2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ultrasound reactor for simple decomposition of difficult treatment compounds with steady wave concentration
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25420816
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
多田 豊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80127456)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超音波化学反応 / 反応・分離工学 / 化学工学 / 廃棄物処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
局所的により強くかつ安定な定在波を作り出せる超音波反応器を開発し、水中の難処理物質を新たな化学物質を用いることなく分解処理することが目的である。
前年度までの研究により、反応器底部から超音波照射し、上部液面に凹面反射板を置いて、超音波を局所集中させてより強い定在波を形成させると、反応器内音圧が高くなり、反応も進むことが分かった。また、同時に生成した微細気泡が表面が疎水性である反射板の場合には反射板裏面に付着し、定在波が不安定となって、音圧が高くなっても反応率が高くならないことが分った。
これらのことを考慮し、反射率は反射板の密度が大きいほど大きいので、気泡が付着しにくい親水性表面でかつ密度が大きい鉛ガラス凹面反射板と、表面にガラス被膜をつけたステンレス鋼凹面反射板を用いてKI酸化反応実験を行った。いずれも反射板裏面に気泡はほとんど付着しなかったが、反応率は通常のパイレックスガラスより低く、これらの材質の効果は得られなかった。
超音波は上部の凹面反射板での反射だけではなく、反応器側面や底面でも反射し、さらにこれらの組み合わせによる複数反射もある。そこで、ガラス製反応器とステンレス鋼製反応器を用いてKI反応実験と標準難処理物質であるTPPS水溶液の分解実験を行った。その結果、ガラス凹面反射板とガラス製反応器を用いると最も反応が進み、製作しやすいために使っていたアクリル製反応器で反射板を用いずに行った場合より、KI反応では約2倍、TPPS分解反応では約3倍の反応速度が得られた。
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