嶺6。
量4。 ・
酷 20
。 δ4一 一 一一L"
,66‑"一 一 繭 一L一 臨 TbtalH202mass.9
蕊。
(a)供 給 過 酸 化 水 素 量 と分 解 効 率 の 関 係 図4.33
Prcssure#RTcmper̀LturetiS
ゆ の さむ
1{
奎'.1哩
99。 §
善
e・151」 §
ね こ
ら り
1 ‑L̲∴1.i、 ■ll
O200400600辞OO
TotalHユOユmass,9
(b)供 給 過 酸 化 水 素 量 と圧 力,温 度 の 関 係 供 給 過 酸 化 水 素 量 と定 常 圧 力,定 常 温 度 の 関係(触 媒 番 号1#08)
4.5性 能 向 上 に 向 け た 提 案
4.5.1触 媒 形 状 に 関 す る 提 案
4.1節 の 結 果 よ り,流 量 と応 答 性,分 解 効 率 に は相 関 性 が あ る こ とが 確 認 され,流 量 の 増 加 に と も な い 応 答 性 は 短 縮 され,分 解 効 率 は 悪 化 す る傾 向 に あ る こ とが 判 明 した.し た が っ て,現 状 の触 媒 を利 用 す る場 合,応 答 性 の 向上 と分 解 効 率 の 向 上 は 両 立 で きな い もの で あ る,
推 進 系 の 性 能 向 上 の た め に は双 方 の 向 上 が必 要 で あ り,最 適 な流 董 を検 証 の 上 そ の 流 量 に て運 用 され る こ とが 望 ま しい が,推 進 系 の シ ステ ム と して 流 量 が 固定 とな っ て しま うの は利 便 性 に欠 け る.こ こで 流 量 増 加 と応 答 性 向 上 の 関係 性 にっ い て 再 度 整 理 す る と,こ の 関係 性 が 成 り立 っ の は 単 に 流 量 が 多 くな る こ と に よ り 触 媒 全 体 に 浸 透 す る ま で の 時 間 が 短 くな る こ と に起 因 す る も の と考 え られ る.
浸 透 に 要 す る 時 間 に つ い て は触 媒 容 積 を小 さ くす る こ とで も実 現 可 能 で あ る,し た が っ て,応 答 性 の 向 上 の た め に は 触 媒 の 容 積 を 現 状 の もの よ りも小 さ くす るべ き で あ る と い え る,な お,Long型 ガ ス ジ ェネ レー タ に つ い て は 反 応 経 路 の長 さ を 延 長 す る こ とで 熱 ロ ス を抑 制 し,分 解 効 率 向 上 を 図 っ た も の で あ るが, N。rma1型 の 多 段 接 続 時 と大 き な 差 異 は な い こ と を踏 ま え る と触 媒 の 長 さ延 長 に よ る熱 ロ ス 抑 制 に っ い て は, 効 果 が 薄 い と推 測 され る,し た が っ て,触 媒 にっ い て は 現 行 の長 さで 直 径 の み を縮 小 し,容 積 を縮 小 した も
の を利 用 す る こ とで,よ り応 答 性 に優 れ た シ ステ ム を構 築 で き る と推 測 され る,
4.5.2多 段 化 に 関 す る 提 案
Normal型 の 多 段 接 続 時 の 結 果 を踏 ま え る と,下 段 の 存 在 に よ り定 常圧 力,定 常 温度,な らび に 分 解 効 率 が 向上 して い る も の と推 測 され る.下 段 部 に お い て 大 幅 な圧 力 上 昇 が み られ る訳 で は な い た め,単 に 上段 出 口部 が 下 段 に 接 続 され た こ と に よ り,上 段 部 の 閉 塞 状 況 が 改 善 され た 結 果 に よ る もの で あ る と考 え られ る.
