パラアルデヒド系ヒートポンプの吸熱反応速度に対する固体酸触媒の酸強度の影響 Effects of Acid Strength of Solid Catalyst on Cooling Rate of a Chemical Heat Pump with Paraldehyde Depolymerization

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抄録

パラアルデヒド系ヒートポンプは圧縮式ヒートポンプに化学反応を組み合わせた冷熱発生用のシステムである.本システムはパラアルデヒド (2,4,6-トリメチル-トリオキサン) の解重合反応熱を冷熱源として利用する.このためパラアルデヒドの解重合反応の検討が重要である.本研究では固体酸触媒の酸強度に注目し, パラアルテヒドの解重合反応速度を測定し, パラアルテヒド系ヒートポンプの冷熱発生速度および成績係数 (COP) について検討した.酸強度の影響を調べるためにAmberlyst15Eの酸強度分布を測定し, この結果をもとにAmberlyst15Eの活性サイトの一部を失活させて, パラアルデヒド解重合反応速度を測定した.この結果より, 解重合反応に有効なAmberlyst15Eの酸強度は, -4.3から-7.1の範囲であることがわかった.本ヒートポンプに適用した場合, 適切な酸強度分布を持つ固体酸触媒を用いると, 循環流量1g/sに対してCOPが6および冷熱発生速度が0.9kWの状態で, 触媒量は005kgまで下げることが可能である.

The paraldehyde chemical heat pump is combined with a chemical reaction and a vapor-compression heat pump. The paraldehyde chemical heat pump generates cold thermal energy with depolymerization of paraldehyde (2, 4, 6-trimethyl-trioxane). The cooling rate of the paraldehyde chemical heat pump depends on the catalyst activity of the paraldehyde depolymerization. This study investigates the effect of the acid strength of the solid catalyst on the paraldehyde depolymerization rate, the cooling rate, and the coefficient of performance of the heat pump. The acid strength distribution of Amberlyst 15 E was measured for estimation of the catalyst activity of the paraldehyde depolymerization. The depolymerization rate was measured with Amberlyst 15 E of modified acid strength distribution. The high activity range of the acid strength is-7.1 <pKa<-4.3 for the paraldehyde depolymerization with Amberlyst 15 E. The coefficient of performance, the cooling rate and the catalyst weight were estimated with the acid strength. The weight of the catalyst can be reduced to 0.05 g with 1.0 g·s<SUP>-1</SUP> of the flow rate in the system when the cooling rate and COP are 0.9 kW and 6, respectively.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 24(6), 874-880, 1998-11-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  18件

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被引用文献:  1件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002836217
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4600115
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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