照射による光
反応と微生物による分解を組み合わせた処理方法は、有
機塩素化合物に紫外線照射を行うと、有機塩素化合物が
微生物により分解しやすい反応中間体に変換されると同
時に、微生物に有害な影響を与える反応中間体も生成す
るので、微生物処理を長期間安定して行うことは容易で
はない。一方、日本国内においては、有機塩素化合物で
汚染されて浄化が必要なサイトは敷地面積が小さい場合
が多く、大型の浄化装置を持ち込むことは困難である。
そこで、よりコンパクトで高性能の浄化装置が求められ
ている。また、土壌から真空抽出したガスを対象とする
場合、ガス中に存在する有機塩素化合物の濃度は長期的
には浄化開始直後から徐々に低下するが、その濃度は日
々変動するので、負荷の変動に対して安定した処理が可
能な浄化装置が求められている。しかし、有機塩素化合
物の光分解反応は必ずしも充分に解析されてはおらず、
光分解反応を効率よく進めることが課題として残された
ままである。また、紫外線照射を行う光反応容器を最適
化する一般的な方法も見いだされていない。したがっ
て、有機塩素化合物の濃度変動に対応できるように不用
意に大きな反応容器を設計し、多量の電力を消費するこ
ともあり、そのため本来は効率が高いはずの紫外線分解
法は、経済的な理由により実用化されていなかった。
る溶剤として長年にわたり使用されてきたが、近年その
発ガン性が指摘され、環境への放出が制限されている。
しかし、環境の有機塩素化合物による汚染は依然解決さ
れていない。溶剤として使用される有機塩素化合物は、
油脂類に対する溶解力や難燃性等に優れるテトラクロロ
エチレンやトリクロロエチレンである場合が多く、全国
の井戸からこれらの物質が検出され、地下水や土壌の有
機塩素化合物による汚染が大きな問題となっている。有
機塩素化合物は比較的揮発しやすいために、ガスとして
大気中に容易に拡散する。土壌の汚染の場合は主として
真空抽出法によって、地下水の汚染の場合はいったん揚
水し、曝気法によって空気と混合した状態で有機塩素化
合物が取り出される。この空気中の有機塩素化合物の濃
度は、真空抽出法の場合、数千ないし数万ppmに達する
場合もある。汚染された土壌や地下水を浄化する方法と
して、土壌から真空抽出し、あるいは地下水を揚水して
曝気したのち、活性炭等の吸着剤で回収し廃棄物として
処理することが一般的には行われている。しかし、廃棄
物として処理することは、単に汚染の場所を移動させる
だけで根本的な解決にはならないので、現場において有
機塩素化合物を分解することにより無害化する試みが行
われ、種々の技術が提案されている。例えば、特開昭６
２−１９１０２５号公報には、第１工程において有機ハ
ロゲン化合物を含む排ガスを撹拌しながら紫外線照射処
理して酸性の分解ガスとしたのち、第２工程においてア
ルカリで洗浄して無害化処理する排ガスの処理方法が提
案されている。特開昭６２−１９１０９５号公報には、
排水を曝気処理する曝気処理装置と、曝気処理装置から
排出されるガスを紫外線処理する紫外線処理装置と、紫
外線処理装置から排出されるガスをアルカリで処理する
アルカリ洗浄装置とを具備する排水処理装置が提案され
ている。また、特開平１−２３６９２５号公報には、ハ
ロゲン化非環式炭化水素化合物とオゾンを分解空間に導
入し、紫外線を照射し、ハロゲン化非環式炭化水素化合
物を分解して、分解生成ガス中に含まれる有害物質を除
去するハロゲン化非環式炭化水素化合物の分解装置が提
案されている。さらに、特開平２−７５３９１号公報に
は、有機ハロゲン化物を含有する排水を曝気処理しかつ
紫外線照射する反応装置と、この反応装置から排出され
る第１の排ガスに紫外線を照射する紫外線照射処理装置
と、この紫外線照射処理装置から排出される第２の排ガ
スをアルカリで処理するアルカリ洗浄装置とを具備する
排水処理装置が提案されている。有機塩素化合物は光化
学的には比較的分解されやすいために、このように紫外
線を利用した分解方法及び装置が数多く提案されてい
る。しかし、紫外線照射による光反応だけでは有機塩素
化合物を完全に分解することは容易でなく、分子内に塩
素原子を有する反応中間体が残存しやすい。このため、
特開平７−１１６４６７号公報には、土中又は水中に含
有される揮発性有機化合物を真空又は曝気により抽出
し、酸素存在下に紫外線を照射して酸化し、酸化生成物
を含有する気体を水と接触させて易分解性生成物とした
のち、好気性生物により分解する揮発性有機化合物の処
理方法が提案されている。しかし、紫外線照射による光
反応と微生物による分解を組み合わせた処理方法は、有
機塩素化合物に紫外線照射を行うと、有機塩素化合物が
微生物により分解しやすい反応中間体に変換されると同
時に、微生物に有害な影響を与える反応中間体も生成す
るので、微生物処理を長期間安定して行うことは容易で
はない。一方、日本国内においては、有機塩素化合物で
汚染されて浄化が必要なサイトは敷地面積が小さい場合
が多く、大型の浄化装置を持ち込むことは困難である。
そこで、よりコンパクトで高性能の浄化装置が求められ
ている。また、土壌から真空抽出したガスを対象とする
場合、ガス中に存在する有機塩素化合物の濃度は長期的
には浄化開始直後から徐々に低下するが、その濃度は日
々変動するので、負荷の変動に対して安定した処理が可
