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Evaluation of required activity of SO$$_{3}$$ decomposition catalyst for iodine-sulfur process

ヨウ素-硫黄プロセスにおけるSO$$_{3}$$分解触媒に対する要求性能の解析

今井 良行; 久保 真治; 後藤 実; 島川 聡司; 橘 幸男; 小貫 薫

Imai, Yoshiyuki; Kubo, Shinji; Goto, Minoru; Shimakawa, Satoshi; Tachibana, Yukio; Onuki, Kaoru

ヨウ素-硫黄プロセスにおけるSO$$_{3}$$分解触媒に対する要求性能を数値解析により調べた。ヘリウム加熱シェルアンドチューブ型SO$$_{3}$$分解器について、Yagi-Kunii式及びZukauskas式をそれぞれプロセスガス側及びヘリウムガス側の伝熱に適用して伝熱面積を算出し、反応器の空間速度として1000h$$^{-1}$$が最適であることを明らかにした。この結果をもとに、工業的なSO$$_{3}$$分解器で想定される0.5MPa以上の操作圧において平衡分解率を達成するために必要な触媒性能を検討し、量論速度式の速度定数k$$_{1}$$として1.5s$$^{-1}$$以上を確保する必要があることを明らかにした。

Required performance of SO$$_{3}$$ decomposition catalyst for Iodine-Sulfur process was investigated. Heat transfer area needed for shell and tube type SO$$_{3}$$ decomposer exchanging heat from VHTR was calculated by applying Yagi-Kunii and Zukauskas's equation for filled layer-SiC tube and SiC tube-He gas flow heat transfer respectively and the minimum space velocity for catalyst was 1000 h$$^{-1}$$. To transform minimum space velocity to more universal kinetic rate constant, we introduced forward/reverse SO$$_{3}$$ decomposition equation. To achieve equilibrium SO$$_{3}$$ decomposition ratio above 0.5 MPa, rate constant k$$_{1}$$ should be more than 1.5 s$$^{-1}$$ for SO$$_{3}$$ decomposition catalyst.

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