JPH08511469A - 気状の有機化合物を光化学的に酸化するための方法及び装置 - Google Patents
気状の有機化合物を光化学的に酸化するための方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
気状の有機化合物を光化学的に酸化する方法、気状の有機化合物を光化学的に酸化する装置、気状有機化合物の光化学的酸化装置のためのライニングインサート(66)、及びそのようなライニングを製造する方法が開示される。主要な方法は、(a)気状の有機化合物を紫外光に曝露してその気状有機化合物を気状酸化生成物に酸化し、そして(b)その気状酸化生成物を反応室(46)の内側表面と反応させることからなり、その内側表面は気状酸化生成物と化学的に反応性である乾燥多孔質セメント質の収着材物質を含み、かくして気状酸化生成物がその乾燥セメント質物質と反応させられて反応室の側壁に取り込まれた固体の反応生成物を生じる。
Description
【発明の詳細な説明】
気状の有機化合物を光化学的に酸化するための方法及び装置技術分野
本発明は気状の有機化合物を光化学的に酸化させるのに使用するための方法に
関する。背景技術
上空ほぼ9ないし50キロメートルのところの破壊され易く、見えないオゾン
層は、太陽からの有害な紫外線に対して地球表面を保護する。この防御的保護が
大きく衰減しつつあることが見出された。そのようなことは、主として大気中へ
放出された及び放出され続ける人造化学物質の結果であると一般に受け取られて
いる。
オゾンは大気中で自然に生成される。分子状酸素O2が太陽からの輻射線の影
響下に自然に光解離して遊離の酸素原子となる。そのような酸素原子の生成は、
ただちに、下記の式に示されるようなオゾン分子の生成に帰着する;
O2+O+M → O3+M
ここで、酸素の1分子O2、酸素の1原子O、及び過剰の反応エネルギーを吸
収する酸素のもしくは窒素の1分子でありうる第3の粒子「M」との間の三重衝
突がオゾンの1分子O3の生成をもたらす。
オゾンを減少させる化学物質は4つの大きな群に区分される。第1のものはク
ロロフロロカーボン類(CFC’s)として知られている。これらは、エアゾー
ル噴射剤、冷媒、発泡剤、溶媒及び殺菌剤として使用されている。フレオン−1
2(ジクロロジフルオロメタン)は一例である。第2の群は、消火剤として使用
される臭素含有化合物である「ハロン類」として知られている。第3の群はクロ
ロカーボン類として知られており、四塩化炭素及び1,1,1−トリクロロメタ
ンのような化合物を包含している。第4の群は「ハイドロクロロフルオロカーボ
ン類」(HCFC’s)と称されるCFC’sの類縁物からなる。これらは、あ
る種のCFC’sの暫定代替物として広く用いられており、典型的には
CFC’sの2%ないし10%のオゾン破壊力を有する。
製造及び使用中に放出されるときに、オゾン低減化合物は数十年、若干のもの
は数世紀にわたって大気中に残留する。一旦放出されると、それらは大気中で加
熱され、風及び気流で分散され、そして終局的には10ないし15キロメートル
にまで上昇する。そこでは、170ないし230ナノメーターの波長範囲の紫外
光線が分子を離ればなれに分解する。これは、オゾンの分解、及び太陽からの危
険な紫外線を除去するのに役に立たない物質である通常酸素の生成の原因となる
塩素、フッ素または臭素を放出する。
一旦分子が破壊されると、若干のフッ素が水素と結合してHFを生成する。終
局的に、フッ素は下方の大気中に沈下して、そこで最後には水溶液になる。ハロ
ゲン化有機化合物から遊離した炭素は、利用可能な酸素と結合してCO2を生成
する。そのものは、化学的には温和であるものの、物理的には、一般に「温室効
果」と称される地球温暖化の原因となっている。また、気状のハロゲン化有機化
合物は、大気へ向かう途中の下方の大気中にあるときに、地球表面から反射され
た赤外線をそれら自体で吸収し、それによってそれを熱に変え、そして地球温暖
化の原因となるものと信じられる。オゾンを減少させる化合物は最近の温室効果
の増大の原因の20%ないし25%を占めるものと信じられる。
炭素と遊離酸素とが結合してCO2を生成することは、また、O3生成に悪影響
を与えるものと信じられる。要するに、炭素は、O3が大気中で自然に生成され
るための原料(遊離酸素)の若干を消費する。
ハロゲン化有機気体の紫外光線解離からの遊離塩素原子は、大気中で利用でき
る利用可能遊離酸素原子がなければ、相互に結合して塩素ガス(Cl2)を生成
する傾向を有するであろう。汚染塩素原子は遊離酸素原子と結合して塩素酸化物
(ClOX)を生成するより大きな傾向を有し、この場合もO3を作るための主要
原料の一つ(遊離酸素)を消費する。
オゾン層が減少するにつれて、より多くの有害な紫外線が地球表面に到達する
。オゾン減少を停止させなければ、大規模な地球上の健康及び環境の重大な問題
が生じることが断言されている。環境保護局(EPA)は、オゾン減少による増
加された紫外線は、もしオゾン層を保全するのに何も行なわれなければ、今日生
存
しそして2075年までに産れる人々のうちで、米国だけで、163,000,
000〜308,000,000件の皮ふガンの余分の症例が生じるであろうこ
とを断言している。これらの症例の約3,500,000〜6,500,000
件は、致命的であるといわれている。さらに多くの紫外線は、また、この人口の
うちで推定19,000,000〜29,000,000件の白内障の追加の症
例を生じさせるであろう。重大な免疫不全症の数及び種類の急激な増加も断言さ
れている。さらには、増加した紫外線による自然環境の破壊は、低減した作物収
量における数十億ドルから海洋食物連鎖の崩壊にまで及ぶであろう。
このときに、これらの気状ハロゲン化有機化合物の代替物についての研究が進
行中であることは驚くに当らない。しかし、受け入れられる代替物を見出すのに
は20年またはそれ以上要するかも知れないことが予想されている。代替物は家
庭での使用のために(すなわち冷蔵及びエアゾール噴射剤のために)温和で、不
燃性で、安定で、安価でかつ安全であることが必要されることを考えてみよう。
従って、人々は同様に、これらの気状ハロゲン化有機化合物が大気に入り込むの
を防止するための技術について検討している。
これらのガスの放出を回避するための一つの潜在的に有望な技術は、好ましく
ない物質を紫外線に曝露して、制御された条件下に分解する。そのような技術の
例は、コンファーの米国特許第4,210,503号及びレーガンの米国特許第
4,045,316号に開示されている。しかし、いずれかのそのようなシステ
ムに関連する問題は、光化学酸化によって生成される反応副生物を如何に処分す
るかである。CFC’s及びHCFC’sはむしろヒトに対して不活性であるが
、そのような反応器によって生成される酸化生成物は生命にとって非常に有害で
ある。さらには、酸化生成物は、腐食性であり、爆発性であり、別の方式で反応
器系統及びその部材に対して有害または破壊的でありうる。従って、そのような
光化学酸化によって生成される有害な酸化副生物を切り抜けるための別の方法及
び技術を開発するのが望ましいであろう。
以下に説明されそして請求される発明はその他の気状有機化合物の処理または
処分にも使用可能である。図面の簡単な説明
本発明の好ましい具体化を次の添付図を参照して以下説明する。
図1は、本発明による方法を実施するためのシステムの一部の線図である。
図2は、本発明による光化学反応室の概略側面図である。
図3は、図2の概略上面図である。
図4は、図2の光化学室の一つの上部の拡大部分断面図である。
図5は、図2の光化学反応室で使用されるライナーの別の拡大概略図である。
図6は、本発明のシステム及び方法により使用される湿式ケミカルスクラバー
の線図である。
図7は、本発明による別の具体化システムの部分切り欠き図である。
図8は、図7の反応室部の上面図である。
