Development of a fast and continuous gas-liquid process by controlling of mass transfer and reaction rate

通过控制传质和反应速率开发快速连续的气液过程

• 批准号: 21K04761
• 负责人: 藤井 達也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04761/
• 关键词: 極性スイッチ; マイクロ混合; 二酸化炭素; 吸収; アミン; 速度論

近年、二酸化炭素の反応吸収・脱離をトリガーとした溶媒の極性スイッチ（非極性と極性の可逆的変換）が注目され、バイオマスの多成分抽出等への応用が期待されている。しかし、従来のプロセスは主にバッチで、高処理量化が課題であり、高速・連続化が求められる。そこで、本研究は、気液反応を伴う極性スイッチの連続化へ向け、プロセスの高速化を目的とした。そのために、マイクロ混合による界面積増大に伴う物質移動の促進と、溶媒選択による反応性制御を組み合わせてアプローチする。これにより、極性スイッチという気液二相プロセスの連続化へ向けた技術基盤を構築を目指して研究を実施している。これまでに、マイクロ混合による二酸化炭素吸収の高速化について、原理確認を行うために、二酸化炭素の吸収に適した溶媒の選定を行い、混合状態が適切と思われる流動状態（乱流条件）となるような条件を実現するための条件検討、新規フローリアクター装置設計を行ってきた。本年度も引き続き装置作製・原理確認に関わる検討を進めた。具体的には、追加で必要となる機器・部材等の調達、溶媒特性の事前検討、実験装置を作製する実験環境の整備（安全に関わる配を含む）等を行い、装置の開発を進めた。今後は速やかに装置を完成させ、マイクロ混合による反応吸収が促進される効果の原理確認を行うとともに、流動状態と吸収速度の関係を明らかにする。また、機械学習や実験計画法を組み合わせながら効率的に最適化を進めることを検討する。

In recent years, two acidification carbon の 応 収 absorption, from を ト リ ガ ー と し た solvent polarity の ス イ ッ チ (nonpolar と の reversible variations in polarity) が attention さ れ, バ イ オ マ ス の composition drew more へ の 応 with が expect さ れ て い る. <s:1> 続 続, 従 come to the main にバッチで of the プロセス プロセス, handle the high-level quantitative が topic であ 従, and pursue められる at high speed and continuously 続 が. そ こ で, this study は, 気 liquid anti 応 を with う polarity ス イ ッ チ の even 続 へ to け, プ ロ セ ス high speed の を purpose と し た. そ の た め に, マ イ ク ロ mixed に よ る bounded area raised big に partner う material mobile の promote と, solvent sentaku に よ る anti 応 sex suppression を group み close わ せ て ア プ ロ ー チ す る. こ れ に よ り, polarity ス イ ッ チ と い う 気 liquid two phase プ ロ セ ス の even 続 is changed to け へ た technology base plate を build を refers し て research を be applied し て い る. こ れ ま で に, マ イ ク ロ mixed に よ る two acidification carbon absorption 収 high speed の に つ い て line, principle confirmed を う た め に, two acidification carbon の 収 に optimum し た state of mixing solvent の を い, selected が appropriate と think わ れ る flow state (turbulence conditions) と な る よ う を な conditions be presently す る た め 検 please の conditions, new rules フ ロ ー リ ア ク タ ー device design Youdaoplaceholder0 lines って た た た. This year, we will introduce the manufacturing and principle confirmation of the に device related to わる検 and discuss を in めた. Specific に は, additional で necessary と な る machine, department of material such as の da, solvent properties 検 の advance please, be 験 device を cropping す る be 験 の servicing environment (safety に masato わ る match を む) device such as a line を い, の open 発 を into め た. Future は speed や か に device を complete さ せ, マ イ ク ロ mixed に よ る anti 応 suction 収 が promote さ れ る unseen fruit line の principle confirmed を う と と も に speed, flow state と 収 の masato を and Ming ら か に す る. ま た や, mechanical learning be み を 験 planning group or わ せ な が ら working rate of optimal に を into め る こ と を beg す 検 る.