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JP2001029946A - Photocatalytic reaction tube - Google Patents

Photocatalytic reaction tube

Info

Publication number
JP2001029946A
JP2001029946A JP11210248A JP21024899A JP2001029946A JP 2001029946 A JP2001029946 A JP 2001029946A JP 11210248 A JP11210248 A JP 11210248A JP 21024899 A JP21024899 A JP 21024899A JP 2001029946 A JP2001029946 A JP 2001029946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction tube
photocatalyst
light source
case
partition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11210248A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tawara
修 田原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP11210248A priority Critical patent/JP2001029946A/en
Publication of JP2001029946A publication Critical patent/JP2001029946A/en
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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光触媒反応管の流体抵抗を抑制しつつ、酸化
分解効率を向上させる。 【解決手段】 反応管ケース1の内部に、反応管ケース
1の内壁に固定され、保護管7との間に間隔をもって配
置された隔壁13aと、保護管7の周囲に固定され、反
応管ケース1の内壁と間隔をもって配置された隔壁13
bが複数枚配置されている。隔壁13a,13bは交互
に配置されており、それらの表面には光触媒としての二
酸化チタンが塗布されている。流体試料は、試料入口3
から入り、隔壁13a,13bによって蛇行しながら反
応管ケース1内を流通し、その間に光触媒により酸化処
理される。
(57) [Problem] To improve oxidative decomposition efficiency while suppressing fluid resistance of a photocatalytic reaction tube. SOLUTION: Inside a reaction tube case 1, a partition wall 13a fixed to the inner wall of the reaction tube case 1 and arranged at a distance from the protection tube 7; Partition wall 13 arranged at an interval from inner wall 1
b are arranged. The partition walls 13a and 13b are arranged alternately, and their surfaces are coated with titanium dioxide as a photocatalyst. For the fluid sample, the sample inlet 3
And flows through the inside of the reaction tube case 1 while meandering by the partition walls 13a and 13b, during which it is oxidized by a photocatalyst.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状の反応管ケ
ースの中心部に光源を配し、反応管ケースと光源との間
を流体が流れる流通式光触媒反応管に関するものであ
る。このような光触媒反応管は、大気、水質、土壌等の
環境浄化に適用され、汚染流体を光触媒で酸化処理して
浄化するのに使用される。光触媒の作用は、光触媒に光
が有効に照射され、光照射される光触媒の表面積が大き
いことが重要である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow-type photocatalytic reaction tube in which a light source is disposed at the center of a cylindrical reaction tube case, and a fluid flows between the reaction tube case and the light source. Such a photocatalyst reaction tube is applied to the purification of the environment such as air, water, and soil, and is used to purify a contaminated fluid by oxidizing the fluid with a photocatalyst. It is important for the action of the photocatalyst that the photocatalyst is effectively irradiated with light and that the surface area of the photocatalyst to be irradiated with light is large.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光触媒は、強い酸化力により、汚
染、殺菌、消臭、浄化等を目的として、応用が世界中で
開発されている。光触媒としてよく用いられる二酸化チ
タンの形状は元来粉状である。しかし、粉状では応用範
囲が限定されるので、物体に塗布する技術が急激に開発
された。例えば、ガラスやセラミックからなるビーズや
繊維の表面に光触媒を塗布又は練り込んで焼成する技術
や、金属や樹脂の表面に光触媒を塗布する技術、塗料や
樹脂による光触媒のマイクロカプセル化等がある。これ
らの技術は、空気清浄機の脱臭ハニカムフィルタや高速
道路のNOx除去用隔壁、抗菌用の室内タイルや塗料、
繊維等、新規市場に利用され、実現化されている。これ
らの応用は汚染流体が自然に光触媒に接触するのを利用
する民生用途であり、特に反応管を使用していない。
2. Description of the Related Art In recent years, photocatalysts have been developed around the world for the purpose of pollution, sterilization, deodorization, purification, etc. due to their strong oxidizing power. The shape of titanium dioxide often used as a photocatalyst is powdery in nature. However, since the application range is limited in the form of powder, a technique for applying the powder to an object has been rapidly developed. For example, there are a technique of applying or kneading a photocatalyst to the surface of beads or fibers made of glass or ceramic and baking it, a technique of applying a photocatalyst to the surface of metal or resin, and microencapsulation of the photocatalyst with paint or resin. These technologies include deodorizing honeycomb filters for air purifiers, partition walls for removing NOx on highways, indoor tiles and paints for antibacterial use,
It is used and realized in new markets such as fibers. These applications are consumer applications that utilize the natural contact of the contaminated fluid with the photocatalyst, and do not specifically use reaction tubes.

