連続式ＢＤＦ反応装置（Continuous-Biodiesel-Ｒｅａｃｔｏｒ）の実フロー紹介！！

先日、下記のＢｌｏｇ記事でＳｔａｔｉｃ－Ｍｉｘｅｒ方式のECOな

　　　　　　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ－Ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ　Ｒｅａｃｔｏｒ／Ｓｅｐａｒａｔｏｒ

　　　　　　　　　（連続式ＢＤＦ反応・グリセリン分離装置）

を紹介しました（　http://blogs.yahoo.co.jp/hirai476/9624035.html　　　）。

今回は、その概略フロー図の一般紹介です

。

基本は、Ｄｒｙ－Ｐｒｐｃｅｓｓのイオン交換樹脂塔、或いは吸着塔を小改造した反応・分離器（図のＲS－１，ＲS－２）、そしてＳｔａｔｉｃ－Ｍｉｘｅｒ（図のＳＸ－１，ＳＸ－２）、Sub-Reactor(SR-1.SR-2),小型パイプ・インライン型ヒーター（ＨＴ－１，ＨＴ－２）、ＷＶＯポンプ（Ｐ－Ｏｉｌ），メトキシド・ポンプ（Ｐ－Ｍｅｔ）などが主要機器類です。

主要機器と言っても、高価なものは何一つありません。他はバルブ（Ｖ）、ホース、温度計（Ｔ）、流量計（Ｆ）、圧力計（Ｐ）,チェックバルブ（ＣＶ）だけです。

今回使用するＳｔａｔｉｃ－Ｍｉｘｅｒは、米国 Ｋｏｆｌｏ社製のものです。

。。と言うか、反応・分離器、ポンプなど、総て１００％安価な米国製資材を使用しています。イメージ 1

この日産１８００Ｌの装置では、ミキシング計算・検証の結果、ほぼ最小のＳｔａｔｉｃ－Ｍｉｘｅｒモデルで充分であると言う結論になり、これを採用しています。値段は、Ｓｔａｔｉｃ－Ｍｉｘｅｒ2本で288$（2.5万円）でした(本Blog記事最後の追加付録が実物写真）。

右の写真は、他社製の各種Ｓｔａｔｉｃ－Ｍｉｘｅｒの写真です。

従って、必用なら、大型化は幾らでも可能です。

尚、全購入資材費は、20万円は少し超えましたが、30万円以内です。

Ｓｔａｔｉｃ－Ｍｉｘｅｒ（ＳＸ－１/２）と反応・分離器（ＲS－１/２）内では、エステル交換反応を連続的に実行しつつ、同時にＢＤＦ／グリセリンも効率的に分離されて行きます。

但し、殆どのエステル交換反応は、Static-Mixer（SXー１/２）とSub‐Reactor(SR-1/2)を通過する２０～３０秒の瞬時に、殆ど完結すると思われます

。Static-Mixer内の滞留時間は０．１秒と瞬間の混合・反応です（Intensified Reaction)。

続いて小さな塔容器(24L)内で,効率的な反応と分離を行う為に、石油産業設備等で使われているＣｏａｌｅｓｃｅｒ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（凝集分離技術）を一部取り入れる様な改造をＤｒｙ－Ｐｒｏｃｅｓｓタワーに仕組んでいます。

設計の詳細仕様は非公開としますが、2段アルカリ反応で、2倍程度（日産３６００Ｌ、８時間操業で１２００Ｌ）までは、製造能力的に、この設備で充分可能！！（？）

と言う見込が得られています

。

ＢＤＦ1段反応（程度の転化率）で充分と言うことであれば、単に2本を直列から並列使用すれば良く、この場合、２倍の能力となります。

但し、余ほどメタノールを過剰に投入しないと化学平衡(可逆反応）から、高転化率BDF、或いは最低BDF品質規格に合致するBDFの製造はできません。

連続プロセスの最大の特徴は、設備費が安い、使用エネルギーが少なくＥＣＯ的、設置場所をとらない、高転化率が簡単に得られる、そして大型化・スケール・アップが簡単等と言うことです。

一方、バッチ反応器では、スケールアップが困難であるばかりか、撹拌が不均一になり易く充分な高転化率のBDFが得られ難いとか、出来ても長時間の反応時間となります。

１００～２００Ｌクラスのバッチ・データから、この規模のバッチ反応器をスケール・アップできる技術・知識・経験を持っている方は、極めて少ないと思います。

それだけ、バッチ方式は、スケール・アップが難しいのです

！！

スケール・アップの困難さは、バッチ反応器一般に言える現象です。

スケールアップ技術を学ぶのが、化学工学の学問目的とさえ言えます。

化学工学の知識の無い人、或いは理解出来てない人がスケールアップを行えば、１００％失敗します。

例え、知識が充分あっても、特にバッチ反応器のスケールアップは難しいのですから、。。。。

従って、一般的な化学プラントは、Ｌａｂｏ－Ｓｃａｌｅ，Ｐｉｌｏｔ－Ｓｃａｌｅ，．．．．実プラントへと何段階もテストを繰り返しているのが、現状です。

市販バイオディーゼル装置でも、失敗例は数多く有ります。

完全に失敗でなくとも、、転化率は極端に悪かったり、或いは反応時間が極端に長くなったり、或いはエネルギー効率が極端に悪い例も多いと思います。

大型化の第1の主目的は、エネルギー効率など、生産性向上が主な目的です。

この目的を達成できてないＢＤＦプラント（装置）、ただ動いているだけの大型バッチ装置等、皆さんの周りにありませんか

？？

余談ですが、ＢＤＦの専門家と称される方、或いは長年この分野で活躍されている方も、時々（しばしば）化学工学を理解されていないのか、理論を無視された議論、或いは化学工学の基礎分野の物理化学、化学の理論を無視し、真面目に、熱心に議論されている例も少なくありません。滑稽な場合すらあります、失礼ですが。。。。。

また誤解があるといけないので、敢えて言いますが、

けしてStatic-Mixerが特別素晴らしいと言っているつもりはありません。

バッチに比べて連続プロセスが、特に反応転化率に関して優れていて、その特質をStatic-Mixerは活かせるばかりでなく、かつ安価な器具だと言っているつもりです。撹拌器具は他でもいいのです。

バッチでも、安価なStaic-Mixerの特質を生かした使い方（Micro-Mixing、Intensified Reaction)をすれば、素晴らしい成果をあげることができるとも言っているつもりです。

現状、この反応・分離器と伴に、後段のメタノール回収、及びドライプロセスも、併行して製作中です。

では。。。。。。

Ｊｏｅ．Ｈ

追伸）

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