JPH06262171A - ハロゲン系有機化合物の分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 紫外線照射中であっても反応溶液を取り出す
ことなく直接的に反応進行度をモニタする。 【構成】 ハロゲン系有機化合物溶液を収容する反応槽
１と、この反応槽内の前記ハロゲン系有機化合物溶液に
紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記反応槽と紫外
線照射手段との間に設けられ当該紫外線照射手段から射
出された紫外線を分光するビームスプリッタ１１と、こ
のビームスプリッタで分光された紫外線を入射してその
紫外線量を検出する第１の光検出器１３と、前記反応槽
内に反射面を槽外に向けて設けられ前記ビームスプリッ
タを介して照射される紫外線を反応槽の外へ向けて反射
する紫外線反射ミラー７と、この紫外線反射ミラーで反
射された紫外線を前記ビームスプリッタを介して入射し
て、当該紫外線量を検出する第２の光検出器２と、前記
第１、第２の検出器でそれぞれ検出される紫外線量を基
に前記反応槽内のハロゲン系有機化合物溶液の分解量を
演算する演算手段とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲン系有機化合物
に紫外線を照射することで分解し無害化するハロゲン系
有機化合物の分解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハロゲン系有機化合物は化学工業
の分野で広く使われてきたが、近年、有機塩素系化合物
であるトリクロロエチレンやＰＣＢ（ポリクロロビフェ
ニル）は人体に対する毒性が明らかにされてきている。
例えば、ＰＣＢは比較的安定であり、塩素成分の残留毒
性の人体への危険性が環境汚染の大きな問題として知ら
れている。さらにフッ素を含むフルオロカーボン等の、
いわゆるフロンは人体に対して直接的には無害とされて
いるもののオゾン層を破壊して地球環境を悪化させるこ
とが明らかにされている。

【０００３】このため、このハロゲン系有機化合物を分
解して無害化する方法が種々検討されている。例えば、
ＰＣＢの分解無害化方法の一つとして光化学的方法によ
る脱塩素反応の利用が知られている。この方法はアルカ
リ性アルコールにＰＣＢを溶解した溶液を、紫外線に対
して透明である容器に入れ、この容器の外側から紫外線
を照射することによってＰＣＢの脱塩素反応を促進させ
る方法である。

【０００４】この様にして得られた反応液の脱塩素反応
の進行度を知るためには、従来は、一旦脱塩素反応を中
断した後に、容器から紫外線照射した反応液を取り出
し、ガスクロマトグラフ法により該反応液に残留してい
るＰＣＢ成分を分析するか、反応により析出する塩化ナ
トリウムを水抽出して滴定などの方法により脱塩素量を
測定するようにしていた（理化学研究所報告：第４８
巻、第６号、１８５〜１９０頁（１９７２）参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定手段は、紫外線照射を中断もしくは終了させて
行う必要があり、反応進行度を連続的にモニタすること
は困難であるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、従来の紫外線を利用した分解装置における反応進行
中の分解度のモニタリングの困難性を解決し、紫外線照
射中であっても反応溶液を取り出すことなく直接的に反
応進行度をモニタできるハロゲン系有機化合物の分解装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、ハロゲン系有機化合物溶液を収容する反応槽
と、この反応槽内の前記ハロゲン系有機化合物溶液に紫
外線を照射する紫外線照射手段と、前記反応槽と紫外線
照射手段との間に設けられ当該紫外線照射手段から射出
された紫外線を分光するビームスプリッタと、このビー
ムスプリッタで分光された紫外線を入射してその紫外線
量を検出する第１の検出手段と、前記反応槽内に反射面
を槽外に向けて設けられ前記ビームスプリッタを介して
照射される紫外線を反応槽の外へ向けて反射する紫外線
反射手段と、この紫外線反射手段で反射された紫外線を
前記ビームスプリッタを介して入射して、当該紫外線量
を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段と第
２の検出手段でそれぞれ検出される紫外線量を基に前記
反応槽内のハロゲン系有機化合物溶液の分解量を演算す
る演算手段とを有することを要旨とする。

【０００８】

【作用】本発明のハロゲン系有機化合物の分解装置にお
いては、まず反応槽内に紫外線が紫外線照射手段によっ
て照射されることで、槽内のハロゲン系有機化合物溶液
が分解されていく。このとき、反応槽と紫外線照射手段
との間にビームスプリッタが設けられており、当該紫外
線照射手段から射出された紫外線は分光されて、一側の
紫外線はそのまま第１の検出手段に入射され、他側の紫
外線は反応槽内の紫外線反射手段に入射され、さらにこ
の紫外線反射手段で反射されて前記ビームスプリッタを
介して第２の検出手段に入射される。この第１の検出手
段で検出される紫外線照射手段からの直接光の紫外線量
と第２の検出手段で検出される反応槽内の溶液を介した
紫外線量とを基にハロゲン系有機化合物溶液の分解量が
演算手段で演算される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図１は本発明のハロゲン系有機化合物の分
解装置に係るＰＣＢ分解装置の構成を示したブロック図
である。

