| 研究概要 |
ラボスケールの充填層実験装置および流動層実験装置を用いて、ガラス粒子径(〜500μm)、Na反応率(〜0.8)、HCl分圧(〜0.9atm)を変化させたときの、ガラス中のNaによる塩化水素の中和反応速度を実験的に求めた。ガラス中のNaによる塩化水素中和反応速度はガラス中のNaの拡散モデルで表すことができ、ガラス中のNaの拡散係数は3.3×10^<-16>m^2/sであった。この値は、既往のガラス中のNaの自己拡散係数の1/1000程度であり、ヒドロニウムイオンとの相互拡散となっている可能性が示唆された。ガラスの反応速度を改善するための前処理について検討した結果、水熱処理(250℃,3.5MPa,5h)によって、中和反応速度を20倍程度まで改善できたが、実用化においてコストの増加要因となるため、本研究課題における開発は行わないこととした。水蒸気処理(350℃,1.5MPa,5h)やアルカリ処理では中和反応を改善することができなかった。ガラス中のNaによる塩化水素中和反応速度が当初の予測よりも低かったために、提案段階の移動層による中和炉では装置が大型化することとなり、中和炉のデザインについて再検討を行った。ガラス粗粉砕時の微粒子を流動層で、粗粒子を移動層で利用する2段反応システムを提案し、反応装置体積を低減できることを明らかにした。
DSCを利用して中和反応熱を直接測定するシステムについて検討を行い、DSCに設置して使用する反応装置の設計を完了した。流動層におけるPVCの熱分解挙動を測定するための小型気泡流動層反応装置の改造を完了し、熱分解ガス測定システム(FT-IRによる塩化水素連続測定システムならびにガス分割サンプラーによる無機ガス、炭化水素等の測定システム)の製作を完了した。
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