2023 Fiscal Year Annual Research Report
フッ素系ガスの効率的ハイドレート化ガス分離プロセスの性能評価
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21K04748
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
多島 秀男 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (90456351)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ハイドレート / ガス分離 / 気液固三相 / 物質移動 / 流動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，申請者所有のハイドレート形成・分解装置を改修利用してハイドレート化ガス分離プロセスでの物質移動特性を明らかにすることを目的とし，特に物質移動係数への種々の因子の影響に注目した。
本研究では，特に2つの課題をそれぞれ検討することにより，ハイドレート化ガス分離プロセスの新たな分離性能評価や設計指針の創出を目指した。本研究では温暖化ガスでありかつ低圧モデルガスとして主にR134a，R32，R410A，六フッ化硫黄，および窒素との混合ガスを用いた。令和５年度は，ハイドレート反応器の再改修及びハイドレート形成・ガス吸収時の物質移動特性の評価方法の検討（課題1）と，補足試験の凝集抑制物質添加時のハイドレートスラリー粘性（課題2）の評価に着目した。
課題1物質移動特性： 前年からの引継事項である比表面積評価法を再検討し，これらの結果をもとに物質移動係数を評価した。ハイドレート生成時はガス－スラリー系の物質移動としてこれまでに提案した無次元式で整理可能であり，適用範囲を広げることができた。ハイドレート分解時についても気泡発生挙動やハイドレート粒子分解挙動を種々の条件で観察・解析し，気液固系でのエネルギー散逸に基づく工学的無次元式で整理が有効であることがわかった。期間全体を通じてハイドレート生成・分解時における物質移動に関する工学的無次元式を提案した。
課題2スラリー流動性評価：スラリー流動解析装置から温度圧力一定条件の下での流動実験により， SDSの添加は粒子間の相互作用と凝集が抑制され，様相変化流速と見かけ粘度を低下すること，SDSの影響は様相変化流速の実験式の係数変化のみで評価できることが示唆された。期間全体を通じてハイドレートスラリー流動における流動様相変化と粘性変化に関する工学的実験式を提案した。
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