Apparatus and method for oxidizing organic materials

【発明の詳細な説明】 有機物質を酸化させる装置及び方法 発明の分野 本発明は、一般的に、酸化物を酸化させるための装置及び方法に関する。 より詳細に言えば、本発明は、触媒が再生酸化剤である電気化学的な触媒酸化を用いる装置及び方法に関する。 発明の背景 多くの有機物質は貯蔵され、最終的には廃棄を必要とする。 しかしながら、廃棄は、環境的な規制が高まるにつれて、益々困難になってきている。 また、焼却の如き通常の廃棄方法は、別の廃棄物を生成する可能性があり、また、有機物質が発エネルギ物質である場合には特に、有害物質を発生する可能性がある。 電気化学セルにセリウムを使用することは、１９９５年５月３０日に発行されたＳｉｌｖａ ｅｔ ａｌ． の米国特許第５，４２０，０８８号によって教示されている。 このＳｉｌｖａ ｅｔ ａｌ． のプロセスは、潜在的な触媒物質の固形物から触媒物質を回収することを目的としている。 潜在的な触媒物質の固形物を電気化学セルに入れる前に、油又は有機物質を潜在的な触媒物質の固形物から抽出又は除去するのが好ましい。 しかしながら、有機物質は、潜在的な触媒物質の固形物と共に電気化学セルの中で反応することができるが、触媒物質の回収効率は低い。 電気化学的な触媒酸化技術を用いる切削油の分解が、アノード液であるＨＮＯ ３の中の触媒として銀（ＩＩ）を用いて研究されてきた（Ｓｕｒｍａ ｅｔ ａ ｌ．１９９１）。 この研究は、ほぼ完全な油の分解（９９．９＞％）が達成されることを示している。 温度、銀の濃度及び電極の電流密度から成る運転パラメータを選択することによる油の分解速度の最適化により、９９．９％よりも高い分解効率が得られている。 約７０℃までの運転温度が好ましいと言われている。 Ｂｒａｙ ｅｔ ａｌ． の研究（１９８９）は、電気化学的な方法を銀又はセリウムの如き触媒酸化物と組み合わせて用いることにより、有機化合物を分解することができることを示している。 しかしながら、この研究は、セリウムは工業的な有機物酸化プロセスを実行するためには、速度論的に十分な速度を有していないことを示している。 従って、環境、並びに、有機物質を取り扱う人間の両方にとって安全な有機物質の廃棄方法が必要とされている。 発明の概要 本発明は、有機物／水／酸のエマルジョンのセリウムによる電気酸化は、そのエマルジョンの有機物相に特異的であり、従って、銀よりも高い有機物反応速度を達成するという予測しない発見に基づいている。 従って、本発明は、電気化学セルのアノード液の中に高濃度のセリウムを用いることによって有機物質を酸化させる方法及び装置である。 より詳細に言えば、有機物質は、有機液体（例えば、油）、及び、可燃性固形物質（例えば、紙製品、プラスチック、ゴム、布、テープ及び木材）を含んでいる。 本発明は、セリウムは、ある条件の下で、有機物質（特に、切削油）の分解において少なくとも銀と同程度の効果を示すことができるという発見を含む。 より詳細に言えば、セリウム（ＩＶ）による可燃性物質の酸化を行う条件は、温度が高く（すなわち、＞８５゜Ｃ）、電気触媒の濃度が高いことである。 電気触媒としてセリウムを用いると、アノード中の電気触媒の減損がほんの僅かの状態で、触媒電気化学酸化プロセスを連続的に運転することができる。 セリウムの唯一の損失は、隔膜を通ってカソード隔室の中にゆっくりと移動することに起因するものである。 トリムゾル（Ｔｒｉｍｓｏｌ）の分解を行うための電気触媒として銀を用いた場合には、その触媒の一部が、塩素との沈降反応で失われる。 また、アノードをカソードに関して分離する隔膜を横断するセリウムの移動は、銀に関して観察された移動よりも、かなり少ないことが観察された。 