【0003】しかし、強制的に浄化する必要性がある業
務用途では光触媒反応管を必要とする。そして、反応効
率のよい構造設計が装置コスト及びランニングコスト低
減の上で重要な要素になる。従来はガラスクロスやセラ
ミック球等の担体の表面に光触媒の塗布がなされ、中心
部に光源を配した反応管ケースにその担体が充填され、
光源の周りに充填された光触媒の隙間を流体が流れてい
た。また、粉状光触媒を流体とともに光源の周りに流通
して、反応後に光触媒をフィルタにより除去することも
行なわれていた。
[0003] However, in business applications that require forcible purification, a photocatalytic reaction tube is required. And, a structural design with good reaction efficiency is an important factor in reducing the apparatus cost and the running cost. Conventionally, a photocatalyst is applied to the surface of a carrier such as a glass cloth or ceramic sphere, and the carrier is filled in a reaction tube case in which a light source is arranged in the center,
Fluid was flowing through the gap between the photocatalysts filled around the light source. Further, a powdery photocatalyst is circulated around a light source together with a fluid, and after the reaction, the photocatalyst is removed by a filter.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
ガラスやセラミック、金属等の担体により光源からの光
が吸収されて、光触媒に光が有効に照射されず、結果的
に光触媒による酸化分解効率の低い光触媒反応管が構成
されていた。また、粉状の光触媒又は光触媒が表面に塗
布されたガラスビーズ等の担体が充填された光触媒反応
管では流体抵抗が大きく、ポンプや配管に負担がかかる
という問題があった。これらの不具合により、環境浄化
に適用すべく光触媒反応管を備えた場合に、装置が高価
になり、普及しない現状がある。そこで本発明は、光触
媒反応管内における流体抵抗を抑制しつつ、酸化分解効
率を向上させることができる光触媒反応管を提供するこ
とを目的とするものである。
In the above prior art,
Light from a light source is absorbed by a carrier such as glass, ceramic, or metal, and the photocatalyst is not effectively irradiated with light. As a result, a photocatalytic reaction tube with low efficiency of oxidative decomposition by the photocatalyst has been configured. In addition, a photocatalytic reaction tube filled with a carrier such as a powdery photocatalyst or a glass bead having a photocatalyst coated on the surface has a problem that the fluid resistance is large and a load is imposed on the pump and the piping. Due to these inconveniences, when a photocatalytic reaction tube is provided for application to environmental purification, the apparatus is expensive and has not been widely used. Therefore, an object of the present invention is to provide a photocatalytic reaction tube capable of improving oxidative decomposition efficiency while suppressing fluid resistance in the photocatalytic reaction tube.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様は、
円筒状の反応管ケースの中心部に光源を配し、反応管ケ
ースと光源との間を流体が流れる流通式光触媒反応管で
あって、流体が反応管ケースの内壁側から光源側及び光
源側から反応ケースの内壁側に交互に段差状に流れるよ
うに、反応管ケースの軸に垂直な方向に複数の隔壁が配
置され、その隔壁の表面に光触媒が形成されているもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided:
A flow-type photocatalytic reaction tube in which a light source is disposed at a central portion of a cylindrical reaction tube case, and a fluid flows between the reaction tube case and the light source. A plurality of partitions are arranged in a direction perpendicular to the axis of the reaction tube case so as to alternately flow from the inside to the inner wall side of the reaction case in a stepped manner, and a photocatalyst is formed on the surface of the partition.

