JP2000070678A - Method and apparatus for treating 14c-containing graphite - Google Patents

Method and apparatus for treating 14c-containing graphite

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JP2000070678A
JP2000070678A JP10244834A JP24483498A JP2000070678A JP 2000070678 A JP2000070678 A JP 2000070678A JP 10244834 A JP10244834 A JP 10244834A JP 24483498 A JP24483498 A JP 24483498A JP 2000070678 A JP2000070678 A JP 2000070678A
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graphite
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Japanese (ja)
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Yoshihiko Tsuchiyama
佳彦 土山
Jun Izumi
順 泉
Yuichi Fujioka
祐一 藤岡
Nobuki Oka
伸樹 岡
Yoji Kawamoto
要次 川本
Kenji Hashiba
憲司 橋場
Shinichi Kataoka
伸一 片岡
Toshihiko Setoguchi
稔彦 瀬戸口
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To fix only 14C-containing graphite while reducing the vol. of fixed graphite without fixing all of graphite as is conventional in the treatment of 14C-containing graphite. SOLUTION: A furnace 11 burning introduced graphite containing 14C, a means 17 separating a combustion gas component 13 into an N2/O2 component 15, an isotope component (14CO2, 12CO2, 13CO2) 16, a methane forming apparatus 18 adding H2 to this CO2 isotope component to convert the isotope component to 14CH4, 12CH4, 13CH4 and H2O, a condenser 20 cooling the reaction component 19 such as the CH4 isotope components formed by the reaction in the methane forming apparatus, unreacted H2, formed H2O or the like to remove formed H2O, a means 23 separating a 14CH4/H2 component 21 and a 12CH4/13CH4 component 22 from the reaction product after the removal of H2O, a means 24 further separating the separated components into a 14CH4 component and a H2 component, a carbon solidifying means 25 for separated 14CH4 and a combuster 26 burning the isotope components to discharge them out of the system are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、14Cを含有する黒
鉛処理方法及び処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for treating graphite containing 14C .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来において、原子力発電の炉心材等と
して使用された黒鉛は、14Cを含有しているので再利用
されることなく廃棄物として処理されており、例えば14
Cを含有する黒鉛をそのままセメント等で固化して地下
に埋設している。
In a conventional, graphite used as a core material or the like of a nuclear power, has been treated as waste without being reused because it contains 14 C, for example 14
Graphite containing C is solidified as it is with cement or the like and buried underground.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ここで、炉心材として
使用された黒鉛中の放射性同位体の14Cの割合は7.4×
10-5%であり、残りは安定化合物の12Cが98.90
%、13Cが1.10%である。このため従来の技術のセメ
ント固形物中の放射性同位体の占める割合は非常に小さ
いが、放射性同位体量に対するセメント固形物の量は非
常に大きなものとなっている。必然的に従来の技術では
大容量のセメント固化物を埋設スペースが必要となる
が、現在の情勢では、大容量の埋設スペースを確保する
ことは難しいという、問題がある。
The ratio of 14 C of radioactive isotope in graphite used as a core material is 7.4 ×.
10 -5 %, and the balance was 98.90 with 12 C as a stable compound.
%, 13 C is 1.10%. For this reason, the proportion of radioisotopes in the prior art cement solid is very small, but the amount of cement solid relative to the amount of radioisotope is very large. Inevitably, the conventional technology requires a space for burying a large amount of solidified cement, but in the current situation, there is a problem that it is difficult to secure a large space for the buried space.

【0004】本発明は、上記問題に鑑み、14Cのみを固
定化し、従来のように全ての黒鉛の固定化せずに、固定
化黒鉛の減容化を図る14Cを含有する黒鉛処理方法及び
処理装置を提供することを課題とする。
[0004] The present invention has been made in view of the above problems, immobilized only 14 C, without immobilization of the conventional all graphite as the graphite processing method containing 14 C-achieving volume reduction of the fixed graphite And a processing device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する[請
求項1]の発明は、14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼
ガスをN2 ,O2 成分と14CO2 12CO2 13CO2
成分とに燃焼ガス分離し、該14CO2 12CO2 13
2 成分を処理して、12C,13Cからなる炭素化合物と
14Cからなる炭素化合物とに同位体分離し、該14Cから
なる炭素化合物を固化することを特徴とする。
Means for Solving the Problems According to the invention of claim 1 which solves the above-mentioned problems, graphite containing 14 C is burned, and the combustion gas is mixed with N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 CO 2. , 13 CO 2
Separated from the combustion gas into the components, the 14 CO 2 , 12 CO 2 , 13 C
By treating the O 2 component, a carbon compound consisting of 12 C and 13 C
Isotope separated into a carbon compound composed of 14 C, characterized by solidifying the carbon compound consisting of the 14 C.

【0006】[請求項2]の発明は、請求項1におい
て、上記炭素化合物が二酸化炭素(CO2 ),一酸化炭
素(CO)又はメタン(CH4 )のいずれかからなるこ
とを特徴とする。
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the carbon compound comprises one of carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO) and methane (CH 4 ). .

【0007】[請求項3]の発明は、14Cを含有する黒
鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2成分と14CO2 12
CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、該14
2 12CO2 13CO2 成分に水素を添加して14CH
4 12CH4 13CH4 成分とし、その後14CH4 成分
12CH4 13CH4 成分とに同位体分離し、該分離さ
れた14CH4 成分を固化することを特徴とする。
[0007] The invention of claim 3 is to burn graphite containing 14 C and convert the combustion gas into N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 CO 2 .
CO 2, 13 CO 2 and the combustion gas separated into the components, the 14 C
Hydrogen is added to O 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components to form 14 CH.
It is characterized in that it is a 4 , 12 CH 4 , 13 CH 4 component, then isotope-separated into a 14 CH 4 component and a 12 CH 4 , 13 CH 4 component, and the separated 14 CH 4 component is solidified.

【0008】[請求項4]の発明は、14Cを含有する黒
鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2成分と14CO2 12
CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、該14
2 12CO2 13CO2 成分に水素を添加して14
O,12CO,13CO成分とし、その後14CO成分と12
O,13CO成分とに分離し、該分離された14CO成分を
固化することを特徴とする。
According to the invention of claim 4, the graphite containing 14 C is burned, and the combustion gas is converted into N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 CO 2 .
CO 2, 13 CO 2 and the combustion gas separated into the components, the 14 C
Add hydrogen to O 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components to add 14 C
O, 12 CO, 13 CO components, then 14 CO components and 12 C
It is characterized by being separated into O and 13 CO components and solidifying the separated 14 CO components.

【0009】[請求項5]の発明は、14Cを含有する黒
鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2成分と14CO2 12
CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、該14
2 12CO2 13CO2 成分を14CO2 成分と12CO
2 13CO2 成分とに同位体分離し、該分離された14
2 成分を固化することを特徴とする。
According to the invention of claim 5, the graphite containing 14 C is burned, and the combustion gas is mixed with N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 CO 2 .
CO 2, 13 CO 2 and the combustion gas separated into the components, the 14 C
O 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components are combined with 14 CO 2 components and 12 CO
Isotope separated into 2 , 13 CO 2 components, and the separated 14 C
It is characterized by solidifying the O 2 component.

【0010】[請求項6]の発明は、請求項1〜5にお
いて、上記14Cからなる炭素化合物の固化をプラズマ処
理により行うことを特徴とする。
The invention of claim 6 is characterized in that in claim 1 to 5, the solidification of the carbon compound comprising 14 C is carried out by plasma treatment.

【0011】[請求項7]の発明は、請求項1〜5にお
いて、上記14Cを含有する黒鉛が原子炉の炉心材として
使用された黒鉛であることを特徴とする。
The invention of claim 7 is characterized in that, in claims 1 to 5, the graphite containing 14 C is graphite used as a core material of a nuclear reactor.

【0012】[請求項8]の発明は、導入される14Cを
含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生した
燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12
2 13CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、該CO2 同位体成分にH2 を添加し、14CH4 12
CH4 13CH4 成分に転換するメタン生成装置と、該
メタン生成装置での反応により生成した14CH4 12
4 13CH4 成分を、14CH4 成分と12CH4 13
4 成分とに同位体分離する同位体分離手段と、該分離
された該14CH4 を固化する炭素固化手段とを具備する
ことを特徴とする。
[0012] The invention of claim 8 provides a combustion furnace for burning the graphite containing 14 C to be introduced, and converting the combustion gas components generated in the combustion furnace into N 2 and O 2 components and 14 CO 2 , 12 C
A combustion gas separating means for separating gas into O 2 and 13 CO 2 components, and adding H 2 to the CO 2 isotope component to form 14 CH 4 , 12 CO 2
A methane generator for converting into CH 4 and 13 CH 4 components, and 14 CH 4 and 12 C produced by the reaction in the methane generator.
The H 4 and 13 CH 4 components are combined with the 14 CH 4 component and the 12 CH 4 and 13 C
It is characterized by comprising isotope separating means for isotopically separating the H 4 component and carbon solidifying means for solidifying the separated 14 CH 4 .

【0013】[請求項9]の発明は、請求項8におい
て、上記同位体分離した12CH4 13CH4 成分を燃焼
して系外へ排出する燃焼器を具備することを特徴とす
る。
A ninth aspect of the present invention is characterized in that, in the eighth aspect, there is provided a combustor for combusting the above-mentioned isotope-separated 12 CH 4 and 13 CH 4 components and discharging the same out of the system.

【0014】[請求項10]の発明は、導入される14
を含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生し
た燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12CO
2 13CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、14CO2 12CO2 13CO2 成分に水素を添加し
14CO,12CO,13CO成分とH2 Oとに転換するC
Oシフトコンバータと、上記転換したCO同位体成分と
未反応のCO2 同位体とに分離するCO/CO2 分離手
段と、該分離された14CO,12CO,13CO成分を12
O,13CO成分と14COとに同位体分離する同位体分離
手段と、分離された該14COを固化する炭素固化手段と
を具備することを特徴とする。
The invention of claim 10 is introduced.14C
And a combustion furnace for burning graphite containing
The combustion gas componentTwo, OTwoIngredients14COTwo,12CO
Two, 13COTwoCombustion gas separation means for separating gas into components
When,14COTwo,12COTwo,13COTwoAdd hydrogen to the components
hand14CO,12CO,13CO component and HTwoC to convert to O
An O-shift converter and the converted CO isotope component
Unreacted COTwoCO / CO separated into isotopesTwoIsolated hand
Step and the separated14CO,12CO,13CO component12C
O,13CO component and14Isotope separation for isotopic separation with CO
Means and the separated14Carbon solidifying means for solidifying CO;
It is characterized by having.

【0015】[請求項11]の発明は、請求項10にお
いて、上記同位体分離した12CO, 13CO成分を燃焼し
て系外へ排出する燃焼器を具備することを特徴とする。
[0015] The invention of claim 11 is based on claim 10.
And the above isotopes were separated12CO, 13Burning CO components
And a combustor for discharging to the outside of the system.

