NH混合ガスの高温域における可燃下限界測定試験

Experiment for the Lower Limit of Explosion of NH Gas in High Temperature Range

塚田 隆治*

Tsukada, Ryuji*

プルトニウム転換技術開発施設の焙焼還元工程は、常温約800の温度領域で運転され、還元ガスとして窒素-水素混合ガス(NHガス)が使用されている。ここでNHガス中の水素濃度は、空気との混合状態における可燃下限界を考慮して、6vol%以下になるよう設計・管理されている。この水素濃度管理値は、高温域における実測値がないことから、常温域における可燃下限界濃度を用いて解析的に求めて設定されたものであるため、本試験では窒素-水素-空気の3成分ガスを使用して実際の高温暴露試験を行い、高温域における水素の爆発(燃焼)現象発生の有無を確認した。水素の爆発下限界に関する従来からの知見を加味した本試験結果の考察から、以下の結論が得られた。(1)水素が45%、これを酸化するのに必要な量以上の酸素(2%以上)、他は窒素の3成分で構成される混合ガスを500800の温度に暴露すると、水素-酸素系のゆるやかな酸化反応(緩慢燃焼)が生じる。(2)・この緩慢燃焼の程度は温度の上昇とともに漸次増大し、800では水素のほぼ全量が酸素によって消費される。(3)500以上の温度に保持されたNHガスに任意量の空気が混入しても、緩慢燃焼が生じるのみで、火炎の伝ぱによる大きな圧力上昇を伴う燃焼(すなわち爆発現象)は全く起こらない。

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