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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

研究課題

研究課題/領域番号 21360389
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関鹿児島大学

研究代表者

甲斐 敬美  鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00177312)

研究分担者 中里 勉  鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30323330)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2010年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2009年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード反応装置 / 流動層 / 燃料合成 / 固体触媒反応 / 水素化 / 体積変化 / 非流動化 / 流動化停止 / 水素化反応 / 流動停止
研究概要

一酸化炭素と水素からガソリンを製造するような反応は体積が減少する反応であり、このような反応を流動触媒層反応器で行うと、体積減少により非流動化が起きて安定な操作が不可能となる。これは反応がおきるエマルション相でのガス速度が最小流動化速度よりも小さくなるために起きる。非流動化を避けて安定な操作をするには、反応ガスを不活性ガスで希釈する方法が有効である。また、反応原料の一方を過剰に供給することによっても同じ効果が得られる。本研究においては、希釈ガスの流動化改善に対する効果について、二酸化炭素の水素化反応によって定量的に解析した。流動性に対する影響を表す二つのパラメータによって示される非流動化域を避けた運転をすることによって、安定な操作が可能となることを明らかとした。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止2012

    • 著者名/発表者名
      松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: (印刷中)

    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/browse/kakoronbunshu/-char/ja

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prevention of defluidization by gas dilution for reactions involving gas-volume reduction2011

    • 著者名/発表者名
      T. Kai, M. Furukawa, T. Nakazato, M. Nakajima
    • 雑誌名

      Chem. Eng. J.

      巻: 166 号: 3 ページ: 1126-1131

    • DOI

      10.1016/j.cej.2010.12.045

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流動化ガス切り換えに起因する非流動化現象の2次元流動層を用いた可視化2011

    • 著者名/発表者名
      田代祐也, 甲斐敬美, 中里勉
    • 雑誌名

      第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム講演論文集

      ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 流動化ガスの切り換えに起因する流動化状態の悪化のメカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
    • 雑誌名

      第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム講演論文集

      ページ: 13-17

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止2011

    • 著者名/発表者名
      松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
    • 雑誌名

      第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム講演論文集

      ページ: 108-111

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Prevention of Defluidization by Gas Dilution for Reactions Involving Gas-Volume Reduction2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kai, M.Furukawa, T.Nakazato, M.Nakajima
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 166 ページ: 1126-1131

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of fluidization quality of a fluidized bed with staged gas feed for reactions involving gas-volume reduction2010

    • 著者名/発表者名
      T. Kai, M. Furukawa, T. Nakazato, T. Tsutsui, K. Mizuta, M. Nakajima
    • 雑誌名

      AIChE J.

      巻: 56 号: 9 ページ: 2297-2303

    • DOI

      10.1002/aic.12169

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Fluidization Quality of a Fluidized Bed with Staged Gas Feed for Reactions Involving Gas-Volume Reduction2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kai, M.Furukawa, T.Nakazato, T.Tsutsui, K.Mizuta, M.Nakajima
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 56 ページ: 2297-2303

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Increase in Gas Volume on the Fluidization Properties in Fluidized Bed Reactors2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kai, J.Horinouchi, T.Nakazato, T.Tsutsui, T.Takahashi, M.Nakajima
    • 雑誌名

      J.Chem.Eng.Japan

      巻: 42

    • NAID

      130000142671

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defluidization Caused by Reactions Involving a Volume Reduction in a Fluidized Catalyst Bed and Improvement of Fluidity by Multi-feeding2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kai, M.Furukawa, K.Toriyama, T.Nakazato, M.Nakajima
    • 雑誌名

      J.Chem.Eng.Japan

      巻: 42 ページ: 733-738

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 微粉流動層におけるガス切り換えによる非流動化発生のメカニズムの検討2012

    • 著者名/発表者名
      甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
    • 学会等名
      化学工学会第77年会
    • 発表場所
      工学院大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 流動化ガス切り換えに起因する非流動化現象の2次元流動層を用いた可視化2011

    • 著者名/発表者名
      田代祐也, 甲斐敬美, 中里勉
    • 学会等名
      第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 流動化ガスの切り換えに起因する流動化状態の悪化のメカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
    • 学会等名
      第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止2011

