JPS6022925A - ガス−固体反応の実施方法 - Google Patents
ガス−固体反応の実施方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
層反応速度を高めかつ反応の比学知論収率を改善する。
質的に二つの基本要因、拡散性と熱伝褥性とによシ左右
される。事実、一つの制約要因は、ガスと反応する固体
粒子床中ガスの拡散率不良である。反応の初期段階では
無視し得ない固体の膨張が見られることがしばしばであ
り、たとえば、アンモニアもしくはその誘導体、あるい
はアルコールのごときガスと反応するアルカリハロゲン
化物、アルカリ土部ハロゲン比物、金縞ハロゲン比物の
何れかは、4ないし5倍の膨張を示す。化学量論反応の
結果、反応物としての機能を達成するためのガスの反応
時間は、きわめて長くなるか。
か生じ、さらに化学量論的反応時間の立て直しを減殺す
ることがある。他の制約要因は、粒子ベッドの熱伝導性
の不良ということである。ノ・ロゲン化物、偽ハロゲン
化物、硫酸塩、硝酸塩。
ものである。たとえば、ガス−固体間の発熱反応で固体
の温度が1人であるとすると、速度VAのもとて反応が
生じる。反応媒質が不良導体であり、生成熱を早く放散
しない場合、固体の温度は上昇しはじめ、平衡条件近く
の温度より更に高温TBに達し、速JA[VaはVAよ
りずっとおそくなる。この結果温度は平衡熱力学的条件
まで上昇することがあシ、言いかえれば速度がゼロにな
ることがある。このことが、どうして反応がおそくなシ
、ゼロになシあるいは逆転するかの証明になる。
媒質中、ガスの拡散を容易にするため、反応装置容量に
対し固形物量の供給量を少くすること。
こと。これにより、熱量の放散を可能にするか、または
その反対に吸熱反応に対する熱の持込を高めることでお
る。
の大きさを考・値すると、大変厄介な方法である。
を行わせかつ、反応媒質中の固形分の熱伝導性をよくす
ることにより、これらの欠点番減殺することにある。
を行うための改良プロセスを提供するにおり、反応媒質
に密度0.001#、保6から0.0211〜の範囲の
膨張性黒鉛を加えることを特徴としている。この膨張性
黒鉛使用量は、一般に反応媒質中にある反応固体量の1
から601量パーセントとする。
製した黒鉛複合体と加熱して得た一種のグラファイトで
ある。
しくはその混合物を吸着しやすい。これら物質は黒鉛格
子の薄片間に挿入され、複合黒鉛を形成する。
としては、以下のものを挙げることができる。
第二塩化鉄/アンモニア(F(3C15・NH5)・
・・ 五塩化アンチモン(sbcz5)・・・ カルシ
ウム/アンモニア(Ca、/NH5)・・・ バリウム
/アンモニア(BφHs)・・・ ストロンチウム/ア
ンキュア(S r/NH5)また同時に、黒鉛複合体を
得るのに、これら化合物の混合物を用い得ることは言う
までもない。
この複合体は剥離を受けやすく、その結果密度の軽い膨
張性黒鉛が得られる。
理される黒鉛・複合体容積の20倍から300倍程度に
相当する。この膨張係数は同時に、複合体の性質と膨張
温度により左右される。
ると好都合なことが多い。この発明の実施法で使用する
膨張性黒鉛の密度は、一般に000117%z5と0.
