化学工学論文集
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10 巻, 3 号
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  • 八嶋 三郎, 山本 泰二, 堀田 浩充, 荒井 豊
    1984 年 10 巻 3 号 p. 273-279
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    回分式実験用ボールミルを用いて石油ピッチの乾式微粉砕における粉砕助剤の効果の実験的検討を行った.
    実験結果から以下の結論を得た.
    1) 粉砕助剤を添加した石油ピッチの粉砕過程は, 分布パラメータ, 選択パラメータ, 粉砕効率パラメータおよび粉砕比エネルギーで構成される物質収支から導かれた粉砕速度式であらわすことができた。
    2) 石油ピッチの粉砕助剤はミル内に微粉が蓄積し, 粉砕速度が減少する際に著しく効果を発揮する.
    3) 石油ピッチの乾式微粉砕における粉砕助剤の作用過程を3次元グラフィックであらわした。またこの方法によって, 粉砕助剤の適切な評価が可能である.
    4) 石油ピッチの微粉砕における粉砕助剤の作用機構は粉砕助剤が石油ピッチの間に介在することで凝集物の生成を減じることによる。
  • 薄井 洋基, 佐野 雄二, 岩下 和俊, 磯崎 昭夫
    1984 年 10 巻 3 号 p. 280-286
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    単相流乱流伝熱促進の一方法として, 内部溝付粗面管とTwisted tapeを併用することを提案した.実験結果より伝熱促進体が次の条件を満足する時, 伝熱効率の顕著な増加が得られることがわかった.1) 内部溝付管の溝の回転方向とTwisted tapeのねじり方向は逆の方が良く, 溝とTwisted tapeが90°に近い角度で交叉する場合に効率が良くなる.2) 溝の相対粗度はある程度大きい方が望ましい.例えば管径に対する相対粗度が1.1%の場合よりも2.2%の方が伝熱促進効果が大きいことがわかった.
    本研究における伝熱促進効果の最大の条件下では, 消費動力一定のもとで伝熱係数が平滑管の3.0~3.5倍となり, 同一ポンプ動力, 同一伝熱量の条件下での伝熱面積減少率が平滑管での伝熱面積の70~75%となることが明らかになった.
  • 井土 忠厚, 田力 一, 桜井 幸樹, 後藤 繁雄
    1984 年 10 巻 3 号 p. 287-293
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    トルエン中のベンジルアルコール (有機相) の次亜塩素酸ナトリウム水溶液 (水相) による酸化反応を2種の陰イオン交換樹脂 (固相) すなわち, ゲル型のDowex 1X8およびマクロポーラス型のAGMP-1を触媒とし, 回分反応器を用い, 303Kで行った.1次の逐次反応が水相および固相で進んだ.
    いずれの樹脂においても, 粒径の増加とともに反応速度, 選択率は減少した.粒子内拡散抵抗を考慮した物質収支式を誘導し, 数値的に解いた.有効表面拡散係数は, 濃度の時間的変化の計算値を実測値に合せることによって求めた.マクロポーラス型樹脂の有効表面拡散係数はゲル型のそれの1.7倍となった.
  • 加藤 康夫, 小山 誠, 籠 運弘, 諸岡 成治
    1984 年 10 巻 3 号 p. 294-299
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    直径19および12cmの3相流動層において, 塔内に水平に挿入した管壁と層間の伝熱係数を測定した.空気-水および空気-カルボキシメチルセルロース水溶液を流動化媒体として, 粒径の異なるガラス球 (直径0.052~0.22cm, 密度2.59・cm-3) および多孔質アルミナ球 (直径0.32cm, 見かけの密度1.62g・cm-3) を流動化した.液およびガス流速はそれぞれ0.1~8.0cm・s-1および2.0~16cm・S-1の範囲で変化させた.
    流動領域における伝熱係数hは次のように相関された.
    Nu'=0.12 {(dh0+dh/dh) 0.5 (Re'・Pr) 0.65+0.12Frh0.5} +1.3Frp0.33
    ここにNu'=hdpεl/ {kl (1-εl)}, Re'=dpulρl/ {ηl (1-εl)}, Pr=cplηl/kl, Frh=ug2/ (g・dh), Frp=ug2/ (g・dp), dh0=2cm, dhは管径, klは液の熱伝導度, ugは見かけのガス流速, ulは見かけの液流速, εlは液ホールドアップ, ηlは液粘度, ρlは液密度である.
