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水蒸気改質処理装置ガス化装置の熱計算

Heat calculation for gasification chamber of steam reformer

岡沼 浩司; 佐々木 紀樹; 山口 大美

Okanuma, Hiroshi; Sasaki, Toshiki; Yamaguchi, Hiromi

日本原子力研究開発機構が所有するさまざまな廃棄物の中には、焼却処理が困難な有機系廃棄物(リン酸トリブチル廃溶媒,フッ素油を含む廃油等)が存在する。環境技術管理部では、これらの有機系廃棄物を分解,無機化し、適切な廃棄物処分につなげるための処理技術の一つとして、水蒸気改質処理法の技術開発を行ってきている。本報では、水蒸気改質処理装置の運転条件による試料処理の可否及び装置挙動の予測、また、試料処理運転条件の効果的,効率的改善に資することを目的として、水蒸気改質処理装置のガス化装置の熱計算モデルを作成した。さらに、その熱計算モデルを使用し、試料供給あり(30wt%TBP/ドデカン)の場合と試料供給なしの場合で熱計算を実施、その熱計算結果と試験実測値(平成18年度後半実施)の温度を比較することにより、その熱計算モデルの妥当性を検証した。その結果、試料供給なしの場合については、熱計算結果と試験実測値の温度が比較的一致し、今回作成したガス化装置の熱計算モデルは、ガス加熱の観点からは、比較的、現実のものに近い形でモデル化されていることが確認された。一方で、試料供給ありの場合については、熱計算結果と試験実測値の温度の間に、試料供給なしの場合と比較して大きな隔たりが確認され、試料のガス化装置内での物理的及び化学的変化等におけるモデル化については、さらなる検討が必要なことがわかった。

JAEA has many kinds of low level radioactive wastes and some of them are difficult to be decomposed by an incinerator. Steam reforming as treatment technology for low level radioactive wastes has been developed for decomposition and mineralization of the wastes in waste management department of JAEA, which contributes to appropriate disposal of the wastes. In this report, a heat calculation model for the gasification chamber of the steam reformer has been developed for estimation what samples can be treated or not, and effective and efficient improvement of operation. The following two cases have been calculated by the heat calculation model and it has been verified by comparing the results of calculation with the experimental data which were obtained in the latter half of fiscal year 2006. One calculation case is concerned with the operation of gasification chamber without sample feed. The other is concerned with the operation of gasification chamber with sample feed. The results of heat calculation without sample feed are in agreement with the experimental data relatively, but those of with sample are more different from the experimental data than those of without sample. This shows that the heat calculation model we have developed is feasible in terms of gas heating, but has problems in terms of physical and chemical changes of the sample in the gasification chamber. We need to modify the model in the part of physical and chemical changes of the sample in it.

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