【0016】[請求項12]の発明は、請求項8〜11
において、上記炭素固化手段がプラズマ処理により炭素
を固定化することを特徴とする。
The invention of claim 12 is the invention of claims 8 to 11.
Wherein the carbon solidifying means immobilizes carbon by plasma treatment.

【0017】[請求項13]の発明は、導入される14
を含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生し
た燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12CO
2 13CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、該14CO2 12CO2 13CO2 成分を12CO2
13CO2 成分と14CO2 とに圧力スイング吸着法により
分離する同位体分離手段と、分離された該14CO2 を固
化する炭素固化装置とを具備することを特徴とする。
The invention of claim 13 is introduced.14C
And a combustion furnace for burning graphite containing
The combustion gas componentTwo, OTwoIngredients14COTwo,12CO
Two, 13COTwoCombustion gas separation means for separating gas into components
And the14COTwo,12COTwo,13COTwoIngredients12COTwo,
13COTwoIngredients14COTwoAnd pressure swing adsorption method
Means for separating isotopes, and14COTwoFix
And a carbon solidifying device for converting the solidified carbon.

【0018】[請求項14]の発明は、導入される14
を含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生し
た燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12CO
2 13CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、該14CO2 12CO2 13CO2 成分を12CO2
13CO2 成分と14CO2 とに分離する深冷分離手段と、
分離された該14CO2 を固化する炭素固化装置とを具備
することを特徴とする。
The invention of claim 14 is introduced.14C
And a combustion furnace for burning graphite containing
The combustion gas componentTwo, OTwoIngredients14COTwo,12CO
Two, 13COTwoCombustion gas separation means for separating gas into components
And the14COTwo,12COTwo,13COTwoIngredients12COTwo,
13COTwoIngredients14COTwoCryogenic separation means for separating into
The separated14COTwoAnd a carbon solidifying device for solidifying
It is characterized by doing.

【0019】[請求項15]の発明は、請求項13又は
14において、上記炭素固化装置が生石灰(CaO)や
消石灰(Ca(OH)2 )を含む水溶液に上記14CO2
を吹き込んで炭酸カルシウム(CaCO3 )として固化
することを特徴とする。
The invention of claim 15 is the invention according to claim 13 or 14, wherein the carbon solidifying device is capable of converting the 14 CO 2 into an aqueous solution containing quicklime (CaO) or slaked lime (Ca (OH) 2 ).
And solidified as calcium carbonate (CaCO 3 ).

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

【0021】本発明の14Cを含有する黒鉛処理方法は、
14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2
分と14CO2 12CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分
離し、該14CO2 12CO2 13CO2 成分を処理し
て、12C,13Cからなる炭素化合物と14Cからなる炭素
化合物とに同位体分離し、該14Cからなる炭素化合物を
固化する方法である。これにより、14Cを含有する黒鉛
等のカーボンを安全に安定化合物(12C,13Cからなる
炭素化合物)から分離し、14Cとして固定化することで
減容化を図ることができる。ここで、燃焼により発生し
た二酸化炭素を分離処理する方法として、上記炭素化合
物が二酸化炭素,一酸化炭素又はメタンのいずれかとし
ている。
The method for treating graphite containing 14 C according to the present invention comprises:
Burning a graphite containing 14 C, the combustion gas burned gas separated into N 2, O 2 component and 14 CO 2, 12 CO 2, 13 CO 2 component, the 14 CO 2, 12 CO 2, 13 CO It processes the two components, 12 C, 13 isotopically separated into carbon compounds comprising a C and carbon compound consisting of 14 C, a method of solidifying a carbon compound composed of the 14 C. As a result, carbon such as graphite containing 14 C can be safely separated from a stable compound (a carbon compound composed of 12 C and 13 C) and immobilized as 14 C to reduce the volume. Here, as a method for separating carbon dioxide generated by combustion, the carbon compound is any one of carbon dioxide, carbon monoxide and methane.

【0022】[第1の実施の形態] <第1の14Cを含有する黒鉛処理>第1の処理方法は、
燃焼により発生した燃焼ガス中からN2 ,O2 成分と14
CO2 12CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、
該分離された14CO2 12CO2 13CO2 成分に水素
を添加して、下記「化1」の反応式(1) により、14CH
4 12CH4 13CH4 成分とし、その後これらを14
4 成分と12CH413CH4 成分とに同位体分離し、
14CH4 成分のみを固化する方法である。
[First Embodiment] <First Graphite Treatment Containing 14 C> The first treatment method is as follows.
N 2 and O 2 components from the combustion gas generated by combustion and 14
The combustion gas is separated into CO 2 , 12 CO 2 and 13 CO 2 components,
Hydrogen is added to the separated 14 CO 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components, and 14 CH is added according to the following reaction formula (1) of “Chemical formula 1”.
4, 12 CH 4, 13 and CH 4 component, then these 14 C
H 4 component and 12 CH 4 and 13 CH 4 components are isotope-separated,
This is a method of solidifying only the 14 CH 4 component.

【0023】[0023]

【化1】CO2 +3H2 →CH4 +2H2 O …(1)Embedded image CO 2 + 3H 2 → CH 4 + 2H 2 O (1)

【0024】図1を用いて、第1の処理方法を実施する
装置の構成を説明する。本発明の14Cを含有する黒鉛処
理装置は、導入される14Cを含有する黒鉛(グラファイ
ト)10を燃焼する燃焼炉11と、燃焼ガス成分
(N2 ,O2 ,CO2 )を例えば100℃以下に冷却す
る冷却器14と、冷却された燃焼ガス成分13中のカー
ボン(C)等の微粒子をフィルタ12により除去した後
に、N2 ,O2 成分15とCO2 同位体成分(14
2 12CO2 13CO2 )16とにガス分離する燃焼
ガス分離手段17と、 該CO 2 同位体成分16にH2
を添加し、上記「化1」の反応により、メタン同位体成
分(14CH4 12CH4 13CH4 )とH2 Oとに転換
するメタン生成装置18と、該メタン生成装置18での
反応により生成したCH4 同位体成分,未反応のH2
生成した,H2 O等の反応成分19を冷却し、生成した
2 Oを除去する凝縮器20と、H2 O除去後の上記反
応成分19から14CH4 ,H2 成分21と 12CH4 13
CH4 成分22とに同位体分離する同位体分離手段23
と、分離された該14CH4 ,H2 成分21をさらに14
4 とH2 成分とに分離する14CH 4 /H2 分離手段2
4と、分離された該14CH4 をプラズマ処理等により固
化する炭素固化手段25と、上記同位体分離した12CH
4 13CH4 成分22を燃焼して系外へ排出する燃焼器
26とを具備するものである。
The first processing method will be described with reference to FIG.
The configuration of the device will be described. Of the present invention14Graphite treatment containing C
Equipment is introduced14Graphite containing C (graphite
G) Combustion furnace 11 for burning 10 and combustion gas components
(NTwo, OTwo, COTwo) Is cooled to, for example, 100 ° C. or less.
Cooler 14 and the car in the cooled combustion gas component 13
After removing fine particles such as bon (C) with the filter 12
And NTwo, OTwoComponent 15 and COTwoIsotopic component (14C
OTwo, 12COTwo,13COTwoCombustion that separates gas into 16)
Gas separation means 17; TwoH isotope component 16Two
Is added, and the methane isotope formation
Minutes (14CHFour,12CHFour,13CHFour) And HTwoConvert to O
Methane generator 18 and the methane generator 18
CH generated by the reactionFourIsotopic component, unreacted HTwo,
Generated, HTwoThe reaction component 19 such as O was cooled and produced.
HTwoA condenser 20 for removing O;TwoAfter removing O
From component 1914CHFour, HTwoComponent 21 and 12CHFour,13
CHFourIsotope separation means 23 for isotope separation with component 22
And the separated14CHFour, HTwoIngredient 2114C
HFourAnd HTwoSeparates into components14CH Four/ HTwoSeparation means 2
4 and the separated14CHFourIs fixed by plasma treatment or the like.
The carbon solidification means 25 to be12CH
Four,13CHFourCombustor that burns component 22 and discharges it out of the system
26.

【0025】ここで、上記燃焼炉11は、黒鉛を酸素を
含有する酸化剤により燃焼するものであり、酸化剤の供
給量の制御により、低温で燃焼するようにしている。こ
の低温燃焼とは約400〜700℃程度の温度域で燃焼
することをいい、燃焼触媒の添加により、効率よく安定
した燃焼を行うことができる。燃焼触媒を用いることに
より、黒鉛の燃焼を500℃と低温で行うことが可能と
なる。また、燃焼炉11の制御は導入する酸化剤で行う
行うことにより、燃焼炉11の内部に熱交換チューブ等
を設置する必要がなくなり、この結果、燃焼炉の構成機
器の安全性が向上し、外部への放射能等の漏れ等の二次
汚染の危険性が大幅に低減する。
Here, the combustion furnace 11 burns graphite with an oxidizing agent containing oxygen, and burns at a low temperature by controlling the supply amount of the oxidizing agent. This low-temperature combustion refers to combustion in a temperature range of about 400 to 700 ° C., and efficient and stable combustion can be performed by adding a combustion catalyst. By using a combustion catalyst, it becomes possible to perform graphite combustion at a low temperature of 500 ° C. In addition, since the control of the combustion furnace 11 is performed with the oxidizing agent to be introduced, it is not necessary to install a heat exchange tube or the like inside the combustion furnace 11, and as a result, the safety of the components of the combustion furnace is improved, The risk of secondary contamination such as leakage of radioactivity to the outside is greatly reduced.

【0026】また、燃焼炉11への黒鉛10の投入方法
は、燃焼炉の形式により種々異なるが、本発明では何等
限定されるものではなく、例えば該黒鉛を砕いて気体搬
送によって燃焼炉へ投入する方法や、黒鉛10を直接投
入する方法等を適宜選択することができる。
The method of charging the graphite 10 into the combustion furnace 11 varies depending on the type of the combustion furnace, but the present invention is not limited thereto. For example, the graphite is crushed and charged into the combustion furnace by gas transfer. And a method of directly charging the graphite 10 can be appropriately selected.

【0027】上記燃焼ガス分離手段17は、燃焼ガス
(N2 ,O2 14CO2 12CO2 13CO2 成分)1
3を、N2 ,O2 成分14と14CO2 12CO2 13
2 成分15とに分離するものであり、圧力スイング吸
着法又は温度スイング吸着法により行うようにしてい
る。
The above-mentioned combustion gas separation means 17
(NTwo, OTwo,14COTwo,12COTwo, 13COTwoComponent) 1
3 for NTwo, OTwoComponent 14 and14COTwo,12COTwo,13C
OTwoComponent 15 is separated into
It is performed by the contact method or the temperature swing adsorption method.
You.

