有機化合物の水素化・脱水素反応を利用したスーパーケミカルヒートポンプの開発

利用有机化合物加氢/脱氢反应开发超级化学热泵

• 批准号: 60850149
• 负责人: 加部 利明
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-60850149/
• 关键词: ケミカルヒートポンプ; ベンゼンの水素化; アルミニウムの陽極酸化; 充填層触媒反応器; シミュレーション

【I】.触媒設計ケミカルヒートポンプ用の触媒として要求される高い活性、良い安定性,高い選択性,高い熱伝導性を満たす新しい触媒を開発した。本触媒は、アルミニウム箔を素材とし、その表面を陽極酸化処理をほどこし、アルミナ層を形成させる。この層は厚さ数ミクロンできわめて凹凸があり、比表面積を数10【m^2】/gとすることができる。この採極酸化アルミ箔を担体として、白金を担持させる。白金は、塩化白金酸溶液を使用し、アンモニアでpH調節をしてアルミ箔に付着せしめる。陽極酸化した表面をさらに、γ-アルミナ粒子をコーテングするとこで反応活性をさらに高めることができた。【II】.熱交換型触媒反応器による実験反応温度300℃から400℃、反応圧力10気圧から30気圧下においてベンゼンの水素化反応実験を行なった。触媒の選択性は、ほぼ100%に近く、副反応生成物は微量で定量することができないほどであった。反応温度350℃,圧力20気圧,水素/ベンゼン比が10の条件での反応速度は、5.56×【10^(-2)】mol/g-cathとなり、通常のアルミナペレットよりも高い活性を示した。【III】.システムのフィジビリティースタディー得られた反応速度をもとに、100KW熱出力の反応器の設計を行なったところ、内径25mm,長さ1000mmの充填層型触媒反応管を 約190本必要とすることがわかった。これは、シエル直径500mm長さ1000mmのシエルチューブ型熱交換器と同じ大きさとなり、熱出力の点からみて、通常の熱交換器よりコンパクトな発熱反応器となることが予想できる。したがって、伝熱性能の良い触媒反応器を新らしく開発することが望まれることがわかった。

【I】. Catalyst design requires high activity, good stability, high selectivity, high thermal conductivity, and new catalyst development. The catalyst is prepared by anodizing the surface of the foil material and forming an anodized layer. The thickness of the layer is 10 [m^2]/g, and the specific surface area is 10 [m^2]/g. The metal oxide film is coated with platinum. Platinum, platinum acid solution use, and the pH adjustment Anodic acidification of the surface, γ-ray particles, and the reaction activity.【II】. Heat exchange catalyst reactor is operated at reaction temperature of 300℃ to 400℃ and reaction pressure of 10 ℃ to 30 ℃. The selectivity of the catalyst is 100%, and the secondary reaction product is 100%. The reaction temperature is 350℃, the pressure is 20 ℃, the reaction speed is 5.56× [10^(-2)] mol/g-cath under the condition that the water element/temperature ratio is 10, and the normal reaction temperature is 10 ℃.【III】. The design of the 100KW reactor with an inner diameter of 25mm and a length of 1000mm is about 190 mm. The heat exchanger is 500mm in diameter and 1000mm in length. The heat exchanger has the same heat capacity and heat output. The heat exchanger is usually used for heat exchangers. A new type of catalytic converter with excellent thermal performance is expected to be developed.

项目成果

省エネルギー. 37-6. (1985)

节能。37-6。

化学工学. 49-12. (1985)

化学工程。49-12。

第3回化学工学国際会議. 6-d. (1986)

第三届国际化学工程会议（1986 年）。

化学工学協会米沢大会. B-104. (1985)

化学工程师协会米泽公约 (1985)。

化学工学協会第51年会. J-301. (1986)

化学工程师学会第 51 届年会（1986 年）。