【0006】本発明の第2の態様は、円筒状の反応管ケ
ースの中心部に光源を配し、反応管ケースと光源との間
を流体が流れる流通式光触媒反応管であって、流体が光
源の周囲を螺旋状に流れるように、光源の周囲に螺旋状
の隔壁が配置され、その隔壁の表面に光触媒が形成され
ているものである。
A second aspect of the present invention is a flow-type photocatalytic reaction tube in which a light source is arranged at the center of a cylindrical reaction tube case, and a fluid flows between the reaction tube case and the light source. A spiral partition is arranged around the light source so as to flow spirally around the light source, and a photocatalyst is formed on the surface of the partition.

【0007】いずれの態様においても、隔壁表面に形成
された全ての光触媒の表面に光源からの光が照射され
る。これにより、光源からの光は担体等に吸収されるこ
となく光触媒に照射され、光触媒効果が向上する。さら
に、流体試料は段差状の隔壁又は螺旋状の隔壁に沿っ
て、その隔壁表面に形成された光触媒に接触しつつ流れ
るので、流体試料と光触媒との接触面積が増大する。さ
らに、反応管ケース内での流路が長くなっても担体等の
充填物が存在しないので、流体抵抗が少なく、ポンプや
配管の仕様が緩やかになり、コストも安価になる。
In any of the embodiments, light from a light source is applied to the surfaces of all the photocatalysts formed on the surface of the partition. Thereby, the light from the light source is irradiated on the photocatalyst without being absorbed by the carrier or the like, and the photocatalytic effect is improved. Further, the fluid sample flows along the step-like partition or the spiral partition while contacting the photocatalyst formed on the surface of the partition, so that the contact area between the fluid sample and the photocatalyst increases. Furthermore, since there is no filler such as a carrier even when the flow path in the reaction tube case becomes long, the fluid resistance is small, the specifications of the pump and piping are loosened, and the cost is reduced.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】光触媒の好ましい例は二酸化チタ
ンであり、光源は400nm以下の波長の紫外光を照射
するものであることが好ましい。そのような紫外線を発
生する光源は、光触媒に広く利用されているブラックラ
イトでもよいが、より効果的にするにはオゾン発生の可
能な低圧水銀灯が好ましい。流体試料に紫外線を照射す
ると、次のような反応が起こり、流体試料中に酸素原子
やオゾンが発生する。この酸素原子やオゾンが二酸化チ
タンからなる光酸化触媒の作用とともに、汚染物質の酸
化を促す。 O2+UV(185nm) → 2O O+O2 → O33+UV(254nm) → O+O2 光触媒の酸化作用とともに、酸素原子やオゾンも酸化力
をもっているので、光化学酸化分解効率をさらに向上さ
せることができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred example of the photocatalyst is titanium dioxide, and the light source preferably emits ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less. The light source that generates such ultraviolet light may be a black light widely used for a photocatalyst, but a more efficient low-pressure mercury lamp capable of generating ozone is preferable. When the fluid sample is irradiated with ultraviolet rays, the following reaction occurs, and oxygen atoms and ozone are generated in the fluid sample. The oxygen atoms and ozone promote the oxidation of pollutants together with the action of the photo-oxidation catalyst comprising titanium dioxide. O 2 + UV (185 nm) → 2O O + O 2 → O 3 O 3 + UV (254 nm) → O + O 2 Oxygen atoms and ozone have oxidizing power together with the oxidizing action of the photocatalyst, so that the photochemical oxidative decomposition efficiency can be further improved. .