0217Cm50間、好ましくは0.0051/ /l
a6と0.015gμ5の間である。
張黒鉛と反応固体とを十分混合することがのぞましく、
膨張性黒鉛を反応させる固体層一体物中に配分されるよ
うにする。
ること。さらにまた、この反応固体を黒鉛複合体ととも
に1種々の比率で混合し、この一体物を、たとえば18
0℃と250℃間、膨張に必要な温度に加熱すると、コ
ンプレックス化黒鉛の膨張は随意実施できる。上記プロ
セスの一変型として、反応固体と黒鉛複合体とを種々の
割合で混合し、固体そのものはあらかじめ、180℃と
250℃間の膨張温度にし、たとえば完全に添加反応剤
、水。
たのち、ついでこの全反応系をこの温度にセットして、
+11YL意膨張させることもできる。
反応装置の中心部で実現可能である。
るガス−固体の化学反応の性状に左右され、他方選択し
た膨張性黒鉛の品質に影響されることは当然である。こ
の膨張黒鉛量を反応固体重愉に対し1重量で示すと、一
般に1パーセントないし60パーセントとなるだろう。
果を得る比率は、5パーセントから607セ一セントノ
間である。
わめて大きな利点を提供している。すなわち、 −きわめて大きな比表面積を有する膨張性黒鉛を使用し
ていることピ薄片形状のため制約された環境中でもガス
の拡散゛が容易であること。
に応じて、120Wm’から200Wm−’を示す混合
物の熱伝導率はきわめて良好である。
に匹敵している。
しくは化学的熱ポンプ機関用として用いる可逆的ガス−
固体反応を行わす場合とくに好適である。事実、この種
膨張黒鉛、反応固体とガスとの混合物系は、高閉塞性の
ため大きなエネル杷−治度を保有することができ、かつ
、島速度と低変換面積の故に、高性能の操作が可能であ
る。
施例で、本発明について説明する。
アンモニア誘導体との合成と分解反応とを、内部交換器
なしの反応装置内で実施させるものであり、熱の交換は
もっばら反応器内側壁で行われ、300#程度の反応固
体量を0.4血3反応器内で処理するものである。
反応を行わせた。
→CaCl2 、6聞20H5+」(S) (g) (
g) この際の混合般社膨張黒鉛0から50ノぞ−セントとす
る。
った。
黒鉛は、黒鉛と8パーセント硫酸含有の硫酸塩との複合
体を206℃温度で剥離させて得たものである。この膨
張性黒鉛の密度は0.01に艶であった。
中の水分散を実験によ請求めたのち、反応装置出入口の
温度を測り、さらに冷却液鰍を測定するとともに1反応
エンタルピ収支を取り、熱量針を用いて測定した。
時間から2.4時間に減少すること、すなわち、発熱反
応の電力の発現が50 W/KfCaC12から250
欧〜CaCl2に高くなっていることが認められた。
方向となっている。
、2NH2CH5+ 4NH2CH3−到すべてこの現
象は同一条件のもとで生ずるが、その測定結果を壕とめ
ると表2のとおりである。
1.5時間と短かくなり、また、発熱反応による電力値
は平均26 W/Kf CaCl2から175 %%C
aCl2に高まっているのが分かる。
から考えて、これを添加するとエネルギー密度の減少、
つまり、固体の単°祉容積当りにして反応から抽出でき
る熱エネルギーの減少を伴なうことである。
反応を扱っている。下式の反応であるが、ZnCl2
、4NH2CH5+ 2NH2CH5→ZnCl2−
、61G12CH2+△H膨張黒鉛0〜50パーセント
の混合物で実施している。
時間(0チ)から1.42時間減少しており、発熱反応
による電力値u 11 W/’W ZnC42から10
8w/SNgZnCt2 K:変11mL、テイル。
が、その反応方向は逆である。同−実験条件で1反応完
結に要する時間は、2.5時間から6分以内と短かく、
また吸熱反応による電゛力値増が42 IV/に9Zn
C12から1000 W/ICf gnc12と高くな
つ。
混合割合のもとに、同一操作条件で170回反覆テスト
した。この期間中反応速度を追試したが、特に目立った
減退傾向は認められなかった。
物間で同−反応器内中、多数の反応を行っても、反応媒
質の耐久性が保たれることである。
も、反応媒質内であっても、固体とガス間での反応速度
を高めるのに、膨張性黒鉛を利用すると有利なことが分
かる。また、この反応を通じて導入しもしくは抽出し得
る熱出力は、状況に応じ5倍もしくは24倍も高められ
ることが認められる。
じこめ得るとともに、固体とガδ反応装置の必要交換面
積も著滅さすことができる。
代理人 住 所 東京都千代田区永田町1丁目11番28号相互
第10ビルディング8階 電話 581−937119
7−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)ガスと固体との反応において、反応媒質に密度0.
0011/cm5から0.02シ蝕5の範囲にある膨張
性黒鉛を添加することを特徴とする反応実施方法。 2)反応媒質に添加する膨張性黒鉛量を1反応媒質中の
反応固形物量の1ffi!パーセントから60重量パー
セントとすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の反応実施方法。 3)使用膨張性黒鉛を、少くとも150℃に等しい温度
下で、黒鉛複合物から剥離操作により調製することを特
徴とする特許請求の範囲第1項もしくは第21JA記載
の反応実施方法。 4)膨張性黒鉛を1反応固体床中に分散されるよう反応
媒質に添加することを特徴とする特許請求の範囲第1項
ないし第6項何れか記載の反応実施方法。 5)黒鉛をその複合体状形態で反応媒質に添加し、かつ
この反応媒質を加熱することにより現場で膨張させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項何れ
か記載の反応実施方法。
Applications Claiming Priority (2)
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| JPH0117407B2 JPH0117407B2 (ja) | 1989-03-30 |
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