DANFORD Phyllis

単成分及び二成分揮発性有機化合物（VOCｓ）の流通法を用いた吸着平衡の測定と解析

小松俊哉　藤田昌一　姫野修司

大気環境中にはジクロロメタン，トリクロロエチレン，四塩化炭素等の揮発性有機塩素化合物や，ベンゼン，トルエン，キシレン，エチルベンゼンなどの芳香族化合物等の様々な揮発性有機化合物(VOCs)が存在することが知られている 。また、多くが工業製品の原料や溶剤として使用後の排気ガス，自動車からの排気ガスとして大気環境へ排出されている。これらの化合物の中には一般毒性や発ガン性をもつものも多数ある。
このようなVOCsの排ガス中からの処理，回収や室内空気の清浄など様々なところで活性炭などの多孔質吸着剤が用いられている。近年の低濃度VOCsによる人体への健康影響の懸念，環境保護や資源循環の関心の高まりからから排ガス処理を行う施設の数や処理のレベルが向上していること、室内空気の清浄化のために活性炭等が利用されていることなど、活性炭によるVOCsの吸着除去は今後も増加し、より低濃度のVOCsも除去、回収の対象になると考えられる。このように活性炭を用いたVOCsの吸着操作は様々なところで用いられているにもかかわらず、活性炭に対する多成分VOCsの吸着特性の解析はあまり行われていない。したがって、適切な吸着剤の選定や装置の設計のためには多成分VOCsの吸着挙動を解析する必要がある。
そこで、本研究では、流通法の装置を組み立て、粒状の活性炭（BPL）を使用して単成分のベンゼンおよび単成分のトルエンの吸着平衡実験を行った。この結果をこれまでに有効性が確認されているヘッドスペースガスクロマトグラフ(HS−GC)法で得られた結果と比較した。また、実験結果をToth方程式およびDubinin-Radushkevich方程式で算出した理論値と比較した結果、吸着平衡データはHS−GC法とToth方程式およびDubinin-Radushkevich方程式から得られた理論値と一致した。
装置と本研究の流通法の信頼性を得た上で、二成分のベンゼンとトルエンの吸着平衡実験を行った。流通実験から得られた二成分の破過曲線からは競争吸着現象が観察された。これは吸着力が強いトルエンが吸着力が弱いベンゼンを追い出すロールアップ現象であった。実験値をIAS(Ideal Adsorbed Solution)による推算値と比較した結果、実験値とIAS理論値はよく一致したため、流通法でのベンゼンとトルエンの2成分吸着平衡はIAS理論で予測は可能であったものと考えられた