【0028】ここで、上記圧力スイング吸着法は、吸着
剤を利用して高圧又は常圧条件で易吸着成分を吸着して
難吸着成分を取り出し、低圧条件で吸着された易吸着成
分を離脱回収して再生する物理的なガス分離方法であ
り、圧力スイング法(Pressure−wing Adsorption:PSA)
とも称されている( 泉 順「ゼオライト系吸着剤の圧力
スイング法(PSA)への利用」、『ゼオライト』Vol.
9 No.2,1992,p60-68参照)。
The pressure swing adsorption method uses an adsorbent to adsorb easily adsorbed components under high-pressure or normal-pressure conditions to take out easily adsorbed components, and to separate and recover the easily adsorbed components adsorbed under low-pressure conditions. Is a physical gas separation method that regenerates by pressure, and is a pressure swing method (Pressure-wing Adsorption: PSA)
(Jun Izumi "Utilization of Zeolite Adsorbent for Pressure Swing Method (PSA)", "Zeolite" Vol.
9 No. 2, 1992, pp. 60-68).

【0029】上記吸着圧力として、例えば大気圧で目的
物質を吸着させた場合には、例えば0.1torr〜380torr,
好ましくは1torr〜100torr に減圧することにより吸着
物質を脱離させることができる。また、上記吸着法に用
いる吸着剤としては、吸着剤の格子構造は3〜10Åの
ガス透過孔を具備し、例えばNa,Ca,K等をカチオ
ンとするゼオライト系吸着剤(例えばCa−X型ゼオラ
イト,Na−A型ゼオライト,Na−K−A型ゼオライ
ト,Na−X型ゼオライト等)を挙げることができる
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
For example, when the target substance is adsorbed at atmospheric pressure as the above-mentioned adsorption pressure, for example, 0.1 torr to 380 torr,
The adsorbed substance can be desorbed by reducing the pressure to preferably 1 torr to 100 torr. As the adsorbent used in the above-mentioned adsorption method, the lattice structure of the adsorbent has gas permeation holes of 3 to 10 ° and is, for example, a zeolite-based adsorbent having a cation of Na, Ca, K, etc. Zeolites, Na-A-type zeolites, Na-KA-type zeolites, Na-X-type zeolites, etc.), but the present invention is not limited to these.

【0030】一方の温度スイング吸着法は、室温で目的
の物質を吸着剤に吸着させた後、温度を例えば50〜3
00℃まで高温上昇させることにより、吸着された物質
を脱離する方法である。加熱手段としては、不活性ガス
熱風を吸着剤に流入させる方法、吸着剤の周囲を加熱す
る方法、誘導加熱する方法等を適宜用いることができ
る。
In the temperature swing adsorption method, after a target substance is adsorbed on an adsorbent at room temperature, the temperature is adjusted to, for example, 50 to 3 times.
This is a method in which the adsorbed substance is desorbed by raising the temperature to 00 ° C. As a heating means, a method of flowing inert gas hot air into the adsorbent, a method of heating the periphery of the adsorbent, a method of induction heating, and the like can be appropriately used.

【0031】図2にその圧力スイング吸着法(PSA)
の吸着工程の概略を示す。図2(A),(B)に示すよ
うに、圧力スイング吸着装置は、第1の吸着塔31と第
2の吸着塔32とを有し、第1及び第2の吸着塔31,
32にはブロワ33からラインL1 より分離するガス
(A,B,C)34をバルブの切り換えにより各々導入
するようにしている。また、第1及び第2の吸着塔3
1,32には、真空ポンプ35を介して吸引されてサー
ジタンク36に導くラインL2 が形成されている。
FIG. 2 shows the pressure swing adsorption method (PSA).
1 shows an outline of the adsorption step. As shown in FIGS. 2A and 2B, the pressure swing adsorption device has a first adsorption tower 31 and a second adsorption tower 32, and the first and second adsorption towers 31,
Gases (A, B, C) 34 separated from the blower 33 from the line L 1 are introduced into the blower 32 by switching valves. In addition, the first and second adsorption towers 3
Lines L 2, which are sucked through the vacuum pump 35 and lead to the surge tank 36, are formed in the first and the second 32.

【0032】ここで、吸着塔31,32とは、内部に上
述したゼオライト系の吸着剤が充填されており、この吸
着剤に目的とするガスを含むガス成分34を導入し、目
的とするガスを選択的に吸着させたり、或いは目的とす
るガス以外のガスを選択的に吸着させるものである。
Here, the adsorption towers 31 and 32 are filled with the above-mentioned zeolite-based adsorbent, and a gas component 34 containing a target gas is introduced into the adsorbent to form the target gas. Is selectively adsorbed, or a gas other than the target gas is selectively adsorbed.

【0033】ここで、上記ブロワ33は、目的とするガ
スを含むガス成分34を第1及び第2吸着塔31,32
に導入するようにしている。上記真空ポンプ35は、吸
着塔を減圧に導いて吸着剤に選択的に吸着したガスを脱
着させるようにしている。上記サージタンク36は吸着
塔により分離したガスを一時的に貯留するようにしてい
る。
Here, the blower 33 converts the gas component 34 containing the target gas into the first and second adsorption towers 31, 32.
To be introduced. The vacuum pump 35 guides the adsorption tower to a reduced pressure to desorb the gas selectively adsorbed on the adsorbent. The surge tank 36 temporarily stores the gas separated by the adsorption tower.

【0034】ここで、図2(A),(B)において、導
入するガス成分34の内、仮にAを易吸着成分とし、
B,Cを難吸着成分とした場合について説明する。先
ず、ブロワ33によりガス成分(A,B,C)34を第
1吸着塔31に導く。図2(A)に示す「工程1」で
は、第1吸着塔31が吸着を行っており、導入されたガ
ス34の内のAを選択的に吸着している。一方、第2吸
着塔32では真空ポンプ35の吸引により吸着されたA
の脱着を行っている。また、図2(B)に示す「工程
2」では、第2吸着塔32では吸着を行っており、第1
吸着塔31では脱着を行っている。「工程1」から「工
程2」への切り換えにより、第1及び第2吸着塔31,
32の吸着工程と脱着工程とを逆転させている。上記吸
着工程では、易吸着成分であるA成分が選択的に吸着さ
れ、一方の難吸着成分であるB,Cは、吸着されずに第
1及び第2吸着塔31,32から出ていき、ラインL3
から排出される。一方、脱着工程では吸着塔を減圧状態
にすることにより、吸着しているA成分を脱着すること
ができる。脱着したA成分リッチなガスは、真空ポンプ
35を介して吸引され、サージタンク36に一時的に貯
蔵される。これにより、Aガス成分はB,Cガス成分と
分離ができる。この吸着方法によって、ガスを分離で
き、分離効率を向上させる場合には、多段に構築するこ
とにより、ガス分離が可能となる。
Here, in FIGS. 2A and 2B, of the gas components 34 to be introduced, A is assumed to be an easily adsorbed component.
The case where B and C are hardly adsorbed components will be described. First, the gas components (A, B, C) 34 are guided to the first adsorption tower 31 by the blower 33. In “Step 1” shown in FIG. 2A, the first adsorption tower 31 performs adsorption, and selectively adsorbs A in the introduced gas 34. On the other hand, in the second adsorption tower 32, the A adsorbed by the suction of the vacuum pump 35
The desorption is done. Further, in “Step 2” shown in FIG. 2B, the second adsorption tower 32 performs adsorption, and the first adsorption tower 32 performs adsorption.
In the adsorption tower 31, desorption is performed. By switching from “step 1” to “step 2”, the first and second adsorption towers 31,
The adsorption step and the desorption step of 32 are reversed. In the adsorption step, the component A, which is an easily adsorbed component, is selectively adsorbed, and the hardly adsorbed components, B and C, exit the first and second adsorption towers 31 and 32 without being adsorbed. Line L 3
Is discharged from On the other hand, in the desorption step, the adsorbed A component can be desorbed by putting the adsorption tower under a reduced pressure. The desorbed A component-rich gas is sucked through the vacuum pump 35 and temporarily stored in the surge tank 36. Thereby, the A gas component can be separated from the B and C gas components. When the gas can be separated by this adsorption method and the separation efficiency is improved, the gas can be separated by constructing in multiple stages.

【0035】本発明では、上記圧力スイング吸着法(P
SA)を上記燃焼ガス分離手段17において燃焼ガス1
3をN2 ,O2 成分15とCO2 同位体成分16とに分
離するために用いる以外に、メタン同位体を14CH4
分と12CH4 13CH4 成分とに分離する同位体分離手
段23及び14CH4 /H2 分離手段24においても、そ
れぞれこの圧力スイング吸着法を用いている。
In the present invention, the pressure swing adsorption method (P
SA) in the combustion gas separation means 17
3 is used to separate the methane isotope into 14 CH 4 and 12 CH 4 , 13 CH 4 components, in addition to being used to separate 3 into N 2 and O 2 components 15 and CO 2 isotope components 16 The pressure swing adsorption method is also used in the means 23 and the 14 CH 4 / H 2 separation means 24, respectively.

【0036】ここで、燃焼ガス分離手段17の圧力スイ
ング吸着法(PSA)による吸着剤としては、Ca−X
型ゼオライト型等を吸着剤として用いるのが、好まし
い。同位体分離手段23の圧力スイング吸着法(PS
A)による吸着剤としては、Na−A型ゼオライト型等
を吸着剤として用いるのが、好ましい。14CH4 /H2
分離手段24の圧力スイング吸着法(PSA)による吸
着剤としては、熱処理Na−A型ゼオライト型等を吸着
剤として用いるのが、好ましい。
Here, the adsorbent of the combustion gas separating means 17 by the pressure swing adsorption method (PSA) is Ca-X
It is preferable to use a zeolite type or the like as the adsorbent. Pressure swing adsorption method (PS
As the adsorbent according to A), it is preferable to use Na-A type zeolite type or the like as the adsorbent. 14 CH 4 / H 2
As the adsorbent of the separation means 24 by the pressure swing adsorption method (PSA), it is preferable to use a heat-treated Na-A type zeolite type or the like as the adsorbent.

【0037】上記炭素固化手段25とは、14CH4 /H
2 分離装置24から分離された14CH4 14Cに転換し
て固定化するものであり、例えばプラズマ分解法等によ
14Cを析出させるようにしている。この炭素固化手段
25は、外部電源により、プラズマを発生させ、プラズ
マのエネルギーによって、14CH4 14CとH2 とに解
離させ、解離した14Cを装置内に設置した基板上に析出
させるようにすることで、14Cのみを固定化するように
している。
The carbon solidifying means 25 is composed of 14 CH 4 / H
2 The 14 CH 4 separated from the separation device 24 is converted into 14 C and immobilized. For example, 14 C is deposited by a plasma decomposition method or the like. The carbon solidifying means 25 generates plasma by an external power supply, dissociates 14 CH 4 into 14 C and H 2 by the energy of the plasma, and deposits the dissociated 14 C on a substrate installed in the apparatus. By doing so, only 14 C is immobilized.

