IS process hydrogen production test for components and system made of industrial structural material, 2; HSO decomposition, HI distillation, and HI decomposition section

工業製材料を用いたISプロセス水素製造試験,2; 硫酸分解工程, HI蒸留工程, HI分解工程

野口 弘喜  ; 竹上 弘彰 ; 上地 優; 田中 伸幸 ; 岩月 仁 ; 笠原 清司  ; 久保 真治  

Noguchi, Hiroki; Takegami, Hiroaki; Kamiji, Yu; Tanaka, Nobuyuki; Iwatsuki, Jin; Kasahara, Seiji; Kubo, Shinji

原子力機構では、高温ガス炉の核熱利用技術として熱化学法ISプロセスの研究開発を行っている。工業材料を用いて100L/h規模の連続水素製造試験装置を製作した。初めに、本試験装置の各機器の機能確認を行うため、5つに分割された工程毎に試験を実施した。本報告では、5工程のうち、硫酸分解工程、HI蒸留工程及びHI分解工程の結果を示した。硫酸分解工程では、硫酸分解器による硫酸分解反応試験を行い、酸素製造量は供給硫酸量に比例することを示し、また、SO分解率は約80%であった。以上より、設計通りの性能を有していることを明らかにした。HI蒸留工程では、共沸以上のHIx水溶液を用いた蒸留試験を行い、塔頂から高濃度HI水溶液、塔底から共沸組成のHIx水溶液の生成を確認し、蒸留による分離が設計通りに行われていることを示した。HI分解工程では、HI分解器によるHI分解反応試験を行い、分解率約18%で安定した水素製造が可能であることを示し、設計通りの性能を有していることを示した。シリーズ(I)で示すブンゼン反応工程、HI濃縮工程の結果と合わせて、工程別試験を完了した。その後、これらの結果を基に、連続水素製造試験を実施し、8時間の水素製造に成功した。

JAEA has been conducting R&D on the IS process for nuclear-powered hydrogen production. We have constructed a 100 NL/h-H-scale test apparatus made of industrial materials. At first, we investigated performance of components in this apparatus. In this paper, the test results of HSO decomposition, HI distillation, and HI decomposition were shown. In the HSO section, O production rate is proportional to HSO feed rate and SO decomposition ratio was estimated about 80%. In HI distillation section, we confirmed to acquire a concentrated HI solution over azeotropic HI composition in the condenser. In HI decomposition section, H could be produced stably by HI decomposer and decomposition ratio was about 18%. The HSO decomposer, the HI distillation column, and the HI decomposer were workable. Based on the results added to that shown in Series I, we conducted a trial continuous operation and succeeded it for 8 hours.