パラアルデヒド/アセトアルデヒド系ケミカルヒートポンプの開発および評価

多聚乙醛/乙醛化学热泵的开发与评价

基本信息

批准号：
07780431
负责人：
渡辺隆行
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ケミカルヒートポンプは化学反応を利用し熱移動を行う。近年フロンを用いない省エネ機関として注目されている。本研究室では冷熱発生を目的としたケミカルヒートポンプについて検討した。反応系としてパラアルデヒド/アセトアルデヒド反応系を提案した。パラアルデヒドは酸触媒上でアセトアルデヒドに分解しパラアルデヒドを生成する。パラアルデヒドの分解反応は吸熱反応で、この反応熱を冷熱発生に利用する。そのため冷熱発生において吸熱反応器の反応速度が重要である。本研究では流通式微分反応器を作製し液体状態のパラアルデヒドの分解速度について検討を行った。本反応は可逆反応であるため生成物であるアセトアルデヒドの濃度が反応速度に影響する。パラアルデヒド中のアセトアルデヒドの濃度を変化させ反応速度を測定した。反応速度の測定には実機での使用を想定し、反応系物質以外の溶媒を加えず、固体酸触媒を用いて測定を行った。固体酸触媒とし活性アルミナやゼオライトなどの使用が報告されている。しかしアセトアルデヒドは微量のアルカリ分と反応しクロトンアルデヒドを生成する。このため本研究ではアルカリ成分のない陽イオン交換樹脂を用いた。また固体酸触媒上でのパラアルデヒドからアセトアルデヒドへの分解メカニズムについて検討を行た。さらに実験データから反応メカニズムを考慮した反応速度式を導出した。パラアルデヒドの分解速度から本システムの冷熱発生速度についても検討を行った。

化学热泵使用化学反应进行传热。近年来，它引起了人们的关注，这是一个不使用氟化碳的能源机构。该实验室检查了旨在产生冷热的化学热泵。提出了一种反应系统，提出了乙醛/乙醛反应系统。在酸催化剂上分解为乙醛，形成甲醛。甲醛的分解反应是一种吸热反应，该反应热用于冷却和热量产生。因此，在产生冷和热时，吸热反应器的反应速率很重要。在这项研究中，制造了流动型差异反应器，并研究了液态中甲醛的分解速率。由于该反应是可逆的反应，因此产物的乙醛的浓度会影响反应速率。乙醛中乙醛的浓度变化，并测量反应速率。假设它是在实际机器中使用的，而无需添加反应物材料以外的任何溶剂，则使用固体酸催化剂测量反应速率。已经报道了活化氧化铝和沸石作为固体酸催化剂。然而，乙醛与痕量的碱性反应形成双甲醛。因此，在这项研究中，使用没有碱性成分的阳离子交换树脂。此外，还研究了丙二醛向乙醛分解在固体酸催化剂上的机制。此外，考虑到反应机制的反应速率方程是从实验数据中得出的。我们还检查了该系统中丙二醛的分解速率以及冷却和热量产生的速率。