JP2000241590A - Method and device for concentrating rare gas - Google Patents

Method and device for concentrating rare gas

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JP2000241590A
JP2000241590A JP11043995A JP4399599A JP2000241590A JP 2000241590 A JP2000241590 A JP 2000241590A JP 11043995 A JP11043995 A JP 11043995A JP 4399599 A JP4399599 A JP 4399599A JP 2000241590 A JP2000241590 A JP 2000241590A
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Japan
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rare gas
adsorption tank
air
adsorption
pressure
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JP11043995A
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Japanese (ja)
Inventor
Mataji Nakamura
又司 中村
Shinji Masuyama
信司 増山
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Japan Atomic Power Co Ltd
Nippon Giken Co Ltd
Original Assignee
Japan Atomic Power Co Ltd
Nippon Giken Co Ltd
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To downsize facilities for treating rare gases by effectively separating them from off-gases and concentrating them to reduce the volume of gases that need to be treated. SOLUTION: The air containing rare gas and the air free from the rare gas flow into the second adsorption tank 31 by way of the second pressurizing valve 46 and a pressure- equalized flow path 70 respectively to approximately equalize the pressures in adsorption tanks 30 and 31. Five seconds later, the first decompression valve 61 opens and the air rich in rare gas is sucked from the adsorption tank 30 into a recovery buffer tank 65. Meanwhile, the air containing rare gas flows into the second adsorption tank 31 by way of the pressurizing valve 46 and the internal pressure of the tank 31 gradually rises. The air containing rare gas and the air free from rare gas flow into the first adsorption tank 30 by way of the first pressurizing valve 45 and the pressure-equalized flow path 70 respectively to approximately equalize the pressures in the adsorption tanks 30 and 31. Five seconds later, the second pressure reducing valve 62 opens and the air rich in rare gas is sucked from the adsorption tank 31 into the buffer tank 65. Meanwhile, the air containing rare gas continues flowing into the adsorption tank 30 by way of the pressurizing valve 45 and the internal pressure of the tank 30 gradually rises. By repeating such a cycle, the air rich in rare gas is mixed with the air containing rare gas and is fed to the adsorption tank 30 or 31 and the air free from rare gas is discharged to the outside of a system. As a result, the rare gas in the air containing rare gas circulates through the second pump 43, the adsorption tanks and the buffer tank 65, and the gas is gradually accumulated.

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、沸騰水型軽水炉発
電プラントに応用可能な希ガスの放出低減化吸着処理設
備に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rare gas emission reduction adsorption treatment apparatus applicable to a boiling water light water reactor power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、沸騰水型軽水炉においては、排出
ガス中の放射性希ガス排出量の低減化対策として、水素
再結合装置の減衰管及び希ガスホールドアップ装置が設
けられている。すなわち、前者は、排出ガスの排出路に
減衰管を設け、この中を排出ガスが通過する間に、短半
減期核種を減衰させるものである。また、後者は、排出
ガスを一定時間(たとえば、放射性クリプトンは40時
間、放射性キセノンは27日間)保持することによって十
分減衰させるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a boiling water type light water reactor is provided with a damping tube of a hydrogen recombination device and a rare gas hold-up device as a measure for reducing the emission of radioactive rare gas in exhaust gas. That is, in the former, an attenuating pipe is provided in an exhaust gas discharge path, and a short half-life nuclide is attenuated while the exhaust gas passes through the pipe. In the latter, exhaust gas is sufficiently attenuated by keeping the exhaust gas for a certain period of time (for example, radioactive krypton for 40 hours and radioactive xenon for 27 days).

