ルート

この記事ではエネルギー管理士(熱分野)の出題分野である、エネルギー総合管理及び法規について解説します。エネルギー相互管理及び法規の分野は熱分野・電気分野の共通課目になっており、どちらの課目を受験する場合でも勉強する必要があります。

Unsymmetric-Electrolyte-NRTL(以下、UE-NRTL)とは長距離相互作用(イオンのクーロン力等)はPitzer-Debye-Hückelモデル(以下、PDHモデル)で表し、短距離相互作用はNRTLモデルで表すことで、電解質を含む系の活量係数を計算できるモデルです。

Debye-Hückel理論を拡張し、イオン強度がより大きい系まで適用範囲を広げたモデルの1つがPitzer-Debye-Hückelモデルです。PDHモデルはイオン強度が0

液相でイオンを生成するような化合物を含む系を電解質系といいます。化学プラントにおいては酸やアルカリを扱うことはよくあるため、電解質系の気液平衡計算を精度よく行なうことは機器設計するうえで非常に重要です。

Debye-Hückelの理論は1923年に発表された希薄強電解質溶液の活量係数を表わす理論です。現在実用的に使用されている電解質モデルはほとんど全てこのDebye-Hückelの理論をベースにして改良されてきたモデルです。

撹拌反応槽では撹拌によって2液が混合し反応が進行しますが、Pv一定でスケールアップしたとしてもラボで得られた反応率やスペックを得られないことがあります。これは混合速度に対する反応速度が相対的に大きい場合に生じやすいです。

撹拌槽を設計するうえで重要なのが寸法比です。過去の知見から、混合させる液の物性や目的に応じてある程度常識的な寸法比が決まっています。本記事では撹拌槽の代表的な寸法比を紹介します。

ラボスケールで開発してきた製品を量産化するために、反応器・反応槽を実機スケールへとスケールアップするのは化学工学エンジニアの代表的な仕事の1つと言えるでしょう。本記事では撹拌槽のスケールアップ指標についていくつかまとめました。

伝熱面積を稼ぐために撹拌槽内に設置して、熱交換させる装置を伝熱コイルといいます。撹拌槽サイズが大きくなるとジャケットからの伝熱だけでは伝熱能力が不足するようになります。この伝熱能力不足を解消する手法の1つとして、撹拌槽内に伝熱コイルを挿入し伝熱面積を稼ぐことが挙げられます。

撹拌槽の壁面に内容物を加熱・冷却するための用役を流すスペースを設けることが多いですが、これをジャケットといいます。ジャケット伝熱は最も一般的な手法で、内部コイルと違って槽内部の流動状態に影響を与えることなく温度制御ができる点で優れています。

気液撹拌はガス吸収や化学反応、あるいは発酵などの目的で行われます。撹拌槽への気体の供給方法によって大きく3種類に分けることができます。本記事では浸漬撹拌式の気液撹拌について、気泡の分散状態や撹拌動力について解説します。

ガス吸収や放散などの気液間の物質移動で、特に難溶性のガスを扱う場合に使用するパラメータが液相側物質移動容量係数kLa[1/s]です。推算値では精度が悪いことがあるので、なるべく実測値を使用したいところです。

液液撹拌は乳化重合や液液抽出など、界面を通しての物質移動が重要になる系で行なわれる操作です。撹拌翼によるせん断により小さな液滴を発生させることで界面積が増加し、物質移動が促進されます。

液滴の大きさや分裂の指標となるウェーバー数Weを撹拌に適用させたものを撹拌ウェーバー数Weといいます。撹拌Weは液液混合系において、撹拌翼の回転によるせん断でどのくらいの大きさの液滴が生じるかを推算するときに使用します。

この記事は高圧ガス製造保安責任者、甲種機械の受験体験記です。甲種機械は11月の国家試験で学識、保安管理技術、法令の3科目を受験し合格することで取得できます。ただし、毎年春(5月頃)に実施される検定試験で学識、保安管理技術の2科目を受験し合格すれば国家試験では免除されます。