化学工学論文集
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23 巻, 1 号
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  • 張 平偉, 井上 勝利, 吉塚 和治, 津山 弘巳
    1997 年 23 巻 1 号 p. 1-10
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    PC-88Aのみの単一抽出剤を用いた溶媒抽出により使用済み水素化脱硫触媒の硫酸全溶解液から, モリブデン, バナジウム, コバルト, ニッケル並びにアルミニウムを分離・回収する新たなプロセスを研究した.モリブデン, バナジウムとアルミニウムの抽出平衡及び抽出速度の相違により低pHにおいて, モリブデンとバナジウムを優先的に抽出できた.硫酸でバナジウムを有機相から選択的にスクラップすることによって, モリブデンと分離された.有機相中のモリブデンはNH4OH+NH4Cl溶液で容易に逆抽出されると共に, 共抽出された少量の鉄と分離され, モリブデン酸アンモニウムとして回収される.硫酸スクラップ液中のバナジウムはアンモニアでpHを約1.5に調整した後, PC-88Aにより再度抽出し, 硫酸で逆抽出することによって, 微量のアルミニウムと分離され, 硫酸バナジルとして回収される.モリブデンとバナジウムを回収した後の抽残液はまず, アンモニアで中和したPC-88Aにより, アルミニウムを定量的に抽出し, コバルトとニッケルより完全に分離された.コバルトは新しいPC-88Aを用いて抽出され, CoSO4+H2SO4溶液で共抽出されたニッケルを除去した後希硫酸で逆抽出し, 高純度の硫酸コバルトを得た.最後に抽残液中に残ったニッケルはPC-88Aで簡単に抽出・回収できた.
  • 青木 修一, 中村 泰久
    1997 年 23 巻 1 号 p. 11-17
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    工業用管内燃焼器から生ずる騒音の予測を行うために, 燃焼状態における騒音を測定し, 騒音特性を把握した.音響解析においては, 伝達マトリクス法を用いた一次元音響解析プログラムを作成し, 解析と実験との比較, 検証を行った.
    管内の温度分布を考慮した家庭用燃焼機器の騒音解析は, これまでにも多く行われてきたが, 本研究では, 騒音の発生源となる火炎が管内の軸方向に広域に分布する場合の出口部分での騒音の予測精度向上のために, 従来の温度分布の他に熱発生率分布を考慮した.なお熱発生率分布は, 温度測定結果から浸管の管内外表面での熱伝達, ならびに管外表面の輻射を考慮し算出した.
    この結果, 理論解析結果と実験結果とは共振周波数は比較的よく一致し, 本研究で用いた実用的な手法は今回取り上げた工業用管内燃焼器の音響特性の解析に活用できることを確認した.
  • 上田 史麒, 吉田 信夫, 橋本 涼一, 村松 忠義, 小山 俊太郎, 高木 眞人, 木田 栄次
    1997 年 23 巻 1 号 p. 18-27
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    50t/dの酸素吹き気流層石炭ガス化プラント (HYCOL) における固体生成物, 排水, 生成ガスに関する環境データを4種類の石炭について解析した.揮発性の石炭中微量金属元素は溶融スラグより水洗浄で回収したダスト (ケーキ) の方へより多く移行した.ケーキにはサブミクロン粒子が多く存在した.スラグ, ケーキ中金属元素の水への溶出はほとんどなかった.石炭中硫黄は90~100%がH2SとCOSに転換し, 窒素の一部はNH3に転換した.NH3はほとんど水洗浄系の排水中に溶解し, ガス中の濃度は数ppm以下であった.サブミクロン粒子とNH3の除去のため生成ガスの洗浄系は必須と思われる.今後は生成ガス中微量金属元素の直接的な測定やプラント機器への付着・堆積物の分析が重要である.
