2017 Fiscal Year Annual Research Report
Flow visualization of heavy oil in supercritical water atmosphere by neutron radiography
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16K14454
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
塚田 隆夫 東北大学, 工学研究科, 教授 (10171969)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高見 誠一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311550)
竹中 信幸 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50171658) [Withdrawn]
齊藤 泰司 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (40283684)
杉本 勝美 神戸大学, 先端融合研究環, 助教 (40420468)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超重質油 / 超臨界水改質 / 中性子ラジオグラフィ / 流通式反応器 / 流動・混合状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，超臨界水を利用した超重質油改質プロセスの具現化に資するため，充填層型反応器を対象として，反応器内部における超重質油と超臨界水の流動・混合状態を，中性子ラジオグラフィによりin-situ観察し，反応器内の流動・混合挙動に及ぼす諸因子の影響を明らかにすることである。ここでは，比較のために，周囲雰囲気を窒素ガス及び超臨界水の２通りの場合を検討した。
1. 重質油／窒素ガス系：前年度作製した充填層型反応器（粒径1あるいは3 mmのアルミナ粒子を充填したSUS製1/2 inch管）内に重質油（中東系常圧残渣油）と窒素ガスを並流で供給し，充填層内の重質油流動挙動を中性子ラジオグラフィにより可視化した。ここで，反応器内温度は100及び250℃，圧力は常圧であり，中性子源には京都大学原子炉実験所の研究炉を使用した。結果として，充填層内の重質油流動挙動に及ぼす反応器内温度（重質油の粘性），粒子径（充填層空隙率）及び窒素ガス流量の影響を明らかにした。
2. 重質油／超臨界水系：1.と同様の充填層型反応器（粒径3 mmのアルミナ粒子を充填）内に重質油と超臨界水を向流で供給し，充填層内の重質油流動挙動を中性子ラジオグラフィにより可視化した。ここで，反応器内温度を約400℃，圧力を25 MPaとし，流動挙動に及ぼす重質油流量の影響を明らかにした。
以上より，金属製充填層型反応器内の重質油流動挙動の可視化法として，中性子ラジオグラフィが有効であることが示された。
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