図9は、本発明による別の具体化反応室及びライナーの拡大部分図である。
図10は、本発明によるもう一つの別の具体化反応室ライナーの横断面である
。
図11は、本発明による別の反応器システムの線図表示である。
図12は、本発明による反応器の線図である。
図13は、図12の反応器室の中のバッフルの断面線図である。
図14は、図13のバッフル、及び紫外ランプの概略見取図である。
図15は、図12の反応器室の中の別のバッフルの断面線図である。
図16は、本発明によるライナー付き反応器室内で採用の交互バッフルの線図
表示である。発明を実施するための最良の方式及び発明の開示
本発明の一面によれば、気状有機化合物を光化学的に酸化する方法は、
気状有機化合物を紫外光に曝露してその気状有機化合物を気状酸化生成物に酸
化させ;そして
その気状酸化生成物を室の内側表面と反応させる;
ことからなり、その内側表面が気状酸化生成物と化学的反応性である乾燥多孔質
セメント質の、化学的収着材物質からなり、気状酸化生成物がその乾燥多孔質や
セメント質物質と反応させられて、室の側壁に取り込まれた固体反応生成物を生
じる。
好ましくは、その室は、乾燥多孔質セメント質の化学的収着材物質で効果的に
ライニングされた内側の側壁を備えた細長い反応室からなる。この書類の文脈に
おいて、「収着材物質」なる言葉は、気状酸化生成物を化学的または物理的に吸
着または吸収する物質を意味する。
本発明の他の面によれば、気状有機化学物を光化学的に酸化させる装置は、
ガス入口、内側壁及びガス出口を有する細長い反応室;
反応室へ供給される気状有機化合物を気状の酸化生成物に酸化するために細長
い反応室内にそれに沿って設けられた紫外光源;
からなり、反応室の内側壁が乾燥多孔質セメント質の化学的収着材物質を含み、
その収着材物質が気状酸化生成物と化学的に反応性で、反応室側壁に取込まれた
固体の反応生成物を生じさせる。
本発明のさらなる一面によれば、光化学酸化反応器装置のための取り外し可能
な反応室ライナーは、
光化学酸化反応器内の内側に収受されるような寸法及び形状の支持体殼を備え
、その支持体殼がその内側のガス流動のための通路を画定する内側壁を有し、そ
の通路が反応室へ供給される気状のハロゲン化有機化合物を気状酸化生成物に酸
化させるために充分な紫外光源を収容するに足りる寸法であり;かつ
その側壁が乾燥多孔質セメント質の化学的収着材物質でライニングされており
、その収着材物質が気状酸化生成物と化学的に反応性で、ライニング付き反応室
側壁に取り込まれた固体反応生成物を生じさせる。
本発明のさらに別の一面によれば、そのようなライナーを製造する方法は、下
記の工程:
約20〜33重量%のアルミナ基CaOセメント;
約0〜10重量%の追加のCaO;
約0〜25重量%の追加のCa(OH)2,Mg(OH)2またはその混合物;
約50〜70重量%の追加のアルミナ骨材;
約0〜1重量%の発泡剤
からなる材料の乾燥混合物を準備し;
その乾燥材料混合物を水と、重量で約0.5:1ないし1.65:1の水:乾
燥混合物の比で一緒に合せ;
乾燥混合物と水とを混合してスラリーとし;
そのスラリーを支持体殼の内側壁に塗布し;そして
その支持体殼上でスラリーを硬化させて、CaO・Al2O3・xH2Oの準安
定化合物からなる乾燥セメント質物質となす;
からなる。
さらに特定的には、そして図面を参照すると、図1は本発明により処理するた
めに反応室へ供給するために気状ハロゲン化有機化合物と酸素(典型的には大気
を一緒に合せるための混合及び仕込システム10を示している。そのようなシス
テムは、処理されるべき気状ハロゲン化有機化合物のための貯蔵タンク12及び
空気ポンプ14を、空気を気状ハロゲン化有機化合物と一緒に合せるために含む
であろう。ほとんどいずれの気状ハロゲン化有機化合物も、本発明において使用
可能であると見込まれる。しかし、この書類の「発明の背景」において同定され
た化合物は、本発明が設計され実用化された主たる気状有機化合物である。
吸入空気(好ましくは濾過される)は、空気ポンプ14によって、脱湿のため
に空気脱湿器16へ圧送されよう。好ましくは、できる限り多くのH2Oを吸入
空気から取り除く。しかし本発明の方法はH2Oを存在させておいても機能する
が、はるかに遅い反応速度であろう。タンク12からの気状ハロゲン化有機化合
物(好ましくは乾燥され、脱油される)、及び吸入空気脱湿器16からは、それ
ぞれの流量計22,20を経て混合室18へ送られる。混合室18内の圧力は、
圧力計24によって監視され、それに伴ない反応室への混合ガスの供給は調整器
26によって調整されることになる。タンク18を出る反応混合物は、好ましく
は、気状ハロゲン化有機化合物をなす原子の量と比較して33%ないし250%
過剰のO2が存在するように供給される。それでも、光化学酸化は、無視しうる
量のO2が存在するかまたは有機化合物がわずかにppm量で存在するような両極端
においても生じるであろう。しかしながら、反応の効率及び速度は可成り低いと
予想される。
図1は酸素と処理されるべき気状ハロゲン化有機化合物との所望量を選択的に
混合するためのシステムを一つだけ示している。別異のシステムは、もちろん、
均等論によって適切に解釈される添付の請求の範囲によってのみ限定されること
が意図されている本発明の原理及び範囲から逸脱することなく、開発され得よう
。本発明は、例えばエアコンディショニング/冷凍及びコンピューターチップ工
業におけるように、大及び小規模の両方の使用がなされることが期待されている
。エアコンディショニング工業の一部分に関連する典型的な小規模使用は、日常
的な自動車エアコンディショニング保全中にフレオンまたは混合フレオンを収集
する一般的自動車サービス・ステーションにおいてなされるであろう。収集され
たリサイクル不能のフレオンは、次に記載される光酸化システム中へ屋内空気と
一緒に計量導入され、そしてそれによって処理されて、環境への危険の脅威なし
に処分される。より大きなコンピューターチップ製造業者は、典型的には、彼等
の排気システム中に、フレオン−113のような好ましくないハロゲン化有機化
合物をリサイクルまたは捕束する凝縮または吸着装置を有する。それは、図1に
部分的に示されているようなシステムを利用し得る。
図2及び3を参照すると、図1から調整器26を介して出る混合ガスはライン
28(図1及び2)を経て一連の四つの光化学反応室30,32,33及び34
へ供給されうる。紫外光源は、室30,32,33及び34のそれぞれの中に、
以下に説明されるように、配置される。ライン28からの処理されるべきガスは
、図2に矢28によって示されているように、室30の下方部分に流入する。ガ
ス混合物は紫外光源により酸化され、反応済及び未反応のガスが室30の上端部
から連結チャンネル35を介して室32の頂部へ流動する。ガスは、混合物の継
続した酸化のために室32を流下し、そして連結チャンネル37を横切って室3
3の底部へ流れる。そこから、反応済及び未反応のガスは室33を上昇し、連結
チャンネル39を横切って室34の頂部に流れ、そして室34を出口41まで流
れ降りる。所望ならば、ハロゲン化有機化合物の実質的な酸化のために、反応用
及び反応済ガスの再循環を生じさせるための再循環ポンプ36及び関連再循環制
御弁38を設けることができる。気状生成物は弁38を介して湿式ケミカルスク
ラバー40へ供給されて、その中でさらなる捕束または反応を行うことができる
。しかる後にガスはライン42を経て大気中へ、または所望ならば次なる処理の
ための別のシステムへ排気されうる。
細長い反応室を図4及び5を参照してさらに詳しく説明する。反応室30,
32,33及び34のそれぞれは、上記のガス流動を可能にするためのそれぞれ
の入口及び出口の連結の外は、実質的に同一である。室30を図4及び5を参照
して説明する。反応室30は、ライン28が入るガス入口(図2)、チャンネル