【0009】反応管ケースの内壁の少なくとも一部は、
光の反射面であることが好ましい。その結果、光源から
の光は光触媒に吸収されるまで有効に活用され、光触媒
効果が最大限に発揮される。隔壁の表面が凹凸状に形成
さていることが好ましい。その結果、光触媒の表面積が
増大し、さらに光触媒効果が向上する。
At least a part of the inner wall of the reaction tube case is
It is preferably a light reflecting surface. As a result, the light from the light source is effectively used until it is absorbed by the photocatalyst, and the photocatalytic effect is maximized. It is preferable that the surface of the partition is formed in an uneven shape. As a result, the surface area of the photocatalyst increases, and the photocatalytic effect is further improved.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、第1の態様の一実施例(実施例1)
を示す断面図である。ステンレスからなり、両端が封止
された円筒状の反応管ケース1が軸方向を垂直方向にし
て設けられており、反応管ケース1の側壁には、下端側
に試料入口3が設けられ、上端側に試料出口5が設けら
れている。反応管ケース1の寸法は、内径が50mm、
長さが250mmである。反応管ケース1の中心軸上の
周りに石英ガラスからなる保護管7が配置され、保護管
7の内部の中心軸上には低圧水銀灯9が配置されてい
る。低圧水銀灯9の出力は20Wであり、安定器11を
介して、100V交流電源に電気的に接続されている。
低圧水銀灯9は、185nm及び254nmの波長の紫
外光を発し、その紫外光により酸素からオゾンを生成す
る。
FIG. 1 shows an embodiment of the first aspect (embodiment 1).
FIG. A cylindrical reaction tube case 1 made of stainless steel and sealed at both ends is provided so that the axial direction is vertical. A sample inlet 3 is provided at the lower end of the side wall of the reaction tube case 1, and a sample inlet 3 is provided at the upper end. A sample outlet 5 is provided on the side. The dimensions of the reaction tube case 1 are as follows:
The length is 250 mm. A protective tube 7 made of quartz glass is arranged around the central axis of the reaction tube case 1, and a low-pressure mercury lamp 9 is arranged on the central axis inside the protective tube 7. The output of the low-pressure mercury lamp 9 is 20 W and is electrically connected to a 100 V AC power supply via the ballast 11.
The low-pressure mercury lamp 9 emits ultraviolet light having wavelengths of 185 nm and 254 nm, and generates ozone from oxygen using the ultraviolet light.

【0011】反応管ケース1の内部には、円盤状の隔壁
13a,13bが複数枚配置されている。隔壁13a
は、その中心部に保護管7の外径寸法よりも大きな寸法
の開口が形成されており、反応管ケース1の内壁に固定
され、保護管7との間に間隔をもって配置されている。
隔壁13bは、反応管ケース1の内径寸法よりも小さな
寸法で形成されており、保護管7の周囲に固定され、反
応管ケース1の内壁と間隔をもって配置されている。隔
壁13aと13bは交互に配置されており、隔壁13
a,13bの間隔は6mmである。
Inside the reaction tube case 1, a plurality of disk-shaped partitions 13a and 13b are arranged. Partition wall 13a
An opening having a size larger than the outer diameter of the protection tube 7 is formed at the center thereof, is fixed to the inner wall of the reaction tube case 1, and is arranged at a distance from the protection tube 7.
The partition wall 13b is formed with a size smaller than the inner diameter of the reaction tube case 1, is fixed around the protective tube 7, and is arranged at an interval from the inner wall of the reaction tube case 1. The partitions 13a and 13b are arranged alternately, and
The distance between a and 13b is 6 mm.

【0012】試料入口3から反応管ケース1内に導入さ
れた流体試料は、隔壁13aに沿って保護管7側に導か
れ、保護管7で折り返して隔壁13a,13b間を反応
管ケース1の内壁側に導かれ、さらに、反応管ケース1
の内壁で折り返して次の隔壁13a,13b間を保護管
7側に導かれる。このように、流体試料は、隔壁13
a,13bにより形成された段差状の流路に沿って反応
管ケース1内を蛇行しながら流通した後、試料出口5か
ら排出される。
The fluid sample introduced into the reaction tube case 1 from the sample inlet 3 is guided to the protection tube 7 side along the partition 13a, and is turned back by the protection tube 7 to pass the space between the partitions 13a and 13b into the reaction tube case 1. The reaction tube case 1 is guided to the inner wall side.
And the space between the next partition 13a and 13b is guided to the protective tube 7 side. In this way, the fluid sample is
After flowing while meandering inside the reaction tube case 1 along the stepped flow path formed by the steps a and b, the sample is discharged from the sample outlet 5.

