混合気体を温める方法について

基準0℃の状態で
酸素の比熱 0.921kJ/kg・K、塩素の比熱 0.481kJ/kg・K、エチレンの比熱 1.792kJ/kg・K
熱容量それぞれ酸素約1.4kJ/m3・K、塩素約1.6kJ/m3・K、エチレン約2.3kJ/m3・K


この混合気体を内径12mm、総長(任意)900mmのニッケル等でできた管に投入して混合気体を430℃まで温めたいと思っています。

質問なのですが、

①混合気体を温める方法として、シーズヒーターという430℃付近の熱を放つ細い管状のものを、
直接気体と触れさせて反応を起こそうと思うのですが、表面で反応が起きる可能性は低いでしょうか？

②また、外側から混合気体をこの温度(430℃)まで温めるには、0.5mmの厚みの管と仮定して、何度の熱源をあてると可能になりますでしょうか？

質問者からの補足コメント

• 

  430℃くらいに加熱と記載したのですが、
  360℃くらいに変更して考えようと思います。
  
  その場合の温め方にはどのような方法が考えられますか？
  直接ヒーターを気体にあてても反応するんでしょうか？

    補足日時：2017/08/02 08:15

No.3 回答者： kazu0801 回答日時： 2017/08/02 08:48

私の経験から、蒸気ヒーター、電気ヒーター、ガスヒーター、

排ガスヒーター等いろいろあります。
数年前に行った研究所では150℃加熱蒸気を電気ヒーターで
600℃に加温したシステムがありましたが、システムとしては
設計ミスでした。資料の燃焼ガスが着火温度を超え、火災も起こ
した過去もあり、有毒ガスも発生しています。
他の化学工場でも経験がありますが、ほとんどが設計ミスです。
物質を加熱すると可燃ガス、漏洩ガス対策が必要です。
さて、有効な加熱方式は小規模であれば電気コイル式の電気ヒーター
が良いと思います。
円筒型の電気ヒーターに混合気体を入れた管を入れる方式が良いと
思います。
密封型ならリリーフを取付て安全対策を十分にしましょう。
流動型なら二段で加熱すると安定します。
ヒーター部を2つ設置して第一段で200℃、第二段で360℃に加熱とか。
安全対策のため、窒素を注入する設備が有効です。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
先ほど円柱型のヒーターを探していて、よさそうな製品を見つけました！
とりあえず、その製品を使用して温度を工夫してみます。

お礼日時：2017/08/02 10:05

No.2 回答者： kazu0801 回答日時： 2017/08/02 00:33

No.1さんの言われるように混合気体を加熱すると危ないです。

エチレンの発火温度は450～490°Cです。
反応→発火で加熱した加圧され気体は燃えるだけでは済みませんよ。
②の何度の熱源を当てるかというと、ニッケル等でできた管の熱伝導
から430℃+αです。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
発火点と同じくらいでしたね！360℃くらいに温めるには、どういった形で熱源をあてるとよいか、何かを加熱した経験からおよその温度が分かりそうでしたらお教えしていただけませんでしょうか？

お礼日時：2017/08/02 08:12

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/08/02 00:17

爆発的に反応しますから私はやらない。

外側から加熱しても爆発は起こります。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
そうですね、よくよく考えたら、熱くなりすぎて爆発しそうですね！
では、360℃くらいに温めるには、どういった形で熱源をあてるとよいですか？

お礼日時：2017/08/02 08:09