1993 Fiscal Year Annual Research Report
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05555209
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
橋本 伊織 京都大学, 工学部, 教授 (40026076)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 哲弥 東洋エンジニアリング(株), 産業システム事業本部, プロセスエンジニア
宮田 隆夫 東洋エンジニアリング(株), 産業システム事業本部, 研究員
大嶋 正裕 京都大学, 工学部, 助手 (60185254)
長谷部 伸治 京都大学, 工学部, 助教授 (60144333)
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| Keywords | バッチ蒸留 / ヒートインテグレーション / 最適設計 / 最適操作 / 省エネルギー |
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| Research Abstract |
通常のバッチ蒸留塔と回収部型のバッチ蒸留塔がヒートインテグレーションした構造を持つ、複合型バッチ蒸留塔の省エネルギー特性を明らかにすると共に、その最適設計法、最適操作法の確立を目的として研究を進めた。本年度においては、以下の成果が得られた。
1)ダイナミックシミュレータの開発
全還流操作から製品留出操作までの全ての期間の動的挙動を迅速に計算できるダイナミックシミュレータを、本研究の補助を受けて購入したワークステーションを用いて開発した。また、開発したシミュレータを最適化プログラムと結合し、ダイナミックシミュレーションと種々の設計変数、操作変数の最適化を同時に行えるようにした。
2)最適構造の候補の推定アルゴリズムの開発
分離すべき成分数が増すにつれ、与えられた原料を分離可能な複合型バッチ蒸留塔の構造は、非常に多くなる。2成分の分離を行う濃縮部型、回収部型、全還流型の3種の塔の特徴を明らかにすることにより、最適な複合型塔の構造を推定をする手法を開発した。また、開発した手法を種々の分離問題に適用し、提案した手法の有効性を確認した。その結果、多くの問題で全還流型の複合塔の消費エネルギーが最も少ないこと、及び成分数が多いとき連続式の蒸留塔群で分離するよりも少ないエネルギーで分離可能な場合が存在することを示した。
3)実験塔の作成と2成分系混合物の分離実験
バッチ蒸留に関するモデルの精密化を図るための実験データを収集するため、既存の連続型蒸留塔をバッチ蒸留塔に改良し、分離実験を行った。
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