2017 Fiscal Year Annual Research Report
Rheological characteristics and CO2 separation behavior in semi-clathrate hydrate slurries for fluidized gas separation process
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16K18276
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
小松 博幸 新潟大学, 自然科学系, 助教 (30738076)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ハイドレート / 流動性 / ガス分離 / ガス吸収 / 高分子分散剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，高分子分散剤がセミクラスレートハイドレート（SCH）スラリーの性状に与える影響のメカニズムを解明し，流動性を維持しつつ高速分離可能なスラリーの開発を目的とする。これを達成するため，SCHの固形分率測定法の開発，高分子分散剤やCO2がSCHスラリーの流動性に与える影響，SCHスラリーのCO2吸収機構およびガス分離機構について検討した。その際，SCHのゲスト分子としてtetra-n-butyl ammonium bromide (TBAB)を用いた。
平成29年度の検討では，SCHスラリーの流動性に及ぼすCO2の影響を検討した。開発したスラリー流動装置よりSCHスラリーの粘度測定を行った。固形分率12-19 vol%ではいずれも同等の結果が得られ，ビンガム流体であった。CO2加圧時の流体挙動も同様にビンガム流体であったが、降伏応力は増大し，凝集性が増大したことを示唆した。また，回転式粘度計を用いてCO2バブリングさせたSCHスラリーの分散安定性を評価した結果、分散安定性は低下した。以上より，CO2雰囲気下ではSCHスラリーの凝集性が増大するため，高分子分散剤を適切な条件で添加する必要があることを確認した。
気泡塔型ガス吸収装置を開発し，SCHスラリーへのCO2吸収量および吸収速度を測定した。従来の攪拌槽型装置に比べ，ハイドレート相への吸収量割合が4倍程度増加したことから気泡塔型の優位性を確認した。PVAを添加することで吸収量割合が無添加時に比べ25%増大した。最大吸収速度は無添加時の方が大きいが，PVA添加時の方がCO2の吸収持続時間は長かった。これより，PVAはCO2吸収を阻害するが， SCHスラリーの凝集を抑えることを示唆した。また，本装置を用いてガス分離実験を行った。0.15 L/min以下であればCO2吸収は良好に行われ，分離可能であることを明らかにした。
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