【0003】このような低減化対策には広大な設備を要
し、当然多大な費用も要することとなっている。たとえ
ば、最大出力1,100MWクラスの原子力発電所の場合、十
数立方メートルの容積を有する活性炭充填塔が約20基必
要である。
[0003] Such measures for reduction require extensive facilities, and of course require a great deal of cost. For example, a nuclear power plant with a maximum output of 1,100 MW requires about 20 activated carbon packed towers with a capacity of more than 10 cubic meters.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のような
発電所における排出ガス排出量を一時間当たり50立方メ
ートルと見積もると、年間の排出量は438,000立方メー
トルとなる。しかし、この排出ガスに含まれる放射性希
ガスの量は最大でも50立方メートル程度である。また、
放射性希ガスの半減期が比較的短いことを考慮すると、
実際に処理を要する放射性希ガス量は、更に微量である
と考えられる。
Here, if the exhaust gas emission at the above-mentioned power plant is estimated to be 50 cubic meters per hour, the annual emission will be 438,000 cubic meters. However, the amount of radioactive rare gas contained in this exhaust gas is at most about 50 cubic meters. Also,
Considering the relatively short half-life of radioactive noble gases,
It is considered that the amount of the radioactive rare gas actually requiring treatment is even smaller.

【0005】しかし、放射性排出ガスから放射性希ガス
を効果的に分離する従来技術は存在しないため、上記の
ようにごく微量の放射性希ガスを処理するために、上記
発電所では年間438,000立方メートルもの排出ガスを処
理せざるを得ないのが現状である。したがって、放射性
排出ガスから放射性希ガスを効果的に分離することがで
きれば、処理を要する気体の体積を大幅に減少せしめる
ことが可能となり、処理施設の縮小化及び処理費用の低
減化を図ることが可能となる。また、放射性希ガスのみ
を分離できなくとも、排出ガス中の安定希ガスを含む希
ガスを分離することができれば、かなりの処理量の減少
を図ることができる。
However, since there is no conventional technology for effectively separating radioactive noble gas from radioactive exhaust gas, the above-mentioned power plant emits as much as 438,000 cubic meters per year in order to treat a very small amount of radioactive noble gas as described above. At present, gas must be treated. Therefore, if the radioactive rare gas can be effectively separated from the radioactive exhaust gas, the volume of the gas that needs to be treated can be significantly reduced, and the treatment facility can be reduced in size and the treatment cost can be reduced. It becomes possible. Further, even if it is not possible to separate only the radioactive rare gas, if the rare gas containing the stable rare gas in the exhaust gas can be separated, the processing amount can be considerably reduced.

【0006】そこで、本発明は、排出ガス中から希ガス
を効果的に分離濃縮し、処理を要する気体体積を低減化
することで、希ガス処理施設の小規模化を図ることを目
的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to reduce the volume of a rare gas treatment facility by effectively separating and concentrating a rare gas from exhaust gas and reducing the volume of gas required for treatment. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】(請求項1)上記の課題
に鑑み、本発明のうち請求項1記載の発明は、吸着剤を
収容する二の吸着タンクへ、希ガス含有空気を大気圧を
超える圧力で加圧流入せしめて上記吸着剤へ希ガスを吸
着せしめる加圧吸着段階、上記吸着タンクへの加圧を解
除して、上記吸着剤へ吸着しなかった希ガスフリー空気
を排気せしめる排気段階、及び上記吸着タンクを減圧し
て、上記吸着剤へ吸着した希ガスを含む希ガスリッチ空
気を脱着せしめる減圧脱着段階を繰り返してなる希ガス
濃縮方法となっている。そして、上記二の吸着タンクの
うち、一方の吸着タンクへは、加圧吸着段階において希
ガス含有空気を加圧流入せしめると同時に、もう一方の
吸着タンクでは、減圧脱着段階において希ガスリッチ空
気が脱着されることとなっている。また、上記の一方の
吸着タンクから、排気段階において希ガスフリー空気が
排気される際に、同希ガスフリー空気の一部は、上記の
もう一方の吸着タンクへ移行されると同時に、このもう
一方の吸着タンクへ、加圧吸着段階において希ガス含有
空気を加圧流入せしめることとなっている。更に、上記
の一方の吸着タンクから、減圧脱着段階において希ガス
リッチ空気が脱着されると同時に、もう一方の吸着タン
クでは、加圧吸着段階が続行し、減圧脱着段階において
脱着された希ガスリッチ空気の一部又は全部を、希ガス
含有空気と混合して再び吸着タンクへ加圧流入せしめる
こととなっている。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, the invention according to claim 1 of the present invention provides that the rare gas-containing air is supplied to the two adsorption tanks containing the adsorbent at atmospheric pressure. Pressurized inflow at a pressure exceeding the maximum pressure to adsorb the rare gas to the adsorbent, release the pressurization to the adsorption tank, and exhaust the rare gas free air not adsorbed to the adsorbent The rare gas enrichment method is a repetition of an exhausting step and a depressurizing and desorbing step of depressurizing the adsorption tank to desorb rare gas-rich air containing the rare gas adsorbed on the adsorbent. At the same time, the rare gas-containing air is allowed to flow into one of the two adsorption tanks under pressure in the pressure adsorption stage, and the rare gas-rich air is desorbed in the other adsorption tank in the decompression desorption stage. It is to be done. Further, when the rare gas-free air is exhausted from the one adsorption tank in the exhaust stage, a part of the rare gas-free air is transferred to the other adsorption tank, and The rare gas-containing air is caused to flow under pressure into one of the adsorption tanks in the pressure adsorption stage. Further, the rare gas-rich air is desorbed from the one adsorption tank in the decompression and desorption step, and the pressurized adsorption step is continued in the other adsorption tank, and the rare gas-rich air desorbed in the decompression and desorption step is removed. A part or all of the mixture is mixed with the rare gas-containing air and then pressurized and flows into the adsorption tank again.

