2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of simultaneous treatment system for VOCs and particles in gas phase using ultrasonic atomization
| Project/Area Number |
16K06836
|
|---|
| Research Institution | Kogakuin University |
|---|
Principal Investigator |
並木 則和 工学院大学, 先進工学部, 教授 (40262555)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
諏訪 好英 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10416836)
鍵 直樹 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (20345383)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 超音波霧化 / 光触媒分解 / 液滴含有酸化チタン / 帯電霧化液滴 / 静電粒子捕集 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
担当Ⅰ（並木）では，昨年度検討した前処理部（PD）に設置した遠心分離部を取り払い，液滴荷電用のリング電極を発振子から発生する液柱を取り囲むように水面近くに設置し，液面の高さにドーナツ型の接地電極を対向して設置することで，液滴分裂生成時に荷電を行う誘導荷電による液滴の効果的な荷電を行えるように工夫を行った。その結果，装置全体の試験UFPの捕集効率は電圧印加の前後で65％から80％へと15％増加した。
次に，担当Ⅱ（並木・鍵）では，昨年度決定された最適な光触媒反応槽の運転条件においてさらに装置の分解性能を向上させるため，カーボンブラック（CB）粒子（一次粒子径20nm）またはシリカ粒子（2μm）を添加剤として添加したところ，各添加剤で最適な添加濃度が存在し，その最適条件においてCB粒子で約20％，シリカ粒子で約15％試験VOCであるトルエンの分解率が向上した。両添加剤による向上する理由として，CB粒子では200nm程度の酸化チタン含有液滴にCB粒子が被覆することトルエンの吸着能が増加したと考えられる。一方，シリカ粒子ではミクロンオーダーのシリカ粒子の表面に微細な酸化チタン粒子が被覆して浮遊することで，有効な酸化チタン粒子の露出面積が向上したためと考えられる。
担当Ⅲ（諏訪）では，超音波霧化により生成する気柱を傾斜した円柱として霧化槽内の気流速度分布と粗大液滴の軌跡計算を行い，さらに粗大液滴による試験UFPの衝突効率を求めるために簡易モデルを立てて計算を行った。その結果，PDの霧化槽で試験UFPの捕集に寄与していたのは，主液滴である3μm前後液滴ではなく，液柱近傍に生成するそれよりも大きな数十μmの粗大液滴であることが明らかになった。
|
