酸素電極の過度特性と気泡塔の液相酸素物質移動容量係数の測定 Transient Characteristics of Oxygen Electrode and Determination of Volumetric Oxygen Transfer Coefficient in a Bubble Column

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抄録

気泡塔を用いて均一気泡流動状態における水及び65vol.%グリセリン水溶液中への酸素の吸収実験を行い, 厚さ50μmテフロン製隔膜の酸素電極を用いた液相酸素移動容量係数の測定に及ぼす電極の過渡特性の影響を明らかにした.<BR>酸素電極の応答は電極の無駄時間τ, 一次遅れ係数<I>k</I>及び液相酸素移動容量係数<I>k<SUB>L</SUB>a</I>' をパラメータとする半経験式で表され, このモデル式を用いて応答実験データの非線形カーブフィッティングを行い3つのパラメータを同時に決定した.τ値は液温度一定ならばガス空塔速度によらず一定で, 液温度が高いほど小さくなる.<I>k</I>値はガス空塔速度に比例して大きくなり, 液温度が高いほど大きくなる.応答曲線の一次遅れは<I>k</I>/<I>k<SUB>L</SUB>a</I>'値に依存し, <I>k</I>/<I>k<SUB>L</SUB>a</I>'値が5以下では液相酸素移動容量係数の測定に及ぼす一次応答遅れの影響が急激に大きくなることが判明した.水及び65vol.%グリセリン水溶液の<I>k</I>/<I>k<SUB>L</SUB>a</I>'値は2~6の範囲であった.<I>k</I>/<I>k<SUB>L</SUB>a</I>'=2の場合, 応答曲線の片対数プロットの直線の傾きから求めた液相酸素移動容量係数の値は非線形カーブフィティング法で求めた値の約80~95%であった.

We investigated the transient characteristics of an oxygen electrode with a 50 μm PTFE membrane, which was employed to determine the liquid-phase volumetric oxygen transfer coefficient <I>k<SUB>L</SUB>a</I>' in a bubble column with air-water and a 65 vol. % glycerol solution system. The transient response curve of the probe in this case was represented by the semi-empirical equations proposed in this work. These equations have three parameters, i.e., <I>k<SUB>L</SUB>a</I>', the response time lag τ and the inverse first-order time constant <I>k</I> of the probe. These parameters were estimated by the nonlinear curve fitting of the experimental response data. The τ value was independent of superficial gas velocity and decreased with the rise in temperature of the liquid. The <I>k</I> value increased with increasing superficial gas velocity. It was found that the first-order delay of the response curve depended on the <I>k/k<SUB>L</SUB>a</I>' value and increased rapidly below <I>k/k<SUB>L</SUB>a</I>'= 5. The <I>k/k<SUB>L</SUB>a</I>' values of water and 65 vol.% glycerol solution were in the range of about 2 to 6. The <I> k<SUB>L</SUB>a</I>' value determined from the slope of the strait line portion of the semi-logarithmic plot of the experimental response data was about 80 to 95% of that determined by the nonlinear curve fitting at <I>k</I>/<I>k<SUB>L</SUB>a</I>'= 2.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 22(2), 301-308, 1996-03-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  12件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002668345
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    3936990
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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