電気触媒としてセリウムを使用することは、銀を使用する場合よりも多くの利点を有している。 より詳細に言えば、セリウムは、銀のように塩化物として沈降（析出）ことに起因する損失を生ずることがない。 セリウムは、有害物質又はリストに挙げられた物質ではなく、消尽したアノード液の処分を容易にする。 セリウムを用いるセルの運転は、また、より高い電流密度を用いることができ、これにより、電気触媒が銀である場合よりもより高い効率を生じさせるという利点も有している。 また、セリウムを選択される電気触媒とするという、パイロットプラントの運転に関する他の利点も観察された。 セリウムは、リストに挙げられた化合物でもなく、また、有害な化合物でもないので、セリウム系の電気化学的酸化プロセスを焼却よりも魅力的な代替技術とするという別の利点も認識されている。 本方法及び装置は、更に、攪拌乳化機を用いて、有機物相のサイズを減少させると共に有機物相の表面積を増大させ、これにより、電気化学セルにおける有機物質の酸化速度を向上させる。 本発明の目的は、有機物質を酸化させる方法を提供することである。 本発明の上記主題は、本明細書の終結部分に特に指摘され且つ明確に主張されている。 しかしながら、本発明の運転の構成及び方法、並びに、その別の利点及び目的は、同一の参照符号を用いて同一の構成要素を示している添付の図面に関連して以下の説明を参照することにより、最も良く理解することができる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の装置の概略図である。 図２は、油の分解量、並びに、装置のＣＯ ₂濃度を時間の関数として示すグラフである。 図３は、種々の運転温度に関する油の分解量と時間との関係を示すグラフである。 図４は、種々の運転温度に関するクーロン効率と時間の関係を示すグラフである。 図５は、力率を温度の関数として示すグラフである。 図６は、例５に関する油の分解量、ＣＯ ₂濃度及びクーロン効率を時間の関数として示すグラフである。 好ましい実施の形態の説明 本発明の好ましい方法によれば、（ａ）多孔膜によって分離されたカソード隔室及びアノード隔室を有する電気化学セルを準備する工程と、（ｂ）上記アノード隔室の中のアノード液に、水溶液とは反応しないが有機物相とは反応する酸化剤を加えて混合物を形成する工程と、（ｃ）上記混合物をセリウムと一緒に加熱する工程と、（ｄ）上記加熱された混合物を乳化して上記有機物相の表面積を増大させる工程と、（ｅ）上記電気化学セルに電流を流して上記アノード隔室の中の上記有機物の分子を酸化させる工程とによって、有機物質が分解される。 上記有機物質は、任意の有機物質とすることができるが、本発明のプロセスは、非混和性の有機液体に関して特に有用であり、特に限定するものではないが、 戦争用の化学剤（例えば、サリン（Ｃ ₄ Ｈ ₁₀ ＦＯ ₂ Ｐ））、及び、高性能爆薬（例えば、ＨＭＸ（Ｃ ₄ Ｈ ₈ Ｎ ₈ Ｏ ₈ ）、ＲＤＸ、ニトロセルロース、トリニトロトルエン、及び、ニトログリセリン）を含む発エネルギ物質に関して特に有用である。 勿論、あらゆる可燃性有機物質は発エネルギ物質である。 酸化剤は、セリウムであるのが好ましい。 セリウムに関して、電気化学セルは、アノード液に適合する任意の温度で運転することができ、約３０゜Ｃから約１ ００゜Ｃの温度で運転するのが好ましく、更に、約８０゜Ｃから約１００゜Ｃの温度で運転するのが最も好ましい。 セリウムの濃度は、少なくとも約０．５Ｍ（ モル）である。 セリウムの濃度は、約１．０Ｍから約１．７Ｍであるのが好ましく、更に、約１．５Ｍから約１．７Ｍであるのが最も好ましい。 セリウムの濃度が高くなればなるほど、電気化学セルをより高い電流密度で、また、より高い電流効率で運転することが可能になる。 