2017 Fiscal Year Annual Research Report
Mesoscopic reaction analysis model for fluidized bed
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16H07032
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
昆 竜矢 九州大学, 鉄鋼リサーチセンター, 特任助教 (00780199)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | 反応・分離工学 / 流動層 / DEM-CFDモデル / CO2吸着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本国内のエネルギー需給を取りまく環境は、2011年の東日本大震災以降大きく変化し、未だ明確な指針が定まっていない。震災以前電力供給の約10％を占めていた原子力発電所での発電が未だ制限された状態であり、不足した電力供給の補填は大部分が化石エネルギーを利用する火力発電によって行われているのが現状である。この火力発電では二酸化炭素の排出量が多く、近年の二酸化炭素排出量の削減の流れとは逆行する形となっている。よって本研究では二酸化炭素吸着や排ガス処理などに用いられる流動層を対象に流動層内メゾスコピック反応解析モデルの構築を行い、反応および吸着工程の最適化および支配因子の解明を目的とする。数値解析モデルの構成は、粉体の挙動については粒子ごとに離散要素法 (Discrete Element Method, DEM) を用いて粒子ごとの運動および反応の解析を行う。気体の運動については、Euler座標系のCFDを用いて数値計算を行う。これらの計算手法を組み合わせることで、ミクロスケールである粉体の運動および反応とマクロスケールでの気体の運動および反応を解析することができる。本研究の達成により、化学プラントでの反応プロセスおよび廃棄物の処理の効率化が期待でき、環境問題およびエネルギー問題の解決にひいては、循環型社会の構築に貢献できる。構築したDEM-CFDモデルでは、粒子と気相との運動の相互作用やCO2吸着の際の発熱および気相との熱交換などについて解析が可能である。また、固定層の条件でガスの流入を行った場合、層内および気相の温度分布は実験と近い結果を示した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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