能な浄化装置が求められている。しかし、有機塩素化合
物の光分解反応は必ずしも充分に解析されてはおらず、
光分解反応を効率よく進めることが課題として残された
ままである。また、紫外線照射を行う光反応容器を最適
化する一般的な方法も見いだされていない。したがっ
て、有機塩素化合物の濃度変動に対応できるように不用
意に大きな反応容器を設計し、多量の電力を消費するこ
ともあり、そのため本来は効率が高いはずの紫外線分解
法は、経済的な理由により実用化されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機塩素化
合物を含有するガスを紫外線反応容器において効率的に
分解し、コンパクトな反応容器を用い、少ない電力消費
量で低濃度までの分解処理を可能とする有機塩素化合物
の光分解装置を提供することを目的としてなされたもの
である。
合物を含有するガスを紫外線反応容器において効率的に
分解し、コンパクトな反応容器を用い、少ない電力消費
量で低濃度までの分解処理を可能とする有機塩素化合物
の光分解装置を提供することを目的としてなされたもの
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、紫外線を照射する
第一の反応容器を完全混合型とし、第二以降の反応容器
を不完全混合型とすることにより、ガス中の有機塩素化
合物を効率よく分解除去することが可能となることを見
いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、（１）紫外線ランプを備えた
複数個の反応容器を配管で直列に連結し、有機塩素化合
物を含有するガスを第一の反応容器に導入して紫外線を
照射し、反応ガスを順次後続の反応容器に供給して紫外
線を照射する有機塩素化合物の光分解装置において、第
一の反応容器が完全混合型であり、第二の反応容器以降
の反応容器が不完全混合型であることを特徴とする有機
塩素化合物の光分解装置、を提供するものである。さら
に、本発明の好ましい態様として、（２）不完全混合型
の反応容器が、多段分割型の反応容器である第(１)項記
載の有機塩素化合物の光分解装置、（３）不完全混合型
の反応容器が、押し出し流れ型の反応容器である第(１)
項記載の有機塩素化合物の光分解装置、（４）有機塩素
化合物が、汚染された土壌又は地下水からガス状態で抽
出されたものである第(１)項、第(２)項又は第(３)項記
載の有機塩素化合物の光分解装置、を挙げることができ
る。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、紫外線を照射する
第一の反応容器を完全混合型とし、第二以降の反応容器
を不完全混合型とすることにより、ガス中の有機塩素化
合物を効率よく分解除去することが可能となることを見
いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、（１）紫外線ランプを備えた
複数個の反応容器を配管で直列に連結し、有機塩素化合
物を含有するガスを第一の反応容器に導入して紫外線を
照射し、反応ガスを順次後続の反応容器に供給して紫外
線を照射する有機塩素化合物の光分解装置において、第
一の反応容器が完全混合型であり、第二の反応容器以降
の反応容器が不完全混合型であることを特徴とする有機
塩素化合物の光分解装置、を提供するものである。さら
に、本発明の好ましい態様として、（２）不完全混合型
の反応容器が、多段分割型の反応容器である第(１)項記
載の有機塩素化合物の光分解装置、（３）不完全混合型
の反応容器が、押し出し流れ型の反応容器である第(１)
項記載の有機塩素化合物の光分解装置、（４）有機塩素
化合物が、汚染された土壌又は地下水からガス状態で抽
出されたものである第(１)項、第(２)項又は第(３)項記
載の有機塩素化合物の光分解装置、を挙げることができ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明装置は、有機塩素化合物を
含有するガスに適用することができる。対象とする有機
塩素化合物には特に制限はないが、本発明装置は脂肪族
塩素化合物の分解に適しており、特にトリクロロエチレ
ン及びテトラクロロエチレンを効率よく分解することが
できる。対象とする有機塩素化合物を含有するガスには
特に制限はなく、塗装工場の排ガス、ドライクリーニン
グ工場の排ガス、汚染された土壌からの真空抽出ガス、
地下水の曝気の際に発生するガス等に適用することがで
きる。本発明装置は、これらの中で、特に土壌又は地下
水から有機塩素化合物を抽出したガスの処理に適してい
る。土壌や地下水の有機塩素化合物汚染は、主としてト
リクロロエチレン又はテトラクロロエチレンによる場合
が多い。汚染が土壌の場合は、主に真空抽出法によっ
て、また、地下水の場合はいったん揚水し曝気法によっ
て空気と混合した状態で有機塩素化合物が取り出され
る。本発明装置においては、紫外線反応容器において、
有機塩素化合物を含むガスに紫外線を照射する。紫外線
の有するエネルギーは波長に反比例するので、紫外線が
３００ｎｍ以下の波長のものを含むと、有機塩素化合物
の炭素−塩素結合を切断するために十分なエネルギーが
供給されるので好ましい。有機塩素化合物に紫外線が照
