Components development for sulfuric acid processing in the IS process

ISプロセスの硫酸工程に関する機器開発

野口 弘喜  ; 久保 真治  ; 岩月 仁 ; 笠原 清司  ; 田中 伸幸 ; 今井 良行  ; 寺田 敦彦  ; 竹上 弘彰 ; 上地 優; 小貫 薫; 稲垣 嘉之

Noguchi, Hiroki; Kubo, Shinji; Iwatsuki, Jin; Kasahara, Seiji; Tanaka, Nobuyuki; Imai, Yoshiyuki; Terada, Atsuhiko; Takegami, Hiroaki; Kamiji, Yu; Onuki, Kaoru; Inagaki, Yoshiyuki

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉の核熱を用いて水から水素を製造する熱化学法ISプロセスの研究開発を進めており、特に、ISプロセス機器の信頼性確証及びプロセス簡素化に向けた研究開発を行っている。ISプロセス機器の信頼性確証の一環として、硫酸工程の主要機器である硫酸分解器について、熱交換部をSiCセラミックス、マニフォールド部をグラスライニング材で構成されたバイヨネット型硫酸分解器を試作し、その製作性を示した。また、硫酸工程のプロセス簡素化が可能な直接接触熱交換器の設計に必要となる物質移動係数の測定方法を検討し、濡れ壁塔を用いた試験装置を設計・製作した。製作した試験装置を用いて水の物質移動係数を測定し、実験相関式と比較することにより試験装置の妥当性を確認し、硫酸の物質移動係数の測定準備が完了した。

The Japan Atomic Energy Agency has been conducting research and development on a thermochemical iodine-sulfur (IS) process. An examination is planned to verify the integrity of the components in the sulfuric acid decomposition section. A bayonet-type sulfuric acid decomposer made of SiC ceramics, a key component in the section, was test-fabricated. In parallel, a direct-contact heat exchanger (DCHX) is contemplated for use in the sulfuric acid decomposition section to simplify the process. Although the concept is very attractive, little is known about the heat and mass transfer behavior in the DCHX. Therefore, a test apparatus was constructed to measure the gas-phase mass transfer coefficients required for the optimal design of the DCHX. These coefficients of water were acquired and compared with an empirical correlation. The experimental data were in good agreement with those obtained from empirical correlation, and thus, the apparatus was confirmed to be reasonable.