日本海水学会誌

海水化学におけるイオン交換体の応用

高井信治

1979 年 32 巻 6 号 p. 287-300
発行日: 1979年
公開日: 2013/02/19

DOIhttps://doi.org/10.11457/swsj1965.32.287

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液体窒素直接接触冷凍法による塩水淡水化に関する研究

大矢晴彦, 坂西良一, 庄司敏博, 鶴岡義典, 高橋統, 根岸洋一

1979 年 32 巻 6 号 p. 301-309
発行日: 1979年
公開日: 2013/02/19

DOIhttps://doi.org/10.11457/swsj1965.32.301

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1) LNGを用いた直接冷凍法によるかん水の淡水化においては, LNGのハイドレート形成の有無が重要となる.もしハイドレートが形成される場合には, これの熱分解に基づく圧力の急上昇が装置の安全性の点から問題となる. MarshallらやKnoxらの研究によるとLNGの主成分メタン, プロパン等のハイドレート形成条件は, 氷ができる状態ではおのおの30tam, 2～3atmくらいであつて, 常圧操作の場合とくに問題とならないことが判明した.
2) 晶析槽に安定して供給できる液体窒素の最大許容冷媒流量は, 晶析槽表面近傍に設置された攪拌翼の浸漬深さおよび攪拌速度によって規定されることが判明した. 攪拌動力P_vが0.15 [g/cm²・sec] 以上では最大許容冷媒流量は飛躍的に増大する.
3) 生成した氷結晶の平均径は300μm以下であった, 冷媒投入量を増大させると, 一度最大値をとった後, 減少する. 攪拌N_Re数に対しても同様の傾向が存在する.
4) 結晶成長速度は, 冷媒投入量を増大させると一度最大値をとった後減少する. 攪拌N_Re数に対しても同様の傾向が存在する.
5) 生成した氷結晶の固定粒子層をもちいて洗浄実験を行ない, 氷結晶とほぼ同量の水で洗浄すれば, 飲料水が得られることが判明した. また洗浄過程における残余濃度曲線は川崎らの結果とほぼ等しい結果を得た.
6) 川崎らの定義によるE_L'=4.73×10^-3を得た. したがって洗浄水流れはピストン流に近く, 従来の向流式洗浄方式に関する知見より考え, 数%の淡水損失で塩分濃度500ppm以下の淡水が得られる可能性があることがわかった.

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冷凍法海水淡水化装置における気泡攪拌式横型結晶缶の操作条件

長島義悟, 前田伸一

1979 年 32 巻 6 号 p. 310-313
発行日: 1979年
公開日: 2013/02/19

DOIhttps://doi.org/10.11457/swsj1965.32.310

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冷凍法海水淡水化パイロットプラントの冷媒直接接触式結晶缶を気泡攪拌によって操作し, 氷の塊が缶内壁に付着するかどうかを観察した. 缶壁に付着する氷が安定運転を妨げるものとみなして安定運転のための操作条件を把握することを試み, 次の結論を得た.
(1) 安定運転のためには, ΔT₀の小さい範囲では缶内における氷の濃度を高く保つことができるが, ΔT₀の増加にともない氷の濃度を低くする必要がある. また, 機械攪拌操作における氷の濃度よりも低く保たねばならない.
(2) 結晶生産量はΔTT₀によってほとんど変化しなかった.

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冷凍法による海水淡水化のための分離洗浄装置における洗浄水の損失

長島義悟, 山崎隆尉, 前田伸一

1979 年 32 巻 6 号 p. 314-322
発行日: 1979年
公開日: 2013/02/19

DOIhttps://doi.org/10.11457/swsj1965.32.314

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従来から冷凍法による海水淡水化のための分離洗浄装置における洗浄水の損失に関してはあまり研究されていないが, 損失量の大小が淡水のコストに関係するので正確に知る必要がある. しかし, パイロットプラントや小規模実験装置においては, 高濃度の母液中に洗浄水がわずかに混入する際の濃度変化を計測することになり実際上不可能である. そこで, 上昇速度, 空隙率, 母液排出量がそれぞれ一定のモデル洗浄装置を製作し, 移動層における洗浄水の損失量を計測した. これらの結果は, きわめて単純な計算モデルから引き出した結果と全体的によく一致した. しかしながら, モデル装置における膜流れ係数は, 氷粒子の移動層における値よりも固定層における値に近いことが知られたので, この計算モデルの氷粒子移動層への適用が可能なことを, 氷粒子層を用いた従来の研究結果を用いて確認した.

