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, the reverse adsorption and desorption of diacidified carbon have been widely used in solvent polarity (non-polar and polar reversible conversion), multi-component extraction, etc. High speed, high throughput, high speed, high throughput The purpose of this study is to increase the speed of the reaction between hydrogen and oxygen. The increase in the boundary area of the mixture is accompanied by the promotion of the movement of substances, the selection of solvents, and the formation of anti-inflammatory substances. The research on the construction of technology base for the development of two-phase liquid systems is carried out. In this paper, we discuss the conditions of mixing, selection of suitable solvent for absorption of diacidified carbon, mixing state, flow state (turbulent flow condition), new design of diacidified carbon absorption device. This year's launch of the new device, principle confirmation, related research and development Specific requirements include adjustment of equipment and components, preliminary investigation of solvent characteristics, equipment operation, environmental preparation (including safety requirements), equipment development, etc. In the future, the speed of the device will be completed, and the principle of the absorption will be confirmed. The relationship between the flow state and the absorption speed will be clarified. The combination of mechanical learning and planning methods is discussed in this paper.