2008 Fiscal Year Annual Research Report
次世代合成燃料製造のための新規触媒反応装置の操作条件最適化
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19560767
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
甲斐 敬美 Kagoshima University, 工学部, 教授 (00177312)
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| Keywords | 流動層 / 燃料合成 / 固体触媒反応 / 反応装置 / 水素化反応 / 体積変化 / 非流動化 / 流動停止 |
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| Research Abstract |
CO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で行う場合には、体積減少により非流動化が起きることをこれまでの研究で明らかにしてきた。本研究ではモデル反応としてCO2の水素化反応を行った。本年度は昨年度求めた速度式を使って、流動層内軸方向の速度分布つまり体積減少速度の分布を求め、非流動化が起きない操作領域を明らかにすることが目的であった。もう一つのパラメータとして、体積比、つまりその状態からすべて反応すると体積がどこまで小さくなるかを表すパラメータを使用して、操作線をマップ上に表した。そのマップに非流動化が起きる領域を表すことができた。安定な流動化を保つ操作条件とはこの領域に操作線が入らないような操作条件である。ひとつの方法として、一方の原料であるCO2を2段に分割して供給することによって、非流動化を避けることができる。本研究においては、このための条件をマップ上で定量的に表し、それがなぜよいのかということを明らかにすることができた。2段に分割して供給することによって、2段目よりも下の領域においては、ガス体積比が1に近くなることによって体積減少の影響を緩和することができる。2段目で残りのCO2を供給して体積比が大きくなっても、すでに反応生成物が含まれているため、反応速度が小さくなりガス体積減少速度も小さく影響は小さくなる。2段目で供給する割合を75%程度とし、2段目の吹込位置も比較的高くすることによって安定操作が可能となることが分かった。
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