電流消費量は、有機物質１ポンド当たり約４ｋＷｈから約９ｋＷｈの範囲である。 大部分の有機物質は、ほぼ１００％のクーロン効率で処理することができる。 すなわち、使用される電力量は、有機物質をＣＯ ₂及びＨ ₂ Ｏ、並びに、アノード液に存在する可能性がある無機酸に完全に酸化するために必要とされる理論電力に極めて近い。 有機物質を水の中に混合して混合物を形成し、この混合物を攪拌乳化機に通した場合に、より高い効率が得られる。 上記攪拌乳化機は、より完全な混合を行うと共に有機物質を水の中により均一に分布させる。 溶液の場合に、上記攪拌乳化機は、上記有機物質／水の混合物を完全に均質化する。 ２相系の混合物の場合に、上記攪拌乳化機は、有機物相を破壊してより小さな「泡」にし、これにより、 混合物を乳化すると共にその表面積を増大させる。 溶液の場合でも、あるいは、 多相系の混合物の場合でも、上記攪拌乳化機は、混合物の物理的性質を改善して電極に良好に接触するようにする。 攪拌乳化機は、任意の攪拌乳化機とすることができ、特に限定するものではないが、超音波振動機及び高速プロペラを挙げることができる。 また、電極を振動させ、液体と電極との間の物質／電荷移動係数を増大させることによって、より高い効率を実現することができる。 本発明の装置が図１に示されている。 電気化学セル１００は、多孔膜１０６によって分離されたカソード隔室１０２及びアノード隔室１０４を備えている。 電気化学セル１００は、アノード液中の濃度が少なくとも１Ｍであるセリウムの溶液で満たされている。 セリウムは、一般的に、三価のセリウムイオン（Ｃｅ（Ｉ ＩＩ））として存在するので、アノード隔室の中で四価のセリウムイオン（セリウム（ＩＶ））に酸化される。 四価のセリウムイオンは、有機物質と反応して該有機物質を分解する。 上記電気化学セルを通って流れる電流は、アノード隔室１ ０４の中の三価のセリウムイオンを再度酸化させるエネルギを与え、カソード隔室１０２の中の有機分子を引き続き酸化させる役割を果たす。 供給原料は、定量ポンプ１１０を有するアノード液のループ（閉回路）１０８に供給される液体有機物から構成することができる。 代わりに、製紙用パルプ及び木片の如き固形物を、アノード液タンク１１２のスクリーン（篩）付きのケージ（図示せず）を介してアノード液ループに導入することができる。 アノード液は、攪拌乳化機１１４を有するアノード液ループ１０８を通して圧送することができる（ポンプ１１３）。 攪拌乳化機１１４は、酸化速度を高めるために有機物の表面積を増大させる役割を果たし、１００ワット乃至５，０００ ワットあるいはそれ以上のエネルギをアノード液／有機物質の溶液に与えることができる。 この溶液は、乳化された後に、電気化学セルのアノード隔室１０４に入り、そこで金属触媒が酸化される（例えば、Ｃｅ ³⁺がＣｅ ⁴⁺になる）。 セリウム（ＩＶ）は、速度論的に速く強力な酸化剤であり、有機分子と反応してこれを酸化させることによって、還元される。 セリウム（ＩＶ）は、還元された後に、 電気化学セル１００の中で再度酸化される。 この反復操作により、セリウムは、 酸化触媒として作用して、酸化されている物質からアノード１１６へ電子を搬送する。 アノード液は、電気化学セル１００の後に、アノード液タンク１１２に入る。 このアノード液タンクは、気液分離器及びサージタンクの役割を果たすだけではなく、固形物を酸化させる機能も有している。 アノード液タンク１１２を出たガスすなわち気体は、凝縮器１１７に通される。 アノード液タンク１１２には、固形物の酸化を評価する場合には、物質移動を促進する攪拌機１１８が設けられる。 アノード液ループ１０８及びカソード液ループ１２０の温度、圧力、密度及び流量が測定される。 アノード及びカソードのセル温度は、電気化学セル１００の外側の流体ジャケット１２２との間の熱交換によって、別々に維持することができる。 