射されると、塩素原子の非結合性のｎ電子が励起され、
炭素−塩素結合がラジカル的に切断される。有機塩素化
合物が、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等
のように、炭素−炭素二重結合を有し、かつ、炭素原子
に塩素原子が結合していると、波長約２００ｎｍ付近に
最大吸収ピークを有するので、３００ｎｍ以下の波長を
有する紫外線を特に効率よく吸収し、炭素−炭素二重結
合のπ電子が励起され、炭素−塩素結合のラジカル的切
断が起こる。
含有するガスに適用することができる。対象とする有機
塩素化合物には特に制限はないが、本発明装置は脂肪族
塩素化合物の分解に適しており、特にトリクロロエチレ
ン及びテトラクロロエチレンを効率よく分解することが
できる。対象とする有機塩素化合物を含有するガスには
特に制限はなく、塗装工場の排ガス、ドライクリーニン
グ工場の排ガス、汚染された土壌からの真空抽出ガス、
地下水の曝気の際に発生するガス等に適用することがで
きる。本発明装置は、これらの中で、特に土壌又は地下
水から有機塩素化合物を抽出したガスの処理に適してい
る。土壌や地下水の有機塩素化合物汚染は、主としてト
リクロロエチレン又はテトラクロロエチレンによる場合
が多い。汚染が土壌の場合は、主に真空抽出法によっ
て、また、地下水の場合はいったん揚水し曝気法によっ
て空気と混合した状態で有機塩素化合物が取り出され
る。本発明装置においては、紫外線反応容器において、
有機塩素化合物を含むガスに紫外線を照射する。紫外線
の有するエネルギーは波長に反比例するので、紫外線が
３００ｎｍ以下の波長のものを含むと、有機塩素化合物
の炭素−塩素結合を切断するために十分なエネルギーが
供給されるので好ましい。有機塩素化合物に紫外線が照
射されると、塩素原子の非結合性のｎ電子が励起され、
炭素−塩素結合がラジカル的に切断される。有機塩素化
合物が、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等
のように、炭素−炭素二重結合を有し、かつ、炭素原子
に塩素原子が結合していると、波長約２００ｎｍ付近に
最大吸収ピークを有するので、３００ｎｍ以下の波長を
有する紫外線を特に効率よく吸収し、炭素−炭素二重結
合のπ電子が励起され、炭素−塩素結合のラジカル的切
断が起こる。
【０００６】上述のごとく、紫外線は波長３００ｎｍ以
下のものを含むことが好ましいが、同時に３００ｎｍを
超える波長の光は、有機塩素化合物の分解により生成す
る塩素分子により吸収され有効に利用される。紫外線の
照射に用いることができる光源としては、例えば、低圧
水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノ
ンランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ等を挙
げることができる。これらの中で、紫外線照射効率の高
い低圧水銀ランプを、特に好適に使用することができ
る。光源を保護するためにランプの保護筒を設ける場合
は、石英ガラス、透明テフロン（デュポン社商標）製が
よく、パイレックス（アメリカ、コーニング社商標）ガ
ラスは３００ｎｍ以下の波長をカットするので適当では
ない。本発明装置においては、有機塩素化合物は紫外線
を吸収して励起され不安定になると脱塩素反応を起こ
し、系内に酸素分子が存在するときは自らは酸素分子と
反応して、酸素原子とも結合した塩素原子を有する反応
中間体となる。放出された塩素ラジカルは、一部は２個
が反応して塩素分子となり、残部はさらに他の有機塩素
化合物の分子をラジカル的に攻撃し、炭素中心ラジカル
を生成する。炭素中心ラジカルは系内に酸素分子が存在
するときは酸素分子と反応して、同様に酸素原子とも結
合した塩素原子を有する反応中間体となる。このような
ラジカル反応の結果、光分解生成物として最終的に二酸
化炭素、塩化水素、酸クロライド、ホスゲン、塩素分子
等を生成する。反応は連鎖的に進行するので、この反応
の量子収率は一般的に高く、効率よく有機塩素化合物の
濃度を低下させることができる。
下のものを含むことが好ましいが、同時に３００ｎｍを
超える波長の光は、有機塩素化合物の分解により生成す
る塩素分子により吸収され有効に利用される。紫外線の
照射に用いることができる光源としては、例えば、低圧
水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノ
ンランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ等を挙
げることができる。これらの中で、紫外線照射効率の高
い低圧水銀ランプを、特に好適に使用することができ
る。光源を保護するためにランプの保護筒を設ける場合
は、石英ガラス、透明テフロン（デュポン社商標）製が
よく、パイレックス（アメリカ、コーニング社商標）ガ
ラスは３００ｎｍ以下の波長をカットするので適当では
ない。本発明装置においては、有機塩素化合物は紫外線
を吸収して励起され不安定になると脱塩素反応を起こ
し、系内に酸素分子が存在するときは自らは酸素分子と
反応して、酸素原子とも結合した塩素原子を有する反応
中間体となる。放出された塩素ラジカルは、一部は２個