【0013】隔壁13a,13bは、線径が0.3m
m、ピッチが0.5mmのチタン金網表面に光触媒とし
ての二酸化チタンが塗布されたものである。隔壁13
a,13bの製造方法としては、チタン金網を加熱炉を
用いて800℃、30分間の条件で焼き、チタン金網の
表面に酸化チタンの薄膜を形成した後、光触媒活性の高
いアナタース型の二酸化チタンを塗布する方法を用い
た。チタン金網に直接光触媒を塗布した場合には光触媒
が剥離するおそれがあるが、チタン金網表面に密着力の
高い酸化チタンの薄膜を形成することにより光触媒の剥
離を防止することができる。このようにして形成された
隔壁13a,13bの表面は凹凸状になる。
The partition walls 13a and 13b have a wire diameter of 0.3 m.
The titanium dioxide mesh having a m and a pitch of 0.5 mm is coated with titanium dioxide as a photocatalyst. Partition 13
As a method for producing a and 13b, a titanium wire mesh is baked in a heating furnace at 800 ° C. for 30 minutes to form a titanium oxide thin film on the surface of the titanium wire mesh, and then an anatase type titanium dioxide having high photocatalytic activity. Was applied. When the photocatalyst is directly applied to the titanium wire mesh, the photocatalyst may peel off. However, the peeling of the photocatalyst can be prevented by forming a titanium oxide thin film having a high adhesion on the surface of the titanium wire mesh. The surfaces of the partition walls 13a and 13b formed in this manner have irregularities.

【0014】低圧水銀灯9を点灯して隔壁13a,13
bに塗布された光触媒に紫外線が照射されると、流体試
料中の汚染物質が酸化されるとともに、流体試料中の酸
素からオゾンが生成し、そのオゾンによっても汚染物質
が酸化される。さらにオゾンは光触媒表面に形成された
還元種も酸化するので、光触媒の酸化作用が促進され
る。このようにして、流体試料中の汚染物質を分解する
ことができる。
When the low-pressure mercury lamp 9 is turned on, the partition walls 13a, 13
When the photocatalyst applied to b is irradiated with ultraviolet rays, the contaminants in the fluid sample are oxidized, and ozone is generated from oxygen in the fluid sample, and the contaminants are also oxidized by the ozone. Further, ozone also oxidizes reduced species formed on the surface of the photocatalyst, thereby promoting the oxidizing action of the photocatalyst. In this way, contaminants in the fluid sample can be decomposed.

【0015】図2は、第2の態様の一実施例(実施例
2)を示す断面図である。図1と同様に、側壁の下端側
に試料入口3が設けられ、上端側に試料出口5が設けら
た反応管ケース1の中心部に保護管7が配置され、保護
管7の内部に低圧水銀灯9が配置されている。低圧水銀
灯9は安定器11を介して100V交流電源に電気的に
接続されている。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment (Embodiment 2) of the second mode. As in FIG. 1, a sample inlet 3 is provided at the lower end of the side wall, and a protective tube 7 is disposed at the center of the reaction tube case 1 provided with a sample outlet 5 at the upper end. A mercury lamp 9 is provided. The low-pressure mercury lamp 9 is electrically connected to a 100 V AC power supply via a ballast 11.

【0016】この実施例では、反応管ケース1、保護管
7間の空間には、螺旋状の隔壁15が設けられており、
試料入口3から反応管ケース1内に導入された流体試料
は、隔壁15に沿って低圧水銀灯9の周囲を巡りながら
流体出口5に導かれるようになっている。反応ケース1
の軸方向における隔壁15の面と面の間隔は6mmであ
る。隔壁15は、線径が0.3mm、ピッチが0.5m
mのチタン金網表面に光触媒としての二酸化チタンが塗
布されたものである。隔壁15は、実施例1の隔壁13
a,13bと同様の製造方法によって、表面が凹凸状に
形成されるとともに、光触媒の剥離が抑制されている。
低圧水銀灯9を点灯して隔壁15に塗布された光触媒に
紫外線が照射されると、実施例1と同様にして、流体試
料中の汚染物質を分解することができる。
In this embodiment, a spiral partition 15 is provided in the space between the reaction tube case 1 and the protection tube 7.
The fluid sample introduced from the sample inlet 3 into the reaction tube case 1 is guided to the fluid outlet 5 while traveling around the low-pressure mercury lamp 9 along the partition 15. Reaction case 1
The distance between the surfaces of the partition walls 15 in the axial direction is 6 mm. The partition 15 has a wire diameter of 0.3 mm and a pitch of 0.5 m.
m is coated with titanium dioxide as a photocatalyst on the surface of a titanium wire mesh. The partition 15 is the partition 13 of the first embodiment.
By the same manufacturing method as in a and 13b, the surface is formed in an uneven shape, and peeling of the photocatalyst is suppressed.
When the low pressure mercury lamp 9 is turned on and the photocatalyst applied to the partition 15 is irradiated with ultraviolet rays, contaminants in the fluid sample can be decomposed in the same manner as in the first embodiment.

