亜酸化窒素の連鎖的自己発熱分解反応開始メカニズムの解明による事故防止技術の提案

阐明一氧化二氮链式自放热分解反应引发机制提出事故预防技术

基本信息

批准号：
21K04483
负责人：
和田豊
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Chiba Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04483/
关键词：
亜酸化窒素自己発熱分解熱分解事故防止技術

项目摘要

今年度は高圧力環境下でN2Oの分解挙動を調査することを目的とし， 0.5 MPaと1 MPaの圧力条件下での分解挙動を調査した．先行研究よりN2Oの自己発熱分解の様子を調査する際に使用する分解器内の全長の違いが，N2Oの完全分解に影響を与えることが示唆されている．そこで本研究では，1 MPaの圧力条件下で，先行研究でN2Oの自己発熱分解がみられた分解器の全長を基本とし，全長を変化させた実験を行うことで，詳細なN2Oの自己発熱分解挙動のデータを取得することを目的とした．まず，0.5 MPaの圧力下において，500℃程度の温度領域においてもN2Oの発熱分解反応を確認した．1 MPaの圧力下では466℃にて約1.8倍の圧力比を伴う爆発的な発熱分解反応が観察された．高圧力下においては600℃以下の領域においてもN2O単体で爆発事故の危険性があることを示唆する結果を得た．次に連鎖的な発熱分解の原因となるコンタミネーションについて，N2Oと接する材質や海上着水後の酸化剤タンク内壁の付着物の調査を実施した．さらに，海上着水後のタンクの再使用に向けた洗浄方法について，模擬試験片を用いた比較実験を通して検討を行った．その結果，以下の知見を得た．1．タンク材質A6082では，海上着水済みタンク内の表面にはNa，Clを含む50um程度の結晶状の物質をはじめ，炭素成分が多く付着していることが分かった．2．A6082の模擬試験片での洗浄結果より，アルミナビーズおよび洗剤水を用いて1分間洗浄後，熱湯で1分間×6回以上すすぐことにより，C，Na，Clなどの元素含有量を減少させて，使用前のアルミ表面と同レベルの洗浄度まで戻ることが確認できた．したがって，タンクの洗浄方法として，この方法が有効であると考えられる．今後は海上着水した酸化剤タンクの再使用に向けた洗浄方法の確立を目指す予定である．

今年，我们旨在研究N2O在高压环境下的分解行为，分别研究了0.5 MPa和1 MPa压力条件下的分解行为。先前的研究表明，用于研究N2O自热分解的分解器总长度的差异会影响N2O的完全分解。因此，在本研究中，我们以前期研究中观察到的N2O自热分解的分解器的总长度为基础，在1MPa的压力条件下进行了实验。通过改变总长度，我们详细研究了 N2O 的自热分解，目的是获得分解行为的数据。首先，我们确认了 N2O 在 0.5 MPa 的压力和约 500°C 的温度范围内发生放热分解反应。在1MPa压力下，在466℃时观察到压力比约为1.8倍的爆炸性放热分解反应。我们得到的结果表明，在高压下，即使在低于 600℃ 的区域，仅 N2O 也存在爆炸风险。接下来，我们研究了与 N2O 接触的材料以及海上溅落后氧化剂罐内壁上的沉积物，以调查可能引起放热分解连锁反应的污染。此外，我们还通过使用模拟测试件的对比实验，研究了在海上着陆后重复使用储罐的清洁方法。结果，我们获得了以下知识。 1.对于储罐材料A6082，在落海后发现储罐内部表面附着有大量碳成分，其中包括约50μm的含有Na和Cl的结晶物质。 2.根据A6082模拟试件的清洗结果，用氧化铝珠和洗涤剂水清洗1分钟，然后用沸水漂洗1分钟，可以降低C、Na、Cl等元素的含量x 6次以上，确认清洁程度恢复到与使用前的铝表面相同的水平。因此，该方法被认为作为罐清洗方法是有效的。未来，我们计划建立一种对海上登陆的氧化剂罐进行再利用的清洁方法。