化学プラントの専門メーカーとして、数多くの反応装置の設計、反応設備の建設に、永年にわたり携わって参りました。反応装置における省エネルギー化についての比較をお示しいたします。

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反応装置における省エネルギー化
はじめに
最近の樹脂製造業界においては、合理化・大型化・省エネルギー化が要求されるようになりました。当社は永年培った反応装置の製造技術を礎に、積極的に新技術の研究・開発に努め、時代のニーズに応えてまいりました。合理化に関しましては、マイクロコンピュータを利用し、自動計量・仕込・温度制御システムを確立しております。大型化に関しましては、20m3の合成樹脂の反応缶の実績があります。
比較
省エネルギーを主目的として製作・納入いたしましたアルキッド樹脂反応装置を例にご説明いたします。
アルキッド樹脂は反応温度が240℃〜280℃と高いので、古くは直火缶で行われてきましたが、現在は消防法の制約上ほとんどなくなり、誘導加熱方式と熱媒を使用した媒体加熱方式に変わってきました。当社は熱媒ボイラ(当社製作)から反応装置迄一貫した設計・製作を行い、媒体加熱方式による樹脂反応装置の省エネ化を図ってまいりました。
下表に10m3反応缶にて、当社が製作・納入した媒体加熱と、誘導加熱方式にした場合の比較を示します。
  媒体加熱方式 誘導加熱方式
設備 10m3反応缶×1基 熱媒ボイラ 100万kcal/hr 10m3反応缶×1基 電気容量 500kw
加熱に要する付帯設備 熱媒ボイラ、冷媒クーラ、膨張タンク、冷媒・熱媒ポンプ、冷媒・熱媒配管 受電設備、電気配線、蒸気源(加熱時間を短縮するのに使用)
イニシャルコスト 【安い】 又反応缶の基数が多くなっても熱媒ボイラを兼用できるので更に安くなる 【高い】 昇温時に大容量の電力を必要とする為、受電設備・配電設備が高くつく
実効率 77%
但し ボイラーの効率は80%
70%
昇温時間 8ton 亜麻仁油仕込み
20℃→250℃ 2.5時間
8ton 亜麻仁油仕込み 20℃→250℃
誘導加熱のみ 5.5時間
蒸気加熱併用 2.5時間
冷媒による冷却 冷媒による冷却 280℃→100℃ 80分
昇温をジャケットのみ、冷却はコイルを使用し、水冷却をすると短縮できる
蒸気+水による冷却 30分
280℃→200℃→110℃
(蒸気冷却) (水冷)
運転コスト(加熱のみを考えると) 誘導加熱より1バッチ当り25%安くなる
但し 電気代 20円/kw
   A重油 60円/lとする
 
保全 ボイラの定期検査程度 高電圧高電流を取り扱うので電気部品の定期検査補修が大変である
以上の比較により、媒体加熱による反応装置のほうが、設備コスト・運転コストともで優れているといえます。 又、媒体加熱のエネルギー効率はボイラの効率で決定されますが、誘導過熱の場合は燃料油→電気→熱と交換されて、総合エネルギー効率は悪くなります。これからの省資源、省エネルギーが要求される時代には、媒体加熱方式が樹脂反応装置の主流となりつつあります。
【樹脂製造装置フローシート】
樹脂製造装置フローシート 図
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