超微粒子の流動化に適した新しいタイプのフルイドベッド型反応装置の基礎的研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11305056
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 加藤 邦夫 群馬大学, 工学部, 教授 (00008442)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 紳好 群馬大学, 工学部, 助教授 (70217678)
• Keywords: フルイドベッド / 付着性粉体 / 流動化 / 粉粒流動層 / サイクロン / 微粒子ホールドアップ / 定常操作 / 復合粒子凝集体

Research Abstract

実験装置としては流動層、サイクロン、ダウンカマーから構成される流動化粒子の循環が可能な流動層を製作した。この流動層に平均径約70μmのFCC粒子を静止層高で約30cm程度投入し、0.50-1.0m/sの一定のガス流速で流動化した。流動化しているところへ平均径が15μmから1μmの一定粒子径の水酸化アルミニウム、アルミナ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム微粒子を連続投入した場合の流動化の様子を調べた。
すなわちFCC粒子を0.5-1.0m/sで流動化した場合に15μm以下の微粒子を連続的に投入した場合、微粒子の供給速度がこの粒子循環システムからの微粒子の排出速度と等しくなる、いわゆる定常操作が可能な領域と定常操作が不可能な領域とが存在することが分かった。
例えば、供給する微粒子が数μm以下の場合には微粒子のFCC粒子への付着凝集性が非常に強くなるので、層内での微粒子のホールドアップが著しく増加し、連続操作が不可能であった。この場合には微粒子がFCC粒子に対するバインダーとなり、層内に数百μm程度の2次複合粒子凝集体を形成して流動化していた。また、供給微粒子の粒子径がある値より大きくなると、それらの微粒子はサイクロンで捕集されるので連続操作は不可能であった。このような流動化システムでは粒子径によって定常操作可能な領域と不可能な領域とがあることが分かった。
定常操作可能な領域における層内での微粒子のホールドアップと操作条件(ガス流速、粒子径、微粒子供給速度)との関係を実験的に調べ、以下のことが分かった。
微粒子のホールドアップは微粒子の供給速度が大きい程、またガス流速が小さい程、また供給粒子の粒子径が小さい程大きくなった。

Research Products

• [Publications] Jiliang Li,Atsushi Yamashita and Kunio Kato: "Elutriation of Very Fine Particles from Fluidized Bed-Effect of Mean Diameter of Bed Particles"Journal of Chemical Engineering of Japan. 33(5). 730-739 (2000)
• [Publications] Jiliang Li and Kunio Kato: "A Correlation of the Elutriation Rate Constant for Adhesion Particles (Group C Particles)"Powder Technology. (in printing).
• [Publications] Jiliang Li and Kunio Kato: "The Effect of the Electrostatic Forces and Capillary Forces on the Elutriation of Fine Particles for a Fluidized Bed"Advanced Powder Technology. (in printing).