【0038】図3には、同位体分離装置23を用いたC
4 同位体成分を14CH4 成分と12CH4 13CH4
分とに分離した多段装置の一例として、7段の装置の概
略を示す。図3の装置は、図4に示した14CH4 成分と
12CH4 13CH4 成分との分離試験結果(速度分離型
吸着:Na−A型ゼオライト系(ポア径:4Å))によ
り、14CH4 成分と12CH4 13CH4 成分との分離効
率が90%として、7段の分離装置23−1〜23−7
を構築して分離を行った。上記分離装置23−1〜23
−7の内で第1の分離装置23−1には200kgの吸
着剤を、残りの分離装置23−2〜23−7には200
kgの吸着剤を、各々充填して、H2 :2680Nm3
/d、12CH4 13CH4 :1866Nm 3 /d、14
4 :1.38E−03Nm3 /dを第1の吸着装置に導
入し分離を行った。
FIG. 3 shows a graph of C using the isotope separation device 23.
HFourIsotope component14CHFourIngredients12CHFour,13CHFourSuccess
As an example of a multi-stage device separated into two parts, an outline of a seven-stage device
Abbreviated. The device of FIG. 3 is shown in FIG.14CHFourIngredients
12CHFour,13CHFourSeparation test results with components (speed separation type
Adsorption: by Na-A type zeolite system (pore diameter: 4 mm)
,14CHFourIngredients12CHFour,13CHFourSeparation effect from components
Assuming that the rate is 90%, the seven-stage separation devices 23-1 to 23-7 are used.
Was constructed to perform separation. The separation devices 23-1 to 23-23
-7, the first separator 23-1 has a suction capacity of 200 kg.
The adhesive is supplied to the remaining separation devices 23-2 to 23-7 with 200.
kg of adsorbent, each filled with HTwo: 2680NmThree
/ D,12CHFour,13CHFour: 1866Nm Three/ D,14C
HFour: 1.38E-03NmThree/ D to the first adsorption device
And separated.

【0039】図3に示すように、Na−A型ゼオライト
を吸着剤として速度分離型のPSA装置を使用した場
合、拡散速度の遅い14CH4 は吸着されず、通過する。
一方12CH4 13CH4 成分は拡散速度が早く吸着され
やすいので、14CH4 濃縮側では、第1段の分離装置で
14CH4 が1.38×10-4(1.38E-04)、第2段の分離装
置で14CH4 が1.38×10-5(1.38E-05)、第3段の分
離装置で14CH4 が1.38×10-6(1.38E-06)と濃縮さ
れており、一方の12CH4 13CH4 成分濃縮側では、
12CH4 13CH4 成分が濃縮されている。
As shown in FIG. 3, when a velocity separation type PSA device is used using Na-A type zeolite as an adsorbent, 14 CH 4 having a low diffusion rate passes without being adsorbed.
On the other hand since the 12 CH 4, 13 CH 4 component easily adsorbed faster diffusion rate in the 14 CH 4 concentration side, the separation device of the first stage
14 CH 4 is 1.38 × 10 -4 (1.38E-04), the second stage separator is 14 CH 4 is 1.38 × 10 -5 (1.38E-05), the third stage separator is 14 CH 4 is concentrated to 1.38 × 10 −6 (1.38E-06), while the 12 CH 4 and 13 CH 4 component concentration side
The 12 CH 4 and 13 CH 4 components are concentrated.

【0040】図1の装置において、1000kg/dの
黒鉛10を燃焼炉に投入した場合における各分離手段に
おける分離結果を、下記「表1」及び「表2」に示す。
In the apparatus shown in FIG. 1, the results of separation by the respective separating means when 1000 kg / d of graphite 10 is charged into the combustion furnace are shown in Tables 1 and 2 below.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】CH4 同位体を分離する同位体分離手段2
3は上述したように、多段の分離装置を用いた。「表
1」及び「表2」に示すように、黒鉛中に存在する14
を99.99%の割合で安定化物の12CH4 13CH4
分から分離されて、14Cのみを固定化することができ
た。この結果、従来と比較して固定化する黒鉛の量の大
規模な減容化が可能となった。
Isotope separation means 2 for separating CH 4 isotopes
3 used a multi-stage separation device as described above. As shown in Table 1 and Table 2, 14 C
Was separated from the stabilized 12 CH 4 and 13 CH 4 components at a rate of 99.99%, and only 14 C could be immobilized. As a result, it has become possible to reduce the amount of graphite to be fixed on a large scale as compared with the related art.

【0044】なお、14CH4 /H2 分離装置24から分
離されたH2 は、上記メタン生成装置18に添加するた
めのH2 として利用している(図中*印)。「表1」に
示すように、分離されたH2 はメタン生成装置18に投
入するH2 量の約1/4程度であるので、有効利用が可
能となる。
[0044] Incidentally, 14 CH 4 / H 2 H 2 separated from the separator 24 is used as of H 2 for addition to the methane generation device 18 (in the figure, marks of *). As shown in "Table 1", since the H 2 separated is approximately about 1/4 H 2 amount to be introduced into the methanation apparatus 18, it is possible to effectively utilize.

【0045】[第2の実施の形態] <第2の14Cを含有する黒鉛処理>第2の処理方法は、
燃焼により発生した燃焼ガス中からN2 ,O2 成分と14
CO2 12CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、
該分離された14CO2 12CO2 13CO2 成分に水素
を添加して、下記「化2」の反応式(2) により、CO同
位体(14CO,12CO,13CO)とし、その後14CO成
分と12CO,13CO成分とに分離し、該14CO成分のみ
を固化する方法である。
[Second Embodiment] <Second Graphite Treatment Containing 14C > The second treatment method is as follows.
N 2 and O 2 components from the combustion gas generated by combustion and 14
The combustion gas is separated into CO 2 , 12 CO 2 and 13 CO 2 components,
Hydrogen is added to the separated 14 CO 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components to obtain a CO isotope ( 14 CO, 12 CO, 13 CO) by the following reaction formula (2) of “Chemical formula 2”. Then, the 14 CO component is separated into 12 CO and 13 CO components, and only the 14 CO component is solidified.

【0046】[0046]

【化2】CO2 +H2 →CO+H2 O …(1)Embedded image CO 2 + H 2 → CO + H 2 O (1)

【0047】図5を用いて、第2の処理方法を実施する
装置の構成を説明する。本発明の14Cを含有する黒鉛処
理装置は、導入される14Cを含有する黒鉛(グラファイ
ト)10を燃焼する燃焼炉11と、燃焼ガス成分
(N2 ,O2 ,CO2)を例えば100℃以下に冷却す
る冷却器14と、冷却された燃焼ガス成分13中のカー
ボン(C)等の微粒子をフィルタ12により除去した後
に、N2 ,O2成分15とCO2 同位体成分(14
2 12CO2 13CO2 )16とにガス分離する燃焼
ガス分離手段17と、該CO2 同位体成分16にH2
添加し、上記「化2」の反応により、CO同位体成分(
14CO,12CO,13CO)とH2 Oとに転換するCOシ
フトコンバータ40と、該COシフトコンバータ40に
より転換したCO同位体成分,未反応のCO2 ,生成し
た,H2 O等の反応成分41を冷却し、生成したH2
を除去する凝縮器42と、H2 O除去後の上記反応成分
41からCO同位体,未反応のH2 成分43と、未反応
のCO2 同位体,H2 O成分44とに分離するCO/C
2 分離手段45と、分離された該CO同位体成分43
をさらに12CO,13CO成分,未反応のH2 成分46と
14COとに同位体分離する同位体分離手段47と、分離
された該14COを14Cに転換して炭素を固化する炭素固
化装置である一酸化炭素還元装置48と、上記同位体分
離した12CO,13CO成分及び未反応のH2 成分46か
ら未反応のH2 を分離するCO/H 2 分離手段49と、
分離した12CO,13COを燃焼して系外へ排出する燃焼
器50とを具備するものである。
Referring to FIG. 5, the second processing method is performed.
The configuration of the device will be described. Of the present invention14Graphite treatment containing C
Equipment is introduced14Graphite containing C (graphite
G) Combustion furnace 11 for burning 10 and combustion gas components
(NTwo, OTwo, COTwo) Is cooled to, for example, 100 ° C. or less.
Cooler 14 and the car in the cooled combustion gas component 13
After removing fine particles such as bon (C) with the filter 12
And NTwo, OTwoComponent 15 and COTwoIsotopic component (14C
OTwo,12COTwo,13COTwoCombustion that separates gas into 16)
Gas separating means 17 and the COTwoH isotope component 16TwoTo
Is added, and the CO isotope component (
14CO,12CO,13CO) and HTwoCO to convert to O
Shift converter 40 and the CO shift converter 40
Converted CO isotope component, unreacted COTwo, Generate
HTwoThe reaction component 41 such as O is cooled to produce HTwoO
And a condenser 42 for removing HTwoThe above reaction components after removing O
41 to CO isotope, unreacted HTwoUnreacted with component 43
COTwoIsotope, HTwoCO / C separated into O component 44
OTwoSeparation means 45 and the separated CO isotope component 43
Further12CO,13CO component, unreacted HTwoComponent 46 and
14Isotope separation means 47 for isotope separation into CO and separation
The said14CO14C to convert carbon to carbon
A carbon monoxide reduction device 48, which is a
Released12CO,13CO component and unreacted HTwoIngredient 46
Unreacted HTwo/ H that separates TwoSeparation means 49;
separated12CO,13Combustion that burns CO and discharges it out of the system
And a container 50.

【0048】上記CO/CO2 分離手段45で分離され
たCO2 同位体,H2 O成分44は上記COシフトコン
バータ40に戻して、再度反応させ、密閉系で処理を行
うことにより、系外へ排出することを防止し、安全性を
向上させている。
The CO 2 isotope and the H 2 O component 44 separated by the CO / CO 2 separation means 45 are returned to the CO shift converter 40, reacted again, and treated in a closed system. To prevent discharge to the public and improve safety.

【0049】また、14CO/H2 分離装置49から分離
されたH2 も、上記COシフトコンバータ40に添加す
るためのH2 として再利用している(図中*印)。
[0049] Further, 14 CO / H 2 separation device 49 H 2 separated from are also reused as of H 2 for addition to the CO shift converter 40 (in the figure, marks of *).

