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有機廃棄物から水素を除去するための熱分解法の適用性を検討した
Application of pyrolysis to remove hydrogen from an organic nuclear waste.
PMID: 32653790 DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.123367.
抄録
本研究では、このポリマーに埋め込まれた使用済み核燃料のサンプルから、エポキシ樹脂をゆっくりと熱分解して除去することを扱っている。原子力分野以外では、電子廃棄物中の金属の回収において、熱分解によるエポキシ樹脂の除去は典型的な課題である。主な目的は、貯蔵中の放射線分解による水素発生を回避し、過圧や爆発のリスクを回避するために、残留固体廃棄物中の水素を除去するための最適な条件を見つけることです。凝縮性熱分解生成物(タールと水の混合物)とチャーは元素分析により特性評価と定量を行い、永久ガスはガスクロマトグラフィーにより定量を行った。C, H, O, Nの両元素と熱分解生成物の質量バランスを完成させるために、生の測定値を調整するためにデータ調整法を適用した。熱分解バランスに及ぼす温度の影響を検討した後、加熱速度,アルゴンガス流量,樹脂質量,プラトー時間のパラメトリックな研究の枠組みの中で、450℃のパイロット炉で実験を行った。固定温度では、プラトー時間がチャー中の残留水素量を最小化するための唯一の重要なパラメータであることを示した。
The work deals with the removal by slow pyrolysis of epoxy resin from samples of spent nuclear fuel embedded in this polymer. Beyond the nuclear field, epoxy resin removal by pyrolysis is a typical issue for the recovery of metals in electronic waste. The main objective is to find the optimal conditions to remove hydrogen in the residual solid waste, in order to avoid hydrogen production by radiolysis during storage and so to prevent any risk of overpressure and explosion. The condensable pyrolysis products (tar-water mixture) and the char were characterised and quantified by elemental analyses, while the permanent gases were quantified by gas chromatography. A data reconciliation method was applied to adjust the values of raw measurements in order to complete the mass balances for both C, H, O and N elements and pyrolysis products. After studying the impact of temperature on the pyrolysis balance, experiments on a pilot furnace were conducted at 450 °C, in the frame of a parametric study of the heating rate, argon gas flow rate, resin mass and plateau time. At fixed temperature, we show that the plateau time is the only significant parameter for minimizing the residual hydrogen content in the char.
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