部材35によって部分的に画定されたガス出口46及び有効側壁45を有する。
紫外光源48が、反応室30内にそれに沿って設けられて、そこに供給される気
状ハロゲン化有機化合物を酸化して気状酸化生成物となす。内部の側壁45はそ
の気状酸化生成物と化学的に反応性である乾燥多孔質セメント質の化学的収着材
物質からなる。
特定的には、反応室30は、相対する雄ネジ付き端部52を有する長いステン
レス鋼またはその他の金属スリーブ50から構成される。図4には一方のネジ付
き端部52だけが示されている。相補的な金属雌キャップ54がテフロンスリー
ブ50の各端部52にネジ付けしている。スリーブ50は、ポリテトラフルオロ
エチレンのような防御材料の内側コーティング58を備えている。金属は、気状
酸化生成物に曝されると急速に腐食されよう。ポリテトロフルオロエチレンは、
気状酸化生成物がスリーブ50に達するようなことがあれば、装置に保護を与え
る。しかし、その意図はライニング付きスリーブ50への気状酸化生成物の露出
を防止することである。
取り除き可能な反応室ライナー60が、紫外光源48への露出の結果の気状酸
化生成物とライナー60との間の気体/固体反応に備えるために室30内のポリ
テトラエチレンコーティング58の直ぐ内側に設けられている。さらに特定的に
は、取り除き可能な反応室ライナー60は、ポリテトラフルオロエチレンコート
付きスリーブ50の内側に滑動自在にかつぴったりと収容されるような寸法及び
形状とされた、好ましくはポリテトラフルオロエチレン製の、支持体殼62から
構成される。支持体殼62は、乾燥多孔質セメント質である化学的収着材からな
るライニング66で被覆された内部側壁64を有し、その化学的収着材は気状酸
化生成物と化学的に反応性であり、それにより固体ライニング66に取り込まれ
た固体反応生成物を生成させる。説明されている具体化において、ライニング6
6は、それとの気・固相反応のために気状酸化生成物に曝される反応室側壁を効
果的に形成し、または構成する。
ライニング66を有する支持体殼62は、細長い反応器室内に気体流動のため
の通路68を画定しており、また紫外光源48を収容し保持するのに充分な寸法
である。さらに特定的には、支持体殼62は、同一の相対する雌ネジ付き端部を
有する。図示された上方端部は、紫外光源48を保持し、反応用及び反応済ガス
の脱出を防止するように機能する外面雄ネジ付き端部キャップ装置71を、内側
に収受している。同一の端部キャップ装置は、図4に示した端部と反対側の端部
で収受されている。
端部キャップ装置71は、貫通して設けられたネジ付き中心開口、及び支持体
殼62のネジ付き端部52と相関してネジ込まれる外部ネジ山を有するドーナツ
型部材70を含んでいる。長いネジ付き雌圧縮部材72が第1のドーナツ70に
設けられた中心開口の内側にネジ込まれる。圧縮部材72は、第1のドーナツ7
0と比較して上方へ突出している。頂部から内側にテーパーを付けられた中心開
口が圧縮部材72を貫いて内側に設けられている。楔型中空雄圧縮リング76が
テーパー付きの中心圧縮部材72開口内に滑動自在に収容されている。紫外光源
48を画定する細長い紫外線ランプ74は、圧縮部材72中の中心開口を介しそ
して圧縮リング76内に滑動自在延在している。ランプ74は、好ましくは約1
85ナノメートルの波長の紫外線を発生させる。一例は、例えばニュウヨーク州
ロングアイランドのアトランチック・ウトラバイオレット・コーポレーションか
ら商業的に入手しうる64インチ長の石英管式紫外線管であろう。圧縮キャップ
79は圧縮部材72及び係合リング76へネジ付けされ、ランプ76に抗する圧
縮シールを生じさせる。
横部材切り欠き77が、横方向片35と整合するように図示されているように
支持体殼62及びライニング66を通して設けられている。横方向片35は、ポ
リテトラフルオロエチレン層59でライニングされていることが示されている。
さらには、図示されていないけれども、横方向片は、酸化された反応生成物との
反応のための材料66でライニングされた別個の滑合式交換可能ポリテトラフル
オロエチレン殼を設けられているのも好ましい。さらに、横方向片はパイプユニ
オン、フランジ及びボルトカバー等のような任意の適当な手段によって関連スリ
ーブ50と接続するように構成できる。
ライニング66は、反応して取り込まれた固体反応生成物を生成するときに、
最終的には気状酸化生成物によって、その寿命の終点を明かにする相当の腐食点
にまで劣化されることになる。ライニング材66の寿命及び対応する取り除き可
能ライナー60の寿命を監視するために、センサーを支持体殼62の内側面64
と乾燥多孔質セメント質材料66との間に介在させる。そのセンサーは、ライナ
ー66の上面の乾燥多孔質セメント質化学的収着材物質の消耗及び劣化のときに
気状酸化生成物と反応性である材料から構成される。このセンサーは、側壁64
と下のライニング66との間で殼60の長さに沿って延在する一条の金属テープ
90からなる。テープ90のための一例の材料は銅である。リード線92のよう
な導電性リードがテープ条90の両端部に接続されている。そのようなリード線
は、被監視電流の小源を与える抵抗計に接続されよう。条90を貫きそして横切
る完全な腐食のときに、無限大抵抗が示され、これによって、気状酸化生成物が
効力の無くなったライニング66を透過したことが明示される。
銅条90及び抵抗測定の代りのものとして、電流計で監視することができるミ
リアンペア程度の電流を発生させるバイメタル回路材料を備えることができる。
電流値の変化は、ライニング66を透過した気状酸化生成物の存在を示すことに
なる。そのような指示は、交換可能ライナー60の交換が望ましいことを表わす
。支持体殼62はそれから効力の無くなったセメント質材料66を剥がし、そし
て殼62をそのような材料をもう一度塗布するために再使用することにより、リ
サイクルされうる。また好ましくは、しかし図示されていないが、類似のセンサ
ー回路を殼62とスリーブ50のライニング58との間に配置して、不完全操作
を示す気状酸化生成物を検出することができる。同様に、好ましくは、センサー
を横方向片35と関係して備える。
もう一つの具体化反応室30a及び関連したライナー60aが図9を参照して
示され、説明される。そのような構成は最初に説明した具体化と類似しているが
、種々の部材のネジをクランプ作用によって置き換えている。ここでスリーブ5
0aには一対の外部クランプ把持具130が設けられている。改変キャップ54
は、把持具130と係合する相手の一対の外部クランプ132で取り付けられて
いる。ガスケット136がキャップ54a及びスリーブ50aに関する係合
を密封するために溝134内に備えられている。また、キャップ54aには、紫
外ライト74の端部を受ける開口140を有する中央突出シリンダー138も設
けられている。慣用スプリングバイアス電気接続142がシリンダー138の基
部のところに設けられている。外部ポスト144は、ライト74に入力するため
の適当な電力源に接続される。
ライニング部材60aの支持体殼62aには単純な無ネジ端部が設けられてい
る。圧縮部材70aは、図示のように、キャップ54aによって殼60aの単純
端部に抗して所定位置にクランプされている。部材70aは、円錐状圧縮インサ
ート76aを受ける中央円錐開口146が備えられている。キャップ54aの中
央突出シリンダー138は、クランプ132がクランプ把持具130に係合する
ときにライト74に関して把持及び密封するためにインサート76aに対して適
切な下向き把持力を与えるような寸法及び形状である。図10の具体化は、反応
室の端部を密封するための別の一例を示す。別異の方法、例えば引張クランプ、
オーバーセンターカム、ボルト穴付きフランジ、タイロッド、コレット及びロッ
クリング等を、もちろん使用できる。
反応室へ供給される気状ハロゲン化有機化合物が、クロロカーボン、フルオロ