【0008】すなわち、本請求項に係る方法において
は、いわゆる圧力スイング吸着法(以下、「PSA法」と
する。)によって、排出ガスを、クリプトン及びキセノ
ン(以下まとめて「希ガス」とする。)が付加された希
ガスリッチ空気と、希ガスを含まない希ガスフリー空気
とに分離することとしている。PSA法とは、二以上の成
分からなる気体から特定の成分を、吸着によって分離す
る方法であって、吸着の際に圧力を高めるとともに、脱
着の際に圧力を低くすることで、この操作の繰り返しに
より、吸着剤の処理量を増大させることをいう。
That is, in the method according to the present invention, the exhaust gas is krypton and xenon (hereinafter collectively referred to as “rare gas”) by the so-called pressure swing adsorption method (hereinafter referred to as “PSA method”). ) Is separated into rare gas-rich air to which rare gas is added and rare gas-free air containing no rare gas. The PSA method is a method of separating a specific component from a gas consisting of two or more components by adsorption.In addition to increasing the pressure during adsorption and lowering the pressure during desorption, this operation is performed. It means increasing the throughput of the adsorbent by repetition.

【0009】そして、PSA法においては、吸着剤が十分
量存在すれば、易吸着性の気体は、所定の圧力(P1)まで
加圧すれば全て吸着剤に吸着され、気相には残存しない
こととなる。一方、難吸着性の気体は、上記のP1を超え
た圧力(P2)をかけても、吸着されるのは一部のみで、吸
着されない分が気相に残存することとなる。そこで、混
合気体を上記P2まで加圧した後、減圧して排気するとき
には、P1までの減圧の間に排気されるのは、難吸着性の
気体のみである。すなわち、P1まで減圧される易吸着性
の気体は吸着されたままであるので、難吸着性の気体の
みを分離することができる。
In the PSA method, if a sufficient amount of the adsorbent is present, the easily adsorbable gas is entirely adsorbed by the adsorbent when the gas is pressurized to a predetermined pressure (P1) and does not remain in the gas phase. It will be. On the other hand, even when a pressure (P2) exceeding the above P1 is applied, only a part of the poorly adsorbable gas is adsorbed, and the unadsorbed portion remains in the gas phase. Therefore, when the mixed gas is pressurized to P2 and then exhausted at a reduced pressure, only the hardly adsorbable gas is exhausted during the depressurization to P1. That is, since the easily adsorbable gas depressurized to P1 remains adsorbed, only the hardly adsorbable gas can be separated.

