以觸媒分解氣相中萘之研究

本研究主要是以萘作為氣相中多環芳香族碳氫化合物(polynuclear aromatic hydrocarbons, PAHs)之指標物種,利用觸媒焚化與臭氧氧化程序處理加以去除。研究中改變不同操作參數如:反應溫度、觸媒粒徑、空間速度及臭氧濃度,探討萘在不同操作條件下之處理效率,並建立觸媒反應動力模式以描述去除萘之動力行為。研究結果顯示萘在經過觸媒分解後,會加快反應速率,且溫度在480 K、空間速度為35,000 hr-1以下時,去除效率幾乎可達到95%以上。另外反應溫度、觸媒粒徑及空間速度三種影響因子中,以反應溫度對萘轉化率之影響程度最大。在產物分析方面,CO2為觸媒分解萘之主要產氣,由礦化率計算之結果可得知,當萘轉化率到達95%以上,溫度505 K時,礦化率可達92%以上,相較之下萘幾乎被完全分解而轉化成二氧化碳。由反應動力模式之推求結果,顯示Rideal-Eley反應機制與Arrhenius方程式相當適合於描述此觸媒反應系統。此反應速率式可簡化成一階反應,其反應所需之活化能為35.4 kcal/mol,頻率因子為3.26 × 1017 s-1。

作者:陳家豪