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論文題目「乾式熱分解法によるハロン処理に関する研究

加藤修一

ハロンはガス系消火剤として幅広く使用されてきたが、近年、オゾン層破壊物質であることが知られるようになり、生産と使用が規制されるようになった。今後、使用されないハロンが大量に発生するため、適切な処理を行う必要がある。

本研究では、ハロンの処理法として乾式熱分解法を考えた。これは、高温に加熱した固体吸着材にハロンを通すことにより、ハロンを分解させ、同時に有害生成ガスを吸着材に吸着させる方法である。この方法では排ガスに有害生成ガスが含まれず、排ガスの処理が必要なくなることが期待できる。本研究では、乾式熱分解法によるハロンの無害化処理が可能であるかを検討し、その上で、反応機構を検討することを目的とした。処理対象ガスは、ハロンの中で代表的なハロン1301 (CBrF3) とした。

固体吸着材として、焼成石灰石 (CaO)、焼成ドロマイト (CaO、MgO)、焼成ブルーサイト (MgO) を使用した。実験に使用した吸着材は粒径2〜4 mm、41.80 gである。反応管に吸着材を充填したものを電気炉で加熱状態にして、上部からハロンを導入した。ハロン流量は80 ml/minとした。

試験後の吸着材のX線分析より、ハロンに含まれる臭素、フッ素はCaF2、CaFBr、MgF2、MgBr2として固定化されることが分かった。焼成ドロマイトでは、構成成分であるCaOとMgOのうち、MgOに関する生成物は検出されなかった。これより、吸着材中にCaO、MgOが共存する場合、臭素、フッ素は選択的にCaOと反応することが分かった。また、吸着材にMgOが含まれることにより、細孔が生成物で覆われるのを防ぎ、反応をより内部まで進めることが分かった。1073 Kで、焼成石灰石、焼成ドロマイトを用いることで、ハロンに含まれる臭素を完全に吸着させることができた。これより、本方法によりハロンの完全分解が可能であることが分かった。臭素とMgOの反応性は悪く、臭素の完全吸着にはCaOが必要である。ハロンに含まれるフッ素は焼成ドロマイト、焼成ブルーサイトを用いることで1173 Kで95 %以上吸着させることができた。吸着されないフッ素はCF4、C2F6となり排ガスとしてでる。CaOの比率の高い吸着材を用いると、フッ素の吸着量は減少した。これは、反応に伴い生成する難分解性のCF4の生成によるものであることが分かった。


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