高効率触媒とマイクロリアクターを組み合わせた省エネルギー型反応システムの開発

高效催化剂与微反应器相结合的节能反应系统开发

• 批准号: 13J03979
• 负责人: 福田 貴史
• 金额: $ 1.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03979/
• 关键词: プレート型マイクロリアクター; マイクロ空間; 反応器設計; 反応工学; 伝熱工学; メタン改質反応; メタノール分解反応; 数値流体力学(CFD)計算; マイクロリアクター; 移動現象; 等温反応操作; 迅速昇温操作; 流体力学; 数値流体力学計算(CFD); 設計指針

マイクロリアクターの課題として、個々の反応器に関する研究にとどまり、流路設計論の観点から流路サイズの検討をした事例が少ないことが挙げられる。昨年度は、強制対流伝熱を考慮した反応流路の設計の研究を中心に行い、流路サイズと反応速度のバランスを理論的に解析し、その妥当性を数値流体力学(CFD)計算によって確認した。その際、工業生産規模（年産5万トン程度の長鎖炭化水素）のリアクターサイズも試算し、洋上プラントに建設可能なサイズであることを見出した。本年度は、研究経費によりマイクロ空間有するプレート型マイクロリアクター（触媒を流路壁面に装填した、マイクロリアクターの一形式）を試作し、メタノール分解反応を対象として200-400 ℃の範囲で原料転化率と水素収率の比較検討を実験により行った。既往の研究(S. Kudo, et al. J. Chem. Eng. Japan, 42, (2009))では、触媒充填型リアクターと比較してプレート型マイクロリアクターは同流量条件において優れた原料転化率を示しており、このことを踏まえて部品交換によるプレート型マイクロリアクターの構造の変化が反応に及ぼす影響を観察した。プレート型マイクロリアクターが触媒充填型リアクターより優れた原料転化率と水素収率になることを確認したうえで、流路幅（マイクロ空間）の大きさ、触媒量の2点を検討項目とした。前者ではPe数、Da数がともに不利になるにも関わらず空間時間の長い即ち大きな流路幅の方が優れた原料転化率を示すことを、後者では触媒量をW/F（触媒量/原料流量）の考察から適切な触媒量が存在することを明らかにした。以上の検討により、柔軟にリアクター構造を変更できるプレート型マイクロリアクターにおいて、その最適設計の検討に必要な操作変数を実験によって具体的に示すことができた。

This is an example of how to reduce the number of cases in which you need to know how to do research. You need to know how to do research. Last year, the forced flow test, the flow path design research center, the flow design center, the analysis, the appropriate number of fluid mechanics (CFD) calculations, and the confirmation of flow path design. The international and industrial health standards (50, 000 yuan per year) are very important in the calculation of environmental pollution, and construction in the ocean may affect the production capacity. In this year's research and research, there are two types of fuel oil in the space (the catalyst is loaded on the wall of the flow path, the catalyst is loaded on the wall). The decomposition reaction is similar to that of raw materials in the temperature range of 200-400 ℃. The water content ratio is higher than that in the temperature range of 200-400 ℃. Previous studies (S. Kudo, et al. J. Chem. Eng. Japan, 42, (2009)), the catalyst filling type, the catalyst filling type and the catalyst filling type. The water content of raw materials, the water content, the temperature, the water content, the temperature, the In the former, the number of Pe and the number of Da are unfavorable to the length of space and time, that is, the conversion rate of raw materials is shown in the range of the flow path, while the amount of catalyst F (amount of catalyst

项目成果

Size Effect of Micro Channel for Rapid Heating, Rapid Quenching and Isothermal Operation with a Focus on Thermal Conduction

以热传导为重点的快速加热、快速淬火和等温操作的微通道尺寸效应

• 发表时间: 2015
• 作者: Takashi Fukuda;Atsushi Minato;Shusaku Asano;Akira Nishihara;Taisuke Maki;and Kazuhiro Mae
• 通讯作者: and Kazuhiro Mae

光センサを用いた気液スラグ間の物質移動係数の測定

利用光学传感器测量气体与液态渣之间的传质系数

• 作者: 福田 貴史;馬込 雄太;牧 泰輔;前 一廣;松岡 亮;藤澤 彰利
• 通讯作者: 藤澤 彰利

Efficient three phase hydrogenation of nitrobenzene by microreactor system using new carbon catalyst

新型碳催化剂微反应器系统高效硝基苯三相加氢

• 发表时间: 2014
• 作者: C. Honda;T. Fukuda;T. Maki;H. Nakagawa;and K. Mae
• 通讯作者: and K. Mae

Efficient Three Phase Hydrogenation of Nitrobenzene Using Microreactor System and New Carbon Catalysts

利用微反应器系统和新型碳催化剂高效硝基苯三相加氢

• 发表时间: 2015
• 作者: Chika Honda;Takashi Fukuda;Taisuke Maki;Hiroyuki Nakagawa;and Kazuhiro Mae
• 通讯作者: and Kazuhiro Mae

装置小型化に向けた気液スラグ流によるガス吸収操作の検討

利用气液段塞流进行气体吸收操作以实现设备小型化的研究

• 发表时间: 2014
• 作者: 福田 貴史;下村 遥;牧 泰輔;前 一廣;松岡 亮;藤澤 彰利;野一色 公二
• 通讯作者: 野一色 公二