混相流反応装置特性の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05045033
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 幡手 泰雄 鹿児島大学, 工学部, 教授 (00038051)
• 研究分担者: 樋高 信幸 鹿児島大学, 工学部, 助手 (70041556) ; 松本 利達 鹿児島大学, 工学部, 教授 (60026250) ; 伊地知 和也 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60041555) ; 田中 安彦 鹿児島大学, 工学部, 教授 (70041506) ; 尹 華 湘潭大学, 化工系, 講師 ; 愛甲 涼子 鹿児島大学, 工学部, 教務職員 (50244265) ; 吉澤 秀和 鹿児島大学, 工学部, 助手 (20244262) ; 上村 芳三 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60160222)
• キーワード: 石炭ガス化装置 / 水素製造装置 / ドラフトチューブ / 噴流層 / 循環セラミック粒子 / バイブロミキサ- / 容量係数

研究概要

平成5年9月湘潭大学にて尹講師と石炭ガス化水素製造装置として鹿児島大学幡手研究室で考案された、噴流層型反応器に関して、その機能等についての詳細な打ち合わせを行った。その結果、平成5年11月から鹿児島大学において石炭処理能力1kg/hの実証炉を運転することに決定した。炭酸カリウム担持のチャー及び活性炭につき、まず、ガス化を試みた。熱媒体セラミック粒子(500μm径)を5g/sの循環速度になるように、ドラフトチューブと空気吹き込みノズルの間隔(距離)を調整した。ガス化温度800℃でドラフトチューブ内でLPGを空気で燃焼させつつスチームを供給し、水素及び一酸化炭素を主成分とするガスを発生させた。このガスには少量の炭酸ガスが含まれているが、水素含有率が50〜60%という結果が得られた。さらに同様の装置を用いて、石炭を直接送り込み、石炭直接ガス化に関する研究を行った。この場合、多量のタール発生が予測されたが、タールが全く発生せず、少量のメタンガスが発生したにすぎなかった。これは、循環セラミック粒子の作用に起因するとも考えられるがさらに検討する予定である。
バイブロミキサ-の性能につき、水道水・空気系及び水道水・酸素系を用いて検討した。酸素の気液界面間移動の容量係数に及ぼすガス供給速度及びバイブロミキサ-振動数の影響を明確にした。その結果、バイブロミキサ-は気泡塔型反応器とほぼ同様の性能を持つことが明らかになったが、性能の向上に関する操作条件については今後の課題として残っている。