    • 著者名/発表者名
      松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
    • 学会等名
      第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 体積減少を含む反応における未反応ガスリサイクルによる非流動化の防止2011

    • 著者名/発表者名
      松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
    • 学会等名
      第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2011-11-22
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Calculation of operating conditions of fluidized catalyst bed with gas recycle for reactions involving gas-volume reduction2011

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumura, T. Kai, T. Nakazato, M. Nakajima
    • 学会等名
      The 1st Int. Symp. on Multiscale Multiphase Process Eng.
    • 発表場所
      kanazawa
    • 年月日
      2011-10-06
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Calculation of Operating Conditions of Fluidized Catalyst Bed with Gas Recycle for Reactions Involving Gas-volume Reduction2011

    • 著者名/発表者名
      A.Matsumura, T.Kai, T.Nakazato, M.Nakajima
    • 学会等名
      1st International Symposium on Multiscale Multiphase Process Engineering
    • 発表場所
      金沢市文化ホール(石川県)
    • 年月日
      2011-10-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 流動化ガスの切り換えによって起きる非流動化現象の可視化2011

    • 著者名/発表者名
      甲斐敬美, 田代祐也, 中里勉
    • 学会等名
      化学工学会第43回秋季大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] モル数減少をともなう反応を流動触媒層で行う場合のリサイクル操作2011

    • 著者名/発表者名
      松村彰洋, 甲斐敬美, 中里勉
    • 学会等名
      第48回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2011-07-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 流動触媒層において流動化ガスを切り換えた場合の非流動化現象の可視化2011

    • 著者名/発表者名
      田代祐也, 甲斐敬美, 中里勉
    • 学会等名
      第48回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2011-07-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 流動化ガス切り換えによって起きる非流動化現象の二次元流動層を用いた観察2011

    • 著者名/発表者名
      田代裕也, 甲斐敬美, 中里勉
    • 学会等名
      化学工学会第76年会
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都)
    • 年月日
      2011-03-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 体積減少を含む反応におけるガス希釈による非流動化の防止2010

    • 著者名/発表者名
      甲斐敬美, 古川光伸, 中里勉, 中島充幸
    • 学会等名
      第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2010-12-06
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 体積減少を含む反応におけるガス希釈による非流動化の防止2010

    • 著者名/発表者名
      甲斐敬美, 古川光伸, 中里勉, 中島充幸
    • 学会等名
      第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学サテライトキャンパス(新潟県)
    • 年月日
      2010-12-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 2次元流動層におけるガス体積減少による非流動化現象の観察2010

    • 著者名/発表者名
      田代裕也, 甲斐敬美, 中里勉
    • 学会等名
      第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学サテライトキャンパス(新潟県)
    • 年月日
      2010-12-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fluidized catalyst beds-A recent topics of fluidization2010

    • 著者名/発表者名
      Takami Kai
    • 学会等名
      Seminoar on Biomass to Gas, Liquid and Solid Fuels
    • 発表場所
      Mandarin Oriental Hotel(マレーシア)
    • 年月日
      2010-07-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 体積減少反応をともなう場合の流動層反応器での流動性向上のための操作条件2009

    • 著者名/発表者名
      古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      ドルフィンポート会議場 (鹿児島県)
    • 年月日
      2009-12-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of fluidization quality of fluidized catalytic reaction involving a gas volume reduction2009

    • 著者名/発表者名
      M.Furukawa, T.Kai, T.Nakazato
    • 学会等名
      The 22nd International Symp.on Chem.Eng.
    • 発表場所
      大田コンベンションセンター (大田市、韓国)
    • 年月日
      2009-12-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 気相触媒流動層反応器をモル数減少反応へ適用するための操作方法についての検討2009

    • 著者名/発表者名
      古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
    • 学会等名
      第2回化学工学3支部合同北九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場 (福岡県)
    • 年月日
      2009-10-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 気相触媒反応によるGTL燃料合成のための流動層反応器の流動性改善2009

    • 著者名/発表者名
      古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場 (福岡県)
    • 年月日
      2009-07-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 体積減少反応をともなう場合の流動層反応器での流動性向上のための操作条件2009

    • 著者名/発表者名
      古川光伸, 甲斐敬美, 中里勉, 中島充幸
    • 学会等名
      第15回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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