カーボン、クロロフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンを包含
する場合に、HFC及びCFCの紫外光への曝露からの典型的な酸化生成物は、
Cl2,F2,CxOyFz,CxOyClz,HCl及びHFを、その他の可能性ある
物と共に含むものと予期される。そのような生成物と反応させるためには、層あ
るいはライニング66の乾燥多孔質セメント質物質は、好ましくは、有効表面積
を最大化するために人工的にもたらされた気孔率を有するカルシウム基セメント
からなる。最も好ましくは、カルシウム基セメントは硬化したときに、CaO・
Al2O3・xH2Oの準安定化合物からなるようになる。ここにxは1〜6のい
ずれかの値でありうる。また好ましくは、カルシウム基セメントは、Ca(OH
)2及びMg(OH)2またはそれらの混合物のような塩基性成分を添加されて製
造される。酸化される気状有機化合物が、フッ素及び塩素含有化合物を包含する
場合、紫外光はその供給物質を酸化し、ライニング66内にCaF2,CaFC
l,CaCl2,MgF2,FgFClまたはMgCl2か
らなる固体の反応生成物、ならびにおそらく他の固体の反応生成物を生じさせる
高反応性のフッ素及び塩素含有ラジカルとなすであろう。
セメント質物質を作るために好ましい乾燥混合物は、約20〜33重量%のア
ルミナ基CaOセメントを含む。好ましくは、添加されるCaOは乾燥混合物の
追加の10重量%まで与えられる。また、好ましくは、添加されるCa(OH)2
,Mg(OH)2またはそれらの混合物は、乾燥混合物の25重量%まで与えら
れる。また乾燥混合物は、50〜70重量%でアルミナ骨材を含むのが好ましい
。
好ましくは、発泡剤も、結果のスラリーにおける発泡と硬化物における対応す
る気孔率とを与えるのに有効な量で添加される。約0.5g/cm2〜約3g/cm2
の密度を有する多孔質複合物を作るのがその意図である。元素状アルミニウムは
そのような気孔率を生じさせる物質の一例である。
結果として生じる生成物は、光酸化によって生じる非常に酸性のラジカルであ
る酸化生成物との反応のための、多孔質塩基性成分を与える。添加されるCaO
,Ca(OH)2またはMg(OH)2は、紫外光によって生成する酸化された生
成物の反応及び中和のための追加の塩基性成分を与える。好ましくは、セメント
質物質中のSiO2の形またはその他の形のケイ素の量は、危険な気状塩化ケイ
素またはフッ化ケイ素の生成を回避するために最小化される。
上記のパラメーターによるライニングを下記の乾燥粉末組成(重量基準)から
製造した:
フォンデュ(商標)セメント 25%
CaO 10%
Ca(OH)2 14.25%
Al2O3 50%
Al 0.75%
合 計 100%
フォンデュ(Fondu)セメントは、バージニア州チェスアピークのフォンデュ
・
インターナショナル社により販売されている商標組成物である。その組成は下記
からなるものと理解される。
Al2O3 40%
TiO2 <2%
CaO 38%
Fe2O3 11%
FeO 4%
SiO2 <5%
この乾燥粉末組成物を水と、1.65:1の水:乾燥混合物の重量比で混合し
た。好ましくは、水:乾燥混合物の重量比は約0.5:1ないし1.65:1で
あり、この範囲の低い方が好ましい。乾燥混合物及び水は次いで充分に混ぜ合せ
てスラリーとなし、次いで回転している支持体殼の内側へ吹き付ける。例えば、
50〜100rpmで回転された支持体管の内側に注入器でスラリーを塗布するこ
とにより5〜10ミリメートルの厚さの層を与えるように被覆した。この管を塗
布後約1時間、その材料が適切に固化するまで回転せしめておき、次いで回転を
停止した。次にその管を約24時間にわたりスチームに曝して、仕上げライニン
グ中に取り込まれた水和水の量を最大化させた。次いでその管を100℃におい
て水蒸気の全くの不在下でさらに25時間乾燥させて、そのライニングを完全硬
化させた。
本発明は気状ハロゲン化有機物質(5容量%)及び周囲空気(95容量%)の
ガス混合物を用いて実施化し、その混合物を184.9ナノメートル紫外光源に
より酸化させた。主要な反応生成物ピークはCOF2として同定された。さらに
、クロマトグラフィによってまだ同定されていない多数のその他のピークも発現
された。しかし本発明の乾燥ケミカルライナーが所定配置されたときには、これ
らのピークのいずれのものもクロマトグラフィによって観察されず、化学反応ま
たはライニング材中への取り込みが生じたことを示している。
乾燥ケミカルライニング材上での光化学酸化プロセスの効果は、完全には特定
化されていないけれども、走査電子顕微鏡(SEM)及び半定量的エネルギー分
散X線分光(FDXS)元素分析によって評価した。曝露の前後での乾燥ライナ
ーのSEM評価は、その乾燥ケミカルライナーの結晶構造の観察しうる変化を示
す。特にほとんどすべての場合に、曝露前に観察されたCa(OH)2結晶は曝
露後に観察できなかった。六角形のCaO・Al2O3平板も形状の実質的な変化
を示した。材料のEDXS評価は曝露後の元素状塩素の著しい増加を示した。元
素状フッ素はEDXSで観察され得ないものであり、従って観察できなかった。
再び簡単に図2を参照すると、湿式ケミカルスクラバー40が、ライナー側壁
と反応せずに反応室を通過する何らかの気状酸化生成物を捕捉するために設けら
れている。好ましいスクラバーのさらに詳しい例は、図6に参照番号100によ
って一般的に示されている。スクラバー100はある量のアルカリ性溶液104
を保持する閉タンク102から構成されている。溶液104は、好ましくは、約
11〜13のpHを与える、例えばCa(OH)2,Na(OH)2,Mg(OH
)2,NH3(OH)2またはそれらの混合物の、0.1〜5.0モル溶液からな
る。排ガスは、チェック弁114を経て伸びるライン112を介してスクラバー
100へ供給される。好ましくは、吸引圧ポンプ(図示せず)を弁114の上流
側に設けて、反応室を完全に空にするようにする。チェック弁114は、何らか
の流体が光化学反応室へ逆流するのを防止する。ライン112はループ式ライン
110へ供給され、そのループ式ラインにはタンク102内のアルカリ性溶液1
04がポンプ108で圧送されている。それは、ライン110がライン112と
一緒になるところでライン110内に圧力降下を与え、かくして排ガスをスクラ
バー中へ引き入れる。同時に、ライン110からのアルカリ性溶液中に吐出され
る流体はアルカリ性溶液とそれに供給されるガスとの混交を促進する。
スクラバー100に供給される気状生成物は、COF2,COClF,F2,C
l2,ClO,HCl,HF及び潜在的に何らかの未反応の気状ハロゲン化有機
化合物を含むものと予想される。そのような成分のすべては、気状ハロゲン化有
機化合物を除き、主として、ライニング66と反応するかまたはスクラバー10
0中の反応のアルカリ性溶液104中に保持される。タンク102を出るガ
スは蒸気トラップ及びリターン10を通り抜ける。pHモニター103を溶液1
04のpH監視のために使用する。
紫外光源が除去されなければならない可成りの熱を生じることが考えられる。
図7及び8は、反応室30,32,33及び34の周囲に設けられた冷却ジャケ
ット122を示しており、これらの反応室はここでは流体密冷却ジャケット12
2によって取り巻かれている。冷却ジャケットは、冷却流体をオリフィス126
から受けて、加熱された流体をオリフィス128から放出して反応室を冷却する
。単離された中央管124(図8)も同様にジャケット124を貫通している。
周囲空気またはその他の流体を管124に吹き込んでさらに熱放散するのが好ま
しい。
別異の具体化反応室32bを図10に横断面で示す。室32bは、内向き突出
要素63bを有する、好ましくはポリテトラフルオロエチレンからなる、押出加
工スリーブ50bからなる。スリーブ50bの端部のところの中央開口59bは