  • 湯沢 恩, 架谷 昌信
    1984 年 10 巻 3 号 p. 300-307
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    FBCの排ガス脱硫用石灰石の原石種選定に対する基礎資料を得る目的で, 種々の石灰石から熱分解生成されるCaO粒子のSO2に対する反応性を, 反応温度, 700~1100℃, 試料粒径, 5~1000μmの実験条件下で, TGAを用い比較検討した.その結果,
    dp=5μmの極微粒子を用いた場合, 反応は大略化学反応律速下で進行し, 同時に, 用いた石灰石種間には, SO2に対する基礎的反応性の相異はほとんど認められなかった.
    dp≧300μmの粒子を用いた場合には, CaO粒子内空隙容積は熱分解温度の上昇と共に減少するが, とくに, さんご礁石灰石 (CRR) から熱分解生成される粒子内空隙容積は, 用いた他の石灰石に比し, 著しく高い値を示した.
    総括反応速度に与える空隙拡散抵抗の影響は, 粒径増大に伴い顕著となるが, 試料CaO粒子内空隙容積に強く依存する。すなわち, 原石種および熱分解温度によりこの影響は異なる.この結果, CRRから熱分解生成されたCaO粒子のSO2吸収容量が最大を示した。
  • 安西 晟, 多田 豊, 松浦 一成
    1984 年 10 巻 3 号 p. 308-314
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    スギ (Cryptorneria japonica) とコナラ (Quercus serrata) の辺材を回分式装置を用い, 無酸素状態で熱分解した.樹種, 試料形状および含水率, 熱分解温度 (873~1173K), 試料昇温速度 (100~400および400K・min-1以上), 発生するスモークの熱分解時間を変え, これらの実験条件のもとで発生する木ガスと留出液の収率と組成, および残留チャーの収率を調べた.試料の樹種, 形状および含水率は熱分解生成物の収率と組成に大きな影響を及ぼさなかったが, 大きい昇温速度で高い温度まで試料を熱分解し, 発生するスモークを高温である時間保持すると, 留出液とチャーの収率はどちらも小さくなり, ガスの収率と発熱量は大きくなった。
  • 奥村 弘一, 菅 健一
    1984 年 10 巻 3 号 p. 315-322
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    グルコアミラーゼによるアミロース分解反応の速度論的解析において, 広海らは重合度2~7の基質について各重合度の基質に対する速度パラメータ (Michaelis定数Km, iよび分子活性K0, i) を推定している.
    本研究では重合度2~10の基質を用いて速度パラメータにおよぼす重合度の影響を実験的に検討し, 重合度6~10の基質に対する速度パラメータを計算するための実験式を提出した.さらに, この実験式が重合度11~40の基質に対しても適用可能であることを, 3種類の数平均重合度11以上の基質に対する速度パラメータの実験値と実験式に基づく計算値が一致することより確認した.
    またこの実験式より計算される速度パラメータを使用し, 数平均重合度17のアミロース分解反応の反応率ならびに分子量分布の経時変化を計算し, 実験結果と比較した結果, いずれについても満足すべき一致を得た.
  • 吉江 建一, 菅沼 彰, 山本 英夫, 青木 隆一
    1984 年 10 巻 3 号 p. 323-329
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    著者らは, 迅速分級原理に基づいた新しい型の風力分級機の性能を実験的に検討した結果, 次のことがわかった.
    1) ミクロンオーダーのカットサイズで, 高分離精度 (χ=Dp75/Dp25≦ 1.5) を達成できる.
    2) クリーンエアの一部を微粉側に吸引することにより粗粉側への微粉混入量が減少する.
    3) 入口粉体供給濃度を0.3kg/m3程度まで高くとっても, カットサイズや分級精度にその影響は現れない.
  • 挿入角 θ=20°の場合
    紺野 大介, 沖田 直澄
    1984 年 10 巻 3 号 p. 330-336
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    側面攪拌槽内の流体の挙動を観察することは頗る難しく, そのフロー・パターンや粒子堆積状態は未だ確証されないまま今日に至っているのが現状である.
    前報では攪拌機の軸挿入角 θ=10° に関してモデルを製作し, その粒子堆積状態とフロー・パターンについて観察, 掃引速度に及ぼす操作条件の影響等について検討・考察し, 特定角度における掃引面積式を導くと共に過去の若干の資料について疑問点を指摘した.