【0017】次に、実施例1,2の酸化分解効率を評価
すべく、液体試料(試料水)を反応管ケース1内に導き
循環させ、そのTOC(全有機態炭素)除去率を調べ
た。試料水としては、蒸留水にC6126を2.5pp
mCの濃度で、C65NaPO4を2.5ppmCの濃
度で、かつNH4Clを0.5ppmNの濃度で含んだ
水溶液を用いた。また、比較例として、3種類の反応管
ケースを用意した。図3は、それらの比較例を示す断面
図であり、(A)は光触媒粉末17を試料水に懸濁させ
た光触媒反応管(比較例1)、(B)は光触媒が塗布さ
れた多孔質セラミックフォーム19を配置した光触媒反
応管(比較例2)、(C)は光触媒を塗布したアルミ格
子板21を配置した光触媒反応管(比較例3)をそれぞ
れ示し、(D)は(C)のC−C’位置に沿った断面図
である。比較例1、2及び3において、反応管ケース
1、保護管7及び低圧水銀灯9は実施例2と同様のもの
を用い、図示は省略されているが、低圧水銀灯9は安定
器を介して100V交流電源に電気的に接続されてい
る。比較例1では、試料水とともに粉状の光触媒17が
試料入口3から導入され、試料出口5から排出される
((A)参照)。比較例2は、反応管ケース1、保護管
7間の空間に、光触媒が塗布された多孔質セラミックフ
ォーム19が配置されている((B)参照)。比較例3
は、反応管ケース1、保護管7間の空間に、光触媒が塗
布された36枚のアルミ格子21が低圧水銀灯9を中心
に放射状に配置されている((C)参照)。
Next, in order to evaluate the oxidative decomposition efficiency of Examples 1 and 2, a liquid sample (sample water) was introduced into the reaction tube case 1 and circulated, and its TOC (total organic carbon) removal rate was examined. . As sample water, 2.5 pp of C 6 H 12 O 6 was added to distilled water.
at a concentration of mC, at a concentration of 2.5ppmC the C 6 H 5 NaPO 4, and a NH 4 Cl was used an aqueous solution containing a concentration of 0.5PpmN. As comparative examples, three types of reaction tube cases were prepared. 3A and 3B are cross-sectional views showing a comparative example thereof. FIG. 3A is a photocatalytic reaction tube in which a photocatalyst powder 17 is suspended in sample water (Comparative Example 1), and FIG. (C) shows a photocatalytic reaction tube in which a ceramic foam 19 is arranged (Comparative Example 2), (C) shows a photocatalytic reaction tube in which an aluminum lattice plate 21 coated with a photocatalyst is arranged, and (D) shows a photocatalytic reaction tube in (C). It is sectional drawing along CC 'position. In Comparative Examples 1, 2, and 3, the same reaction tube case 1, protective tube 7, and low-pressure mercury lamp 9 as those in Example 2 were used, and illustration was omitted. It is electrically connected to an AC power supply. In Comparative Example 1, the powdery photocatalyst 17 is introduced from the sample inlet 3 together with the sample water and discharged from the sample outlet 5 (see (A)). In Comparative Example 2, a porous ceramic foam 19 coated with a photocatalyst is disposed in a space between the reaction tube case 1 and the protective tube 7 (see (B)). Comparative Example 3
In the space between the reaction tube case 1 and the protection tube 7, 36 aluminum grids 21 coated with a photocatalyst are radially arranged around the low-pressure mercury lamp 9 (see (C)).