【００１０】まず、図１を参照してＰＣＢ分解装置の構
成を説明する。反応槽１はハロゲン系有機化合物溶液と
しての反応溶液５、本実施例ではＰＣＢのアルカリ性ア
ルコール溶液を満たし、ＰＣＢの分解反応を進めるため
の容器である。図１では反応槽１はその断面が示されて
いる。また、この実施例では反応槽１の下面側の底面に
紫外線を透過する石英製の紫外線照射窓３が設けられて
いる。このとき、反応槽１全体を石英製としても良く、
側面に紫外線照射窓３を設けるようにしても良い。この
場合、後述する紫外線源９、ビームスプリッタ１１等は
側方等、適宜の位置に配置されるのはいうまでもない。

【００１１】反射ミラー７は、反応槽１内に紫外線照射
窓３面側が反射面となる向きに配設されて、紫外線源９
から射出される紫外線ＵＶを反射するもので、石英コー
ティングしたアルミニウム蒸着ミラーで構成される。

【００１２】ビームスプリッタ１１は紫外線源９から射
出された紫外線ＵＶを入射して２つに分ける光学素子で
あって、紫外線反射ミラー４の光軸上に設けられる。具
体的には、紫外線源９から射出された紫外線ＵＶを入射
して反射光と透過光の２つに分光し、反射紫外線ＵＶ1
を第１の光検出器１３に向けて、透過紫外線ＵＶ2 を反
応槽１内の反射ミラー７に向けてそれぞれ射出すると共
に、この反射ミラー７で反射されて戻ってきた透過紫外
線ＵＶ2 を第２の光検出器１５に向けて反射する。

【００１３】第１の光検出器１３及び第２の光検出器１
５は、共に入射される紫外線量をその強度として測定す
るものである。

【００１４】吸光度演算装置１７は、第１の光検出器１
３で検出された反射紫外線ＵＶ1 の紫外線量（強度）
と、第２の光検出器１５で検出された透過紫外線ＵＶ2
の紫外線量（強度）とを入力して吸光度を演算するもの
である。

【００１５】検量線データ記憶部１９は、図３の反応溶
液の単一波長光源（ＫｒＦレーザ）による紫外線吸光度
とＰＣＢ分解率の関係を示す検量線データを記憶するも
ので、適宜当該検量線データ若しくは閾値を出力する。

【００１６】比較演算部２１は、吸光度演算装置１７で
演算された吸光度と検量線データ記憶部１９から得られ
る検量線データとを比較して、ＰＣＢ分解率を演算する
ものであって、演算されたＰＣＢ分解率は表示部２３に
表示される。

【００１７】制御部２５は、比較演算部２１から出力さ
れるＰＣＢ分解率に係るデータを基に紫外線源９からの
紫外線ＵＶの射出を制御すると共にミラー昇降部２７を
制御するものである。例えば、検量線データと比較して
ＰＣＢ分解率が所定レベルに達したと判断されるときに
は紫外線源９による照射を停止するようにしても良い。
このとき、検量線データ記憶部１９からは単に閾値を得
て、この閾値で照射を停止するようにしても良い。

【００１８】ミラー昇降部２７は、反射ミラー７を上下
方向に昇降駆動して反射ミラー７と第２の光検出器１５
との間の距離を調整するもので、反応溶液の種類、濃度
（初期濃度、処理濃度）等に応じて昇降量を制御するこ
とにより測定精度及び分解能を最適化することが可能と
なる。

【００１９】次に、上記のように構成したＰＣＢ分解装
置の作用をその測定手順と共に説明する。

【００２０】まず、アルカリ性アルコールにＰＣＢを溶
解させた反応溶液５を反応槽１に入れ、紫外線源９より
紫外線を照射する。この時、紫外線源９から射出された
紫外線ＵＶの大部分は、反応槽１の窓面３より反応槽１
内に入射し、槽内の反応溶液５を照射し、その分解反応
を促進する。

【００２１】一方、このとき一部の紫外線ＵＶ1 は、光
路上のビームスプリッタ１１で反射されて第１の光検出
器１３でその紫外線強度（反射光強度Ｉｒ）が測定さ
れ、紫外線源９の紫外線強度がモニタされる。またさら
に別の一部の紫外線ＵＶ2 はビームスプリッタ１１を透
過し反応槽１内に入射した後、紫外線反射ミラー７及び
ビームスプリッタ１１で反射した紫外線ＵＶ2 として第
２の光検出器１５でその紫外線強度（Ｉｓ）が測定され
る。この紫外線強度（Ｉｓ）を測定することにより、反
応槽内の往復光路において反応溶液による光吸収を受け
た紫外線強度をモニタする。