    本報では, この挿入角をθ=20°まで拡張し, 側面攪拌槽内の流れの変化, すなわちこの時の粒子堆積とフロー・パターンを観察し, 検討を加えた.θ=20°では液深の効果が極めて大きいこと, 実機の石油備蓄タンクなどではスラッジ沈降防止策として液深の影響が重要であることなどから, これらをモデルと二, 三の実機例で比較し, 考察を加えた.
  • 小宮山 宏, 片岡 拓雄, 井上 博愛
    1984 年 10 巻 3 号 p. 337-342
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    含浸法によって触媒を調製する場合, 触媒活性成分の担体粒子内分布は触媒特性に影響を与える重要な因子である.担持機構には, 吸着, イオン交換, 沈殿等があるが, いずれの場合でも水素イオン濃度の影響は重要であり, したがって含浸操作時の粒子内水素イオン濃度分布を明らかにすることが担持量分布を制御するために必要である.アルミナ粉末と酸との含浸実験の結果から, 両者の相互作用は基本的には, アルミナ上の塩基点と酸との中和反応の平衡関係が重要であろうと推論された.次に, 中和反応の平衡関係と粒子内物質移動過程を考慮した解析により, 含浸操作時に担体粒子内に溶液が酸性から塩基性に変化する界面が形成されることが明らかにされた.PdCl2をアルミナに含浸させた場合の, Pdの担持量分布のピーク位置は上記界面近傍に担持がなされると考えることによって定量的に明らかにされた.
  • 新井 紀男, 湯沢 恩, 林 孝太郎, 架谷 昌信
    1984 年 10 巻 3 号 p. 343-350
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    向流移動層反応炉を用いて, 部分燃焼による余剰活性汚泥から可燃性ガス形態へのエネルギー回収について実験的に検討した.反応条件は, 空気比 (m) が0~1.0, 層入口ガス温度 (Tg, i) が600~800℃であり, 得られた実験結果から次のような点が明らかとなった.
    生成ガス組成は, 空気比および層入口ガス温度に大きく影響されるが, ガス組成の主成分に関しては, 全実験範囲を通じてCO, CO2およびH2であり, N2ガスを除いた乾量基準で, これらガスの合計は全ガス量の約80vol%以上を占める.
    乾燥余剰活性汚泥の単位質量あたりの生成ガス量 (G) は, 空気比の増加に伴って増加するのに対し, 生成ガスの高発熱量 (Hh) は逆に減少する.
    エネルギー回収の尺度となるGとHhの積は, Tg, iに応じてあるmの値において極大値を示す.さらに, 本実験範囲で得られた乾燥汚泥から可燃性ガス形態へのエネルギー回収率の最大値は, 約35%であった.他方, ガスを含む揮発分へのエネルギー回収率は, Tg, iによらずm=0.2付近で極大値を示す.
  • 星野 照彦, 内山 三智男, 油川 博
    1984 年 10 巻 3 号 p. 351-358
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    25kHzの超音波を照射して, 抽料を抽剤中に分散することにより界面積を飛躍的に増大し, 抽出速度を著しく促進する新しい液-液抽出装置を開発し, その抽出性能と特性を検討した。
    MIBK-酪酸-水系を用いて, 容量係数に対する槽内滞留時間, 抽料の容積分率および超音波強度の影響を検討し, 容量係数の実験式を提案した.その結果容量係数は同じ系について多孔板塔で得られた値に比べて約40倍以上の大きな値を示した.
    顕微鏡写真により粒径分布を測定して界面積を求め, この値を用いて容量係数から算出した総括物質移動係数は既往の値に比べてやや小さい値となった.この結果から, 超音波乳化による抽出速度の著しい増加は, おもに界面積の増大によることが明らかとなった.
    さらに, 抽料の液滴のまわりに抽剤が同心球状に配置され, 非定常拡散によって被抽質が移動するという単純なモデルを用いて理論解析を行い, 実験結果と比較考察した.
  • 嵐 紀夫, 菱沼 孝夫, 森田 勇人, 黒田 博
    1984 年 10 巻 3 号 p. 359-365
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    平板状触媒よりその壁面が構成される矩形流路において, 触媒上でNOがNH3と反応する場合の物質移動について検討した.
    物質移動速度は流路でのNO濃度分布を測定することによって得られた.触媒上でのNOのNH3による還元反応はNO濃度の1次反応で表され, この結果を用いて流路内のNO濃度分布を計算し, 実測値と比較したところ, 計算値と実測値はよい一致が見られた.