【0050】本実施の形態では、上述した第1の実施の
形態と同様に、上記燃焼ガス分離手段17において、燃
焼ガス13をN2 ,O2 成分15とCO2 同位体成分1
6とに分離するために圧力スイング吸着法を用いる以外
に、CO同位体とCO2 同位体とを分離するCO/CO
2 分離手段45、CO同位体を14COと12CO,13CO
成分とに分離する同位体分離手段47及び12COとH2
とに分離する13CO/H2 分離手段49においても、上
述した圧力スイング吸着法を用いている。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the combustion gas 13 is divided into N 2 and O 2 components 15 and CO 2 isotope components 1 by the combustion gas separation means 17.
And CO / CO separating CO and CO 2 isotopes in addition to using the pressure swing adsorption method to separate
(2) Separation means 45, CO isotopes of 14 CO, 12 CO, 13 CO
Isotope separation means 47 and 12 CO and H 2
The above-mentioned pressure swing adsorption method is also used in the 13 CO / H 2 separation means 49 for separating into the 13 CO / H 2 .

【0051】ここで、燃焼ガス分離手段17の圧力スイ
ング吸着法(PSA)による吸着剤としては、Ca−X
型ゼオライト型等を吸着剤として用いるのが、好まし
い。CO/CO2 分離手段45の吸着剤としては、Na
−K−A型ゼオライト型等を吸着剤として用いるのが、
好ましい。同位体分離手段47の圧力スイング吸着法
(PSA)による吸着剤としては、Na−A型ゼオライ
ト型等を吸着剤として用いるのが、好ましい。12CO,
13CO/H2 分離手段49の圧力スイング吸着法(PS
A)による吸着剤としては、Na−X型ゼオライト型等
を吸着剤として用いるのが、好ましい。
Here, the adsorbent of the combustion gas separation means 17 by the pressure swing adsorption method (PSA) is Ca-X
It is preferable to use a zeolite type or the like as the adsorbent. As the adsorbent of the CO / CO 2 separation means 45, Na
-KA type zeolite type or the like is used as an adsorbent,
preferable. As the adsorbent of the isotope separation means 47 by the pressure swing adsorption method (PSA), it is preferable to use Na-A type zeolite type or the like as the adsorbent. 12 CO,
13 CO / H 2 separation means 49 pressure swing adsorption method (PS
As the adsorbent according to A), it is preferable to use a Na-X type zeolite type or the like as the adsorbent.

【0052】上記一酸化炭素還元装置48は、分離され
た該14COを14Cに転換するものであり、第1の実施の
形態と同様に、例えばプラズマ分解法等により14Cを析
出させるようにしているが、本発明ではこれに限定され
るものではない。
The carbon monoxide reduction device 48 converts the separated 14 CO into 14 C. As in the first embodiment, the carbon monoxide reducing device 48 is designed to deposit 14 C by a plasma decomposition method or the like. However, the present invention is not limited to this.

【0053】図5の装置において、1000kg/dの
黒鉛10を燃焼炉に投入した場合における各分離手段に
おける分離結果を、下記「表3」,「表4」に示す。
In the apparatus shown in FIG. 5, the results of separation by the respective separating means when 1000 kg / d of graphite 10 is charged into the combustion furnace are shown in Tables 3 and 4 below.

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】[0055]

【表4】 [Table 4]

【0056】「表3」及び「表4」に示すように、黒鉛
中に存在する14Cを99.99%の割合で安定化物の12
O,13CO成分から分離されて、14Cのみを固定化する
ことができた。この結果、従来と比較して固定化する黒
鉛の量の大規模な減容化が可能となった。
As shown in Tables 3 and 4, the amount of 14 C present in the graphite was reduced by 99.99% to 12 C of the stabilized product.
Separated from the O and 13 CO components, only 14 C could be immobilized. As a result, it has become possible to reduce the amount of graphite to be fixed on a large scale as compared with the related art.

【0057】また、本実施の形態のCOシフトコンバー
タ40におけるCO2 からCOへの変換は、第1の実施
の形態のメタン生成装置17のような発熱反応を伴うこ
とがないので、装置の安全性の信頼度が更に向上する。
The conversion of CO 2 to CO in the CO shift converter 40 of the present embodiment does not involve an exothermic reaction as in the methane generator 17 of the first embodiment. Reliability is further improved.

【0058】[第3の実施の形態] <第3の14Cを含有する黒鉛処理>第3の処理方法は、
14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2
分と14CO2 12CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分
離し、該14CO2 12CO 2 13CO2 成分を14CO2
成分と12CO2 13CO2 成分とに同位体分離し、該14
CO2 成分を固化する方法であり、同位体分離の方法を
第1の実施の形態のように、圧力スイング吸着法により
行うものである。
[Third Embodiment] <Third Embodiment14Graphite treatment containing C> The third treatment method is as follows:
14Combustion of graphite containing CTwo, OTwoSuccess
Minutes and14COTwo,12COTwo,13COTwoIngredients and combustion gas content
Release,14COTwo,12CO Two,13COTwoIngredients14COTwo
Ingredients12COTwo,13COTwoComponent and isotope-separated14
COTwoIs a method of solidifying the components.
As in the first embodiment, the pressure swing adsorption method
Is what you do.

【0059】図6を用いて、第3の処理方法を実施する
装置の構成を説明する。本発明の14Cを含有する黒鉛処
理装置は、導入される14Cを含有する黒鉛(グラファイ
ト)10を燃焼する燃焼炉11と、燃焼ガス成分
(N2 ,O2 ,CO2)を例えば100℃以下に冷却す
る冷却器14と、冷却された燃焼ガス成分13中のカー
ボン(C)等の微粒子をフィルタ12により除去した後
に、N2 ,O2成分15とCO2 同位体成分(14
2 12CO2 13CO2 )16とにガス分離する燃焼
ガス分離手段17と、該CO2 同位体成分16を14CO
2 12CO213CO2 成分とに圧力スイング吸着によ
り分離する同位体分離手段61と、該分離された該14
2 14固化する炭素固化装置62とを具備するもので
ある。
With reference to FIG. 6, the configuration of an apparatus for performing the third processing method will be described. The apparatus for treating graphite containing 14 C according to the present invention comprises a combustion furnace 11 for burning the introduced graphite (graphite) 10 containing 14 C and a combustion gas component (N 2 , O 2 , CO 2 ) of, for example, 100%. After the filter 12 removes fine particles such as carbon (C) in the cooled combustion gas component 13, the N 2 and O 2 components 15 and the CO 2 isotope component ( 14 C) are removed.
O 2 , 12 CO 2 , 13 CO 2 ) 16 and a combustion gas separating means 17 for separating the CO 2 isotope component 16 into 14 CO 2.
2 and 12 CO 2, 13 to the CO 2 component and isotope separation means 61 for separating by pressure swing adsorption, said it separated the 14 C
O 2 to 14 are those having a carbon solidifying device 62 solidifying.

【0060】本実施の形態では、上述した第1の実施の
形態と同様に、上記燃焼ガス分離手段17において、燃
焼ガス13をN2 ,O2 成分15とCO2 同位体成分1
6とに分離するために圧力スイング吸着法を用いる以外
に、CO2 同位体を14CO212CO2 13CO2 成分
とに分離する同位体分離手段62においても、上述した
圧力スイング吸着法を用いている。
In this embodiment, as in the first embodiment, the combustion gas 13 is divided into N 2 and O 2 components 15 and CO 2 isotope components 1 by the combustion gas separation means 17.
In addition to using the pressure swing adsorption method for separating CO 2 and CO 6 , the isotope separation means 62 for separating CO 2 isotope into 14 CO 2 and 12 CO 2 and 13 CO 2 components also has the above-mentioned pressure swing adsorption. Method is used.

【0061】ここで、燃焼ガス分離手段17の圧力スイ
ング吸着法(PSA)による吸着剤としては、Ca−X
型ゼオライト型等を吸着剤として用いるのが、好まし
い。同位体分離手段61の圧力スイング吸着法(PS
A)による吸着剤としては、Na−A型ゼオライト型等
を吸着剤として用いるのが、好ましい。
Here, the adsorbent of the combustion gas separating means 17 by the pressure swing adsorption method (PSA) is Ca-X
It is preferable to use a zeolite type or the like as the adsorbent. Pressure swing adsorption method (PS
As the adsorbent according to A), it is preferable to use Na-A type zeolite type or the like as the adsorbent.

【0062】図6の装置において、1000kg/dの
黒鉛10を燃焼炉に投入した場合における各分離手段に
おける分離結果を、下記「表5」に示す。
In the apparatus shown in FIG. 6, the results of separation by each separation means when 1000 kg / d of graphite 10 is charged into the combustion furnace are shown in Table 5 below.

【0063】[0063]

【表5】 [Table 5]

【0064】「表5」に示すように、黒鉛中に存在する
14Cを99.99%の割合で安定化物の12CH4 13CH
4 成分から分離されて、14Cのみを固定化することがで
きた。この結果、従来と比較して固定化する黒鉛の量の
大規模な減容化が可能となった。
As shown in "Table 5", it is present in graphite.
14 C was added at a rate of 99.99% to the stabilized 12 CH 4 , 13 CH
Separated from the four components, only 14 C could be immobilized. As a result, it has become possible to reduce the amount of graphite to be fixed on a large scale as compared with the related art.

【0065】[第4の実施の形態] <第4の14Cを含有する黒鉛処理>第4の処理方法は、
14Cを含有する黒鉛を燃焼し、14Cを含有する黒鉛を燃
焼し、燃焼ガスをN2 ,O2 成分と14CO2 12
2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、該14CO2
12CO2 13CO2 成分を14CO2 成分と12CO2 13
CO2 成分とに同位体分離し、該14CO2 成分を固化す
る方法である。
[Fourth Embodiment] <Fourth Graphite Treatment Containing 14 C> A fourth treatment method is as follows.
The graphite containing 14 C is burned, the graphite containing 14 C is burned, and the combustion gas is divided into N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 C.
The combustion gas is separated into O 2 and 13 CO 2 components, and the 14 CO 2 ,
12 CO 2 , 13 CO 2 component is converted to 14 CO 2 component and 12 CO 2 , 13
Isotope separated into a CO 2 component, a method for solidifying the 14 CO 2 component.

【0066】図7を用いて、第4の処理方法を実施する
装置の構成を説明する。本発明の14Cを含有する黒鉛処
理装置は、導入される14Cを含有する黒鉛(グラファイ
ト)10を燃焼する燃焼炉11と、燃焼ガス成分
(N2 ,O2 ,CO2)を例えば100℃以下に冷却す
る冷却器14と、冷却された燃焼ガス成分13中のカー
ボン(C)等の微粒子をフィルタ12により除去した後
に、N2 ,O2成分15とCO2 同位体成分(14
2 12CO2 13CO2 )16とにガス分離する燃焼
ガス分離手段17と、 該CO2 同位体成分16を14
2 12CO 2 13CO2 成分とに分離する深冷分離手
段63と、分離された該14CO2 14固化する炭素固化
装置62とを具備するものである。
Referring to FIG. 7, the fourth processing method is performed.
The configuration of the device will be described. Of the present invention14Graphite treatment containing C
Equipment is introduced14Graphite containing C (graphite
G) Combustion furnace 11 for burning 10 and combustion gas components
(NTwo, OTwo, COTwo) Is cooled to, for example, 100 ° C. or less.
Cooler 14 and the car in the cooled combustion gas component 13
After removing fine particles such as bon (C) with the filter 12
And NTwo, OTwoComponent 15 and COTwoIsotopic component (14C
OTwo,12COTwo,13COTwoCombustion that separates gas into 16)
Gas separation means 17;TwoIsotope component 1614C
OTwoWhen12CO Two,13COTwoCryogenic separation hand to separate into components
Step 63 and the separated14COTwoTo14Solidified carbon solidification
Device 62.