紫外光源を保持するために設けられている。要素63bは、乾燥多孔質セメント
質の化学的収着材物質からなる複数の独立した長尺節片65bを保持する細長い
スロットまたはキャビティを画定している。図示されるように突出要素63bは
節片65bを並置状態に保持して、気状酸化生成物と反応する有効な内側反応室
側壁を画定している。節片65bは、別個に製作され、次いでスロットまたはキ
ャビティ中に滑入されよう。従ってこれらの節片は交換することもできる。もち
ろん、本発明の原理及び範囲から逸脱することなく別異の構成を用いることがで
きよう。例示のためだけであるが、節片は、気状酸化生成物との反応のためのラ
イニングを効果的に与えるためにロッドまたはその他の形状で準備されてもよい
。
好ましくは、上記の構成及び方法は一つの細長い反応器中で複数の光源を用い
、しかも複数の室及び流動制限バッフルを用いて有機ガス混合物、紫外光への曝
露及び反応器のライニングを最大化する。例えば図11は別のシステム200の
一例だけを示している。システム200は、複数のセメント質ライナー付き反応
室202,204,206,208,210,212,214及び216を含ん
でいる。それらの反応室のそれぞれは光解離反応のための1本またはそれ以上の
長
い紫外光線を含んでいる。空気及び処理されるべき有機源は、それぞれライン2
18及び220によってシステムへ供給されることになる。フレオンがライン2
20に流入するように示されているが、その他のあるいは追加の気状有機化合物
も、もちろん、ライン220で供給されうる。ライン218及び220はそれぞ
れ流量コントローラー222及び224に対し供給を行なう。それらの流量コン
トローラーからの流出物は一本のラインに結合されて、一連の反応室202内の
連続的通過及びそれに次ぐ反応室204内の流動をなす。
反応室204から流出する気状物質は流れ分割器226に供給され、これは、
並列的にライナー付き反応室206,208,210及び212にガスを供給す
る。それらの室から流出する気状物質は流動結合装置228によって1本のライ
ン230に再結合される。次いでライン230は、図示されるようにまず反応室
214次いで流動室216を介して直列的に供給を行なう。反応器室216から
のライン232はFT−IR238へ供給を行ない、そこから出る流れは液体ス
クラバー236及び238を経て大気中へ移る。
これは直列及び並列流動を連続的な無再流システムで結合したプロセス流動の
一例を与える。もちろんその他の設計は本発明の原理及び範囲から逸脱すること
なく使用できる。
図12は、本発明によるもう一つの具体化反応器室250の線図表示である。
室250は両端部で一対の垂直支持体254及び256に接続された細長いスリ
ーブ252から構成されている。一連の3本の紫外光管258,260及び26
2はスリーブ252の内部にその長さに沿って等角に収容され、それぞれの端部
において支持されている。変圧器264及び関連した電線が紫外光源と接続され
て必要な電気を与える。中央入口開口266がスリーブ252及びUV光線の内
側に支持体254を貫いて設けられており、また対応する出口268がスリーブ
252に関して中央にそして支持体256を貫いて設けられている。
図13,14及び15は、好ましくは反応器スリーブ252の内側に付着され
るバッフル方式を示している。図13及び14は、そのようなバッフルの一つを
示しており、他方図15は別離のバッフルを示している。好ましくは、図13及
び14のバッフルは図15のバッフルと共に、反応器室252の長さに沿って、
組合せて交番に使用される。
まず図13及び14を参照すると、反応器スリーブ252は、前述のセメント
質収着材物質で適切にライニングされて、内側の反応性ライナー271を与えて
いる。バッフル270は室252内のライナー271の内側に収容され、3個の
開口を含んでおり、それらの開口にランプ258,260及び262のそれぞれ
が受け入れられている。バッフル270は、ライナー271の内側になる反応器
の内側部分に関して中央に位置しており、そこにUVランプによって保持され、
かくしてガスが外向きに、ライナー271に向けそれに対して流れるようにされ
る。従って、空隙部273がライナー271からバッフル270の半径外方向に
設けられている。
図15はガスを中央へ向けて流動させるように設計されたもう一つのバッフル
280を示している。特定的には、バッフル装置280は中央穴282を有する
環状リングまたはドーナツの形である。光源258,260及び262は、バッ
フル板280に貫通して形成されている三つのそれぞれの孔284,286及び
288内に受け入れられている。
図16は反応器スリーブ252の長さに沿ってのバッフル270及び280の
好ましい交番配列を示している。このものは、長いUV光源による解離のための
より良好な気体混合ならびに外方の側壁への曝露を与え、またはもたらすように
意図されている。このものはライナーへ向かい中央に向かう交番流動をもたらし
、これにより反応器内でのガス流の光源及びライニング両者への曝露を最大化し
、そしてガスの混交を促進するための流動制限を与える。プロセスコントロール
下記は、好ましい具体化装置を操作するための実例コントロールを説明する。
ハロゲン化有機化合物と酸素との間の化学量論的関係の制御は、いずれの手段に
よってもコントロールされうる。一例は減圧室で開始して混合物の各成分の分圧
を調整するために絶対マノメーターを用いることである。別の方法は、ハロゲン
化有機化合物と酸素の濃度を予定濃度に調整するためにコンピューター監視操作
弁作動システムに付属した専用赤外分光計を用いることである。もう一つの方法
は同様な方式でガスクロマトグラフを用いることである。その他の監視/コント
ロールシステムは、もちろん利用できる。
ハロゲン化有機化合物と空気(酸素)との最適濃度が予備混合室(随意)中で
達成されたならば、コンピューター作動式または手動式弁を開き、これによって
光化学反応室にその予備混合ガスが仕込まれる。この仕込プロセスは、光化学反
応室を減圧とし、そして予備混合室をわずかに昇圧することによって促進される
。この状況下で助力するために、スクラバー装置には好ましくは、アスピレータ
ー減圧ラインが設けられ(前述のように)、このものはまた反応室排出ラインに
も取り付けられる。スクラバーシステムはもちろん随意であって、本発明は結論
としての請求の範囲によって制限されるだけである。反応室排出ラインは、ガス
混合物が処理されている間は弁によって閉じられ、そしてハロゲン化有機化合物
がもはや室中に存在しないことが断定されたときに開けられる。
処理中のハロゲン化有機化合物濃度の現場での測定も、いくつかの工業的方法
ならびに予め定めた分解速度値によっても達成されうる。好ましい方法は反応中
のハロゲン化有機化合物の消失を監視する機器方法を用いることであると期待さ
れる。専用赤外分光計は、おそらくこの容量において良好に機能するであろうが
、その他の機器コントロールも容易に置き換えられうる。この反応プロセス監視
システムは、環境監視関係のために反応の記録を、コンピューターまたはハード
コピーに貯えるべきである。
湿式ケミカル洗浄システムも監視されるものとして考えられる。好ましい方法
は、前述のように、現場でのpH電極を用いることであろう。塩基性溶液のpH
が7.0より高い限り、それらの液はなお有効であろう。監視装置が、そのpH
が7.0に近くなっていることを測定したときに、フィードバック回路が操作者
に知らせ、pHがパラメーターを確立するように復帰するまで装置がさらに運転
されないように確保すべきである。これは、スクラバーシステムを何らかの未反
応の有害なガスが通過しないようにするであろう。
装置の運転を防止しうる二つの追加の監視システムが考えられる。それらの一
つは、乾燥ケミカルライニング中に組込まれた前述の抵抗回路である。この監視
回路が破損したときには、ケミカルライニングが用い尽され、もはや反応室壁を
