Solid Transportation in a Coil-Shaped Rotating Spiral Gas–Solid Contacting Device

Abstract

ガスがすべて固体層を通過する良好な気固接触を維持しながら，軸周りの回転運動で粒子を輸送する気固接触装置として，既成の配管用180°エルボを組み合わせたコイル状らせん構造をもつ装置を提案した．この形状を近似するコールドモデルとして，内径24 mmの透明アクリル管で構成した多角形180°エルボを組み合わせて，コイル状らせんを構成した．粒子をバッチで充てんして手で回転させる1.5旋回ユニットのものと，モーターで連続的に回転させる5旋回ユニットのものの2種類を用いた．粒子輸送特性を評価するために使用した粒子は，粒径の異なる3種類の球形ガラスビーズと2種類の球形シリカゲル粒子とした．1回転あたりの粒子輸送量は，1.5旋回ユニットと，5旋回ユニットでおおむね一致し，バルク体積で29–40 cm³であった．粒子逆混合を評価するために，色の異なる粒子をトレーサーとして5旋回ユニット入口にバッチ投入し，出口で1回転ごとに粒子を採取し，その中のトレーサー粒子の数を数えて，粒子流れの逆混合および滞留時間（滞留回転回数）分布を求めた．逆混合および滞留時間分布を評価するパラメーターとして，らせん内のあるらせんユニットの中にある粒子が，1回転する間に次のらせんユニットに移動する確率pを求めた．pは粒子によらず0.95–0.97であった．この確率から滞留時間分布を求める方法を提案した．