つながる研究工学部版

研究の目的、概要、期待される効果

　本研究では、図1にあるようならせん状の形態を持った反応装置を提案しました。らせん中心軸周りに回転させることで、固体を連続的に輸送でき、通気してガスと反応させるとともに、外部から加熱・冷却できるという特徴を持っています。この形式の気固接触装置は、従来から知られている流動層、移動層、回転炉(キルン)、移動火格子(ストーカ―)とは異なったもので、外部との熱交換をしながら、なおかつ多少の付着性のある固体を連続操作でき(図2)、さらにガスが必ず粒子層と上部の空間を交互に通過することで、気体が確実に固体と接触するものです。
　これまでに、透明コールドモデル装置で粒子輸送特性を求め、粒子の滞留時間分布が極めて狭いことを明らかにしました。またガス流通を行って安定した固体層を維持できる操作範囲、ガスと固体の接触効率を求めました。さらに、金属モデル(図1、下)を用いて伝熱実験を行い、熱移動特性に対する粒子性状・運転条件の影響を明らかにしました(注)。この装置は、固体の反応だけでなく、乾燥などの物理操作についても適用可能で、今後は幅広い分野において利用可能と考えられます。

(注)らせん反応器内伝熱の研究で、化学工学会より2020年度化学工学論文集優秀論文賞を授与されました。