【0067】ここで、上記深冷分離手段63とは、CO
2 同位体を圧縮冷却して液状の混合物とし、それを蒸留
して各同位体成分に分離する方法であり、14CO2 成分
12CO2 13CO2 成分から分離するようにしてい
る。
Here, the cryogenic separation means 63 is CO 2
(2 ) A method in which isotopes are compressed and cooled to form a liquid mixture, which is distilled and separated into each isotope component, whereby the 14 CO 2 component is separated from the 12 CO 2 and 13 CO 2 components.

【0068】上記炭素固化装置62とは、生石灰(Ca
O)や消石灰(Ca(OH)2 )を含む水溶液に14CO
2 を吹き込んで炭酸カルシウム(CaCO3 )として固
化するものをいう。
The above-mentioned carbon solidifying device 62 includes quick lime (Ca
O) and hydrated lime (Ca (OH) in an aqueous solution containing 2) 14 CO
2 means that it is solidified as calcium carbonate (CaCO 3 ) by blowing.

【0069】本実施の形態によれば、黒鉛中に存在する
14Cを99.99%の割合で安定化物の12CH4 13CH
4 成分から分離されて、14Cのみを固定化することがで
きた。この結果、従来と比較して固定化する黒鉛の量の
大規模な減容化が可能となった。
[0069] According to the present embodiment, it is present in graphite.
14 C was added at a rate of 99.99% to the stabilized 12 CH 4 , 13 CH
Separated from the four components, only 14 C could be immobilized. As a result, it has become possible to reduce the amount of graphite to be fixed on a large scale as compared with the related art.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2
分と14CO2 12CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分
離し、該14CO2 12CO2 13CO2 成分を処理し
て、12C,13Cからなる炭素化合物と14Cからなる炭素
化合物とに同位体分離し、該14Cからなる炭素化合物を
固化するので、黒鉛中に存在する14Cを99.99%の割
合で安定化物の12C,13C炭素成分から分離されて、14
Cのみを固定化することができる。この結果、従来と比
較して固定化する黒鉛の量の大規模な減容化が可能とな
る。
As described above, according to the present invention,
Burning a graphite containing 14 C, the combustion gas burned gas separated into N 2, O 2 component and 14 CO 2, 12 CO 2, 13 CO 2 component, the 14 CO 2, 12 CO 2, 13 CO processes the two components, 12 C, 13 isotopically separated into carbon compounds comprising a C and carbon compound consisting of 14 C, since the solidified carbon compound consisting of the 14 C, 14 C-present in the graphite at a rate of 99.99% is separated from the 12 C, 13 C carbon component of the stabilizing compound, 14
Only C can be immobilized. As a result, it is possible to reduce the amount of graphite to be immobilized on a large scale as compared with the related art.

【0071】[請求項2]によれば、請求項1におい
て、上記炭素化合物が二酸化炭素(CO2 ),一酸化炭
素(CO)又はメタン(CH4 )のいずれかからなるの
で、上記二酸化炭素(CO2 ),一酸化炭素(CO)又
はメタン(CH4 )を同位体分離して14Cを固定化する
ことができる。
According to [Claim 2], since the carbon compound is any one of carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO) and methane (CH 4 ), 14 C can be immobilized by isotopically separating (CO 2 ), carbon monoxide (CO) or methane (CH 4 ).

【0072】[請求項3]によれば、14Cを含有する黒
鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2成分と14CO2 12
CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、該14
2 12CO2 13CO2 成分に水素を添加して14CH
4 12CH4 13CH4 成分とし、その後14CH4 成分
12CH4 13CH4 成分とに同位体分離し、該分離さ
れた14CH4 成分を固化するので、黒鉛中に存在する14
CをCH4 の形で分離し、99.99%の割合で安定化物
12CH4 13CH4 成分から分離されて、14Cのみを
固定化することができる。
According to [claim 3], graphite containing 14 C is burned, and the combustion gas is mixed with N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 CO 2 .
CO 2, 13 CO 2 and the combustion gas separated into the components, the 14 C
Hydrogen is added to O 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components to form 14 CH.
4 , 12 CH 4 and 13 CH 4 components, and then isotope-separated into 14 CH 4 components and 12 CH 4 and 13 CH 4 components, and the separated 14 CH 4 components are solidified, so that they are present in graphite. Do 14
C is separated in the form of CH 4 , and is separated from the 12 CH 4 and 13 CH 4 components of the stabilizer at a rate of 99.99%, so that only 14 C can be immobilized.

【0073】[請求項4]によれば、14Cを含有する黒
鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2成分と14CO2 12
CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、該14
2 12CO2 13CO2 成分に水素を添加して14
O,12CO,13CO成分とし、その後14CO成分と12
O,13CO成分とに分離し、該分離された14CO成分を
固化するので、黒鉛中に存在する14CをCOの形で分離
し、99.99%の割合で安定化物の12CO,13CO成分
から分離されて、14Cのみを固定化することができる。
According to [claim 4], graphite containing 14 C is burned, and the combustion gas is divided into N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 CO 2 .
CO 2, 13 CO 2 and the combustion gas separated into the components, the 14 C
Add hydrogen to O 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components to add 14 C
O, 12 CO, 13 CO components, then 14 CO components and 12 C
Since it is separated into O and 13 CO components and the separated 14 CO component is solidified, the 14 C present in the graphite is separated in the form of CO, and 99.9% of the stabilized 12 CO, Separated from the 13 CO component, only 14 C can be immobilized.

【0074】[請求項5]によれば、14Cを含有する黒
鉛を燃焼し、燃焼ガスをN2 ,O2成分と14CO2 12
CO2 13CO2 成分とに燃焼ガス分離し、該14
2 12CO2 13CO2 成分を14CO2 成分と12CO
2 13CO2 成分とに同位体分離し、該分離された14
2 成分を固化するので、黒鉛中に存在する14CをCO
2の形で分離し、99.99%の割合で安定化物の12CO
2 13CO2 成分から分離されて、14Cのみを固定化す
ることができる。
According to claim 5, graphite containing 14 C is burned, and the combustion gas is mixed with N 2 and O 2 components and 14 CO 2 and 12 CO 2 .
CO 2, 13 CO 2 and the combustion gas separated into the components, the 14 C
O 2 , 12 CO 2 , and 13 CO 2 components are combined with 14 CO 2 components and 12 CO
Isotope separated into 2 , 13 CO 2 components, and the separated 14 C
Since the O 2 component is solidified, the 14 C present in the graphite is reduced to CO
2) and 99.9% of the stabilized 12 CO
Separated from the 2 , 13 CO 2 component, only 14 C can be immobilized.

【0075】[請求項6]によれば、請求項1〜5にお
いて、上記14Cからなる炭素化合物の固化をプラズマ処
理により行うことにより、14Cのみを固定化することが
できる。
According to [claim 6], in claim 1 to 5, only the 14C can be immobilized by solidifying the carbon compound comprising 14C by a plasma treatment.

【0076】[請求項7]によれば、請求項1〜5にお
いて、上記14Cを含有する黒鉛が原子炉の炉心材として
使用された黒鉛である場合には、原子力発電で使用した
黒鉛から有害な14Cのみを固定化することができる。こ
の結果、従来では単にそのままセメント固化していたも
のがセメント固化する黒鉛の量を100万分の1まで減
容化が可能となり、大容量の埋設スペースを確保する必
要がなくなる。
According to [claim 7], in the case where the graphite containing 14C is graphite used as a core material of a nuclear reactor, the graphite used in nuclear power generation may be used. Only harmful 14 C can be immobilized. As a result, it is possible to reduce the amount of graphite to be cement-solidified to one-millionth of the volume of what has been conventionally solidified as cement, and it is not necessary to secure a large-capacity burying space.

【0077】[請求項8]によれば、導入される14Cを
含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生した
燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12
2 13CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、該CO2 同位体成分にH2 を添加し、14CH4 12
CH4 13CH4 成分に転換するメタン生成装置と、該
メタン生成装置での反応により生成した14CH4 12
4 13CH4 成分を、14CH4 成分と12CH4 13
4 成分とに同位体分離する同位体分離手段と、該分離
された該14CH4 を固化する炭素固化手段とを具備する
ので、黒鉛中に存在する14CをCH4 の形で分離し、9
9.99%の割合で安定化物の12CH4 13CH4 成分か
ら分離されて、14Cのみを固定化することができる。
According to [claim 8], a combustion furnace for burning the introduced graphite containing 14 C, and the combustion gas components generated in the combustion furnace are converted into N 2 and O 2 components and 14 CO 2 , 12 C
A combustion gas separating means for separating gas into O 2 and 13 CO 2 components, and adding H 2 to the CO 2 isotope component to form 14 CH 4 , 12 CO 2
A methane generator for converting into CH 4 and 13 CH 4 components, and 14 CH 4 and 12 C produced by the reaction in the methane generator.
The H 4 and 13 CH 4 components are combined with the 14 CH 4 component and the 12 CH 4 and 13 C
Since it is provided with an isotope separating means for isotope separation into H 4 components and a carbon solidifying means for solidifying the separated 14 CH 4 , 14 C present in graphite is separated in the form of CH 4. , 9
At a rate of 9.99%, it is separated from the 12 CH 4 and 13 CH 4 components of the stabilizer, and only 14 C can be immobilized.

【0078】[請求項9]によれば、請求項8におい
て、上記同位体分離した12CH4 13CH4 成分を燃焼
して系外へ排出する燃焼器を具備するので、効率的な処
理が可能となる。
According to [claim 9], in claim 8, a combustor for burning the isotope-separated 12 CH 4 and 13 CH 4 components and discharging the same to the outside of the system is provided. Becomes possible.