保護しえないと考えられる。この化学活性モニターは、コンピューターによって
監視されることが考えられ、また特定のパラメーター内にないときには反応室の
運転を防止しうる。考えられている最後のコントロールシステムは、UVランプ
の回路を監視する。一つのランプまたは一連のランプが壊れると、このモニター
は反応室へのガスの曝露時間を延長し、あるいは光化学反応器の運転を防止する
ことにより、補償する。
上記の方法及び構成は、主として気状ハロゲン化有機化合物に関連して呈示さ
れたけれども、その他の気体状で与えられる有機化合物を処理するのにも有用で
ある。そのようなものとして、例示のためのみに挙げると、揮発性または半揮発
性有機化合物が包含される。この書類の文脈において、揮発性有機化合物は、約
10-4トルより大きな蒸気圧を有するものであり、しかるに半揮発性有機化合物
は約10-4〜10-8トルの蒸気圧を有するものである。これら及びその他の有機
化合物の例は、炭化水素類;1つまたはそれ以上の置換された酸素、硫黄、リン
または窒素原子を含む置換炭化水素類;有機酸類;アルカン類;アルケン類;芳
香族類;エステル類;アルデヒド類;エーテル類;カルボン酸類;アルコール類
;複素環類及びケトン類である。特定な例は、ベンゼン類、ピレン類、アントラ
セン類、フタレート類、フタレン類、トルエン類、ナフタレン類、ヘキサノン類
、キシレン類、ベンジジン類、フェノール類、ヒドラジン類、ブタノン類、ヘキ
サン類、アンスレン類及びアミン類、あるいはこれらの混合物を包含する。さら
に特定的な例は、ベンゼン、ベンゾ(A)ピレン、ピリジン、エタン、プロパン
、エチレン、プロピレン、ブチルアルコール、ベンジルアルコール、ジベンゾ(
A,H)アントラセン、ホルムアルデヒド、アセタルアルデヒド、ジ−N−ブチ
ルフタレート、トルエン、ベンゾ(A)アントラセン、ベンゾ(E)ピレン、ジ
(2−エチルヘキシル)フタレート、ナフタレン、2−ヘキサノン、エチルベン
ゼン、キシレン、トリニトロトルエン、ベンジジン、酢酸、安息香酸、1,3,
5−トリニトロベンゼン、N−ニトロシジ−N−プロピルアミン、フェノール、
クリセン、ギ酸、アセトン、アクロレイン、エンドリンアルデヒド、ヒドラジン
、ペリレン、カルボフェノチオン、2,4−ジニトロフェノール、アセナフテン
、2−メチルナフタレン、2,4−ジメチルフェノール、ブチルベンジルフタレ
ート、1,2−ジフェニルヒドラジン、2−ブタノン、インデノ(1,2,3−
cd)
ピレン、ヘキサン、フェナンスレン、ピレン、N−ニトロソジフェニルアミン、
シクロトリネチレントリニトラミン〔RDX〕、エチルエーテル、N−ニトロソ
ジフェニルアミン、2,6−ジニトロトルエン、パラチオン、ジニトロトルエン
、4−ニトロフェノール、メチルイソブチルケトン、ピクリン酸、ジメトエート
、カルボフラン、ペンタエリスリトールテトラニトレート(PETN)、四エチ
ル鉛、ホルムアルデヒド、アントラセン、メチル−t−ブチルエーテル、ジ−n
−オクチルフタレート、トリニトロフェニルメチルニトラミン、M−キシレン、
テトラヒドロフラン、P−キシレン、イソプロパノール、1−メチルナフタレン
、1,3−ブタジエン、ジベンゾフラン、イソプロピルエーテル、ジメチルホル
ムアミド、2,3−ベンゾフラン、ニトロベンゼン、ベンゾ(g,h,i)ペリ
レン、が含まれる。
上記のような気状有機化合物が反応して、セメント質ライニング中に取り込ま
れるに至る機構は下記の通りと信じられる:
O2+hν(λ<200nm) → 20・(3P)
O・(3P)+O2 → O3
O3+hν(λ<200nm) → O2+O・(1D)
O・(1D)+H2O → 2OH・
RH+OH・ → R・+H2O
R・+O2 → RO2・
RO2・+O3 → RO・+2O2
RO2・+ライナー → ライナーに取り込まれた化合物
RO・+ライナー → ライナーに取り込まれた化合物
R・+ライナー → ライナーに取り込まれた化合物
ここで「R・」は有機ラジカルであり、「RO・」はアルコキシラジカルであ
り、「RO2・」はアルクペルオキシラジカルであり、「O・(3P)」は基底電
子状態酸素原子であり、「O・(1D)」は励起電子状態酸素原子であり、「O3
」はオゾンであり、そして「OH・」はヒドロキシラジカルである。実施例1
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ベンゼンを注入する。反応器中の温度は40℃〜1
00℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは酸
化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化学
的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例2
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ベンゾ(A)ピレンを注入する。反応器中の温度は
40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い
。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライ
ナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例3
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状p−キシレンを注入する。反応器中の温度は40℃
〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それ
は酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと
化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例4
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状フタル酸ジ−n−ブチルを注入する。反応器中の温
度は40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに
高い。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質
ライナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例5
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状トルエンを注入する。反応器中の温度は40℃〜1
00℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは酸
化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化学
的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例6
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ベンゾ(A)アントラセンを注入する。反応器中の
温度は70℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずか
に高い。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント
質ライナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例7
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状1,2−ブロモメタンを注入する。反応器中の温度
