| 研究課題/領域番号 |
05555209
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
橋本 伊織 京都大学, 工学部, 教授 (40026076)
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| 研究分担者 |
渡辺 哲弥 東洋エンジニアリング(株), 産業システム事業本部, プロセスエンジニア
宮田 隆夫 東洋エンジニアリング(株), 産業システム事業本部, プロセスエンジニア
長谷部 伸治 京都大学, 工学部, 助教授 (60144333)
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| キーワード | バッチ蒸留 / ヒートインテグレーション / 最適設計 / 最適操作 / 省エネルギー |
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| 研究概要 |
本年度は、対象を多成分系に拡張し、最適設計、操作に関する研究を進めた。具体的には、以下に示す項目について大きな成果が得られた。
1.最適設計手法の開発
複合型バッチ蒸留塔では、製品を抜き出して分離するか、槽内に貯めたまま分離するかによって、様々な構造が考えられる。ここでは、各構造に対して、最適な設計条件を求める、ダイナミックシミュレータを内蔵した最適化プログラムを開発した。そして、原料組成、製品純度、相対揮発度等の因子が、塔の分離性能に与える影響を解析し、多くの条件下で、全還流式の複合塔の分離性能が最も良いことを明らかにした。
2.原料の組成変動を考慮した制御系の開発
全還流式複合塔は、常に全還流で運転されるため、還流比を操作変数にとることが出来ない。このような塔に対して、塔へのリサイクル量を用いて各貯留槽の貯留量を変化させ、各槽の組成を制御する、カスケード制御系を提案した。そして、その有効性を、原料組成が変動するケースに対して、シミュレーションにより検証した。
3.詳細モデルに基ずくバッチ蒸留シミュレータの開発
各段での熱収支、圧力損失、トレー上の液の体積ホールドアップ一定、など、従来簡略化されてきた条件を考慮し、かつ通常のバッチ蒸留塔、回収部型の塔、複合塔に利用可能な、ダイナミックシミュレータを開発した。また、このシミュレータを用いて、塔の圧力の最適化が、省エネルギーに大きな効果があることを明らかにした
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