【0079】[請求項10]によれば、導入される14
を含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生し
た燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12CO
2 13CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、14CO2 12CO2 13CO2 成分に水素を添加し
14CO,12CO,13CO成分とH2 Oとに転換するC
Oシフトコンバータと、上記転換したCO同位体成分と
未反応のCO2 同位体とに分離するCO/CO2 分離手
段と、該分離された14CO,12CO,13CO成分を12
O,13CO成分と14COとに同位体分離する同位体分離
手段と、分離された該14COを固化する炭素固化手段と
を具備するので、黒鉛中に存在する14CをCOの形で分
離し、99.99%の割合で安定化物の12CO,13CO成
分から分離されて、14Cのみを固定化することができ
る。
According to [claim 10], it is introduced14C
And a combustion furnace for burning graphite containing
The combustion gas componentTwo, OTwoIngredients14COTwo,12CO
Two, 13COTwoCombustion gas separation means for separating gas into components
When,14COTwo,12COTwo,13COTwoAdd hydrogen to the components
hand14CO,12CO,13CO component and HTwoC to convert to O
An O-shift converter and the converted CO isotope component
Unreacted COTwoCO / CO separated into isotopesTwoIsolated hand
Step and the separated14CO,12CO,13CO component12C
O,13CO component and14Isotope separation for isotopic separation with CO
Means and the separated14Carbon solidifying means for solidifying CO;
So it is present in graphite14C is divided in the form of CO
Release, 99.99% of the stabilized material12CO,13CO production
Separated from the minute,14Only C can be fixed
You.

【0080】[請求項11]によれば、請求項10にお
いて、上記同位体分離した12CO, 13CO成分を燃焼し
て系外へ排出する燃焼器を具備するので、効率的な処理
が可能となる。
According to claim 11, according to claim 10,
And the above isotopes were separated12CO, 13Burning CO components
Equipped with a combustor that discharges out of the system for efficient processing
Becomes possible.

【0081】[請求項12]によれば、請求項8〜11
において、上記炭素固化手段がプラズマ処理により炭素
を固定化するので、効率的に14Cを固定化することがで
きる。
According to [Claim 12], Claims 8 to 11
In the above, since the carbon solidifying means immobilizes carbon by plasma treatment, 14 C can be immobilized efficiently.

【0082】[請求項13]によれば、 導入される14
Cを含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生
した燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12
213CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、該14CO2 12CO2 13CO2 成分を12CO2
13CO2 成分と14CO2 とに圧力スイング吸着法により
分離する同位体分離手段と、分離された該14CO2 を固
化する炭素固化装置とを具備するので、黒鉛中に存在す
14CをCO2 の形で分離し、99.99%の割合で安定
化物の12CO2 13CO2 成分から分離されて、14Cの
みを固定化することができる。
According to [claim 13], it is introduced14
Combustion furnace for burning graphite containing C and generated in the combustion furnace
The combustion gas componentTwo, OTwoIngredients14COTwo,12C
OTwo,13COTwoCombustion gas separation means for separating gas into components
And the14COTwo,12COTwo, 13COTwoIngredients12COTwo,
13COTwoIngredients14COTwoAnd pressure swing adsorption method
Means for separating isotopes, and14COTwoFix
And a carbon solidification device that converts
To14C to COTwoSeparated in the form of, stable at a rate of 99.99%
Fancy12COTwo,13COTwoSeparated from the components,14C's
Only immobilization.

【0083】[請求項14]によれば、導入される14
を含有する黒鉛を燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉で発生し
た燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と14CO2 12CO
2 13CO2 成分とにガス分離する燃焼ガス分離手段
と、該14CO2 12CO2 13CO2 成分を12CO2
13CO2 成分と14CO2 とに分離する深冷分離手段と、
分離された該14CO2 を固化する炭素固化装置とを具備
するので、黒鉛中に存在する14CをCO2 の形で分離
し、99.99%の割合で安定化物の12CO2 13CO2
成分から分離されて、14Cのみを固定化することができ
る。
According to [claim 14], it is introduced14C
And a combustion furnace for burning graphite containing
The combustion gas componentTwo, OTwoIngredients14COTwo,12CO
Two, 13COTwoCombustion gas separation means for separating gas into components
And the14COTwo,12COTwo,13COTwoIngredients12COTwo,
13COTwoIngredients14COTwoCryogenic separation means for separating into
The separated14COTwoAnd a carbon solidifying device for solidifying
So it is present in graphite14C to COTwoIsolated in the form of
And 99.99% of the stabilized material12COTwo,13COTwo
Separated from the components,14Only C can be fixed
You.

【0084】[請求項15]によれば、請求項13又は
14において、上記炭素固化装置が生石灰(CaO)や
消石灰(Ca(OH)2 )を含む水溶液に上記14CO2
を吹き込むことにより、炭酸カルシウム(CaCO3
として14Cを固化することができる。
[0084] According to claim 15, claim 13 or in 14, the carbon solidifying device quicklime (CaO) or hydrated lime (Ca (OH) 2) above in an aqueous solution containing 14 CO 2
By blowing calcium carbonate (CaCO 3 )
14 C can be solidified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態にかかる黒鉛処理装置の概略
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a graphite processing apparatus according to a first embodiment.

【図2】圧力スイング吸着装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a pressure swing adsorption device.

【図3】第1の実施の形態にかかる同位体分離マスバラ
ンス図である。
FIG. 3 is an isotope separation mass balance diagram according to the first embodiment.

【図4】CH4 同位体分離試験結果を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing the results of a CH 4 isotope separation test.

【図5】第2の実施の形態にかかる黒鉛処理装置の概略
図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a graphite processing apparatus according to a second embodiment.

【図6】第3の実施の形態にかかる黒鉛処理装置の概略
図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a graphite processing apparatus according to a third embodiment.

【図7】第4の実施の形態にかかる黒鉛処理装置の概略
図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a graphite processing apparatus according to a fourth embodiment.

【符号の説明】 10 黒鉛(グラファイト) 11 燃焼炉 12 フィルタ 13 燃焼ガス成分(N2 ,O2 ,CO2 ) 14 冷却器 15 N2 ,O2 成分 16 CO2 同位体成分 17 燃焼ガス分離手段 18 メタン生成装置 19 反応成分 20 凝縮器 21 14CH4 ,H2 成分 22 12CH4 13CH4 成分 23 同位体分離手段 24 14CH4 /H2 分離手段 25 炭素固化手段 26 燃焼器 31 第1の吸着塔 32 第2の吸着塔 33 ブロワ 34 ガス(A,B,C) 35 真空ポンプ 36 サージタンク 40 COシフトコンバータ 41 反応成分 42 凝縮器 43 CO同位体,未反応のH2 成分 44 CO2 同位体,H2 O成分 45 CO/CO2 分離手段 46 12CO,13CO成分及び未反応のH2 成分 47 同位体分離手段 48 一酸化炭素還元装置 49 CO/H2 分離手段 50 燃焼器 61 同位体分離手段 62 炭素固化装置 63 深冷分離手段[Description of Signs] 10 Graphite (graphite) 11 Combustion furnace 12 Filter 13 Combustion gas component (N 2 , O 2 , CO 2 ) 14 Cooler 15 N 2 , O 2 component 16 CO 2 isotope component 17 Combustion gas separation means Reference Signs List 18 methane generator 19 reaction component 20 condenser 21 14 CH 4 , H 2 component 22 12 CH 4 , 13 CH 4 component 23 isotope separation means 24 14 CH 4 / H 2 separation means 25 carbon solidification means 26 combustor 31 1 adsorption tower 32 second adsorption tower 33 blower 34 gas (A, B, C) 35 vacuum pump 36 surge tank 40 CO shift converter 41 reaction component 42 condenser 43 CO isotope, unreacted H 2 component 44 CO 2 isotope, H 2 O component 45 CO / CO 2 separation means 46 12 CO, 13 CO component and unreacted H 2 components 47 isotope separation means 48 carbon monoxide reducing instrumentation 49 CO / H 2 separation means 50 combustor 61 isotope separation means 62 carbon solidifying device 63 the cryogenic separation unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 祐一 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 岡 伸樹 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 川本 要次 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 橋場 憲司 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 片岡 伸一 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 瀬戸口 稔彦 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Fターム(参考) 4D012 BA02 CB16 CD03 CD05 CD06 CD07 CH01 CH02 CH05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuichi Fujioka 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-city, Nagasaki Prefecture Inside the Nagasaki Research Laboratory, Sanishi Heavy Industries Co., Ltd. No. 1 In the Nagasaki Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Kajiji Kawamoto 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture In the Nagasaki Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Kenji Hashiba Kobe, Hyogo Prefecture 1-1-1 Wadazakicho, Hyogo-ku Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Kobe Shipyard (72) Inventor Shinichi Kataoka 2-5-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sanishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Toshihiko Setoguchi Nagasaki 5717-1, Fukabori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki F-term (reference) in Nagasaki Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 4D012 BA02 CB16 CD03 CD05 CD06 CD07 CH01 CH02 CH05