は40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高
い。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ラ
イナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例8
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ナフタレンを注入する。反応器中の温度は40℃〜
100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは
酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化
学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例9
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状2−ヘキサノンを注入する。反応器中の温度は40
℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。そ
れは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナー
と化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例10
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状n−ニトロソジ−n−プロピルアミンを注入する。
反応器中の温度は40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよ
りもわずかに高い。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固
体セメント質ライナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する
。実施例11
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状パラチオンを注入する。反応器中の温度は40℃〜
100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは
酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化
学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例12
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状アセナフタレンを注入する。反応器中の温度は40
℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。そ
れは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナー
と化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例13
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ヘキサンを注入する。反応器中の温度は40℃〜1
00℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは酸
化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化学
的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例14
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ピレンを注入する。反応器中の温度は40℃〜10
0℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは酸化
して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化学的
に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例15
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状エチルエーテルを注入する。反応器中の温度は40
℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。そ
れは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナー
と化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例16
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状メチルイソブチルケトンを注入する。反応器中の温
度は40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに
高い。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質
ライナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例17
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状四エチル鉛を注入する。反応器中の温度は40℃〜
100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは
酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化
学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例18
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ポリ塩化ビフェニルを注入する。反応器中の温度は
40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い
。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライ
ナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例19
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状ポリ臭化ビフェニルを注入する。反応器中の温度は
40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い
。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライ
ナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例20
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状o−キシレンを注入する。反応器中の温度は40℃
〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それ
は酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと
化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例21
