化学工学論文集
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13 巻, 2 号
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  • 竹内 英晃, 宮寺 博
    1987 年 13 巻 2 号 p. 131-138
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    石炭・重質油混合原料を酸素, 水蒸気により加圧流動層でガス化するプロセスのガス化特性を, 原料処理量12t/d, メタン換算ガス発生量7,000m3N/dのテストプラントにより検討した.
    流動層温度を高温化するほどガス化効率は増大するが, ガス化剤を分散板のみから供給すると分散板直上でのチャー燃焼反応が激しいため局部的に高温化し, 灰分の溶融・固化によるクリンカ生成が起こりやすくなる.これに対し, 分散板径を縮小してこの分散板を介して供給するガス化剤量を減じ, 他方分散板より上方に配したノズルから流動層中に直接ガス化剤を吹き込むことにより, 燃焼反応域が拡大し流動層全体を高温に維持することが可能になり, ガス化効率の向上に有効であることを明らかにした.
    このようなガス化方式を採用することにより, クリンカ生成やコーキング閉塞等による問題もなく, 500時間の長期安定連続運転を達成し, 冷ガス効率70%以上を得た.
  • 友村 政臣, 野北 舜介, 染矢 和夫
    1987 年 13 巻 2 号 p. 139-144
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    吸着による空気中の炭酸ガス除去は温度スイング吸着 (TSAと略す) で実用化され, 解析および設計データが公表されている.一方, 圧力スイング吸着 (PSAと略す) では, 吸・脱着時に過渡状態で吸着帯が移動することから, 定量的な解析がむずかしく, 吸着塔設計のためのデータはほとんど公表されていない.著者らはPSAの吸・脱着で生じる温度差が炭酸ガス除去性能に及ぼす影響について検討した.その結果, (1) 吸・脱着時の塔内温度変動は空気の共吸着によって生じること, (2) 精製空気中炭酸ガス濃度は総括物質移動係数によって整理でき, 吸着速度の大きい吸着剤がPSA操作における炭酸ガス除去に適することを明らかにした.
  • 一次元熱伝導系への適用
    松本 繁, 吉田 雅俊
    1987 年 13 巻 2 号 p. 145-151
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    有限フーリエ変換を応用することにより, システムを完全に非干渉化された集中定数系に近似し, カルマンフィルターによる状態推定値を用いて制御するという制御系の設計法を提案した.この方法を, 簡単な一次元熱伝導系に適用して, 温度分布の推定および制御の実験を行った.その結果, 極めて少ない観測点のデータを用いて, 全体の温度分布が推定できること, さらに, これを用いて制御を行い, 満足のいく制御性能が得られることが示された.
  • 宮武 修, 岩下 寛之
    1987 年 13 巻 2 号 p. 152-158
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    本報では, 一様熱流束の三角形配列円柱間隙を軸方向に流れる流体への層流熱伝達を取り扱った.差分化したエネルギー方程式を反復を伴う前進・陰解法を用いて解き, 温度分布の軸方向の変化を求め, 局所グレツ数Gzlocが106までの範囲, 円柱間隔と円柱直径の比σが1.01~4.0の範囲に対して, 局所ヌセルト数Nulocを図示した.
    さらに, Nulocを表す, 次の近似式を数値解より導出した.
    σ=1.01~1.1の場合 :
    Nuloc=g (σ) Gzloc1/3-f (σ) /1+451Gzloc-n (σ) +f (σ) [Gzloc≧ {f (σ) /g (σ)} 3]
    Nuloc=f (σ) [Gzloc< {f (σ) /g (σ)} 3]
    σ=1.1~4.0の場合 :
    Nuloc= {f2 (σ) +g2 (σ) Gzloc2/3} 1/2 [Gzlocの全域]
    ここで, f (σ), g (σ), n (σ) は定式化したσの関数である.
  • 諸岡 成治, 安武 剛, 小畑 敦生, 池水 喜義, 加藤 康夫
    1987 年 13 巻 2 号 p. 159-165
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    TiCl4と酸素との反応による気相からの核の発生を伴うTiO2微粉体の合成反応を行った.反応炉は直列二段とし, TiCl4を第一炉のみに送入する場合および両方の炉に送入する場合について実験した.得られた粉体はほぼ単結晶であった.