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼ガス
をN2 ,O2 成分と 14CO2 12CO2 13CO2 成分
とに燃焼ガス分離し、該14CO2 12CO213CO2
成分を処理して、12C,13Cからなる炭素化合物と14
からなる炭素化合物とに同位体分離し、該14Cからなる
炭素化合物を固化することを特徴とする黒鉛処理方法。
(1)14Combustion of graphite containing C
To NTwo, OTwoIngredients 14COTwo,12COTwo,13COTwocomponent
And the combustion gas is separated14COTwo,12COTwo,13COTwo
Process the ingredients,12C,13A carbon compound consisting of C14C
And a carbon compound consisting of14Consists of C
A graphite treatment method comprising solidifying a carbon compound.
【請求項2】 請求項1において、 上記炭素化合物が二酸化炭素(CO2 ),一酸化炭素
(CO)又はメタン(CH4 )のいずれかからなること
を特徴とする黒鉛処理方法。
2. The graphite treatment method according to claim 1, wherein the carbon compound comprises one of carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO) and methane (CH 4 ).
【請求項3】 14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼ガス
をN2 ,O2 成分と 14CO2 12CO2 13CO2 成分
とに燃焼ガス分離し、該14CO2 12CO213CO2
成分に水素を添加して14CH4 12CH4 13CH4
分とし、その後14CH4 成分と12CH4 13CH4 成分
とに同位体分離し、該分離された14CH4 成分を固化す
ることを特徴とする黒鉛処理方法。
(3)14Combustion of graphite containing C
To NTwo, OTwoIngredients 14COTwo,12COTwo,13COTwocomponent
And the combustion gas is separated14COTwo,12COTwo,13COTwo
Add hydrogen to the components14CHFour,12CHFour,13CHFourSuccess
Minutes and then14CHFourIngredients12CHFour,13CHFourcomponent
And isotope-separated into14CHFourSolidifies the ingredients
A graphite treatment method.
【請求項4】 14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼ガス
をN2 ,O2 成分と 14CO2 12CO2 13CO2 成分
とに燃焼ガス分離し、該14CO2 12CO213CO2
成分に水素を添加して14CO,12CO,13CO成分と
し、その後14CO成分と12CO,13CO成分とに分離
し、該分離された14CO成分を固化することを特徴とす
る黒鉛処理方法。
(4)14Combustion of graphite containing C
To NTwo, OTwoIngredients 14COTwo,12COTwo,13COTwocomponent
And the combustion gas is separated14COTwo,12COTwo,13COTwo
Add hydrogen to the components14CO,12CO,13CO component and
And then14CO component and12CO,13Separated from CO component
And the separated14Characterized by solidifying the CO component
Graphite treatment method.
【請求項5】 14Cを含有する黒鉛を燃焼し、燃焼ガス
をN2 ,O2 成分と 14CO2 12CO2 13CO2 成分
とに燃焼ガス分離し、該14CO2 12CO213CO2
成分を14CO2 成分と12CO2 13CO2 成分とに同位
体分離し、該分離された14CO2 成分を固化することを
特徴とする黒鉛処理方法。
Claim 5.14Combustion of graphite containing C
To NTwo, OTwoIngredients 14COTwo,12COTwo,13COTwocomponent
And the combustion gas is separated14COTwo,12COTwo,13COTwo
Ingredients14COTwoIngredients12COTwo,13COTwoSame as component
Body separated, the separated14COTwoTo solidify the ingredients
Characteristic graphite treatment method.
【請求項6】 請求項1〜5において、 上記14Cからなる炭素化合物の固化をプラズマ処理によ
り行うことを特徴とする黒鉛処理方法。
6. The graphite processing method according to claim 1, wherein the solidification of the carbon compound comprising 14 C is performed by plasma processing.
【請求項7】 請求項1〜5において、 上記14Cを含有する黒鉛が原子炉の炉心材として使用さ
れた黒鉛であることを特徴とする原子力発電所で使用し
た黒鉛処理方法。
7. The method for treating graphite used in a nuclear power plant according to claim 1, wherein the graphite containing 14 C is graphite used as a core material of a nuclear reactor.
【請求項8】 導入される14Cを含有する黒鉛を燃焼す
る燃焼炉と、 該燃焼炉で発生した燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と
14CO2 12CO2 13CO2 成分とにガス分離する燃
焼ガス分離手段と、 該CO2 同位体成分にH2 を添加し、14CH4 12CH
4 13CH4 成分に転換するメタン生成装置と、 該メタン生成装置での反応により生成した14CH4 12
CH4 13CH4 成分を、14CH4 成分と12CH4 13
CH4 成分とに同位体分離する同位体分離手段と、 該分離された該14CH4 を固化する炭素固化手段とを具
備することを特徴とする黒鉛処理装置。
8. Introduced14Burns graphite containing C
And a combustion gas component generated by the combustion furnaceTwo, OTwoIngredients
14COTwo,12COTwo, 13COTwoFuel that separates gas into components
Combustion gas separation means;TwoH isotope componentTwoAnd add14CHFour,12CH
Four,13CHFourA methane generator for converting into components, and a product produced by a reaction in the methane generator14CHFour,12
CHFour,13CHFourIngredients14CHFourIngredients12CHFour,13
CHFourAn isotope separation means for separating isotopes into components,14CHFourMeans for solidifying carbon
A graphite processing apparatus, comprising:
【請求項9】 請求項8において、 上記同位体分離した12CH4 13CH4 成分を燃焼して
系外へ排出する燃焼器を具備することを特徴とする黒鉛
処理装置。
9. The graphite processing apparatus according to claim 8, further comprising a combustor for burning the isotope-separated 12 CH 4 and 13 CH 4 components and discharging the same out of the system.
【請求項10】 導入される14Cを含有する黒鉛を燃焼
する燃焼炉と、 該燃焼炉で発生した燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と
14CO2 12CO2 13CO2 成分とにガス分離する燃
焼ガス分離手段と、14 CO2 12CO2 13CO2 成分に水素を添加して14
CO,12CO,13CO成分とH2 Oとに転換するCOシ
フトコンバータと、 上記転換したCO同位体成分と未反応のCO2 同位体と
に分離するCO/CO 2 分離手段と、 該分離された14CO,12CO,13CO成分を12CO,13
CO成分と14COとに同位体分離する同位体分離手段
と、 分離された該14COを固化する炭素固化手段とを具備す
ることを特徴とする黒鉛処理装置。
10. Introduced14Combustion of graphite containing C
And a combustion gas component generated by the combustion furnaceTwo, OTwoIngredients
14COTwo,12COTwo, 13COTwoFuel that separates gas into components
Combustion gas separation means;14 COTwo,12COTwo,13COTwoAdd hydrogen to the components14
CO,12CO,13CO component and HTwoCO to convert to O
And the unconverted CO and the converted CO isotope componentTwoIsotope and
CO / CO separated into TwoSeparating means, and the separated14CO,12CO,13CO component12CO,13
CO component and14Isotope separation means for isotope separation into CO
And the separated14And carbon solidifying means for solidifying CO.
A graphite processing apparatus.
【請求項11】 請求項10において、 上記同位体分離した12CO,13CO成分を燃焼して系外
へ排出する燃焼器を具備することを特徴とする黒鉛処理
装置。
11. The graphite processing apparatus according to claim 10, further comprising a combustor for burning the isotope-separated 12 CO and 13 CO components and discharging the same to the outside of the system.
【請求項12】 請求項8〜11において、 上記炭素固化手段がプラズマ処理により炭素を固定化す
ることを特徴とする黒鉛処理装置。
12. The graphite processing apparatus according to claim 8, wherein the carbon solidifying means fixes carbon by plasma processing.
【請求項13】 導入される14Cを含有する黒鉛を燃焼
する燃焼炉と、 該燃焼炉で発生した燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と
14CO2 12CO2 13CO2 成分とにガス分離する燃
焼ガス分離手段と、 該14CO2 12CO2 13CO2 成分を12CO2 13
2 成分と14CO2 とに圧力スイング吸着法により分離
する同位体分離手段と、 分離された該14CO2 を固化する炭素固化装置とを具備
することを特徴とする黒鉛処理装置。
13. Introduced14Combustion of graphite containing C
And a combustion gas component generated by the combustion furnaceTwo, OTwoIngredients
14COTwo,12COTwo, 13COTwoFuel that separates gas into components
Burning gas separation means;14COTwo,12COTwo,13COTwoIngredients12COTwo,13C
OTwoIngredients14COTwoSeparation by pressure swing adsorption method
Isotope separating means, and the separated14COTwoAnd a carbon solidifying device for solidifying
A graphite processing apparatus.
【請求項14】 導入される14Cを含有する黒鉛を燃焼
する燃焼炉と、 該燃焼炉で発生した燃焼ガス成分を、N2 ,O2 成分と
14CO2 12CO2 13CO2 成分とにガス分離する燃
焼ガス分離手段と、 該14CO2 12CO2 13CO2 成分を12CO2 13
2 成分と14CO2 とに分離する深冷分離手段と、 分離された該14CO2 を固化する炭素固化装置とを具備
することを特徴とする黒鉛処理装置。
14. Introduced14Combustion of graphite containing C
And a combustion gas component generated by the combustion furnaceTwo, OTwoIngredients
14COTwo,12COTwo, 13COTwoFuel that separates gas into components
Burning gas separation means;14COTwo,12COTwo,13COTwoIngredients12COTwo,13C
OTwoIngredients14COTwoCryogenic separation means for separating the14COTwoAnd a carbon solidifying device for solidifying
A graphite processing apparatus.
【請求項15】 請求項13又は14において、 上記炭素固化装置が生石灰(CaO)や消石灰(Ca
(OH)2 )を含む水溶液に上記14CO2 を吹き込んで
炭酸カルシウム(CaCO3 )として固化することを特
徴とする黒鉛処理装置。
15. The method according to claim 13 or 14, wherein the carbon solidifying device comprises quick lime (CaO) or slaked lime (Ca).
A graphite processing apparatus characterized in that the above 14 CO 2 is blown into an aqueous solution containing (OH) 2 ) and solidified as calcium carbonate (CaCO 3 ).
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123235A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Omya Development Ag Mineral materials containing carbonate with reduced emission of combustible fossil carbonaceous gas on decomposition thereof and method for production and use thereof
FR2885899A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-24 Omya Development Ag Synthetic mineral material, useful in pharmaceutical, human/animal nutrition, paper manufacture, (non)aqueous paintings, plastic and print-ink fields contains carbonate having specific carbon nuclear transformation rate
JP2010094654A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The Selective adsorbent for isotope and method for separating/concentrating isotope
WO2010103210A1 (en) 2009-03-11 2010-09-16 Electricite De France Treatment of carbon-containing radioactive waste
CN102237150A (en) * 2010-04-22 2011-11-09 中国核动力研究设计院 14C absorption device for nuclear reactor waste gas treatment
JP2013031833A (en) * 2011-06-27 2013-02-14 Shinshu Univ Method and device for separating carbon isotope from graphite
CN113979461A (en) * 2021-08-30 2022-01-28 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 Method and system for recovering 14C in 14C-containing waste gas

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123235A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Omya Development Ag Mineral materials containing carbonate with reduced emission of combustible fossil carbonaceous gas on decomposition thereof and method for production and use thereof
FR2885900A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-24 Omya Development Ag MINERAL MATERIALS CONTAINING CARBONATE WITH REDUCED FOSSIL FUEL CELL CARBONIC GAS EMISSION AT THE TIME OF THEIR DECOMPOSITIONS AND THEIR SYNTHESIS PROCESS AND USES THEREOF.
FR2885899A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-24 Omya Development Ag Synthetic mineral material, useful in pharmaceutical, human/animal nutrition, paper manufacture, (non)aqueous paintings, plastic and print-ink fields contains carbonate having specific carbon nuclear transformation rate
JP2008540323A (en) * 2005-05-20 2008-11-20 オムヤ・デベロツプメント・アー・ゲー Mineral materials containing carbonates with reduced release of combustible fossil carbonaceous gas upon decomposition of the mineral materials, and methods for their production and use
JP2010094654A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The Selective adsorbent for isotope and method for separating/concentrating isotope
WO2010103210A1 (en) 2009-03-11 2010-09-16 Electricite De France Treatment of carbon-containing radioactive waste
FR2943167A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-17 Electricite De France TREATMENT OF CARBON RADIOACTIVE WASTE.
JP2012520452A (en) * 2009-03-11 2012-09-06 エレクトリシテ・ドゥ・フランス Carbonaceous radioactive waste treatment
KR101281778B1 (en) 2009-03-11 2013-07-02 엘렉트리씨트 드 프랑스 Treatment of carbon-containing radioactive waste
CN102237150A (en) * 2010-04-22 2011-11-09 中国核动力研究设计院 14C absorption device for nuclear reactor waste gas treatment
JP2013031833A (en) * 2011-06-27 2013-02-14 Shinshu Univ Method and device for separating carbon isotope from graphite
CN113979461A (en) * 2021-08-30 2022-01-28 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 Method and system for recovering 14C in 14C-containing waste gas

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