  • 高松 武一郎, 中岩 勝, 中西 俊成, 阿曽 一正
    1997 年 23 巻 1 号 p. 28-36
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    理想的内部熱交換型蒸留操作 (Heat Integrated Distillation Column, HIDiC) は, ノーリボイラー, ノーコンデンサーの蒸留操作であるから, 通常の蒸留塔におけるようなリボイラーでの加熱エネルギーは必要ないため, 省エネルギー型の操作になることが予想されるが, 一方, 濃縮部より熱を回収部に伝えねばならないため, 濃縮部の圧力を回収部の圧力より高くするためのエネルギーが必要になる.
    本報告では理想的HIDiCの省エネルギー特性を, 圧力損失は無視, 比揮発度, 蒸発潜熱, 比熱容量は塔を通じて一定との簡単化した仮定の下で熱力学的に検討し, HIDiCが通常の蒸留塔と比較してエクセルギー損失を減少しうる可能性があることを明らかにした.
  • 佐野 雄二, 山本 修一
    1997 年 23 巻 1 号 p. 37-46
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    収縮座標系を用いた平板拡散方程式を表面濃度一定の条件で座標につき積分し, 積分平均拡散係数と脱着速度の関係を濃度分布の0次と1次のモーメントの変化率の比で表す式を得た.また, 濃度分布の0次と1次のモーメントの関係を濃度分布モデル式を用いて考察し, この関係が濃度分布の型への依存性が小さくほぼ一価関数と見なされ, さらに, 脱着過程Regular regime開始時の中心濃度と平均濃度の比を脱着速度より予知する経験式を用い, この関係を拡散係数の濃度依存性に依らず算出する方法を得た.これらより, 1つの脱着曲線を, 表面濃度一定で中心濃度が変化する場合の積分平均拡散係数と中心濃度の関係に変換する方法を導いた.この関係を図微分して任意の濃度依存拡散係数を濃度の関数として算出することが出来る.スキムミルク水溶液の等温乾燥曲線の解析例を示した.
  • 金 鍾和, 梁 鍾奎, 欅田 榮一
    1997 年 23 巻 1 号 p. 47-52
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    都市ゴミ焼却炉飛灰に含まれている金属元素のうち, 化学製品の原料として再利用可能なもの (例えばカドミウム, 銅, マンガン, 鉛, 亜鉛等) を, 回収するプロセスの開発を目標とした.
    沈殿法分離プロセスの計算機援用合成法によって合成された既報の候補プロセス (C) を進化させて, 候補プロセス (D) を合成した.このプロセスは, 飛灰をHNO3によって浸出した液にNa22Sを添加して回収対象金属の硫化物を沈殿させ, この沈殿を希硫酸, 濃硫酸, 希硝酸によって逐次溶解して, Mn2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+をそれぞれ単離し, CuSを沈殿として残すものである.さらに, 各金属の純度を向上するために, 候補プロセス (D) を改良して, Zn2+が含まれているMn2+及びCd2+ラフィネート留分をbis (2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) によって溶媒抽出してZn2+を分離する操作及びCuSをNH4OHあるいは (NH4) 2CO3によって [Cu (NH3) 4] 2+とし PbSを沈殿として残す操作を加えた候補プロセス (E) を合成した.
  • 吉塚 和治, 太田 博彰, 大渡 啓介, 井上 勝利
    1997 年 23 巻 1 号 p. 53-58
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ニコチンの経皮吸収治療システムの基礎研究を目的として, 人工脂質であるビスオレイルスルホコハク酸及びビスオレイルリン酸を用いてキトサンとのポリイオンコンプレックス形成によりコーティングしたニコチン内包キトサン微粒子を合成し, この微粒子からのニコチンの放出挙動をFranzセルを用いて測定した.ニコチンの放出は, 人工脂質のコーティングによって著しく抑制され, かつ, 長期間, 広放出率範囲にわたって一定速度で行うことが可能であった.加えて, ニコチンの放出速度が34~37℃付近で急激に変化する挙動が観察された.これはコーティングした人工脂質の相転移挙動に起因するによるものであると推察される.これらの結果より, この微粒子を経皮吸収治療用パッチへ応用する場合, 皮膚に貼ると温度上昇によって, ニコチンが長期間一定速度で放出でき, 一方, それ以下の低温では, ほとんど放出されないため保存に適していることが明らかになった.
