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An Estimation technique for compositions of bunsen reaction solutions on thermochemical water splitting is process

ISプロセスにおけるブンゼン反応溶液組成の推算方法の研究

久保 真治; 中島 隼人; 今井 良行; 笠原 清司; 田中 伸幸; 奥田 泰之; 宮下 礼子*; 小貫 薫

Kubo, Shinji; Nakajima, Hayato; Imai, Yoshiyuki; Kasahara, Seiji; Tanaka, Nobuyuki; Okuda, Hiroyuki; Miyashita, Reiko*; Onuki, Kaoru

ブンゼン反応溶液の組成制御は、ISプロセスの運転を安定化するためのキー技術である。今回、二相分離状態にある4成分系において溶液組成を推算する新しい方法を開発した。これは、両相の2つの密度を計測するだけで、両相のすべてのモル分率を推算できるものである。本方法を実現するため、模擬溶液の密度測定実験を実施、これを多項式近似し、密度と組成の関係式を導出した。また、二相分離状態溶液の各成分のモル分率間の相関式を、文献データを回帰することにより導出した。これら非線形連立方程式の求解プログラムを作成し、両密度を与えることにより組成が計算できるようにした。模擬二相分離溶液を調整し、密度測定及び滴定分析を実施、密度から求めた推算組成と滴定による組成測定値を比較したところ、両者の一致は良好であった。本法はシンプルで簡便に実施できるため、プロセス運転時の組成計測への適用が期待できる。

A new technique was developed to estimate compositions of Bunsen reaction solution in liquid-liquid phase separation which was targeted on the two solutions in phase equilibrium. In this technique, just two densities measured in the two solution are employed to estimate compositions of two solutions consisting of HI, H$$_{2}$$SO$$_{4}$$, I$$_{2}$$, H$$_{2}$$O. The fundamental equations underlying this estimation is relations between densities and compositions. To formulate the relations, densities of simulated Bunsen reaction solutions were measured and regression expressions were formulated. Moreover, relational equations for both phases were set up from measured values by the regression procedure. Through estimations of both compositions from both densities, the calculated values are approximately consistent with titrated values. Because of easily and simply execution, this technique is useful for practical use, especially for plant operation and equipment design.

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