アノード液の運転温度は、約２０゜Ｃから約１００゜Ｃの範囲とすることができるが、約３ ０゜Ｃから約１００゜Ｃの範囲であるのが好ましく、更に、約８０゜Ｃから約１ ００゜Ｃの範囲であるのが最も好ましい。 運転圧力は、約１気圧の大気圧であるのが好ましい。 加熱操作は、別個に行うか、あるいは、電気化学セルに電流を流すことによって行うことができる。 カソード液の温度は、アノード液の温度とほぼ同じにすることができるが、気体状の窒素酸化物（ＮＯ _x ）の発生を低減させるために、カソード液の温度をアノード液の温度よりも低い温度に維持するのが好ましい。 カソード液を、該カソード液の凍結温度よりも僅かに高い温度まで冷却することができる。 カソード液の温度は、アノード液よりも約３０゜Ｃだけ冷たい約２５゜Ｃ乃至約７０゜Ｃの温度に維持されるのが好ましい。 カソード液ループ１２０は、多孔性隔膜１０６によってアノード液ループ１０ ８から分離されており、上記多孔性隔膜は、混合作用を最小限にすると共に導電率を維持するように選択されている。 カソード液ポンプ１２３は、カソード液をカソード液ループ１２０を通して移動させる。 カソード液ループ１２０の中における主要な化学反応は、硝酸のＨＮＯ ₂への還元反応であり、このＨＮＯ２の一部は、カソード液タンクからの溶液にＯ ₂をバブリングするすなわち吹き込むことによって、再度酸化される。 補給酸（酸添加装置１２５）をカソード液ループ１２０に加えて酸濃度を維持する。 上記酸は、セリウムが溶解することのできる無機酸である。 上記酸は、セリウムに対して高い溶解度を有する硝酸であるのが好ましい。 他の酸としては、硫酸及び塩酸を挙げることができる。 アノード液タンク１１２及びカソード液タンク１２８から発生したガスすなわち気体は、ＮＯ _xを除去した後に、大気に排気される。 ガス配分器（図示せず） が必要に応じて、カソード液の廃ガスのＮＯ _x及びアノード液の廃ガスのＯ ₂の調節混合を行う。 また、必要に応じて、上記発生ガスを反応槽（図示せず）に通し、そこで、ＮＯのＮＯ ₂への気相触媒酸化を行わせることができる。 ＮＯ ₂は、Ｎ Ｏよりも迅速に水に吸収されるので、上記反応は、ＮＯ _xスクラバ１２４の効率を大幅に向上させる。 ガスは、ＮＯ _xスクラバを出た後に、大気に排気される。 スクラバの温度は、該スクラバ１２４を通って伸長している冷却コイル１２６によって維持される。 実例のためのデータ収集 ３８６コンピュータをＡＩＭＡＸ−ＰＬＵＳデータ収集／制御ソフトウエアと共に用いて、オペレータの過失が殆ど無い状態で、プロセス制御を行った。 測定されたパラメータを自動的に記録し、コンピュータが、４つの最終的な制御要素を直接制御した。 アノード液及びカソード液の温度を電動弁によって調節した。 この電動弁は、アノード液及びカソード液の温度を設定値に維持するように開閉する。 第３の電動弁が、アノード液ループとカソード液ループとの間の差圧を最小限にした。 （過去においては、上記両ループの一方に圧力が形成されると、隔膜の破断が生じていた。）。 第４の最終的な制御要素は、補給ＨＮＯ ₃の速度、 すなわち、定量ポンプである。 ＨＮＯ ₃の添加により、酸濃度が設定値に維持され、Ｈ ₂の発生を阻止した。 最終的な制御要素は総て、コンピュータから発生される４−２０アンペアの信号によって制御された。 通常の運転の間に、コンピュータは、プロセスダイアグラムを表示し、このプロセスダイアグラムによって、オペレータは制御パラメータを監視する。 測定された総てのパラメータを上記プロセスダイアグラム上に表示し、オペレータに実時間の測定値を与えることができる。 