  • 石藏 利文, 永島 大, 井手 光治
    1997 年 23 巻 1 号 p. 59-66
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    大小二成分粒子群からなるSpout-Fluid Bedの流動特性を調べ, 大粒子単一粒子群の場合と比較した.中央ノズルからのガス流量と分散板からの補助ガス流量の割合によって, Spouting with aeration (SA) とSpouting with fluidization (SF) の2つの流動パターンが認められた.小粒子割合の増加に伴って, SA領域を形成するための操作領域は狭くなった.またSF領域を形成するための最小ガス速度の推算式を得た.
    次に, 大小二成分系のSA領域に対して, 最小のSA状態における層内圧力損失が補助ガス流量の増加で増加した.また全ガス流量一定で, アニュラス部通過ガス流速が補助ガス流量の増加によって増加した.なおそれらの値は, 大粒子単一系の場合より小さくなった.さらに全ガス流量一定で, 粒子循環速度が補助ガス流量の増加によって増加し, 平均スパウト径とファウンテン高さは減少し, それらの値は, 大粒子単一系の場合とほぼ同じ値であった.
  • 船造 俊孝, 西尾 匡弘
    1997 年 23 巻 1 号 p. 67-73
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    0.1MPaで, 水中におけるエタノール (2.3~60℃) および二酸化炭素 (3.8~50℃) の無限希釈相互拡散係数D12をTaylor法を用いて測定した.実測の応答曲線と計算曲線とを時間域で比較するカーブフィッティング法によりD12を求めた.CO2の場合, 応答曲線はテーリングし, モーメント法での解析は誤差が大きかった.両溶質についてのD12は水の粘度とよく相関できたが (エタノールについての平均絶対誤差。AAD=1.2%, CO2についてAAD= 6.3%), Wilke-Chang式は推算精度が低かった。
  • 佐々木 尚史, 山本 重彦, 橋本 伊織
    1997 年 23 巻 1 号 p. 74-81
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    抄紙機の坪量プロファイル制御において, 最も重要なチューニング項目である位置対応を, ステップ応答結果から自動的に決定するアルゴリズムを開発した.本アルゴリズムは, 次の2つの部分から成る.すなわち, ウェーブレット変換を用いて, 個々のスライスのステップ応答結果を解析する部分と, ニューラルネットワークにおけるバックプロパゲーションを用いて, ステップ応答を行わなかった残りのスライスの位置対応を補間し, またステップ応答を行ったスライスの位置対応についても, 全体が滑らかになるように補正し, 全体の位置対応を決定する部分とである.実際にこのアルゴリズムを用いて, 位置対応を修正した例を紹介し, 本アルゴリズムの有効性を示す.
  • 深井 潤, 大森 広美, 大石 明, 宮武 修
    1997 年 23 巻 1 号 p. 82-87
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    蓄熱材内部の伝熱抵抗を低減させるために, 炭素繊維を添加した複合蓄熱材を作成した.パラフィン (熱伝導度km= 0.2-0.3W/ (m・K)) と炭素繊維 (熱伝導度kf=25および220W/ (m・K)) をスチール製の円筒容器に充填し, 融解過程と凝固過程における複合蓄熱材内部の温度応答を測定した.炭素繊維の体積分率 (Xf) は0からl.1%まで変化させた.炭素繊維は液相内の対流伝熱を抑制するので, パラフィンの融解時間は増加する.しかし, 炭素繊維は, Xf<1%においても凝固時間を大幅に低減させることがわかった.例えば, dm=220W/ (m.K) の炭素繊維を0.5%添加しただけで, 凝固時間を半分程度まで短縮できる.また, 伝熱抵抗の大きなアクリル製容器を用いても, 炭素繊維は凝固時間を減少させるのに有効であることがわかった.
