Intensification and Optimization of Fluidized Bed Reactor for Production of Liquid Fuels for the Next Generation

• Project/Area Number: 21360389
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Reaction engineering/Process system
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: KAI Takami 鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00177312)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NAKAZATO Tsutomu 鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30323330)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥15,340,000 (Direct Cost: ¥11,800,000、Indirect Cost: ¥3,540,000); Fiscal Year 2011: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2010: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2009: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 反応装置 / 流動層 / 燃料合成 / 固体触媒反応 / 水素化 / 体積変化 / 非流動化 / 流動化停止 / 水素化反応 / 流動停止

Research Abstract

Liquid fuel production from synthesis gas is accompanied with a decrease in gas volume. Defluidization occurs when the reaction involving a decrease in gas volume are carried out in a fluidized catalyst bed. One method to improve fluidization quality is to supply an inert gas with reactant gases : similar effect can be obtained by supplying an excessive amount of one of the reactants. In the present study, the effect of a diluted reactant gas on fluidization quality is quantitatively analyzed by performing CO2 hydrogenation in a fluidized catalyst bed. Stable operation can be established by operating the fluidized bed to avoid the conditions contained in the defluidization zone using two parameters that influence fluidization quality.

Research Products

• [Journal Article] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止 (2012)
  • Author(s): 松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
  • Journal Title: 化学工学論文集 Volume: (印刷中)
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/browse/kakoronbunshu/-char/ja
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prevention of defluidization by gas dilution for reactions involving gas-volume reduction (2011)
  • Author(s): T. Kai, M. Furukawa, T. Nakazato, M. Nakajima
  • Journal Title: Chem. Eng. J. Volume: 166 Issue: 3 Pages: 1126-1131
  • DOI: 10.1016/j.cej.2010.12.045
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 流動化ガス切り換えに起因する非流動化現象の2次元流動層を用いた可視化 (2011)
  • Author(s): 田代祐也, 甲斐敬美, 中里勉
  • Journal Title: 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム講演論文集 Pages: 9-12
• [Journal Article] 流動化ガスの切り換えに起因する流動化状態の悪化のメカニズム (2011)
  • Author(s): 甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
  • Journal Title: 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム講演論文集 Pages: 13-17
• [Journal Article] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止 (2011)
  • Author(s): 松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
  • Journal Title: 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム講演論文集 Pages: 108-111
• [Journal Article] Prevention of Defluidization by Gas Dilution for Reactions Involving Gas-Volume Reduction (2011)
  • Author(s): T.Kai, M.Furukawa, T.Nakazato, M.Nakajima
  • Journal Title: Chemical Engineering Journal Volume: 166 Pages: 1126-1131
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of fluidization quality of a fluidized bed with staged gas feed for reactions involving gas-volume reduction (2010)
  • Author(s): T. Kai, M. Furukawa, T. Nakazato, T. Tsutsui, K. Mizuta, M. Nakajima
  • Journal Title: AIChE J. Volume: 56 Issue: 9 Pages: 2297-2303
  • DOI: 10.1002/aic.12169
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of Fluidization Quality of a Fluidized Bed with Staged Gas Feed for Reactions Involving Gas-Volume Reduction (2010)
  • Author(s): T.Kai, M.Furukawa, T.Nakazato, T.Tsutsui, K.Mizuta, M.Nakajima
  • Journal Title: AIChE Journal Volume: 56 Pages: 2297-2303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of Increase in Gas Volume on the Fluidization Properties in Fluidized Bed Reactors (2009)
  • Author(s): T.Kai, J.Horinouchi, T.Nakazato, T.Tsutsui, T.Takahashi, M.Nakajima
  • Journal Title: J.Chem.Eng.Japan Volume: 42
  • NAID: 130000142671
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Defluidization Caused by Reactions Involving a Volume Reduction in a Fluidized Catalyst Bed and Improvement of Fluidity by Multi-feeding (2009)
  • Author(s): T.Kai, M.Furukawa, K.Toriyama, T.Nakazato, M.Nakajima
  • Journal Title: J.Chem.Eng.Japan Volume: 42 Pages: 733-738
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 微粉流動層におけるガス切り換えによる非流動化発生のメカニズムの検討 (2012)
  • Author(s): 甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