パラメータの測定に加えて、制御システムは、アノード液ポンプ及びカソード液ポンプ、電源の電圧及び電流、並びに、コンピュータによる総ての最終的な制御要素をオーバーライドする機能の手動制御をオペレータに与える。 例 １セリウム又は銀を用いた場合、また、乳化操作を行った場合又は行わない場合について、電気化学セルの中の有機物相の分解を比較するための実験を行った。 この実験においては、攪拌乳化機は、Ｈｅａｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｕｌｔｒａｓ ｏｎｉｃｓ社（ニューヨーク州Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ）の超音波ミキサＭｏｄ ｅ１８００Ｄであった。 銀（ＩＩ）の酸化電位は約１．９８ボルトであり、また、セリウム（ＩＶ）の酸化電位は、約１．６４ボルトであるので、銀はセリウムよりも性能が優れていると予測された。 有機物質は、トリムゾル切削油であった。 乳化操作を行わないテストに関しては、有機物相は、効果的に分解されなかった。 超音波混合操作を行わない場合には、非混和性の有機液体の酸化は、殆ど又は全く検知されなかった。 また、超音波乳化装置の運転を不用意に中断した場合には、有機物の酸化速度は急激に低下した。 乳化操作を行った場合のテストに関しては、下の表１．１にその結果が示されている。 表１．１：有機物分解速度 酸 化 剤 温 度 有機物相の量 有機物分解速度 （゜Ｃ） （ｇ／ｈｒ） 銀（ＩＩ） ７０ ２０ｍｌバッチ ２４ セリウム（ＩＶ） ９５ １０ｍｌバッチ ２４ セリウム（ＩＶ） ８５ １０ｍｌバッチ ６．２４ セリウム（ＩＶ） ８０ １０ｍｌバッチ ０．４ 銀（ＩＩ） ７０ １１８ｍｌ連続 ５１ セリウム（ＩＶ） ９５ １１６ｍｌ連続 ６０ セリウムの有機物分解速度は、温度によって強く影響される。 銀は、７０゜Ｃ に関してだけ示されており、その理由は、７０℃より高いと銀は、水の分離及び酸素の放出を生じさせるからである。 ７０℃よりも高い温度におけるテストを試みたところ、約８５゜Ｃ程度までしか達せず、それよりも高い温度では、水溶液からの酸素の発生によりテストを行うことが困難であった。 有機物分解速度は、 存在する有機物相の量又は濃度の関数でもあり、有機物相の量が減少すると低下する。 従って、セリウムが、１０ｍｌの有機物相に関して、２０ｍｌの有機物相で始めた銀の分解速度に等しい分解速度を有するということは、セリウムの分解速度は銀の分解速度よりも高いことを示している。 連続運転のテストにおいては、共に最適な運転温度で運転した場合に、セリウムは銀よりも高い分解速度を示している。 セリウムは、高い温度の水溶液と激しく反応することはないが、水溶液を沸騰させないことが好ましい。 例 ２サリン（Ｃ ₄ Ｈ ₁₀ ＦＯ ₂ Ｐ）の分解を証明するための実験を行った。 水中のサリンに関して、リン酸、フッ化水素及び二酸化炭素に分解させるためには、サリン１モル当たり２６ファラデーの電荷、すなわち、サリン１ポンド当たり約５ｋＷ ｈを必要とする。 電気化学セル１００は、大気圧において約４０゜Ｃと６０゜Ｃ との間の温度で運転された。 銀の濃度は約０．５Ｍであった。 廃ガスを分析することによって、分解効率は、９９．９９９９％よりも良好であると計算された。 従って、サリンに関しては、セリウムを用いることは、銀に比較して、分解効率を何等改善しないように思われる。 例 ３本発明に従ってオットー燃料（ＯＴＴＯ Ｆｕｅｌ ＩＩ）の分解を証明するための実験を行った。 ＯＴＴＯ Ｆｕｅｌ ＩＩの元素分析の結果は以下の通りであった。 炭素：３２．５０重量％ 水素： ５．２２重量％ 窒素：１２．８７重量％ 酸素：４９．４１重量％。 （１）電気化学的酸化を行わない基準又は調節、及び、（２）電気化学的酸化を行う２つのテストを行った。 