【0018】実施例1,2、比較例1、2及び3につい
て、50リットルの上記の試料水を20リットル/分で
循環させた。図4は、実施例1,2、比較例1、2及び
3の光化学酸化分解効率を示すグラフである。縦軸はT
OC消失率(%)を示し、横軸は時間(単位は時間h)
を示す。図4のグラフから、本発明の実施例1,2が最
もTOCの酸化分解効率が高いことがわかる。また、比
較例2及び3の酸化分解効率が比較例1のそれを下回っ
ているが、これは、セラミックフォーム19又はアルミ
格子板21が低圧水銀灯9の光を遮光しているためであ
り、光触媒が塗布されていても光を有効に活用されてい
ないといえる。このように、本発明によれば、光源から
の光を光触媒表面に有効に照射でき、かつ試料水と光触
媒との接触面積が大きくなるので、酸化分解効率を向上
させることができる。さらに、充填物を必要としないの
で反応管ケース内における流体抵抗は上昇しない。
In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2 and 3, 50 liters of the above sample water was circulated at 20 liters / minute. FIG. 4 is a graph showing the photochemical oxidative decomposition efficiencies of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2 and 3. The vertical axis is T
The OC loss rate (%) is shown, and the horizontal axis is time (unit is time h)
Is shown. It can be seen from the graph of FIG. 4 that Examples 1 and 2 of the present invention have the highest TOC oxidative decomposition efficiency. Further, the oxidative decomposition efficiencies of Comparative Examples 2 and 3 were lower than those of Comparative Example 1 because the ceramic foam 19 or the aluminum grid plate 21 shielded the light of the low-pressure mercury lamp 9 from the photocatalyst. It can be said that the light is not effectively utilized even if is applied. As described above, according to the present invention, the light from the light source can be effectively irradiated to the photocatalyst surface, and the contact area between the sample water and the photocatalyst is increased, so that the efficiency of oxidative decomposition can be improved. Further, since no packing is required, the fluid resistance in the reaction tube case does not increase.

【0019】本発明は、実施例に限定されるものではな
く、隔壁の形状及び構成は、隔壁により形成される流路
が段差状又は螺旋状になるものであれば如何なるもので
もよい。また、本発明の測定対象は液体試料に限らず、
気体試料、固体試料又は混合相であっても適用すること
ができる。また、実施例では隔壁としてチタン金網を用
いているが、これに限定されるものではなく、形状とし
ては、板状、多孔質状、薄膜状等でもよいし、材料とし
ては、金属、樹脂、セラミック、繊維等、特に限定され
るものではない。例えば、不織布にてハニカム構造の隔
壁を構成し、その表面に活性炭を塗布し、さらにその表
面に光触媒を形成したものは、活性が高くて実用性が高
く、好ましい。
The present invention is not limited to the embodiments, and the shape and configuration of the partition may be any as long as the flow path formed by the partition has a stepped or spiral shape. The measurement object of the present invention is not limited to a liquid sample,
It can be applied to gas samples, solid samples or even mixed phases. Further, in the embodiment, the titanium wire mesh is used as the partition wall, but the partition wall is not limited to this, and the shape may be a plate shape, a porous shape, a thin film shape, or the like. Ceramics, fibers, etc. are not particularly limited. For example, a structure in which a partition wall having a honeycomb structure is formed of a nonwoven fabric, activated carbon is applied to the surface thereof, and a photocatalyst is further formed on the surface is preferable because of high activity and high practicability.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の第1の態様では、流体が反応管
ケースの内壁側から光源側及び光源側から反応ケースの
内壁側に交互に段差状に流れるように複数の隔壁を配置
し、それらの隔壁の表面に光触媒を形成し、第2の態様
では、流体が光源の周囲を螺旋状に流れるように螺旋状
の隔壁を配置し、隔壁の表面に光触媒を形成したので、
担体等の充填物が存在しないので反応管ケース内の流体
抵抗を抑制でき、さらに隔壁表面に形成された全ての光
触媒の表面に光源からの光を照射でき、流体試料と光触
媒との接触面積が増大して、酸化分解効率を向上させる
ことができる。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of partition walls are arranged so that the fluid alternately flows from the inner wall side of the reaction tube case to the light source side and from the light source side to the inner wall side of the reaction case in steps. Since photocatalysts were formed on the surfaces of the partition walls, and in the second embodiment, the spiral partition walls were arranged so that the fluid spirally flowed around the light source, and the photocatalyst was formed on the surface of the partition walls.
Since there is no filler such as a carrier, the fluid resistance in the reaction tube case can be suppressed, and the surface of all the photocatalysts formed on the partition wall surface can be irradiated with light from a light source, thereby reducing the contact area between the fluid sample and the photocatalyst. Oxidation decomposition efficiency can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1の態様の一実施例(実施例1)を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example (Example 1) of a first mode.

