活性炭による低濃度トルエン吸着でのMTZ法およびLDIコモデル使用非線形回帰による吸着特性の検討

摘要

本研究の狙いは，低濃度VOCs排ガス処理のための．中小型装置向けの新たなシステムの開発である．吸着技術を応用することにより,省エネ性が高く安価な装置の実現を目指している．VOCsガスとして代表的なトルエンを選択し．市販の椰子がら粒状活性炭を充填した固定層を用いて．ガス流通法により吸着実験を実施した．トルエン低濃度領域50－1600ppm（主として自燃しにくい500ppm以下），温度30－180℃，流速0．18-0．55m·s~(-1)で吸着実験を行い，最初に,吸着平衡,および定形濃度分布の形成を前提とするMTZ法（定形物質移動帯の解析による）により気相濃度基準総括物質移動容量係数（以降,濃度基準総括物質移動容量係数と記載）を算定し，吸着平衡および吸着速度に関する特性を明らかにした．つぎにLangmuir式,濃度基準総括物質移動容量係数を変数とする濃度基準線形推進力近似法モデル（以降LDFCモデルと記載）に基づく数値計算による破過曲線と,実験で得られた破過曲線との非線形回帰によるカーブフィッティング（以降,LDFCカーブフィッティング法と記載）により,濃度基準総括物質移動容量係数を算定し．吸着特性を明らかにした．同時に,MTZ法で算定きれた濃度基準総括物質移動容量係数との比較により,LDFCカーブフィッティング法に基づく濃度基準総括物質移動容量係数算定法の妥当性および有用性を検討した．上記実験範囲において,吸着平衡はLangmu正式で表現できることを確認した．濃度基準総括物質移動容量係数に関して,吸着層入口ガスのトルエン濃度の影響は小さく,ガス流速,吸着温度の影響が大きいことを定量的に確認した．また，実験領域でのLDFCカーブフィッティング法の適用は,妥当性があると同時に,効率の良い手法であることが明らかになった．LDFC近似法は吸着システムおよび関連技術の開発と設計において,有用な解析法であることが確認された．