運転条件は、上記基準テストにおいて電流を通さないことを除いて、両方のテストに関して同一であった。 銀及びセリウムを酸化剤として用いて両方のテストを行って、銀とセリウムとの間の分解性能を比較した。 銀に関する運転条件は、以下の通りであった。 電気触媒の温度＝５０゜Ｃ、 ４Ｍ−ＨＮＯ ₃ ／０．５Ｍ−銀、及び、 ＯＴＴＯ Ｆｕｅｌの初期濃度≒１，０００ｐｐｍ。 銀によるＯＴＴＯ Ｆｕｅｌの全有機炭素（ＴＯＣ）に関する分解速度は、セルを通る１クーロンの電荷当たり約０．００４−０．０２０ｐｐｍ−ＴＯＣであった。 セリウムに関する運転条件は、以下の通りであった。 電気触媒温度＝７５゜Ｃ、 ４Ｍ−ＨＮＯ ₃ ／１．５Ｍ−セリウム、及び、 ＯＴＴＯ Ｆｕｅｌの初期濃度≒２，６００ｐｐｍ。 セリウムによるＯＴＴＯ Ｆｕｅｌの全有機炭素（ＴＯＣ）に関する分解速度は、セルを通る１クーロンの電荷当たり約０．０２５ｐｐｍ−ＴＯＣであった。 これは、セリウムを用いた場合の分解速度が、銀に比較して、少なくとも２５％、 また、最大で６倍だけ増大するという予測しない結果を示している。 電気化学セルは、超音波振動を用いて又は用いずに運転されたが、分解性能の差は観察されなかった。 この結果は、予測されたものであり、その理由は、４Ｍ −硝酸の中のＯＴＴＯ Ｆｕｅｌの濃度は、ほぼその溶解度の限界であり、従って、ＯＴＴＯ Ｆｕｅｌは溶液中に存在していたからである。 セリウムによる電気化学セルの運転を約２時間にわたって行った。 その結果、全有機炭素の２８％ が分解した。 この実験を最後まで行ったと仮定すると、上記条件における完全な分解は、約７時間の間に生じたであろうことが予想される。 例 ４切削油、より詳細に言えばトリムゾル切削油の分解を証明するために、実験を行った。 これらの実験は、上に説明し且つ図１に示す触媒電気化学酸化システムで行った。 最初の７つの実験は、トリムゾル切削油を酸化させるための最適運転条件を決定するために行った。 表４．１は、上記７つのテストに関する条件を列挙している。 表４．１：電気触媒としてセリウム（ＩＶ）を１．５Ｍ／Ｌの濃度で使用した場合のパラメータを検討するための運転条件： 実験番号 電流密度（アンペア／ｍ ² ） 温度（℃） 実験 １ ３，７５０ ８０ 実験 ２ ２，５００ ８０ 実験 ３ ５，０００ ９０ 実験 ４ ５，０００ ８０ 実験 ５ ２，５００ ９７ 実験 ６ ２，５００ ８５ 実験 ７ ３，７５０ ９５ 上記７つのテストは総て、１０ｍｌのトリムゾル油の酸化に関するものであった。 トリムゾル油は、１ｍｌ／分の供給速度で１０分間にわたって連続的に供給された。 供給が終了した後に、アノード隔室からのＣＯ ₂の発生が油が注入される前の基準値に到達するまで、装置を運転した。 図２は、実験５のデータに関するものであって、トリムゾル油が約１時間の間にほぼ完全に分解したことを示している。 図３は、分解速度に与える温度の効果を示しており、また、図４は、クーロン効率に与える温度の効果を示している。 この実験のデータの表現方法は、 その後の総ての実験に関する表現方法を代表するものであって、ＣＯ ₂濃度のデータが、分解された油の計算値と共に示されており、全分解効率及びクーロン効率のデータが示されている。 図４において約１０分の時点でＣＯ ₂濃度がシャープに増大していることは、比較的大きなトリムゾル油の初期の分解速度に対応している。 酸化速度は、アノード液の中の油の濃度が減少するにつれて、減少している。 このデータは、酸化速度がアノード液の温度に対して強い関係を有していることを示している。 これは、各々の実験に関して示されたクーロン効率において明らかである。 一般的に、セルが高い温度（すなわち、９０゜Ｃよりも高い温度）で運転された場合に、より高いクーロン効率が得られることが示されている。 