    第一炉で生成するTiO2の粒子径は, ノズル先端部でガス混合が不完全なため酸素分圧によって影響を受け, 酸素分圧が増加すれば粒子径は減少した.粒子の成長は粒子表面へのTiO2の析出と衝突後の融合によって起き, 未反応TiCl4があれば1000℃, TiCl4がなければ1200℃で融合が始まった.900℃以下では数10nm以上の粒子は融合しなかった.
    熱処理後あるいは第二段反応後のrutile含有率は, 第二炉に供給される粒子の結晶相組成に関係した。この機構を説明するためのモデルを提出した.
  • 秋田 清水
    1987 年 13 巻 2 号 p. 166-173
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気泡と電解質水溶液間の物質移動は, イオン荷電のため, 普通の液体とは異なることが知られている.
    著者らは, 電解質を溶解していない液体について, ガスホールドアップと液相容量係数の研究を行い, 下の相関式を導いた.
    εG/ (1-εG) 4=kH (gD2ρL/γ) 1/8 (gD3L2) 1/12 (UG/√gD)
    kLaD2/DL=kML/DL) 1/2 (gD2ρL/γ) 4/7 (gD3L2) 2/7εGn
    この研究の目的は, 上式が電解質水溶液にも適用できるように修正すること, 換言すれば, 上式のkH, kM, nに及ぼす電解質の影響を研究することである.
    研究の結果, kMは電解質の種類と濃度で異なるが, kH, nは影響されないことがわかった.
    kMは, 水, 陽イオン, 陰イオンそれぞれの効果によって決まると考えて, 次式を提案し, これら化学種によって決まる係数α, β+, β-を求め, 表に示した.
    kMCW+C+-C-
    CW, C+, C-は水, 陽イオン, 陰イオンの濃度である.
  • 白戸 紋平, 村瀬 敏朗, 岩田 政司, 伊東 一仁, 高木 信浩, 吉田 裕志
    1987 年 13 巻 2 号 p. 174-180
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    横流式沈降槽の流路に流れに直交するようにある高さのフィンを一定間隔に配置したフィン付沈降槽を用いて, 希薄スラリーに直流電場を加えた場合の分離特性および分離効率について, スラリーの流れ方向における濃度分布および粒径分布の変化を実測することによって実験的検討を行った.電場を加えると, スラリー粒子の沈降速度は沈降槽内の層流域において粒子径には関係なく促進され, 表面負荷率がみかけ上減少するので分離効率が増大し, 懸濁粒子の電気泳動速度を考慮した表面負荷率を適用することによって, 分離効率に及ぼす電場の影響を評価できることを示した.
  • 秋田 清水
    1987 年 13 巻 2 号 p. 181-187
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気泡塔の物質移動に及ぼす微量アルコールの影響について研究した,
    酸素のメタノール, エタノール, n-プロパノール, n-ブタノール, n-ペンタノール, n-ヘキサノール, n-ヘプタノール, n-オクタノール水溶液への吸収から, ガスホールドアップεG, 液相容量係数kLa, 液相物質移動係数kLを測定した.アルコール濃度は, 1wt%以下であったので, 表面張力以外の物性は, 実質的には水と変わらなかった.
    結果は, アルコール炭素数が大きいほど, アルコールはεGの増加, kLakLの減少に効果があったが, その程度はメタノール, エタノール, n-プロパノールでは僅少であった.また, kLaの減少はkLの減少によること, さらに, 水溶液中の酸素の拡散係数は水中での値と変わらないので, kLの減少は, 気泡周辺の液の流動状態の変化によることがわかった.
  • 小川 浩平, 黒田 千秋, 井上 一郎, 川俣 聡, 竹川 比呂志
    1987 年 13 巻 2 号 p. 188-194
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ステップ状にトレーサーガスを注入し槽内局所の吸収されたトレーサーガスの液中濃度の経時変化を実測し, 混合が十分進行した後にも槽内には使用攪拌翼ごとに一定の濃度むらが存在することを明らかにするとともに, 槽内の濃度むらをベクトル表示することを試み, 濃度むらの大きさを示すそのベクトルの絶対値の経時変化は通気流量によらず翼回転速度の影響を大きく受けること, 濃度むらのパターンに対応するそのベクトルの方向の経時変化は通気流量および翼回転速度の両方の影響を大きく受けることを明らかにした.またタービン翼を用いて物性の異なる液体に対して得られる最終濃度むらパターンを因子分析法を用いて解析することにより, 最終濃度むらパターンを支配する主要因子3つを見出し, 因子分析をすることにより新たな見方ができる可能性があることを示した.
