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Design of a micro fluidized bed reactor for photocatalytic reactions for the purpose of carbon recycling

用于碳回收的光催化反应微流化床反应器的设计

基本信息

批准号：
21K04770
负责人：
西山覚
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe University
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

项目摘要

令和3年度のマイクロ流動層の形状検討の結果，マイクロ流動層反応器の入口付近に淀み領域が生成し一部の粒子が有効に活用されない問題点があった．これは入口の流路拡大による流れのポテンシャルコア生成によるものであった．この問題については，最終的に流動部分の前に並行流生成の区間を設けることで改善された．流動実験で確認するとともに，流れ解析ソフトを用いて流動状態を検討したところ流動部分の前に30 mmの助走区間を設けることでほぼ並行流が得られ，ポテンシャルコアが解消されることも確認できた．流量の増加に伴い，固定床の領域I，粒子層の膨張が始まり粒子が微小領域でのみ運動する領域II，および激しくマイクロ流動層反応器内の広領域で運動する領域IIIに分けられる．光が流動層反応器内のすべての領域に浸透するためには厚みは薄い方が望ましいが，流動領域のギャップが狭くなると壁面と流動粒子の摩擦による影響が大きくなると予測される．厚みが薄くなるに従って最小流動加速度が大きくなることがわかった． 3 mmの厚さを有する反応器では最も大きな最小流動化速度16.2 mm/sとなった．3 mm厚さの反応器を用いて光応答型トレーサーを用いた粒子の受光量測定実験を実施した．その結果，流動領域IIIとなる運転条件で安定した受光量（トレーサー粒子の変色速度定数）k1=1.5×10-3 s-1が得られた．昨年度の報告書にも記載したが，粒子の流動が不十分であると流動層壁面での粒子の変色が早く見かけ上k1の値が大きく求められる（内側の粒子は変色していないため）．線速度を増加させて安定なk1が得られる条件がそのマイクロ流動層反応器の真の粒子1個当りの単位時間あたりの受光量となる．以上の実験結果からマイクロ流動層を用いた光および光触媒反応を効率的に行うためには流動状態IIIの領域で行うことが必要であることを明らかにした．

The results of the shape analysis of the fluidized bed in the third year of this year show that the particles in the deposition area near the entrance of the fluidized bed reflector are generated and some of them are used. The flow path of the inlet is large, and the flow path of the inlet is large. The problem is that the final part of the flow is before the parallel flow is generated. The flow is confirmed by the flow analysis method. The flow state is discussed. The flow section is set to 30 mm. The parallel flow is confirmed by the analysis method. Flow rate increases, fixed bed domain I, particle layer expansion begins, particles move in small domains domain domain II, excitation flows in fluidized bed reflector domain III. The influence of friction between the wall and the flowing particles on the penetration of the light into the flowing layer reflector is large. The minimum flow acceleration is greater than the maximum flow acceleration. 3 mm thick reflector, maximum flow rate 16.2 mm/s, minimum flow rate 16.2 mm/s, minimum flow rate 16.3 mm thick reflector, maximum flow rate 16.2 mm/s, minimum flow rate 16.2 mm/s As a result, the flow field III is stable under the condition of light reception (the color velocity of particles) k1=1.5×10-3 s-1. Last year's report recorded that the flow of particles was not very high. The color of particles on the wall of the flow layer was early. The value of k1 was high. The linear velocity increases, the stability increases, the k1 increases, and the conditions for obtaining the particles in the fluidized bed reflector increase. As a result of the above, the flow layer is used in the light and the photocatalyst is used in the light.

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マイクロカプセル外表面でのシリカ膜形成にシラン修飾剤が及ぼす影響

硅烷改性剂对微胶囊外表面二氧化硅薄膜形成的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山内紀子;永塚実稚;内野七海;多田昌平;小林芳男;川口敦史;尾形慎;安村　充，島田大樹，谷屋啓太，堀江孝史，日出間るり，菰田悦之，市橋祐一，大村直人，鈴木　洋，西山　覚
通讯作者：
安村　充，島田大樹，谷屋啓太，堀江孝史，日出間るり，菰田悦之，市橋祐一，大村直人，鈴木　洋，西山　覚

硬殻シリカマイクロカプセル表面上へのZIF-8被膜形成方法の検討

ZIF-8在硬壳二氧化硅微胶囊表面成膜方法的研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamaguchi Sho;Fujita Shu;Nakajima Kiyotaka;Yamazoe Seiji;Yamasaki Jun;Mizugaki Tomoo;Mitsudome Takato;河田周英，島田大樹，大坪拓夢，谷屋啓太，日出間るり，堀江孝史，菰田悦之，市橋祐一，浅野　等，大村直人，鈴木　洋，西山　覚
通讯作者：
河田周英，島田大樹，大坪拓夢，谷屋啓太，日出間るり，堀江孝史，菰田悦之，市橋祐一，浅野　等，大村直人，鈴木　洋，西山　覚

Effect of Zn addition on zeolitecatalyzed production of olefins and monoaromatics from hydroxyacetone

添加Zn对沸石催化羟基丙酮生产烯烃和单芳烃的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Pipat Na Ranong;Keita Taniya;Chiaki Ogino;Yuichi Ichihashi;Satoru Nishiyama
通讯作者：
Satoru Nishiyama

半回分操作によるシリカカプセル外表面上への選択的ZIF-8膜形成

通过半间歇操作在二氧化硅胶囊的外表面上选择性形成 ZIF-8 薄膜

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Pipat Na Ranong;Keita Taniya;Chiaki Ogino;Yuichi Ichihashi;Satoru Nishiyama;河田周英，島田大樹，大坪拓夢，谷屋啓太，日出間るり，堀江孝史，菰田悦之，市橋祐一，浅野　等，大村直人，鈴木　洋，西山　覚
通讯作者：
河田周英，島田大樹，大坪拓夢，谷屋啓太，日出間るり，堀江孝史，菰田悦之，市橋祐一，浅野　等，大村直人，鈴木　洋，西山　覚

Zr-MOF触媒上での水共存下におけるシンナムアルデヒドの選択還元反応

Zr-MOF催化剂上水存在下肉桂醛的选择性还原反应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masato Takeuchi;Tadateru Kikuchi;Atsushi Kondo;Ryo Kurosawa;Junichi Ryu;Masaya Matsuoka;坂元　敦，島田大樹，谷屋啓太，市橋祐一，西山　覚
通讯作者：
坂元　敦，島田大樹，谷屋啓太，市橋祐一，西山　覚