    さらに, 温度応答から求められる有効熱拡散率の測定値に基づいて, 炭素繊維が複合蓄熱材の有効熱伝導度に及ぼす影響を検討した.
  • CO2ペイバックタイムの算出
    田原 聖隆, 小島 紀徳, 稲葉 敦
    1997 年 23 巻 1 号 p. 88-94
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    代替エネルギーとして海洋温度差発電と太陽光発電, また既存の発電方式として石炭, 石油, LNG火力発電および水力発電に着目し, 各発電方式の発電所の建設について, ライフサイクルアセスメントの手法を用いてCO2排出量を算出した.また運用エネルギーをも考慮し, 火力発電に対する自然エネルギーのCO2ペイバックタイムを算出しそれぞれの発電方式を評価検討した.LCAの手法を用いて, 各発電技術の建設時や運用時のCO2排出量を算出し, 自然エネルギーによる発電方式の, 火力発電方式に対するCO2ペイバックタイムの算出を行った.これらにより, LCAの手法を用いて, 自然エネルギー, 特に海洋温度差発電, 水力発電の有用性が定量的に明らかになった.
    また, 各素材のCO2排出原単位の違い, つまりLCIの違いがその計算結果に大きく影響することがわかった.
  • 金 浩淑, 神吉 達夫, 浅野 強
    1997 年 23 巻 1 号 p. 95-102
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    D2EHPAによる鉄の抽出について, 鉄イオンの界面近傍における濃度分布を位置走査型分光光度計を用いて測定し, 初期抽出速度と鉄イオン濃度, 抽出剤濃度, 水素イオン濃度の関係を明らかにした.あわせて, 界面張力の関連化学種の濃度依存性をも考慮して界面における反応機構について考察した.その結果, 1) 抽出濃度域では, 有機相中にエマルションが発生する.2) 抽出剤は界面で鉄イオンを捕捉し, 中間錯体112錯体を形成する, 3) 反応速度は鉄イオン濃度に1次, 水素イオン濃度に-l次の依存性を示し, 抽出剤の低濃度域では, 抽出剤の二量体濃度に1次, 高濃度域では, 二量体濃度に0次の依存性を示す, 4) 反応速度は, 鉄イオンが抽出剤二量体と反応する過程が律速とするモデルにより説明できる, ことを明かにした.
  • 川口 洋一, 上ノ山 周, 仁志 和彦, 上和野 満雄
    1997 年 23 巻 1 号 p. 103-109
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    捏和装置における湿潤粉体の混合は, 圧縮, 剪断, へらなで, および, 重ね合わせ (折り畳み) という混合操作によって達成されるものと見なされる。そこ4で, 本報では上記の混合操作をモデル的にシミュレーションする手法を提示し, これにより, 混合現象を粒子塊の重ね合わせによる対流移動混合から, 粒子相互の拡散に至るまで定量的に把握する手法を検討した.またこれと併行してモデル実験装置を試作し, 実験により同モデルの妥当性の検証を行った.その結果, 本研究のモデル解析法は, 湿潤粉体相互の微視的な混合状態に至る混合過程を定量的に把握できることが判った.また本研究で例示した重ね合わせ混合を中心とするモデル的捏和操作は系全体を規則的でかつ均一な混合状態にすることができるものと考えられる.
  • 中野 健治, 下田 雅彦, 上村 芳三, 幡手 泰雄
    1997 年 23 巻 1 号 p. 110-113
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    エタノール水溶液中に微量に含まれるトリアセチンおよびトリブチリンの気液平衡比測定を大気圧下でオスマー型気液平衡測定装置を使用して行った.あわせてASOG法による気液平衡比の計算を行った.