が反応して塩素分子となり、残部はさらに他の有機塩素
化合物の分子をラジカル的に攻撃し、炭素中心ラジカル
を生成する。炭素中心ラジカルは系内に酸素分子が存在
するときは酸素分子と反応して、同様に酸素原子とも結
合した塩素原子を有する反応中間体となる。このような
ラジカル反応の結果、光分解生成物として最終的に二酸
化炭素、塩化水素、酸クロライド、ホスゲン、塩素分子
等を生成する。反応は連鎖的に進行するので、この反応
の量子収率は一般的に高く、効率よく有機塩素化合物の
濃度を低下させることができる。
【０００７】本発明装置においては、第一の反応容器を
完全混合型とする。理想的な完全混合型反応容器におい
ては、容器にガスが流入した直後に瞬時にして一様に容
器内に分散される。しかし、本発明装置において使用す
る完全混合型の反応容器は、理想的な完全混合型である
必要はなく、例えば、反応容器の入口にじゃま板を設け
て流入するガス流を乱流とすることにより、反応容器内
に撹拌羽根を取り付けて容器内のガスを混合することに
より、あるいは、反応容器にバイパスを設けてブロワー
によりガスを循環することなどにより、完全混合型の反
応容器とすることができる。有機塩素化合物の紫外線照
射により生成する塩素分子は、波長約３３０ｎｍに最大
吸収ピークを有し、それより短波長側では急激に吸光度
が減少するが、長波長側ては可視部まで吸光度の減少は
比較的小さい。そのため、塩素分子は、特に低圧水銀ラ
ンプから照射される波長のうち、トリクロロエチレンや
テトラクロロエチレンが吸収する波長２５４ｎｍの光は
ほとんど吸収しないが、トリクロロエチレンやテトラク
ロロエチレンに吸収されない比較的長波長の紫外線及び
可視光線の一部を吸収し、ふたたび塩素原子に解裂す
る。すなわち、トリクロロエチレンやテトラクロロエチ
レンの光分解反応は自己触媒反応的であり、分解速度は
反応系内に生成した塩素分子の濃度に依存し、分解率が
数十％となってはじめて最大分解速度に達する。本発明
装置においては、第一の反応容器を完全混合型とするこ
とにより、生成した塩素分子を反応容器内に一様に存在
させることが可能となり、反応効率を高めることができ
る。通常、第一の反応容器において、ガス中の有機塩素
化合物の７０〜９０％が分解される。
完全混合型とする。理想的な完全混合型反応容器におい
ては、容器にガスが流入した直後に瞬時にして一様に容
器内に分散される。しかし、本発明装置において使用す
る完全混合型の反応容器は、理想的な完全混合型である
必要はなく、例えば、反応容器の入口にじゃま板を設け
て流入するガス流を乱流とすることにより、反応容器内
に撹拌羽根を取り付けて容器内のガスを混合することに
より、あるいは、反応容器にバイパスを設けてブロワー
によりガスを循環することなどにより、完全混合型の反
応容器とすることができる。有機塩素化合物の紫外線照
射により生成する塩素分子は、波長約３３０ｎｍに最大
吸収ピークを有し、それより短波長側では急激に吸光度
が減少するが、長波長側ては可視部まで吸光度の減少は
比較的小さい。そのため、塩素分子は、特に低圧水銀ラ
ンプから照射される波長のうち、トリクロロエチレンや
テトラクロロエチレンが吸収する波長２５４ｎｍの光は
ほとんど吸収しないが、トリクロロエチレンやテトラク
ロロエチレンに吸収されない比較的長波長の紫外線及び
可視光線の一部を吸収し、ふたたび塩素原子に解裂す
る。すなわち、トリクロロエチレンやテトラクロロエチ
レンの光分解反応は自己触媒反応的であり、分解速度は
反応系内に生成した塩素分子の濃度に依存し、分解率が
数十％となってはじめて最大分解速度に達する。本発明
装置においては、第一の反応容器を完全混合型とするこ
とにより、生成した塩素分子を反応容器内に一様に存在
させることが可能となり、反応効率を高めることができ
る。通常、第一の反応容器において、ガス中の有機塩素
化合物の７０〜９０％が分解される。
【０００８】本発明装置においては、第二の反応容器以
降の反応容器を不完全混合型とする。不完全混合型の反
応容器の型式には特に制限はなく、例えば、多段分割型
の反応容器とすることができ、あるいは、押し出し流れ
型の反応容器とすることができる。多段分割型の反応容
器は、反応容器内に隔壁が設けられ、反応容器内の空間
が複数の空間に分割されて、ガスが上流の空間へ逆流す
ることを実質的に防止する。押し出し流れ型の反応容器
は、通常反応容器の直径に対して長さが１０倍程度以上
の構造とし、ガスが上流へ拡散することを実質的に防止
する。第二の反応容器を不完全混合型の反応容器とする
ことにより、ガス要素の滞留時間の分布の幅が狭くな
り、第一の反応容器から流入してきたガスの一部が短時
間で第二の反応容器から流出することがない。第二の反
応容器では、第一の反応容器ですでに生成した塩素分子
と未分解の有機塩素化合物を反応させるだけでよいの
で、多段分割型又は押し出し流れ型の反応容器とするこ
とにより、有機塩素化合物を低濃度まで効率よく分解す
ることができる。通常、第二の反応容器において、有機
塩素化合物の分解率は９９％以上に達する。本発明装置
においては、必要に応じて、第二の反応容器の後に、さ
らに１個又は複数個の不完全混合型の反応容器を配管で
直列に連結し、有機塩素化合物の分解率を一層高めるこ