  • 白戸 紋平, 村瀬 敏朗, 入谷 英司, 趙 駿衡
    1987 年 13 巻 2 号 p. 195-201
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    複数個の細孔を有する圧搾膜を用いて水平板型濾過器による濾過ケークの新しい圧搾脱水法を提案し, 定圧圧搾理論に基づいて脱水特性の近似解析を試みた.
    濾室が濾過ケークで満たされると, 濾液は圧搾膜の細孔を通過して濾過ケークの中へ流入するようになり, 不透水性膜の表面に作用する圧搾圧力によってケークが圧縮脱水され始める.圧縮脱水ケークの最終含水率は, 従来の機械的な圧搾操作による値とほぼ同程度となり, ケーク表面における濾過面積の急縮小による本報の濾過ケーク脱水法は, 水平板型濾過器等における高度な固液分離法として利用できると考えられる.圧搾膜の開孔比が既知であれば, 圧搾脱水速度は2層ケークに関する定圧圧密機構の考察から求めることができ, 計算結果が開孔比0.35~1.39%の圧搾膜による実験結果と比較的よく一致することを明らかにした.
  • 宍戸 郁郎, 鈴木 幸雄, 北原 博之, 大谷 茂盛
    1987 年 13 巻 2 号 p. 202-207
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    熱ダイオード特性を持つカスケード型のヒートパイプを試作し, その伝熱特性について実験的に検討した。その結果熱ダイオード効率は0.85以上のものが得られた.また, この試作したヒートパイプの中間部はある温度を境として蒸発部にも凝縮部ともなり得ることが明らかとなった。さらにこの熱入出力反転温度は簡単な式で表現できることが示された.
  • 安西 晟, 福間 三喜, 室山 勝彦
    1987 年 13 巻 2 号 p. 208-215
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    液・固2相および気・液・固3相流動層における半径方向の液混合拡散係数Erlをトレーサー拡散法により測定した.測定は内径0.074と0.15mの塔を用い, 空気-水系に流動化粒子として直径1.1~4.8mmの4種類のガラス球 (密度2500kg/m3) と直径2.0mmの無孔性アルミナ球 (密度3550kg/m3) を用いて行った.
    両流動層のErlは層空隙率に対して最大値をとる挙動を示し, 塔径の増大と共に増大した.両流動層の修正ペクレ数Perl,mと修正レイノルズ数Remの関係は次式で良好に表された.
    Perl,m=5.0 (Rem/Rem,mf) -2.4+7.2×10-4 {Reml0)} 1.3
    ここで, Perl, m=de (Ul+Ug) / (εl Erl), Rem=deUlρl/ (εl μl) およびde= (εgl) ×Dc/ {1+1.5 (Dc/dp) (1-εgl)} である.ただし, 液・固流動層におけるこれらの変数の値はUg=0,εg=0とおいたものに等しい.また, Rem,mfは液・固流動層の流動化開始時における修正レイノルズ数である.さらに, Ul, Ug=液およびガスの空塔速度, Dc=塔径, dp=粒子径, εg, εl, εs=気, 液, 固各相のホールドアップ, μl=液粘度およびμ0=20℃の水の粘度である.
    両流動層の半径方向の熱移動と液混合の間には相似性が成立し, 上記の相関式はそのまま熱移動から求まる半径方向の液混合拡散係数に対して適用できた.
