JP4460439B2 - 溶液の液質制御方法および装置 - Google Patents
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Description
溶液中に元々存在していたプラス帯電物質を多く吸着するモードと、溶液中に元々存在していたマイナス帯電物質を多く吸着するモードとを切り換えることにより、上記溶液中に元々存在していたプラス帯電物質とマイナス帯電物質の吸着と放出を可逆的に制御し、溶液中の帯電物質の濃度や存在比率を目標値に制御して、溶液の液質を目標の特性に制御することができる。
溶液を電気分解させてしまうと、それだけで帯電物質の濃度等の液質が変化するが、帯電物質の吸着および放出を実質的に溶液の電気分解を生じない範囲で行なうことにより、帯電物質の吸着および放出によってのみ液質の制御を行い、電極に印加する電位の制御だけを液質に反映させて他の要因を排除し、常に正確な液質制御を実現し、液質制御の精度を確保できる。
第1電極組と第2電極組のそれぞれで、静電吸着量の大きな側の電極への帯電物質の吸着量を増大させ、結果として制御対象とする溶液中に元々存在していたプラス帯電物質と元々存在していたマイナス帯電物質の存在比率すなわち濃度バランスを任意の状態に制御することが可能となる。すなわち、陽極の静電吸着量が陰極よりも大きい第1電極組では、元々存在していたマイナス帯電物質の吸着量を増やし、陰極の静電吸着量が陽極よりも大きい第2電極組では、元々存在していたプラス帯電物質の吸着量を増やすことができる。その結果、元々溶液中に存在していたプラス帯電物質とマイナス帯電物質の濃度バランスを任意の状態に制御できるようになる。
制御対象の溶液を貯留槽に導入しながら、貯留槽において電極への帯電物質の吸着と放出を制御して液質の制御を行い、液質が制御された溶液は連続的に排出路から排出される。このように、連続的に溶液を流しながら溶液の液質制御を行えることから、極めて良好な処理効率での運転が可能である。
帯電物質検知手段による帯電物質の検知結果に応じて電極に印加する電位差および/または電流値を制御することにより、連続的に流れる溶液を常に目標の液質となるように制御することが可能となる。このように、目標とする液質への制御を連続的に行い、目標液質の溶液を連続的に生成することができるようになる。
連続的に溶液を流しながら帯電物質の吸着と放出を制御するときに、帯電物質検知手段による帯電物質の検知結果に応じて流量を適切に制御することにより、流量が制御精度に与える影響をなくし、常に目標液質の溶液を連続的に生成することができるようになる。
比表面積が大きな電極には、比表面積が小さい電極よりも多くの帯電物質が吸着されることから、電極の材質を適宜選定することにより、電極の静電吸着量を適宜設定して運転することが可能となる。
T=S×V×G
T:実質の表面積(m2) S:比表面積(m2/g)
V:電極の体積(m3) G:電極の比重(g/m3)
陽極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積84cm2;1枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積84cm2;1枚
電圧印加時間 pH
0分 3.9
16分 4.7
44分 5.5
陽極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積84cm2;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積84cm2;6枚
電圧印加時間 pH
0分 6.8
5分 7.1
15分 7.2
このベース溶液に水酸化ナトリウムを添加してpH10.3に調整したものを試験に供した。
陽極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm2;6枚
陰極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積135cm2;6枚
入口pH 10.3
出口pH 6.3
陽極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積135cm2;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm2;6枚
入口pH 3.6
出口pH 6.3
陰極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積135cm2;6枚
陽極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm2;6枚
陽極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積135cm2;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm2;6枚
陽極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積135cm2;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm2;6枚
流量ml/分 出口pH
25 10.5
50 10.0
100 9.5
180 9.0
350 8.5
陰極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積135cm2;6枚
陽極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm2;6枚
流量ml/分 出口pH
25 3.2
50 4.0
100 5.5
180 6.4
350 6.7
陽極 活性炭シート;比表面積500m2/g・みかけ面積135cm2;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm2;6枚
2 導入路
3 排出路
4 直流電源
5 スイッチ
6 電極(陽極)
6a 電極(陽極)
6b 電極(陽極)
7 電極(陰極)
7a 電極(陰極)
7b 電極(陰極)
8 制御回路
9 流量計
10 イオン濃度計
11 流量調節弁
12 セパレータ
13 連通口
14 導入口
15 排出口
16 末端プレート
17 ボルトナット
18a 両面電極(陽電極)
18b 両面電極(陰電極)
21a 第1電極組
21b 第2電極組
22a 第1ユニット
22b 第2ユニット
23 枠状スペーサ
Claims (10)
- 液質制御対象とする溶液中に直流電圧が印加されるとともに、互いに表面積が異なることにより静電吸着量が異なる陽極と陰極が組になった電極を存在させ、上記両電極間の電位差および/または電流値を制御して、上記溶液に元々存在したプラス帯電物質とマイナス帯電物質のいずれかを選択的に多く吸着することにより、溶液の液質を目標値に制御することを特徴とする溶液の液質制御方法。
- 両電極に印加した直流電圧の極性を切り換えることにより、溶液中に元々存在していたプラス帯電物質を多く吸着するモードと、溶液中に元々存在していたマイナス帯電物質を多く吸着するモードとを切り換える請求項1記載の液質制御方法。
- 上記帯電物質の吸着を、実質的に溶液の電気分解を生じない電位差で行なうよう制御する請求項1または2記載の溶液の液質制御方法。
- 液質制御対象とする溶液を貯留する貯留槽と、上記溶液中に存在して直流電圧が印加されるとともに互いに表面積が異なることにより静電吸着量が異なる陽極と陰極が組になった電極と、上記両電極間に印加する電位差および/または電流値を制御する制御手段とを備え、上記制御手段で両電極に印加する電位差および/または電流値を制御して、上記溶液に元々存在したプラス帯電物質とマイナス帯電物質のいずれかを選択的に多く吸着することにより、溶液の液質を目標値に制御することを特徴とする溶液の液質制御装置。
- 上記制御手段は、両電極に印加した直流電圧の極性を切り換えることにより、溶液中に元々存在していたプラス帯電物質を多く吸着するモードと、溶液中に元々存在していたマイナス帯電物質を多く吸着するモードとを切り換えるよう制御する請求項4記載の液質制御装置。
- 陽極の静電吸着量が陰極よりも大きくなるよう設定された第1電極組と、陰極の静電吸着量が陽極よりも大きくなるよう設定された第2電極組とを備えている請求項4または5記載の溶液の液質制御装置。
- 上記貯留槽には、液質制御対象とする溶液を導入する導入路と、液質が制御された溶液を排出する排出路とを備え、目標液質の溶液を連続的に生成するように構成されている請求項4〜6のいずれか一項に記載の溶液の液質制御装置。
- 上記排出路もしくはその近傍において溶液中の帯電物質を検知する帯電物質検知手段を備え、上記制御手段は、帯電物質検知手段による溶液中の帯電物質の検知結果に応じて電極に印加する電位差および/または電流値を制御する請求項7記載の溶液の液質制御装置。
- 上記導入路または排出路には、導入もしくは排出される溶液の流量を調節する流量調節弁が設けられ、上記制御手段は、帯電物質検知手段による溶液中の帯電物質の検知結果に応じて上記流量調節弁を制御する請求項7または8記載の溶液の液質制御装置。
- 上記電極は、溶液と通電する導電体からなり、上記制御手段は、上記帯電物質の吸着が、実質的に溶液の電気分解を生じない範囲で行なわれるよう、上記電極に印加する電位を制御する請求項4〜9のいずれか一項に記載の溶液の液質制御装置。
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