ダイレクトコンタクトを考慮した流動層逐次反応モデル Consecutive Reaction Model Considering Direct Contact in Fluidized Bed Reactors

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著者

    • 筒井 俊雄 TSUTSUI Toshio
    • 鹿児島大学工学部 応用化学工学科 Department of Applied Chemistry and Chemical Engineering, Kagoshima University

抄録

高い選択性を示す流動層接触反応の設計と解析を行うために, ダイレクトコンタクトを考慮した包括的な流動層逐次反応モデルを構築し, エマルション相ガスの軸方向混合が無視できる場合(VUMEモデル)と完全混合の場合(PMEモデル)につき解析解を導出した. この反応モデルに基づき流動層接触反応の解析を行い, 反応性能を支配する基本パラメータとそれによる反応の相似性を明らかにした. 相似則に基づく検討と実反応結果との対比から, Dense bed zoneにおける反応には物質移動支配域と逆混合支配域のあること, 実反応はPMEモデルとよく一致することなどがわかり, また, 流動層接触反応性能, とくに逐次反応の選択性を高める上で, ダイレクトコンタクト粒子比率<i>N</i><SUB>dc</SUB>, 物質移動容量係数と反応速度定数の比<i>N</i><SUB>mr</SUB>, 触媒粒子の逐次反応速度定数比<i>N</i><SUB>rr</SUB>が重要であり, それらの協働効果としてきわめて選択的な流動層反応設計が可能であることを明らかにした.

To design and analyze a fluidized-bed reaction with high selectivity, a new comprehensive reaction model for fluidized-bed consecutive reactions was developed, and mathematical solutions were derived for the case in which effect of axial gas dispersion in emulsion phase can be ignored (VUME model) and for the case of perfect mixing (PME model).<BR>The performance of fluidized-bed reaction was analyzed with these models, and basic parameters affecting and controlling the catalytic reaction in the fluidized-bed and the similarity rule of fluidized-bed reactions were clarified.<BR>Based on the similarity rule and comparison with the experimental result of a fluidized-bed consecutive reaction, it was found that a mass-transfer controlling region and a back-mixing controlling region exist in a dense-bed reaction, and the experimental result agreed well with the PME model. It was also concluded that direct contact ratio (<i>N</i><SUB>dc</SUB>), the mass-transfer capacitance coefficient to reaction rate constant ratio (<i>N</i><SUB>mr</SUB>), and the consecutive reaction rate constant ratio of catalyst particles (<i>N</i><SUB>rr</SUB>) play important and effective roles in enhancing the reaction performance, especially selectivity, and the cooperative effect of these parameters is essential for designing a highly selective fluidized-bed reaction.

収録刊行物

  • 化学工学論文集

    化学工学論文集 30(3), 249-255, 2004-05-20

    公益社団法人 化学工学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10013341425
  • 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
    6962692
  • 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  NDL  J-STAGE 
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