2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15560661
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松本 繁 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00005456)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 雅俊 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (30230759)
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| Keywords | 触媒充填層 / 触媒活性 / オンライン推定 / オブザーバー / 拡張カルマンフィルター |
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| Research Abstract |
反応器の物質収支,熱収支式を基に、オブザーバを設計した。物質収支,熱収支式を直交選点法により空間方向を離散化して非線形の常微分方程式に変換し、これに拡張カルマンフィルタを適用することにより、温度、濃度分布を推定することの出来るオブザーバを構成した。なお、触媒の劣化を表す活性比をモデル中の未知パラメータとして、状態変数と同時に推定する方法をとった。
構成したオブザーバの性能を評価するため、シミュレータから計算される、温度分布および濃度分布のうち、3から5点の温度測定値および入口出口濃度の測定値をオブザーバに入力し、状態推定値とシミュレータの状態量との比較を行った。その結果、構成したオブザーバは温度および濃度分布を精度良く推定することができ、さらに触媒活性の経時変化もシミュレータの値と一致し良好な推定性能があることが確認できた。
次に、エチレンの完全酸化を行う現有の触媒充填層反応器(長さ90cm、直径2.5cm)に触媒を充填して反応を行い、購入したガス分析計にて生成物濃度を測定して、反応速度の経時変化を測定して、触媒の劣化速度を決定する実験を行なった。その結果、実験開始後約120分後にはエチレンの転化率が反応初期の約半分程度まで低下しているのが確認できた。反応温度および空間速度を変えて実験を繰り返したところ、その劣化速度は反応温度だけでなく空間速度によっても変化することがわかった。
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