した が っ て,下 段 に 必 ず しも ガ ス ジ ェ ネ レー タ を 配 置 す る必 要 性 は な く,出 口径 や 触 媒 層 の 寸 法 を変 更 す る こ とで 同 様 の 効 果 を 得 られ る可 能 性 が 高 い.な お,4.5,1節 で 述 べ た 提 案 を 採 用 した 場 合,必 然 的 に触 媒 層 寸 法 は 縮 小 され る た め,今 回 の 実 験 と 同 条件 で 実施 した場 合 圧 九 温 度,分 解 効 率 は 改 善 され る も の と考 え られ る,図4,34に 過 酸 化 水 素 濃 度 を30wt%,45wt%と した場 合 に お け る分 解 効 率,な らび に 定 常 温度 を 示 す.分 解 効 率 にっ い て は ば らつ き が 大 き く判 断 が難 しい が,温 度 に 限 っ て 検 証 す る と,低 濃 度 に お い て は 分 解 反 応 が 鈍 化 す る傾 向 に あ る とい え る.多 段 化,特 にNormal型 の 多 段 接 続 に つ い て は,上 段 で 分 解 で き な か っ た試 験 液 を 下 段 に て 分 解 す る こ と も 目的 の1っ で あ る が,上 段 に て30wt%程 度 の 過 酸 化 水 素 水 と な っ て しま った 場 合 に つ い て は,残 留 液 体 を 下段 に 供 給 して も分 解 反 応 が 起 こ らな い 可 能 性 が 高 い,
ま た,多 段 接 続 を した 状 況 で連 続 運 用 した 場合,4,4節 で述 べ た 通 り下 段 で利 用 す る触 媒 の 劣 化 が 急 速 に進 む 可 能 性 も存 在 す る,以 上 を 踏 ま え る と,短 所 も多 く,ま た,多 段 化 に よ り装 置 構 成 も必 然 的 に複 雑 化 す る こ とか ら,多 段 化 は 不 要 で あ る とい え る.
100
o#6#7
'so 言6。
塁
・・
ユ⑪
・レ μ■ OU
0
ユ53035404550556065
H三 〇=co11cellttLatiOll,wt%
(a)過 酸 化 水 素 濃 度 と分解 効 率 の 関係 図4.34
150
o#6・#7
星120差
塁9・
屋 6。
塁
ぎ ・。
卜O
只
o
苔 0
253035404550556065
H、O、concenta'alion、 、、喧%
(b)過 酸 化 水 素 濃 度 と定 常 温 度 の 関 係 過 酸 化 水 素 濃 度 と分 解 効 率,定 常 温 度 の 関 係(触 媒 番 号:#e6,#07)
4.5.3ヒ ー タ 搭 載 に 関 す る 提 案
4,3節 で 述 べ た 通 り,ヒ ー一タ に よ り触 媒 を 予 熱 す る こ とで 分 解 効 率 を 向 上 す る こ とが で き る.図4.35は, 触 媒 番 号#07に お い て,寿 命 中 期(供 給 過 酸 化 水 素 総 量:350g付 近)寿 命 後 期(供 給 過 酸 化 水 素 総 量:800g 付 近)に お け る ヒー タ加 熱 の 影 響 を比 較 した も の で あ る,低 温部 に つ い て は性 能 の 向 上 は 確 認 で き な い が,
高 温(130℃)加 熱 時 は 寿 命 中期,寿 命 後 期 と も に 同 等 の 性 能 を 示 して い る こ とか ら,利 用 期 間 に 関 わ らず ヒー タ を 用 い た 予 熱 は 効 果 が あ る とい え る,
ま た,4,4節 で 述 べ た とお り,加 熱 直 後 の み な らず,そ の 後 も一 時 的 に性 能 が 向 上 す る可 能 性 も存 在 す る,
分 解 効 率 は50%程 度 で 安 定 す る傾 向 を 示 して い る た め,そ の 範 囲 内 で 各 種 シ ス テ ム を 構 築 す れ ば 予 熱 不 要 で あ る が,よ り高 い 推 進 性 能 を実 現 す るた め に は ヒー タ の 設 置,な らび に 効 率 的 な 運 用 が 必 要 不 可 欠 で あ る.
・〕BefbreAfヒor
100
go
80 δ .量 自70国
60
OO
50
20406080100120140
1nitialtemperatUre,OC
図4.35寿 命 中 期,寿 命 後 期 に お け る 予 熱 効 果 の 比 較