高圧・強腐食性溶液に用いる蒸気圧測定方法および試験装置の開発

Development of vapor pressure measurement method with static vapor pressure apparatus for high-corrosion solutions under high-pressure

高井 俊秀  ; 久保 真治  

Takai, Toshihide; Kubo, Shinji

ISプロセスにおける蒸留工程の設計・運転操作を検討するための基礎データを拡充するため、高温・高圧・高腐食性のポリヨウ化水素酸に適用でき、かつ、バッチ式(一回の試料充填で一つの組成に対する測定しかできない)でも能率的なデータ取得ができ得る平衡蒸気圧測定方法の開発を試みた。試験装置の核心部は竪型のピストン付シリンダーで、耐圧性と耐食性の両立は、ニッケル基合金に耐食金属のタンタルを内張りすることで実現した。強腐食性溶液を注入する試料チャンバーに圧力計を設けずピストンを介して間接的に圧力を測定するようにしたことで、試料溶液量の削減、装置の小型化による熱容量の低減を可能とし、データ取得試験の実施に要する時間を短縮できるようにした。圧力間接測定に際しピストンの押し込み過程と引き込み過程と両者の圧力測定値を使うことでピストンとシリンダー間に働く摩擦力を相殺し、これに起因する誤差が低減するよう工夫した。試料チャンバーにも圧力計を取り付けた予備試験を行い、間接測定値と比較した。水、ヨウ化水素酸およびポリヨウ化水素酸の試料において両者が良好に一致したことから、本法が有効に機能することを示した。

Concerning the iodine-sulfur thermochemical water-splitting process, expanding range of the properties of the HI-I-HO system (HI) is essential for designing distillation columns and for making good choices of operating conditions. A measurement method with a static vapor pressure apparatus was developed for determining vapor pressure of high-temperature and high-pressure HI (up to 3 MPa and 160 C). Preliminary tests employing the pressure gauge for the sample chamber were carried out for comparisons of the direct pressure values and the indirect values. The results of the test using sample solutions of water, HI-HO system, and HI showed the two sets of data accorded well, so that the practicability of this vapor pressure measurement method is validated.