Design and development of a wall-type reaction system for achieving a green chemistry

设计与开发实现绿色化学的壁式反应系统

基本信息

  • 批准号:
    15510075
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A catalytic reactor requires an effective exchange of heat energy, a quick load response and a downsized dimension, from the view point of the green chemistry. A wall-type reactor, which metallic wall is directly catalyzed, is attracting interest as a reactor that would satisfies such demands. This research studied a preparing method of a plate-type catalyst for that reaction system and its performance of reaction, heat transfer and load fluctuation. The reactor consists of alternating reaction channels with a plate-fin type catalyst prepared by electroless plating between heat medium channels. Furthermore, the dynamic response of the reactor was also examined when the flow rate of feed gas was rapidly changed.The temperature profiles in the wall-type reactor demonstrated that the reactor effectively supplies heat energy to reaction zone, even under the reaction condition with a large amount of energy consumption. In addition, the performance of the reactor to handle the feeding material depended on the channel height and the shape of the plate fins inserted into the reaction channel. The performance increased as the height decreased and when serrated-type fins were used. The overall coefficient of heat transfer estimated from the temperature distribution in the reactor suggests that the performance increased because the heat conductivity of the reactor improved as a result of changing the channel height. The time required for the reaction to attain steady state was short, indicating that the constructed reactor responds to load fluctuation quickly. Furthermore, in numerical simulation, it was inferred that the wall-type reaction system would provide a stable operation in mutual utilization of thermal energy.
从绿色化学的角度来看,催化反应器需要有效地交换热能,快速载荷响应和缩小尺寸的尺寸。金属壁直接催化的壁式反应堆吸引了满足这种需求的反应器的兴趣。这项研究研究了该反应系统的板型催化剂的制备方法及其反应,传热和载荷波动的性能。反应器由通过热中间通道之间的电镀板制备的板鳍型催化剂交替反应通道组成。此外,当进料气体的流速迅速更改时,还检查了反应器的动态响应。壁式反应器中的温度曲线表明,即使在反应条件下,反应器有效地向反应区提供热能。另外,反应器的性能处理喂食材料取决于插入反应通道中的通道高度和板鳍的形状。随着身高降低以及使用锯齿状尺寸的鳍,性能提高。反应器中温度分布估计的热传递的总数表明,由于改变了通道高度,反应器的热电导率提高了,因此性能会增加。反应达到稳态所需的时间很短,表明构造的反应器会迅速响应载荷波动。此外,在数值模拟中,可以推断出壁型反应系统将在相互利用热能方面提供稳定的操作。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Low-Temperature Water-Gas Shift Reaction of Plate-Type Copper-Based Catalysts on an Aluminum Plate Prepared by Electroless Plating
化学镀铝板上板式铜基催化剂的低温水煤气变换反应
Choji Fukuhara: "Characterization of Wall-Type Nickel Catalysts for Methanol Decomposition, Prepared on an Aluminum Plate by Electroless Plating"Journal of Chemical Engineering of Japan. 37・1. 23-30 (2004)
Choji Fukuhara:“通过化学镀在铝板上制备的用于甲醇分解的壁型镍催化剂的特性”日本化学工程学报37・1(2004)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Performance simulation of a Wall-type reactor in which exothermic and endothermic reactons proceed simultaneously, comparing with that of a fixed-bed reactor
放热和吸热反应同时进行的壁式反应器的性能模拟与固定床反应器的比较
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Inagaki;T.;Miyoshi;T.;Omori T.;Choji Fukuhara
  • 通讯作者:
    Choji Fukuhara
Catalytic properties of plate-type copper-based catalysts, for steam reforming of methanol, on an aluminum plate prepared by electroless plating
  • DOI:
    10.1016/j.apcata.2004.06.034
  • 发表时间:
    2004-10-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Fukuhara, C;Ohkura, H;Igarashi, A
  • 通讯作者:
    Igarashi, A
Low-Temperature Water-Gas Shift Reaction of Plate-Type Copper-Based Catalysis on an Aluminum Plate Prepared by Electroless Plating
化学镀铝板上板式铜基催化的低温水煤气变换反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Morohoshi;K.;Shiraishi;F.;Ohshima;Y.;Kouda;T.;Nakajima;N.;Edmonds;J-S.;Morita;M;Choji Fukuhara
  • 通讯作者:
    Choji Fukuhara
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