授業科目名 : 反応工学 II

科目コード 73070
配当学年 3年
開講年度・開講期 平成29年度・前期
曜時限 月曜・2時限
講義室 W201
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義&演習
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・河瀬元明,工学研究科・准教授・中川浩行,工学研究科・講師・蘆田隆一

授業の概要・目的

不均相反応や非理想流れを含む化学プロセスの反応過程の解析と設計について述べる。不均相反応の反応速度式の表し方や、どのように反応装置の大きさを決め、安全に操作するかについて説明する。

成績評価の方法・観点及び達成度

定期試験期間内に行う期末試験,授業への出席状況,宿題レポートの提出状況ならびに内容によって評価する。

到達目標

不均相反応の速度論的記述に習熟するとともに非理想流れ反応器を含む各種反応器の設計,操作に関する知識を習得し,実際に計算を行えるまでに習熟する。

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
均相反応と不均相反応 1 反応工学Iで学んだ均相の反応装置の設計・操作法について復習し、不均相反応との違いを説明する。
複雑な反応速度式 1 不均相反応の反応速度の表し方を説明し、定常状態近似法と律速段階近似法を、固体触媒反応や気固反応に適用する。自触媒反応、微生物反応などの特殊な反応の速度式についても説明する。
流通反応器の流体混合 3 実際の反応器内の流れは押出し流れと完全混合流れの中間的な非理想流れである。滞留時間分布関数で混合状態を規定し、非理想流れを表すモデルを示し、パラメータの推定法、装置設計法を述べる。また、ミクロな混合についても触れる。
気固反応と反応器 3.5 気体と固体粒子間の非触媒反応には、石炭の燃焼・ガス化、鉄鉱石の還元反応などがある。簡単な未反応核モデルによって総括反応速度を表し、反応装置設計法を述べる。
固体触媒反応と反応器 3.5 固体触媒は多孔性固体であり、総括の触媒反応速度は触媒粒子内と外表面での物質移動によって影響される。その効果を表すために、触媒有効係数を導入する。固定層型、流動層型の触媒反応装置の概要と簡単な設計法を述べる。
気液反応、気液固触媒反応と反応器 2 反応を伴うガス吸収、液相空気酸化反応などの気液反応では、気液界面近傍での物質移動が総括反応速度に影響する。それを解析し、さらに装置設計について述べる。また、固体触媒が存在する気液固触媒反応についても述べる。
学習到達度の確認 1 化学プロセス工学基礎,反応工学Ⅰで学んだ内容も含めた総合的演習を課し,学習到達度を確認する。

教科書

「反応工学(改訂版)」(橋本健治著、培風館、1993)

参考書等

履修要件

「化学プロセス工学基礎」、「反応工学I」の履修が必要。

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)

講義中に適宜演習を行う。毎回,各章末の練習問題の中から宿題を出す。簡単な常微分方程式の知識が必要。