とができる。
降の反応容器を不完全混合型とする。不完全混合型の反
応容器の型式には特に制限はなく、例えば、多段分割型
の反応容器とすることができ、あるいは、押し出し流れ
型の反応容器とすることができる。多段分割型の反応容
器は、反応容器内に隔壁が設けられ、反応容器内の空間
が複数の空間に分割されて、ガスが上流の空間へ逆流す
ることを実質的に防止する。押し出し流れ型の反応容器
は、通常反応容器の直径に対して長さが１０倍程度以上
の構造とし、ガスが上流へ拡散することを実質的に防止
する。第二の反応容器を不完全混合型の反応容器とする
ことにより、ガス要素の滞留時間の分布の幅が狭くな
り、第一の反応容器から流入してきたガスの一部が短時
間で第二の反応容器から流出することがない。第二の反
応容器では、第一の反応容器ですでに生成した塩素分子
と未分解の有機塩素化合物を反応させるだけでよいの
で、多段分割型又は押し出し流れ型の反応容器とするこ
とにより、有機塩素化合物を低濃度まで効率よく分解す
ることができる。通常、第二の反応容器において、有機
塩素化合物の分解率は９９％以上に達する。本発明装置
においては、必要に応じて、第二の反応容器の後に、さ
らに１個又は複数個の不完全混合型の反応容器を配管で
直列に連結し、有機塩素化合物の分解率を一層高めるこ
とができる。
【０００９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。図１は、実施例及び比較例に用
いた完全混合型の紫外線反応容器の断面図である。完全
混合型の紫外線反応容器１は、内部に直径２cmの石英管
２を備えた直径１０cm、高さ２０cmのパイレックスガラ
ス製内部照射型円筒状反応容器３であり、石英管には殺
菌ランプ４［東芝(株)製、ＧＬ６（６Ｗ）］が挿入され
ている。反応容器には、下部にはガス入口５が、上部に
は紫外線照射後のガス出口６が設けられ、ガス入口には
ガラス製のじゃま板７が取り付けられている。この完全
混合型の反応容器を、２台作製した。この反応容器に毎
分５リットルの流量で空気を供給しつつ、空気を同流量
の着色ガスに切り替えたところ、直ちに反応容器内全体
が均一に着色した状態となり、じゃま板により送入され
るガスの流れが乱流となり、この反応容器が完全混合型
として機能することが確かめられた。図２は、実施例及
び比較例に用いた多段分割型の紫外線反応容器の断面図
である。本図の反応容器は３段分割型の紫外線反応容器
８であり、図１の反応容器のじゃま板の代わりに、等間
隔に２枚の隔壁９を取り付けたものである。隔壁におけ
るガス通路は、容器の外壁側と中央の石英管側に交互に
設けられている。本図に示す３段分割型の反応容器を１
台と、５枚の隔壁を有する６段分割型の反応容器を２台
作製した。図３は、実施例１に用いた光分解装置の工程
系統図である。本図の装置は、図１に示す完全混合型の
反応容器１を第一反応容器、図２に示す３段分割型の反
応容器８を第二反応容器として、内径４mmのテフロンチ
ューブを用いて直列に接続し、第一反応容器の入口と第
二反応容器の出口にサンプリングポート１０を設けたも
のである。なお、サンプリングしたガスは、ＦＩＤ検出
器付きガスクロマトグラフで分析した。 実施例１ 完全混合型の反応容器を第一反応容器とし、３段分割型
の反応容器を第二反応容器として図３に示す状態に接続
し、トリクロロエチレン約５００ppmを含む空気を第一
反応容器の入口から５リットル／分の流量で供給した。
殺菌ランプを点燈し、第一反応容器入口及び第二反応容
器出口のガス中のトリクロロエチレン濃度を測定した。
反応が定常状態になったとき、トリクロロエチレン濃度
は、第一反応容器入口において５０３ppmであり、第二
反応容器出口において３ppmであった。トリクロロエチ
レンの分解率は、９９.４％である。 実施例２ 完全混合型の反応容器を第一反応容器とし、６段分割型
の反応容器を第二反応容器とした以外は、実施例１と同
じ操作を繰り返した。反応が定常状態になったとき、ト
リクロロエチレン濃度は、第一反応容器入口において５
１１ppmであり、第二反応容器出口において１ppmであっ
た。トリクロロエチレンの分解率は、９９.８％であ
る。 比較例１ 第一反応容器及び第二反応容器をともに完全混合型の反
応容器とした以外は、実施例１と同じ操作を繰り返し
た。反応が定常状態になったとき、トリクロロエチレン
濃度は、第一反応容器入口において４９９ppmであり、
第二反応容器出口において２０ppmであった。トリクロ
ロエチレンの分解率は、９６.０％である。 比較例２ ６段分割型の反応容器を第一反応容器とし、完全混合型
の反応容器を第二反応容器とした以外は、実施例１と同
じ操作を繰り返した。反応が定常状態になったとき、ト
リクロロエチレン濃度は、第一反応容器入口において５
０５ppmであり、第二反応容器出口において３５ppmであ
った。トリクロロエチレンの分解率は、９３.１％であ
る。 比較例３ 第一反応容器及び第二反応容器をともに６段分割型の反
応容器とした以外は、実施例１と同じ操作を繰り返し
た。反応が定常状態になったとき、トリクロロエチレン
濃度は、第一反応容器入口において４９７ppmであり、
第二反応容器出口において５６ppmであった。トリクロ
ロエチレンの分解率は、８８.７％である。実施例１〜