【図2】 第2の態様の一実施例(実施例2)を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example (Example 2) of the second aspect.

【図3】 比較例を示す断面図であり、(A)は光触媒
粉末を試料水に懸濁させた光触媒反応管(比較例1)、
(B)は光触媒が塗布された多孔質セラミックフォーム
を配置した光触媒反応管(比較例2)、(C)は光触媒
を塗布したアルミ格子板を配置した光触媒反応管(比較
例3)をそれぞれ示し、(D)は(C)のC−C’位置
に沿った断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a comparative example, in which (A) is a photocatalytic reaction tube in which a photocatalytic powder is suspended in sample water (Comparative Example 1),
(B) shows a photocatalytic reaction tube in which a porous ceramic foam coated with a photocatalyst is disposed (Comparative Example 2), and (C) shows a photocatalytic reaction tube in which an aluminum lattice plate coated with a photocatalyst is disposed (Comparative Example 3). (D) is a sectional view taken along the line CC ′ of (C).

【図4】 実施例2、比較例1、2及び3の光化学酸化
分解効率を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing photochemical oxidative decomposition efficiencies of Example 2, Comparative Examples 1, 2 and 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応管ケース 3 試料入口 5 試料出口 7 保護管 9 低圧水銀灯 11 安定器 13a,13b,15 隔壁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction tube case 3 Sample inlet 5 Sample outlet 7 Protective tube 9 Low pressure mercury lamp 11 Ballast 13a, 13b, 15 Partition wall

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円筒状の反応管ケースの中心部に光源を
配し、前記反応管ケースと前記光源との間を流体が流れ
る流通式光触媒反応管において、 流体が前記反応管ケースの内壁側から前記光源側及び前
記光源側から前記反応ケースの内壁側に交互に段差状に
流れるように、前記反応管ケースの軸に垂直な方向に複
数の隔壁が配置され、前記隔壁の表面に光触媒が形成さ
れていることを特徴とする光触媒反応管。
1. A flow-type photocatalytic reaction tube in which a light source is disposed at a central portion of a cylindrical reaction tube case and a fluid flows between the reaction tube case and the light source, wherein the fluid is on an inner wall side of the reaction tube case. From the light source side and the light source side, a plurality of partitions are arranged in a direction perpendicular to the axis of the reaction tube case so as to alternately flow from the light source side to the inner wall side of the reaction case, and a photocatalyst is provided on the surface of the partition. A photocatalytic reaction tube characterized by being formed.
【請求項2】 円筒状の反応管ケースの中心部に光源を
配し、前記反応管ケースと前記光源との間を流体が流れ
る流通式光触媒反応管において、 流体が前記光源の周囲を螺旋状に流れるように、前記光
源の周囲に螺旋状の隔壁が配置され、前記隔壁の表面に
光触媒が形成されていることを特徴とする光触媒反応
管。
2. A flow-type photocatalytic reaction tube in which a light source is arranged at a central portion of a cylindrical reaction tube case and a fluid flows between the reaction tube case and the light source, wherein the fluid spirals around the light source. A helical partition wall is arranged around the light source so as to flow through the light source, and a photocatalyst is formed on the surface of the partition wall.
【請求項3】 前記光触媒は二酸化チタンであり、前記
光源は400nm以下の波長の紫外光を照射するもので
ある請求項1又は2に記載の光触媒反応管。
3. The photocatalytic reaction tube according to claim 1, wherein the photocatalyst is titanium dioxide, and the light source emits ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less.
【請求項4】 前記反応管ケースの内壁の少なくとも一
部は、光の反射面となっている請求項1から3のいずれ
かに記載の光触媒反応管。
4. The photocatalytic reaction tube according to claim 1, wherein at least a part of an inner wall of the reaction tube case is a light reflecting surface.
【請求項5】 前記隔壁の表面が凹凸状に形成さている
請求項1から4のいずれかに記載の光触媒反応管。
5. The photocatalytic reaction tube according to claim 1, wherein the surface of the partition wall is formed in an uneven shape.
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