2010 Fiscal Year Annual Research Report
次世代合成燃料製造プロセスにおける流動層反応装置の強化と最適化
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21360389
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
甲斐 敬美 鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (00177312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中里 勉 鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (30323330)
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| Keywords | 流動層 / 燃料合成 / 固体触媒反応 / 反応装置 / 水素化反応 / 体積変化 / 非流動化 / 流動停止 |
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| Research Abstract |
反応による体積減少をともなう反応を流動層で行う場合には、エマルション相においてガス速度が低下して粒子に対する十分な抗力を生み出せずに非流動化が起きて流動層の操作に大きな支障をきたす。装置内に垂直管や多孔板を挿入する方法、反応原料を分割して多段で供給する方法の効果についてはすでに検討した。本年度は反応ガスを希釈する方法および原料の一方を量論比よりも過剰に供給することによって、流動化状態の改善をはかった。これは、すでに検討してきた二つのパラメータのうち、ガス体積比を1に近づけることによって、操作線を非流動化ゾーンから外に出すことによって良好な流動化状態を維持する。反応は二酸化炭素の水素化反応を行った。水素を量論比よりも過剰に供給することにより、ガス体積減少に起因する非流動化への反応ガスの希釈の改善効果を定量的に解析した。限定反応成分である二酸化炭素の反応率が100%のときに、一定温度一定体積の下でどれだけガスの体積が減少するかを表すパラメータであるガス体積比が0.9以上であると非流動化は起きにくくなることを確認した。また、非流動化によって層が分断される位置が0.2m付近であることについて検討した。分散器の直上では層の乱れが大きいため、非流動化が起きかかっても、すぐに崩され非流動化域が成長することはない。乱れが十分でない程度まで小さくなった高さ0.2m付近で非流動化域は発達し、この位置で層は分断されることが分かった。
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