  • 西村 幸司, 後藤 繁雄
    1984 年 10 巻 3 号 p. 366-371
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    通常のイオン交換樹脂はその粒径が1mm以下であり, 固定層にそのまま用いると圧損が非常に大きい.そこで, イオン交換樹脂を結合剤と混合し, 140℃まで加熱し, 3~5mmの円柱形に成形した.この成形樹脂の触媒活性を未成形樹脂のものと比較するために, ギ酸エチルの加水分解を回分反応器で行った.
    未成形樹脂の触媒活性に対する粒径の影響は通常の有効係数によって説明できた。一方, 成形樹脂の活性は成形樹脂そのものの粒径には依存しなかったが, 構成樹脂 (すなわち, 成形するとき用いた原料の樹脂) の粒径に依存した。成形樹脂の活性低下は16%であり, 構成樹脂の粒径には無関係であった.この活性低下の原因は構成樹脂間の空隙における拡散抵抗によるものではなく, 結合剤による構成樹脂表面の閉塞によると考えられる.これらの成形樹脂は粒子内拡散抵抗および圧損の小さい固定層充填用樹脂として極めて有用である.
  • 大垣 一成, 塚原 逸朗, 片山 俊
    1984 年 10 巻 3 号 p. 372-376
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    最近注目されてきている超臨界流体を利用した抽出分離の基礎的研究として, 溶媒成分にCO2, エタンを選び, オクタデカンを溶質成分とした各二成分系の高圧相平衡関係を, 各溶媒成分の臨界温度と溶質成分の融点を同時にはさんだ25℃および40℃で実測した.測定に用いた実験装置は新たに作製した流通方式であり, 平衡組成は重量分析法によった.各混合系の臨界軌跡を推算し, 各実験操作条件に対応する相平衡関係が固気, 気液, 液液いずれの異相間の平衡関係なのかを考察した後, 気液および液液の平衡関係に対しては両相に直接Soave-Redlich-Kwong状態式を適用して実験データの相関を試みた.一方固相を含む場合については, 固相に適当な仮定を置き, 流体相に対してのみSoave-Redlich-Kwong状態式を適用して相関した.いずれの場合もほぼ満足できる相関結果を得た.
    本研究で取り扱った混合系では, 溶媒成分の臨界温度より低温の25℃における溶質成分の溶解度が超臨界温度におけるそれよりもかなり大きくなる圧力範囲の存在が確認できた.この特徴を利用した新しい分離技術の開発が期待される。
  • 西村 龍夫, 大堀 良治, 河村 祐治
    1984 年 10 巻 3 号 p. 377-382
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    直列2円柱における流動状態および物質移動を800<Re<10000について研究した.物質移動係数は電気化学的方法によって測定され, 流動状態は流れの可視化法によって把握された.下流側円柱の平均Sh数は低Re数域ではピッチ比に依存するが, 高Re数になるとピッチ比に依存しない.この平均Sh数の挙動はピッチ比とRe数による上流側円柱から放出されるはく離せん断層の変化に関連する.直列2円柱と円柱群内部列とのSh数を比較したところ, 局所Sh数はかなり異なる.これは円柱群において流れに垂直な方向にも円柱が存在し主流が加速され, 流動状態が直列2円柱と相違するためである.
  • 犬塚 正憲, 斎藤 功, 守谷 健, 山田 幾穂, 平岡 節郎, 石川 浩
    1984 年 10 巻 3 号 p. 383-388
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    対向した蒸発面と凝縮面を有しその面間距離Lであるポットスチルを用いて, 3つの高沸点物質のEHS (di-2-ethylhexyl sebacate), EHP (di-2-ethylhexyl phthalate), DBP (dibutyl phthalate) の真空下における表面からの蒸発速度を測定し次の結果を得た.
    1) 全試料に対し, 蒸発速度の実験値Gは気体分子運動論から導かれる理論蒸発速度G°より小さい.
    2) 蒸発液面温度tυ一定の条件下では, 残留空気圧力Pγが低くなるとき, また, Pγ一定の条件下ではtυが高くなるとき, GG°の差は小さくなる.しかしながら, その差は極限値に漸近する.
    3) K (=G/G°) に対する相関式は
    ln1/K=0.0266Kn-0.660 (Pγ/Pυ)1.70+0.133Kn-0.260
  • 南澤 正敏, 遠藤 一夫, 伊東 章, 浅野 康一, 島田 浩次, 原 弘, 城本 義光, 望月 雅文, 高嶋 巖, 椿 淳一郎, 加藤 啓 ...
    1984 年 10 巻 3 号 p. 389-407
    発行日: 1984/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
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