【００２２】これら紫外線強度Ｉｓと反射光強度Ｉｒよ
り反応溶液の吸光度（Ｌｏｇ（Ｉｒ／Ｉｓ））を計算で
きる。このＩｓとＩｒは紫外線照射中に連続的に測定可
能であるので、反応溶液の吸光度変化を連続的にモニタ
可能となる。反応溶液中のＰＣＢは紫外線領域に光吸収
を示し、ＰＣＢ分解の進行につれて吸光度が減少するの
で吸光度変化をモニタすることによって紫外線照射中の
分解反応の進行度を連続的にモニタすることが可能とな
る。

【００２３】図２は分解反応に伴うＰＣＢの紫外線吸収
スペクトルの変化を説明する測定例である。この図２に
示す例では、ＰＣＢ成分の１つである３−モノクロロビ
フェニルをアルカリ性アルコール溶液中で紫外線照射し
分解している。ＰＣＢ濃度は１×１０^-4mol ／Ｌ、測定
光路長は１０mmである。また図中に記入した分解率は、
従来行われているガスクロマトグラフ法により測定した
ＰＣＢ濃度より求めたものである。この図２より、分解
反応にともないＰＣＢの紫外線吸収スペクトルが変化し
ているのが容易に理解される。

【００２４】図３は反応溶液の単一波長光源（ＫｒＦレ
ーザ）による紫外線吸光度とＰＣＢ分解率の関係を求め
た例である。実験条件は、図２の場合と同様である。固
定波長は２４８．５nmである。図３より、ＰＣＢの分解
に伴い吸光度が減少しているのが容易に理解される。

【００２５】従って、図１の装置により測定可能な反応
溶液の吸光度の変化から分解反応の進行度をモニタする
ことが可能である。

【００２６】なお、本実施例では紫外線反射ミラー７と
紫外線照射窓３面との距離を一定にしているが、制御部
２５の制御により、ミラー昇降部２７を制御して、反射
ミラー７を可変にする機能を持たせることも差支えない
だけでなく、反応溶液５中のＰＣＢ初期濃度に合わせて
適当な光路長に調整し、適度な吸光度でのモニタが可能
となる利点がある。また、ビームスプリッタ１１と検出
器１３の中間にＰＣＢを入れないアルカリ性アルコール
溶液を適当な光路長になるように設置することも可能で
あり、この場合、ＰＣＢ成分のみによる吸光度変化をモ
ニタ可能となる利点がある。

【００２７】さらに、上記の実施例ではＰＣＢに適用し
た場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定さ
れること無く、例えばフロン（ＣＦＣ−１１、ＣＦＣ−
１３、ＣＦＣ−１１３、…、）、トリクロロエチレン及
びモノクロロビフェニル等の任意のハロゲン系有機化合
物に適用することができる。

【００２８】上述してきたように、本発明のハロゲン系
有機化合物の分解装置によれば、従来の紫外線を利用し
た分解装置における反応進行度のモニタリングの困難を
解決し、紫外線照射中に反応溶液を取り出すことなく直
接的に反応進行度をモニタできるようになる。またこの
ときモニタ光には分解反応用紫外線の一部をそのまま利
用するので、別光源を必要とせず装置が簡略になる利点
がある。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は紫外線照
射中に反応溶液を取り出すことなく直接的に反応進行度
をモニタできる等の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＰＣＢ分解装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１に示した実施例の分解反応に伴うＰＣＢの
紫外線吸収スペクトルの変化を説明する測定例を示す図
である。

【図３】反応溶液の単一波長光源（ＫｒＦレーザ）によ
る紫外線吸光度とＰＣＢ分解率との関係を求めた図であ
る。

【符号の説明】

１ 反応槽 ３ 紫外線照射窓 ５ 反応溶液 ７ 紫外線反射ミラー ９ 紫外線源 １１ ビームスプリッタ １３ 第１の光検出器 １５ 第２の光検出器 １７ 吸光度演算装置 １９ 検量線データ記憶部 ２１ 比較演算部 ２３ 表示部 ２５ 制御部 ２７ ミラー昇降部 ＵＶ 紫外線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向井 成彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 田嶋 直樹 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会 社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 蘆立 修一 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハロゲン系有機化合物溶液を収容する反
   応槽と、 この反応槽内の前記ハロゲン系有機化合物溶液に紫外線
   を照射する紫外線照射手段と、 前記反応槽と紫外線照射手段との間に設けられ当該紫外
   線照射手段から射出された紫外線を分光するビームスプ
   リッタと、 このビームスプリッタで分光された紫外線を入射してそ
   の紫外線量を検出する第１の検出手段と、 前記反応槽内に反射面を槽外に向けて設けられ前記ビー
   ムスプリッタを介して照射される紫外線を反応槽の外へ
   向けて反射する紫外線反射手段と、 この紫外線反射手段で反射された紫外線を前記ビームス
   プリッタを介して入射して、当該紫外線量を検出する第
   ２の検出手段と、 前記第１の検出手段と第２の検出手段でそれぞれ検出さ
   れる紫外線量を基に前記反応槽内のハロゲン系有機化合
   物溶液の分解量を演算する演算手段とを有することを特
   徴とするハロゲン系有機化合物の分解装置。