Denitration characteristics of aqueous metal nitrate solution by microwave heating with carbon nanotube-containing alumina composite ceramic jacket

カーボンナノチューブ含有アルミナ複合セラミックジャケットを用いたマイクロ波加熱による金属硝酸塩水溶液の脱硝特性

瀬川 智臣 ; 川口 浩一  ; 石井 克典 ; 長川 玄汰*; 田丸 彩夏*; 深澤 智典*; 石神 徹*; 福井 国博*

Segawa, Tomoomi; Kawaguchi, Koichi; Ishii, Katsunori; Nagakawa, Genta*; Tamaru, Ayaka*; Fukasawa, Tomonori*; Ishigami, Toru*; Fukui, Kunihiro*

マイクロ波加熱と外部加熱源を併用することにより、脱硝容器を通じた伝熱損失を補償し、粉末特性を改善できることが確認されている。しかしながら、マイクロ波照射場での外部加熱の使用は、加熱機器の劣化が懸念される。そのため、マイクロ波を吸収して発熱するカーボンナノチューブ(CNT)をアルミナに添加して作製した複合セラミックジャケットを外部加熱源として使用するハイブリッド加熱法を開発している。CNT含有アルミナ複合セラミックジャケット(CNTジャケット)の効果を評価するため、マイクロ波加熱脱硝試験を実施した。CNTジャケットを使用した場合、硝酸銅水溶液及び硝酸ニッケル水溶液のいずれにおいても、CNT無含有のアルミナ製ジャケットを使用した場合に比べて、最高温度到達までの時間が早くなることを確認した。さらに、硝酸ニッケル水溶液においては、CNTジャケットを使用した場合、最高温度到達後に温度を維持した一方、アルミナ製ジャケットを使用した場合は、約280Cに到達後、温度が低下する傾向を示した。CNTジャケットを用いたハイブリッド加熱法により、金属硝酸塩水溶液から最終生成物の金属酸化物を得ることが可能となることを確認できた。

Microwave heating in combination with an external heating source has been used to improve powder properties by compensating for heat transfer losses. However, the external heating source in the microwave irradiation field may degrade the heating elements. A hybrid heating method has been developed to use composite ceramic jacket prepared by adding carbon nanotube (CNT) to alumina. To evaluate the effect of CNT-containing alumina composite ceramic jacket (CNT jacket), experiments were implemented. In both copper nitrate solution and nickel nitrate solution, the time to reach the maximum temperature was earlier when the CNT jacket was used than when the alumina jacket was used. The temperature of the nickel nitrate solution was kept at the maximum temperature when the CNT jacket was used, while the temperature tended to decrease after reaching to 280C when the alumina jacket was used. The hybrid heating method using the CNT jacket can obtain metal oxides.