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状フタル酸ジエチルを注入する。反応器中の温度は4
0℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。
それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナ
ーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例22
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状DDT,P,P′−を注入する。反応器中の温度は
40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い
。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライ
ナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例23
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状DDE,P,P′−を注入する。反応器中の温度は
40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い
。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライ
ナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例24
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状DDD,P,P′−を注入する。反応器中の温度は
40℃〜100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い
。それは酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライ
ナーと化学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。実施例25
内部に複数の紫外ライトが配置され、上記のセメント質ライナーでライニング
された細長い反応器中へ気状臭化メチルを注入する。反応器中の温度は40℃〜
100℃である。圧力は大気圧であるかまたはそれよりもわずかに高い。それは
酸化して気状酸化生成物となる。気状酸化生成物は固体セメント質ライナーと化
学的に反応し、かくしてそのライナー中に一体化する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI
B01J 23/78 9538−4D B01D 53/36 J
35/02 9538−4D 53/34 120D
(72)発明者 ガイヤー,オーヴィル・ビー
アメリカ合衆国ウィスコンシン州53095,
サウス・ベンド,サウス・フィフス・アベ
ニュー 503
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ガス入口、内側壁及びガス出口を有する細長い反応室であって、その内側に またそれに沿って複数のガス流動制限バッフルが配置されている反応室; 反応室へ供給される気状有機化合物を気状の酸化生成物に酸化するために細長 い反応室内にまたそれに沿って設けられた紫外光源; からなり、反応室の内側壁が乾燥多孔質セメント質の化学的収着材物質を含み、 その収着材物質が気状酸化生成物と化学的に反応性で反応室側壁に取り込まれた 固体の反応生成物を生じさせる; 気状の有機化合物を光化学的に酸化する装置。 2.ガス流動制限バッフルがガス流動を側壁に向けて次いで室の中心に向けて導 くように室に沿って交番に成形されている請求項1の装置。 3.紫外光源が少なくとも1本の細長い紫外光管からなり、バッフルの少なくと もいくつかがその少なくとも1本の細長い紫外光管によって実質上支持されてい る請求項1の装置。 4.紫外光源が複数の細長い紫外光管からなり、バッフルの少なくともいくつか がそれら複数の紫外光管によって実質上支持されている請求項1の装置。 5.内側に設けられた紫外光源及び内側壁を有する細長い反応室へ気状有機化合 物を供給し、そして細長い反応室内の気体の流動を流動制限バッフルによって制 限し; 気状有機化合物を反応室内の紫外光に曝露して気状有機化合物を気状の酸化生 成物に酸化させ;そして その気状酸化生成物を反応室のライニングと反応させる;ことからなり、その ライニングが反応室を内張りしている乾燥多孔質セメント質の化学的収着材物質 を含み、そして気状酸化生成物と化学的に反応性であり、気状酸化生成物がライ ニング物質と反応してライニング付反応室側壁に取り込まれた固体の反応生成物 を生じる、 気状の有機化合物を光化学的に酸化する方法。 6.ガス流動を内側壁の方にそして反応器の中心の方に交互導くために複数の そのような流動制限バッフルを使用することをさらに含む請求項5の気状の有機 化合物を光化学的に酸化する方法。 7.気状の有機化合物を紫外光に曝露してその気状有機化合物を気状の酸化生成 物に酸化し;その気状有機化合物を炭化水素;1個またはそれ以上の置換された 酸素、硫黄、リンまたは窒素原子を含む置換炭化水素;アルカン;有機酸;アル ケン;芳香族類;エステル;アルデヒド;エーテル;カルボン酸;アルコール及 びケトンからなる群より選択し; そして その気状酸化生成物を室の内壁と反応させること;からなり、その内壁が気状酸 化生成物と化学的に反応性である乾燥多孔質セメント質の化学的収着材物質を含 み、気状酸化生成物がその乾燥多孔質セメント質物質と反応して、室の側壁に取 り込まれた固体の反応生成物を生じる、気状有機化合物を光化学的に酸化する方 法。 8.気状複素環有機化合物を紫外光に曝露してその気状複素環有機化合物を気状 の酸化生成物となし;そして その気状酸化生成物を室の内側表面と反応させる; ことからなり、その内側表面がその気状酸化生成物と化学的に反応性である乾燥 多孔質セメント質の化学的収着材物質を含み、その気状酸化生成物がその乾燥多 孔質セメント質物質と反応して室の側壁に取り込まれた固体の反応生成物を生じ る、気状複素環有機化合物を光化学的に酸化する方法。 9.気状複素環有機化合物がピリジンからなる請求項8の気状複素環有機化合物 を光化学的に酸化する方法。 10.ベンゼン類、ピレン類、アントラセン類、フタレート類、フタレン類及びト ルエン類、またはそれらの混合物からなる群より選択される気状有機化合物を紫 外光に曝露してその気状有機化合物を気状の酸化生成物に酸化させ;そして その気状酸化生成物を室の内側表面と反応させる; ことからなり、その内側表面がその気状酸化生成物と化学的に反応性である乾燥 多孔質セメント質の化学的収着材物質を含み、その気状酸化生成物がその乾燥多 孔質セメント質物質と反応して室の側壁に取り込まれた固体の反応生成物を生じ る、気状有機化合物を光化学的に酸化する方法。 11.ナフタレン類、ヘキサノン類、キシレン類、ベンジジン類、フェノール類、 ヒドラジン類、ブタノン類、ヘキサン類、アンスレン類及びアミン類またはそれ らの混合物からなる群より選択される気状有機化合物を紫外光に曝露してその気 状有機化合物を気状の酸化生成物に酸化させ;そして その気状酸化生成物を室の内側表面と反応させる; ことからなり、その内側表面がその気状酸化生成物と化学的に反応性である乾燥 多孔質セメント質の化学的収着材物質を含み、その気状酸化生成物がその乾燥多 孔質セメント質物質と反応して室の側壁に取り込まれた固体の反応生成物を生じ る、気状有機化合物を光化学的に酸化する方法。
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