    実験の結果, トリアセチンおよびトリブチリン濃度が0.1mol%以下ではこれらの気液平衡比は一定となった.一方, トリアセチンおよびトリブチリン濃度が高ければ, 気液平衡比は濃度の上昇にともない減少した.エタノール水溶液中ではエタノール濃度の増加にともないトリアセチンおよびトリブチリンの気液平衡比は減少した.また, ASOG 法による計算値は実験値との間に差が生じた.
  • 碇 醇, 幡手 泰雄, 上村 芳三
    1997 年 23 巻 1 号 p. 114-120
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    オスマー型装置を使って, 微量のフルフラールを含む水-メタノールーエタノール系の気液平衡を大気圧下で測定した.
    実験結果は4つの三角図により, 大量成分 (水, メタノール, エタノール) の液相組成に対して示されている.その内の3つはそれぞれ大量成分の気相組成を表し, 1つは微量成分 (フルフラール) の平衡比を示している。
    微量成分の平衡比曲面は, 大部分の領域ではなだらかな下降斜面を示すが, 水-エタノール軸の近傍では, 半鞍形の形状を示している.
  • 今村 易弘, 小林 左東司, 稲積 彦二
    1997 年 23 巻 1 号 p. 121-124
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The characteristics of mass transfer accompanied by heat trasfer for humidification of air were experimentally investigated by using a vertical ejector with a water jet. The values of volumetric coefficient of mass transfer in the gas phase, kG a increased with increases in the mass velocity of air, Gi and liquid, Li, and were proportional to Gi1.29 and Li0.49 in a case of single nozzle. Moreover, the relationship between the values of volumetric coefficient of heat transfer in the gas phase, hGa and the operating conditions was investigated in the case of a single nozzle. As a result, an empirical correlation by which the observed values of hGa can be predicted within an error of ±15% was obtained.
  • 伊地知 和也, 吉澤 秀和, 芦刈 努, 上村 芳三, 幡手 泰雄
    1997 年 23 巻 1 号 p. 125-128
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Polymeric hollow microspheres of a few ten μm in diameter were prepared by removal of the encapsulated solution from polymeric microcapsules by in situ polymerization. As a result, no rupture of microcapsules occured and a high yield of polymeric hollow microspheres was obtained under the condition of lower ratio of the encapsulated solution to monomer and slower rate of solution removal. The compressive stress to rupture of hollow microspheres increased with decreasing encapsulated-solution/ monomer ratio and removal rate of encapsulated solution.
  • 郷 龍夫, 加藤 邦夫
    1997 年 23 巻 1 号 p. 129-131
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    High purity titanium tetrachloride hydrate is one of the fundamental materials to synthesize high purity titanium dioxide and its double oxide for the perovskite structure of electronic materials in the liquid phase and it is used not only in industrial production but also in much research and development. It is synthesized by the partial hydrolysis of titanium tetrachloride and the reactivity of the reaction is violent.
    In this study a new method to produce titanium tetrachloride hydrate is shown. The titanium tetrachloride hydrate is safely produced by this reactor in large scales. The hydrate produced by this process is transparent without any crystallized deposits and it is of very high purity.
  • 佐藤 友章, 斎藤 正三郎, 味原 祐二, 猪股 宏
    1997 年 23 巻 1 号 p. 132-135
    発行日: 1997/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    A numerical study was made on convective heat transfer in supercritical carbon dioxide contained in a two-dimensional duct that consisted of two parallel walls and two adiabatic walls. The temperatures of the parallel walls were set at 305 and 306 K, and the pressure was varied between 7.5 MPa and 9.5 MPa. At 7.5 MPa, which is near the critical pressure of carbon dioxide, the velocity and temperature profiles were highly unsymmetric and skewed. The variation of Nusselt number with Rayleigh number for supercritical carbon dioxide was found to have a similar slope to those for atmospheric air and water systems.
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