超音波ソノリシスを応用した排煙脱硝法の開発

• Project/Area Number: 10750555
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 反応・分離工学
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 二井 晋 名大, 工学(系)研究科, 助手 (90262865)
• Project Period (FY): 1998 – 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 1999: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1998: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 超音波 / 窒素酸化物 / 硝酸イオン / 酸化 / 水酸化物ラジカル

Research Abstract

本年度はNOxを溶解させた水溶液への超音波照射による硝酸イオンの生成に関する基礎的な検討および連続操作に適した条件の探索を行った。
平板発振器を備えた超音波照射装置およびガラス製照射セルを作製した。NOを窒素で希釈した混合ガスをイオン交換水にバブリングして調製したNO飽和水への超音波照射により硝酸イオンの生成を確認した。これにより、NOxの硝酸イオンへの酸化反応が進行することを明らかにした。酸化反応にはラジカルが大きく関与しているとの報告から、鉄イオンの酸化反応を利用したラジカル生成量の定量法に基づき、操作条件を変化させて周波数、出力がラジカル生成量に及ぼす影響を明らかにした。希釈ガスを窒素から空気へ変えた場合は硝酸イオン生成量が増加し、酸素による酸化促進効果を確認した。
連続操作について検討するため、水溶液にガスを連続的に吹き込みながら超音波照射を行える装置を試作し、各種装置・操作条件の影響について水酸化物ラジカル生成量の観点から最適条件を探索した。音場中の気泡、分散器の存在によりラジカル生成量が減少したことから、ガス吹き込みと照射を交互に行うことでラジカル生成量を増大できると考え、NO含有水中への超音波照射実験において硝酸イオン生成量が断続照射により増大することを見出した。水酸化物ラジカル生成量に比較して亜硝酸イオン、硝酸イオンの生成量が大きいことから、これらのイオン生成は水酸化物ラジカルが関与した反応のみでなく、別の経路による寄与が考えられる。