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Thermodynamic considerations on the purification of H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ and HIx phases in the iodine-sulfur hydrogen production process

熱化学水素製造ISプロセスにおけるH$$_{2}$$SO$$_{4}$$相及びHIx相の精製に関する熱力学的検討

Wang, L.*; 今井 良行  ; 田中 伸幸 ; 笠原 清司  ; 久保 真治  ; 小貫 薫

Wang, L.*; Imai, Yoshiyuki; Tanaka, Nobuyuki; Kasahara, Seiji; Kubo, Shinji; Onuki, Kaoru

熱化学水素製造ISプロセスにおいて、ブンゼン反応で生成するH$$_{2}$$SO$$_{4}$$相及びHIx相はそれぞれ少量の不純物(前者はHIとI$$_{2}$$、後者はH$$_{2}$$SO$$_{4}$$)を含んでおり、効率的な水素製造のためには、これらを分離,回収する精製工程が不可欠である。最適精製条件検討に資するために、化学プロセスシミュレータESPによる熱力学的検討を行った。精製操作にかかわる化学反応平衡及び相平衡に対する温度と放散ガスの影響を調べ、以下を明らかにした。H$$_{2}$$SO$$_{4}$$相については、約110$$^{circ}$$C以上の温度域で、HIをI$$_{2}$$に変える逆ブンゼン反応及びI$$_{2}$$の気化が優勢になるため、この現象を利用した精製が可能である。また、不活性ガスを用いた放散により操作温度を低温域に拡大できる。また、酸素を放散ガスに用いてHIをI$$_{2}$$に酸化することにより、プロセス物質であるH$$_{2}$$SO$$_{4}$$を損なうことなく精製ができる可能性がある。HIx相では、硫黄及び硫化水素生成反応のため、精製温度は限定されるものの、不活性ガス放散によりその温度域を拡大できる。

Small amount of HI and I$$_{2}$$ are contained in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ phase and a little H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ is contained in HIx phase obtained from the Bunsen reaction in the thermochemical water splitting IS process. A thermodynamical investigation of purification to separate and recover these components was made by a chemical process simulator ESP to clarify effects of temperature and stripping gas on reaction and phase equilibrium. The reverse Bunsen reaction, which change HI to I$$_{2}$$, and I$$_{2}$$ vaporization are dominant at higher temperatures than ca. 110$$^{circ}$$C for H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ phase. The temperature can be extended to be lower by inert gas stripping. Purification of the solution without loss of H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ is expected by oxidation of HI to I$$_{2}$$ by O$$_{2}$$ stripping. Though temperature range where purification by reverse Bunsen reaction is available is limited for HIx phase because of S and H$$_{2}$$S production reactions, the range can be widen by inert gas stripping.

使用言語

 :

English

掲載資料名

 :

Chemical Engineering Communications

巻

 :

199

号

 :

2

ページ数

 :

p.165 - 177

発行年月

 :

2012/02

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

no keyword

特許データ

 :

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論文URL

 :

https://doi.org/10.1080/00986445.2011.582530

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分野：Engineering, Chemical

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