  • Organizer: 化学工学会第77年会
  • Place of Presentation: 工学院大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 流動化ガス切り換えに起因する非流動化現象の2次元流動層を用いた可視化 (2011)
  • Author(s): 田代祐也, 甲斐敬美, 中里勉
  • Organizer: 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学(愛知県)
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] 流動化ガスの切り換えに起因する流動化状態の悪化のメカニズム (2011)
  • Author(s): 甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
  • Organizer: 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学(愛知県)
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止 (2011)
  • Author(s): 松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
  • Organizer: 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学(愛知県)
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止 (2011)
  • Author(s): 松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
  • Organizer: 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 愛知
  • Year and Date: 2011-11-22
• [Presentation] Calculation of operating conditions of fluidized catalyst bed with gas recycle for reactions involving gas-volume reduction (2011)
  • Author(s): A. Matsumura, T. Kai, T. Nakazato, M. Nakajima
  • Organizer: The 1st Int. Symp. on Multiscale Multiphase Process Eng.
  • Place of Presentation: kanazawa
  • Year and Date: 2011-10-06
• [Presentation] Calculation of Operating Conditions of Fluidized Catalyst Bed with Gas Recycle for Reactions Involving Gas-volume Reduction (2011)
  • Author(s): A.Matsumura, T.Kai, T.Nakazato, M.Nakajima
  • Organizer: 1st International Symposium on Multiscale Multiphase Process Engineering
  • Place of Presentation: 金沢市文化ホール(石川県)
  • Year and Date: 2011-10-04
• [Presentation] 流動化ガスの切り換えによって起きる非流動化現象の可視化 (2011)
  • Author(s): 甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
  • Organizer: 化学工学会第43回秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学(愛知県)
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] モル数減少をともなう反応を流動触媒層で行う場合のリサイクル操作 (2011)
  • Author(s): 松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉
  • Organizer: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2011-07-09
• [Presentation] 流動触媒層において流動化ガスを切り換えた場合の非流動化現象の可視化 (2011)
  • Author(s): 田代祐也, 甲斐敬美, 中里勉
  • Organizer: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2011-07-09
• [Presentation] 流動化ガス切り換えによって起きる非流動化現象の二次元流動層を用いた観察 (2011)
  • Author(s): 田代裕也, 甲斐敬美, 中里勉
  • Organizer: 化学工学会第76年会
  • Place of Presentation: 東京農工大学(東京都)
  • Year and Date: 2011-03-22
• [Presentation] 体積減少を含む反応におけるガス希釈による非流動化の防止 (2010)
  • Author(s): 甲斐敬美, 古川光伸, 中里勉, 中島充幸
  • Organizer: 第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2010-12-06
• [Presentation] 体積減少を含む反応におけるガス希釈による非流動化の防止 (2010)
  • Author(s): 甲斐敬美, 古川光伸, 中里勉, 中島充幸
  • Organizer: 第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 新潟大学サテライトキャンパス(新潟県)
  • Year and Date: 2010-12-06
• [Presentation] 2次元流動層におけるガス体積減少による非流動化現象の観察 (2010)
  • Author(s): 田代裕也, 甲斐敬美, 中里勉
  • Organizer: 第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 新潟大学サテライトキャンパス(新潟県)
  • Year and Date: 2010-12-06
• [Presentation] Fluidized catalyst beds-A recent topics of fluidization (2010)
  • Author(s): Takami Kai
  • Organizer: Seminoar on Biomass to Gas, Liquid and Solid Fuels
  • Place of Presentation: Mandarin Oriental Hotel(マレーシア)
  • Year and Date: 2010-07-10
• [Presentation] 体積減少反応をともなう場合の流動層反応器での流動性向上のための操作条件 (2009)
  • Author(s): 古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
  • Organizer: 第46回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: ドルフィンポート会議場 (鹿児島県)
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Improvement of fluidization quality of fluidized catalytic reaction involving a gas volume reduction (2009)
  • Author(s): M.Furukawa, T.Kai, T.Nakazato
  • Organizer: The 22nd International Symp.on Chem.Eng.
  • Place of Presentation: 大田コンベンションセンター (大田市、韓国)
  • Year and Date: 2009-12-05
• [Presentation] 気相触媒流動層反応器をモル数減少反応へ適用するための操作方法についての検討 (2009)
  • Author(s): 古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
  • Organizer: 第2回化学工学3支部合同北九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場 (福岡県)
  • Year and Date: 2009-10-30
• [Presentation] 気相触媒反応によるGTL燃料合成のための流動層反応器の流動性改善 (2009)
  • Author(s): 古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉
  • Organizer: 第46回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場 (福岡県)
  • Year and Date: 2009-07-10
• [Presentation] 体積減少反応をともなう場合の流動層反応器での流動性向上のための操作条件 (2009)
  • Author(s): 古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
  • Organizer: 第15回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 鹿児島