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陽イオン交換膜に対するニッケルとナトリウムの選択透過性

イオン交換膜に関する研究 (第29報)

安積敬嗣, 米田昭夫

1979 年 32 巻 6 号 p. 323-328
発行日: 1979年
公開日: 2013/02/19

DOIhttps://doi.org/10.11457/swsj1965.32.323

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塩化ニッケル単独溶液の濃縮と塩化ナトリウムとの混合溶液の濃縮および脱塩をイオン交換膜電気透析法により行なった.
単独溶液の濃縮実験を1～5A・dm^-2の電流密度で行なった結果, 濃縮液濃度, 濃縮液量に及ぼす電流密度の影響は海水の濃縮の場合と同様の傾向を示し, 電流効率は約90%と良好であり, 工業的にも十分利用可能であることがわかった.
混合溶液の濃縮実験の場合には各電流密度における原液濃度と濃縮液濃度の値とから, ナトリウムイオンに対するニッケルイオンの選択濃縮係数, PNiNaを求め, ナトリウムイオンに対するニッケルイオンの透過性を比較した結果, このP^N1_Naの値は電流密度が増加すると減少する傾向が認められた. そこで, 電流密度が零のときの値,[P^N1_Na]₀を外そうすると1.24の値が得られた.一方, 同一の原液中に陽イオン交換膜を浸漬し, 膜中の両イオンの濃度比を測定し, ナトリウムイオンに対するニッケルイオンの選択吸着係数, SNiNaを求めたところ1.79の値となった.両者の値よりナトリウムイオンに対するニッケルイオンの移動度比は0.69と推定された.
塩化ナトリウム-塩化ニッケル混合溶液の脱塩実験では, 両金属イオンおよび塩素イオンの濃度は通電時間とともにほぼ直線的に減少し, 濃度の経時変化からナトリウムイオンに対するニッケルイオンの選択脱塩係数,P'^N1_Naの値を求めると1.42となった.
以上, 濃縮および脱塩の実験結果から, ニッケルイオンはナトリウムイオンにくらべて陽イオン交換膜をいくぶん透過しやすいことがわかった.

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海水溶存成分に対するチタンー活性炭系複合吸着剤の吸着性に関するスパーク源質量分析法による研究

複合吸着剤を用いる海水からウランの採取に関する研究 (第9報)

和田英男, 北村孝雄, 藤井綾子, 加藤俊作, 菅坡和彦

1979 年 32 巻 6 号 p. 329-334
発行日: 1979年
公開日: 2013/02/19

DOIhttps://doi.org/10.11457/swsj1965.32.329

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スパーク源質量分析法を用いて, 吸着前後のチタンー活性炭系複合吸着剤中の元素濃度を求め, ウラン吸着過程における海水溶存成分の挙動を明らかにした. さらに海水中の元素濃度を考慮して濃縮係数を算出し, チタンー活性炭系複合吸着剤の海水溶存成分に対する吸着性を考察した. 吸着剤の各元素に対する吸着性は次の順序で高くなる.
アルカリ金属, ハロゲン, イオウ<ホウ素, アルカリ土類金属<リン, ヒ素<遷移金属, ウラン

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イオンかん水濃縮における母液, にがりの組成

村上正祥

1979 年 32 巻 6 号 p. 335-348
発行日: 1979年
公開日: 2013/02/19

DOIhttps://doi.org/10.11457/swsj1965.32.335

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