  • 豊倉 賢, 師岡 修, 上間 力
    1987 年 13 巻 2 号 p. 216-222
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    半回分型式の内部循環型晶析装置を用いて硫酸カルシウム過飽和溶液中での硫酸カルシウム二水塩針状結晶の成長実験を行った.あらかじめ質量, 総個数および粒径分布を測定した種晶を添加した後, 1または2時間ごとに全結晶を取り出し, 結晶質量を測定し, 写真撮影による総個数, 粒径分布の測定を行った.この操作を0.0036~0.0088mol・l-1の過飽和度の範囲で8~25時間連続して行った.結晶の平均短径Lbおよび平均長径Laの経時変化を求めた.また, 平均軸比La/Lbも求めた.平均短径Lbが10~20μmの範囲までは平均短径が増加すれば平均軸比γも増加するが, Lbが20~40μmの範囲ではγはほぼ一定となり, Lbが40μmを越えて増加するとγが減少していくという結果を得た.またLbの成長速度は一定であるにもかかわらず, 結晶総個数が増加し始めるθc時点からLaのみかけの成長速度が減少した.内部循環型晶析装置内の針状結晶の成長はθc時点での平均短径Lbcまでは破砕が起こらず, それ以後では長径方向の破砕を伴いながら成長することが認められた.
  • 駒沢 勲, 黒見 眞, 東稔 節治
    1987 年 13 巻 2 号 p. 223-229
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ロイコマイシンA5, ノルエフェドリンおよびフェネチルアミンのような弱塩基性の生理活性物質の水溶液pH調整による物理抽出および逆抽出を行った.有機溶媒として酢酸ブチルおよびクロロホルムを用いた.各抽質の分配データから酸解離定数および分配係数を求めた.各抽質のカチオンと有機リン酸抽出試薬HDEHPとの錯体形成による化学抽出も行った。抽出試薬の保持率全域に適用できる抽出平衡式を求めた.いずれの抽質に対しても抽出種はHAX・2(HX), HAX・(HX) およびHAXの3種類で統一的に表現できる.ここでHXおよびAはHDEHPモノマーと塩基性物質を表す.ノルエフェドリンとフェネチルアミンの抽出特性は化学抽出の導入によって大きく向上する.しかし, ロイコマイシンは逆抽出をロイコマイシンカチオンが不安定となるpH域で実施するため有利ではない.
  • 和地 俊, 森川 久
    1987 年 13 巻 2 号 p. 230-233
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    エチレン, 1, 2-ジクロロエタンおよび酸素の三成分混合気体について, 内径6.6cm, 高さ19cmのステンレス製密閉円筒容器中で電気火花を点火源とする爆発実験を行った.1, 2-ジクロロエタン-酸素系の100℃, 1atmにおける爆発上限界および下限界測定結果は各々53mol%, 4mol%であった。エチレンと1, 2-ジクロロエタンの混合気体の爆発上限界は, ルシャトリエの法則による推定よりも狭い側に奇偏し, エチレンに比べて1, 2-ジクロロエタンの影響が支配的であった.
    エチレン含有気体を可燃性の1, 2-ジクロロエタンで希釈する方法は, 窒素等の不活性気体を添加するよりも少量の希釈で爆発組成を回避することができるので, 工業的な安全操作の見地から有用である.
  • 山田 章, 沢 俊雄, 和泉 健吉
    1987 年 13 巻 2 号 p. 234-237
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The heat transfer coefficient of heat exchangers decreases with operation time due to the fouling of heat transfer surfaces. The fouling substance consists of the corrosion products produced by the plant construction materials, and their constituents are mainly oxides and hydroxides of iron. The mechanism of formation of these iron oxides in water at high temperature was experimentally investigated. The experiments showed that the main products are Fe3O4, α-Fe2O3, and amorphous iron oxides. The products were morphologically controlled by the water temperature and the ratio of dissolved oxygen to Fe (II) ion concentration in water. In addition, the rate constants of the oxidation of Fe (II) ion in water were obtained.
  • 島田 浩次, 沢井 篤司, 原 弘
    1987 年 13 巻 2 号 p. 237-241
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The effects of carbonization treatment and of catalyst addition on the reactivity of chars were studied.
    Steam gasification of coal chars treated at a carbonization temperature of 500-1000°C with 0-19.8wt % potassium was carried out in a fluidized bed at 800°C.
    The reactivity of the chars treated at less than 800°C was superior to those treated at more than 900°C.
    The crystal structure of the chars was measured by X-ray diffraction, and the specific surface area of the chars by B.E.T. method.
    It seems more probable that the difference in char reactivity is not caused by the specific surface area of chars but rather to their structural structure change, that is, the crystallite growth of the hexagon layer planes.