実験３及び実験４においては上記傾向の例外が存在している。 その理由は、セルは高い電流密度で運転されていて、アノード表面における副反応（すなわち、 水の酸化：Ｈ ₂ Ｏ→ｅ ^- ＋Ｈ ⁺ ＋Ｏ ₂ ）によって非効率性が生じているからである。 力率対温度をまとめたものが図５に示されている。 トリムゾル切削油の酸化に関して合理的且つ費用対効果比の良好な性能を得るためには、９０℃よりも高い温度においてＣＥＯプロセスを運転する必要があることが示されている。 これらの条件において、トリムゾル切削油の酸化に必要な電力は、分解される切削油１ガロン当たり２０５ｋＷｈであることが観察される。 これは、１ガロンの処理量当たり６．００ドル乃至１０．００ドルの範囲のコストに対応する。 例 ５連続運転下におけるパイロットプラントの性能を評価するために、３つの追加のテストを行った。 より詳細に言えば、これらのテストは、異なる運転条件下で達成可能な定常状態の分解速度を決定するために行われた。 対象とする主要な運転パラメータは、アノード液隔室の中の切削油の濃度であった。 これらのテストの総括が下の表４．１に示されている。 テスト８のデータが図６に示されている。 アノード液の中の油の濃度が増大するに従って、テスト８の間に、６０ｍｌ／時の定常状態の酸化速度が得られたことが観察された。 クーロン効率は、テスト１乃至７よりもかなり高く、その理由は、テスト８におけるアノード液の中の油の濃度は、それ以前のテストに比較してかなり高いからである。 テスト９のデータも、ＣＯ ₂濃度の曲線が平坦になっていることにより証明されるように、定常状態の油の分解速度が得られたことを示しており、また、その分解速度がテスト８の分解速度に極めて近いことを示している。表５．１：パイロットプラントの連続運転を行うための運転条件 テスト８ テスト９ テスト１０ 電流密度 ３，７５０ ２，５００ ２，５００ （アンペア／ｍ ² ） 温度（℃） ９５ ９５ ９５ 油供給速度 １．８ ４．０ １．０−４．０ （ｍｌ／分） セリウム濃度 １．５ １．０ １．５ （モル／リットル） テストの継続時間 ３ ５ ８ （時間） 全供給油（ｍｌ） １１５．４２ ５０７ ５００ テスト９の継続時間全体を通じて、アノード液隔室への油の供給速度を変えた。しかしながら、その平均速度はテスト８の速度に極めて近かった。従って、定常状態の条件は、これら２つのテストに関してほぼ同じであることが予測された。供給速度を４ｍｌ／分まで増大させた期間の間に、８０ｍｌ／時の定常状態の油分解速度が観察された。アノード液の中の有機物（油）の濃度を更に増大させることにより、より高い速度が達成可能であることが予測される。 結言本発明の好ましい実施の形態を図示し且つ上に説明したが、本発明の広い特徴から逸脱することなく、多くの変形及び変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。従って、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲に入るそのような総ての変形及び変更を包含することを意図している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブライアン，ゲイリー・エイチ アメリカ合衆国ワシントン州99336，ケネ ウィック，サウス・フィルモア 508 (72)発明者 ゲッティング，ジョン・ジー・エイチ アメリカ合衆国ワシントン州99353，ウエ スト・リッチランド，ウエストレイク・ド ライブ 4021 (72)発明者 バットナー，アール・スコット アメリカ合衆国ワシントン州98366，ポー ト・オーチャード，ベイビュー・ドライ ブ・サウス・イースト 7058