| 研究概要 |
本年度は,A形シリカゲル/水系の吸着剤/吸着質系について,吸着・脱着反応過程における吸着剤充填層内の伝熱特性に関する実験を行った。その際,吸着過程の発生熱の除去あるいは脱着過程に必要な熱に供給のために,伝熱面を介して循環水(温度は初期充填層温度と等しい)により冷却あるいは加熱を行う.実験は,2種類の吸着剤粒径と充填層厚さについて,それぞれ,冷却あるいは加熱の温度を変えて,充填層内の温度分布と系圧力の時間変化を測定した。
得られたデータを検討して,以下の結果を得た。
1.この系の平衡吸着量を測定し,吸着等温線と吸着等量線を作成した。温度10〜70℃の範囲では,吸着等温線に及ぼす温度の影響はない。
2.吸着過程における充填層内の温度は,反応開始後急激に上昇し,極大値をとった後,徐々に低下して初期温度に回復する。一方,着脱過程での充填層内の温度は,反応開始後急激に低下し,極小値をとった後,ゆるやかに上昇して初期温度に戻る。
3.充填層厚さが厚くなると,吸着過程での発生熱の一部が,バルク空間の吸着質(水蒸気)の加熱に消費される。これは吸着・脱着過程での発生熱の一部が,バルク空間の吸着質(水蒸気)の加熱い消費される。これは吸着・脱着反応を利用した熱交換器では性能の低下につながる。伝熱の観点から,充填層厚さには,限界の厚さがあるものと考えられる。
4.吸着および脱着反応の終了時間は,層厚さ15mmで10時間程度,厚さ3mmで1時間半程度であり,層厚さの減少割合以上に,反応終了時間は短くなる。
5.吸着剤粒径が約0.1mmと0.9mmの場合に,充填層内温度分布と反応終了時間に大きな差異はなかった。すなわち,吸着・脱着反応に及ぼす吸着剤粒径の影響はほとんど認められない。
6.充填層内温度分布と系圧力の測定値を用いて,1.の平衡等温線から見積られる吸着量の値は,変化の激しい反応開始直後も含めて,測定値と良く一致した。このことから,吸着剤細孔内の物質(吸着質)拡散抵抗は小さいものと考えられる。
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