２及び比較例１〜３の結果を、まとめて第１表に示す。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。図１は、実施例及び比較例に用
いた完全混合型の紫外線反応容器の断面図である。完全
混合型の紫外線反応容器１は、内部に直径２cmの石英管
２を備えた直径１０cm、高さ２０cmのパイレックスガラ
ス製内部照射型円筒状反応容器３であり、石英管には殺
菌ランプ４［東芝(株)製、ＧＬ６（６Ｗ）］が挿入され
ている。反応容器には、下部にはガス入口５が、上部に
は紫外線照射後のガス出口６が設けられ、ガス入口には
ガラス製のじゃま板７が取り付けられている。この完全
混合型の反応容器を、２台作製した。この反応容器に毎
分５リットルの流量で空気を供給しつつ、空気を同流量
の着色ガスに切り替えたところ、直ちに反応容器内全体
が均一に着色した状態となり、じゃま板により送入され
るガスの流れが乱流となり、この反応容器が完全混合型
として機能することが確かめられた。図２は、実施例及
び比較例に用いた多段分割型の紫外線反応容器の断面図
である。本図の反応容器は３段分割型の紫外線反応容器
８であり、図１の反応容器のじゃま板の代わりに、等間
隔に２枚の隔壁９を取り付けたものである。隔壁におけ
るガス通路は、容器の外壁側と中央の石英管側に交互に
設けられている。本図に示す３段分割型の反応容器を１
台と、５枚の隔壁を有する６段分割型の反応容器を２台
作製した。図３は、実施例１に用いた光分解装置の工程
系統図である。本図の装置は、図１に示す完全混合型の
反応容器１を第一反応容器、図２に示す３段分割型の反
応容器８を第二反応容器として、内径４mmのテフロンチ
ューブを用いて直列に接続し、第一反応容器の入口と第
二反応容器の出口にサンプリングポート１０を設けたも
のである。なお、サンプリングしたガスは、ＦＩＤ検出
器付きガスクロマトグラフで分析した。 実施例１ 完全混合型の反応容器を第一反応容器とし、３段分割型
の反応容器を第二反応容器として図３に示す状態に接続
し、トリクロロエチレン約５００ppmを含む空気を第一
反応容器の入口から５リットル／分の流量で供給した。
殺菌ランプを点燈し、第一反応容器入口及び第二反応容
器出口のガス中のトリクロロエチレン濃度を測定した。
反応が定常状態になったとき、トリクロロエチレン濃度
は、第一反応容器入口において５０３ppmであり、第二
反応容器出口において３ppmであった。トリクロロエチ
レンの分解率は、９９.４％である。 実施例２ 完全混合型の反応容器を第一反応容器とし、６段分割型
の反応容器を第二反応容器とした以外は、実施例１と同
じ操作を繰り返した。反応が定常状態になったとき、ト
リクロロエチレン濃度は、第一反応容器入口において５
１１ppmであり、第二反応容器出口において１ppmであっ
た。トリクロロエチレンの分解率は、９９.８％であ
る。 比較例１ 第一反応容器及び第二反応容器をともに完全混合型の反
応容器とした以外は、実施例１と同じ操作を繰り返し
た。反応が定常状態になったとき、トリクロロエチレン
濃度は、第一反応容器入口において４９９ppmであり、
第二反応容器出口において２０ppmであった。トリクロ
ロエチレンの分解率は、９６.０％である。 比較例２ ６段分割型の反応容器を第一反応容器とし、完全混合型
の反応容器を第二反応容器とした以外は、実施例１と同
じ操作を繰り返した。反応が定常状態になったとき、ト
リクロロエチレン濃度は、第一反応容器入口において５
０５ppmであり、第二反応容器出口において３５ppmであ
った。トリクロロエチレンの分解率は、９３.１％であ
る。 比較例３ 第一反応容器及び第二反応容器をともに６段分割型の反
応容器とした以外は、実施例１と同じ操作を繰り返し
た。反応が定常状態になったとき、トリクロロエチレン
濃度は、第一反応容器入口において４９７ppmであり、
第二反応容器出口において５６ppmであった。トリクロ
ロエチレンの分解率は、８８.７％である。実施例１〜
２及び比較例１〜３の結果を、まとめて第１表に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】第一反応容器を完全混合型、第二反応容器
を多段分割型とした本発明の光分解装置を用いた実施例
１〜２においては、トリクロロエチレンは９９％を超え
る高い分解率で分解されている。実施例１と実施例２を
比較すると、第二反応容器の分割段数を多くして、押し
出し流れにより近づけた実施例２の方がトリクロロエチ
レンの分解率が高くなっている。第一反応容器及び第二
反応容器をともに完全混合型とした比較例１、本発明装
置と逆に第一反応容器を多段分割型、第二反応容器を完
全混合型とした比較例２、第一反応容器及び第二反応容
器をともに多段分割型とした比較例３では、同じ容量の
反応容器を用い、同じ電力量を消費しているにもかかわ
らず、トリクロロエチレンは実施例ほど低濃度までは分
解されていない。
を多段分割型とした本発明の光分解装置を用いた実施例
１〜２においては、トリクロロエチレンは９９％を超え
る高い分解率で分解されている。実施例１と実施例２を
比較すると、第二反応容器の分割段数を多くして、押し
出し流れにより近づけた実施例２の方がトリクロロエチ