  • 吉田 裕志, 油川 博
    1987 年 13 巻 2 号 p. 241-244
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The mechanism of electroosmotic dewatering for compressible sludge under the condition of constant electric current is theoretically studied and an equation for average water content in the sludge bed is obtained. Based on an equation derived theoretically, a semi-empirical equation for the average water content is obtained by using the final dewatered volume and the final height of sludge bed. The variation of average water content with dewatering time is calculated from the semi-empirical equation and the calculated values are compared with the experimental results. It is shown that the average water content can be estimated throughout the dewatering process.
  • 坂東 芳行, 倉石 迪夫, 西村 誠, 大島 雅幸, 福岡 秀美
    1987 年 13 巻 2 号 p. 245-249
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The critical operation condition for complete countercurrent flow may be extended by enlarging the bottom of the bubble column. Several cylindrical enlarged sections of different diameter and length were examined and the critical liquid velocities were measured.
    It was found that the critical liquid velocity increased with increasing diameter or length of the enlarged section. An experimental equation for the critical liquid velocity was deduced.
    Higher gas holdup and liquid-phase overall mass transfer coefficient were obtained in the bubble column with enlarged bottom and correlating equations were derived.
  • 外山 茂樹, 新垣 勉, 村瀬 和典
    1987 年 13 巻 2 号 p. 249-252
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Liquid film flow through cavity grooves at laminar steady state was numerically calculated by F.E.M.
    The meniscus curve in such grooves may have a couple of roots, making the solution unstable if the equation is formulated by Cartesian coordinates. This problem was solved by applying cylindrical coordinates to the meniscus.
    The result indicates that velocity distributions vary with film thickness, which is affected by groove width and the positions of three-phase contacting points. The coefficient K in the relationships between drag coefficient CD and Re (CD=K/Re) has a minimum and maximum value with respect to the groove width.
  • 宮武 修, 三木 康弘
    1987 年 13 巻 2 号 p. 252-256
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Based on the authors' previous experimental studies of spray flash evaporation occurring in a superheated water jet ejected from a simple tubular nozzle into a low-pressure vapor zone, a simplified expression for the efficiency of flash evaporation, η, was derived as
    η=1- {1+kΔTs (t-t0)} -1
    where, k is an empirical coefficient, ΔTs the superheat of liquid at the nozzle exit, t the residence time of jet in the flash chamber and t0 the time lag of the initiation of flashing.
    It was realized that, for those cases in which bubble nuclei were sufficiently injected by electrolyzing warm feed water, the empirical coefficient k became practically independent of the nozzle diameter, the flow rate of liquid and the superheat of liquid at the nozzle exit, and increased up to 91s-1 K-1 on average at 60°C jet inlet temperature.
  • 高橋 勝六, 中野 誠, 竹内 寛
    1987 年 13 巻 2 号 p. 256-259
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The individual mass transfer coefficients in a flat-sheet supported liquid membrane were measured by experiments of iodine transfer from I2-KI aqueous solution in one channel into n-Heptane or Na2S2O3 aqueous solution in the other channel through the membrane. The mass transfer coefficient for the aqueous boundary film was given by an expression analogous to that for flow parallel to flat plates. While the mass transfer coefficient for the liquid membrane was about one-fifth of that calculated in terms of the thickness and porosity of the membrane sheets used, it increased when the membrane solution was forced to flow with aqueous solution in one channel as two-phase flow. This suggests that the membrane solution in the porous sheet may move through the pores for the case of two-phase flow in one channel.
  • 大佐々 邦久, 三分一 政男, 中倉 英雄, 田畑 一昭
    1987 年 13 巻 2 号 p. 259-262
    発行日: 1987/03/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The dispersion effect consequent upon the addition of surfactants to coal particles in water was examined by means of the sedimentation method using a hydrometer to obtain fundamental information on preparation of a highly loaded coal-water mixture. This method was found to be useful for assessing the settling characteristics of coal particles in a dilute suspension.
  • 1987 年 13 巻 2 号 p. 262a
    発行日: 1987年
    公開日: 2010/11/22
    ジャーナル フリー
  • 1987 年 13 巻 2 号 p. 262b
    発行日: 1987年
    公開日: 2010/11/22
    ジャーナル フリー
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