レンの分解率が高くなっている。第一反応容器及び第二
反応容器をともに完全混合型とした比較例１、本発明装
置と逆に第一反応容器を多段分割型、第二反応容器を完
全混合型とした比較例２、第一反応容器及び第二反応容
器をともに多段分割型とした比較例３では、同じ容量の
反応容器を用い、同じ電力量を消費しているにもかかわ
らず、トリクロロエチレンは実施例ほど低濃度までは分
解されていない。
【００１２】
【発明の効果】本発明装置によれば、少ない電力消費量
で低濃度まで有機塩素化合物を分解することができ、有
機塩素化合物によって汚染された土壌や地下水を経済的
に浄化することができる。
で低濃度まで有機塩素化合物を分解することができ、有
機塩素化合物によって汚染された土壌や地下水を経済的
に浄化することができる。
【図１】図１は、実施例に用いた完全混合型の紫外線反
応容器の断面図である。
応容器の断面図である。
【図２】図２は、実施例に用いた多段分割型の紫外線反
応容器の断面図である。
応容器の断面図である。
【図３】図３は、実施例に用いた光分解装置の工程系統
図である。
図である。
１ 完全混合型の紫外線反応容器 ２ 石英管 ３ 内部照射型円筒状反応容器 ４ 殺菌ランプ ５ ガス入口 ６ ガス出口 ７ じゃま板 ８ ３段分割型の紫外線反応容器 ９ 隔壁 １０ サンプリングポート
Claims (1)
- 【請求項１】紫外線ランプを備えた複数個の反応容器を
配管で直列に連結し、有機塩素化合物を含有するガスを
第一の反応容器に導入して紫外線を照射し、反応ガスを
順次後続の反応容器に供給して紫外線を照射する有機塩
素化合物の光分解装置において、第一の反応容器が完全
混合型であり、第二の反応容器以降の反応容器が不完全
混合型であることを特徴とする有機塩素化合物の光分解
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35625596A JP3402101B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 有機塩素化合物の光分解装置 |
| US08/998,052 US6238628B1 (en) | 1996-12-25 | 1997-12-24 | Photolytic device for breakdown of organic chlorine compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35625596A JP3402101B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 有機塩素化合物の光分解装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180040A true JPH10180040A (ja) | 1998-07-07 |
| JP3402101B2 JP3402101B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=18448124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35625596A Expired - Fee Related JP3402101B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 有機塩素化合物の光分解装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6238628B1 (ja) |
| JP (1) | JP3402101B2 (ja) |
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| US6599431B2 (en) | 2000-06-16 | 2003-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Purifying apparatus for contaminated water and ground water and method thereof |
| US6815573B2 (en) | 1999-06-07 | 2004-11-09 | Nkk Corporation | Method of decomposing halogenated hydrocarbon gas |
| US7018514B2 (en) | 2001-11-12 | 2006-03-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for processing substances to be decomposed |
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| JP2009206474A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Meidensha Corp | オゾン分解装置及びプロセスシステム |
| JP2019150756A (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-12 | ウシオ電機株式会社 | 気体処理装置 |
| CN118883832A (zh) * | 2024-07-09 | 2024-11-01 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种环磺酮在土壤中光解的光解模拟装置 |
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| CN100551467C (zh) * | 2002-03-28 | 2009-10-21 | 兴研株式会社 | 有机化合物的分解装置 |
| JP2004000916A (ja) * | 2002-04-25 | 2004-01-08 | Canon Inc | 分解対象物質装置及びその分解方法 |
| CA2539856C (en) | 2005-03-16 | 2010-11-23 | Halton Company Corporation | Fume treatment method and apparatus using ultraviolet light to degrade contaminants |
| US7507019B2 (en) * | 2006-05-19 | 2009-03-24 | Covidien Ag | Thermometer calibration |
| US20070268954A1 (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | Sherwood Services Ag | Portable test apparatus for radiation-sensing thermometer |
| US7549792B2 (en) | 2006-10-06 | 2009-06-23 | Covidien Ag | Electronic thermometer with selectable modes |
| US20140221692A1 (en) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Flow Reactor Vessels and Reactor Systems |
| BR112017017948B1 (pt) | 2015-02-23 | 2022-11-08 | Carbonfree Chemicals Holdings, Llc | Método de regeneração de hidróxido de magnésio em um processo que reduz a quantidade de dióxido de carbono contida em uma corrente de gás |
| CA3248568A1 (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-19 | Kobenhavns Universitet | SYSTEMS AND PROCESSES FOR RESIDUAL GAS TREATMENT |
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|---|---|---|---|---|
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| US4210503A (en) * | 1975-12-31 | 1980-07-01 | Exxon Research & Engineering Co. | Emission control method and system |
| US4195062A (en) * | 1978-03-21 | 1980-03-25 | Combustion Engineering, Inc. | Flue gas scrubbing |
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| US5397552A (en) * | 1992-02-27 | 1995-03-14 | Process Technologies, Inc. | Method and apparatus for use in photochemically oxidizing gaseous organic compounds |
| US5417825A (en) * | 1993-04-28 | 1995-05-23 | University Of Dayton | Method for photothermal destruction of toxic organic compounds |
| DE19517039C2 (de) * | 1994-10-25 | 2002-07-18 | Guenther O Schenck | Vorrichtung zur oxidativen Photopurifikation |
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1996
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