【0010】更に、混合気体中における易吸着性気体の
分圧が低くなるほど、上記P1は低くなるので、上記P2と
P1との圧力差をより大きくすることができる。すなわ
ち、より多くの難吸着性気体を排出することが可能とな
る。また、吸着剤への吸着性がほぼ同様な二種類の気体
であっても、その分圧が異なる場合には、適当な圧力差
をもって両気体を分離することができる。
Further, the lower the partial pressure of the easily adsorbable gas in the mixed gas, the lower the above P1.
The pressure difference from P1 can be further increased. That is, it becomes possible to discharge more difficult-to-adsorb gas. Further, even if two kinds of gases having substantially the same adsorptivity to the adsorbent are used, if the partial pressures are different, the two gases can be separated with an appropriate pressure difference.

【0011】すなわち、適当な吸着剤並びに加圧条件及
び減圧条件を選べば、希ガスが富化された希ガスリッチ
空気と、希ガスを含まない希ガスフリー空気とを分ける
ことができる。たとえば、後述の請求項2で説明するよ
うに、希ガスの活性炭に対する吸着性は、空気の主成分
たる窒素及び酸素に対して高くなっている。更に、希ガ
スが排出ガス中で占める分圧はきわめて低いため、上記
のP1が低くなり、加圧による吸着がより効果的に行われ
る。
That is, by selecting an appropriate adsorbent and pressurizing and depressurizing conditions, rare gas-enriched air enriched with rare gas can be separated from rare gas-free air containing no rare gas. For example, as described in claim 2 described later, the adsorptivity of a rare gas to activated carbon is high for nitrogen and oxygen, which are main components of air. Further, since the partial pressure of the rare gas in the exhaust gas is extremely low, the above P1 becomes low, and the adsorption by pressurization is more effectively performed.

【0012】また、排気される希ガスフリー空気の一部
がもう一方の吸着タンクへ移行されることで、この吸着
タンク内では、希ガスの分圧が、排出ガス中の分圧より
低くなる。すなわち、希ガスフリー空気によって希釈さ
れるような効果が生じ、排ガス中における希ガス分圧よ
りも、吸着タンク内での希ガス分圧が低くなるため、上
記のP1が低くなることとなる。したがって、加圧による
吸着がより効果的に行われる。
Further, since a part of the rare gas free air to be exhausted is transferred to the other adsorption tank, the partial pressure of the rare gas in the adsorption tank becomes lower than the partial pressure in the exhaust gas. . That is, the effect of dilution by the rare gas-free air is produced, and the partial pressure of the rare gas in the adsorption tank becomes lower than the partial pressure of the rare gas in the exhaust gas, so that the above P1 becomes lower. Therefore, adsorption by pressurization is more effectively performed.

【0013】本発明においては、二つの吸着タンクを使
用することで、一方が加圧吸着段階であるときにはもう
一方が減圧脱着段階であるように、常に両段階が並行し
て行われることで、排出ガスの流入が常にどちらかの吸
着タンクへ連続的に行われることとなる。つまり、一つ
の吸着タンクにおいては、加圧吸着段階、排気段階及び
減圧脱着段階を繰り返すこととなっているが、一方の吸
着タンクにおいて、加圧吸着段階から排気段階に移行す
るのと同時に、他方の吸着タンクにおいて減圧脱着段階
から、加圧吸着段階へ移行することとなっている。ま
た、一方の吸着タンクにおいて、排気段階から減圧脱着
段階に移行する間には、他方の吸着タンクでは加圧吸着
段階が続行していることとなっている。
In the present invention, by using two adsorption tanks, both stages are always performed in parallel so that one is a pressure adsorption stage and the other is a vacuum desorption stage, The inflow of the exhaust gas is always continuously performed to one of the adsorption tanks. In other words, in one adsorption tank, the pressure adsorption step, the exhaust step, and the decompression / desorption step are repeated, but in one adsorption tank, at the same time as the transition from the pressure adsorption step to the exhaust step, the other In the adsorption tank, the pressure desorption stage is shifted to the pressure adsorption stage. In addition, during the transition from the evacuation stage to the decompression / desorption stage in one adsorption tank, the pressure adsorption stage is to be continued in the other adsorption tank.

【0014】各吸着タンクには、それぞれ希ガス含有空
気の流入路、希ガスフリー空気の排気路及び希ガスリッ
チ空気の回収路が設けられている。また、両吸着タンク
間には、希ガスフリー空気が移行する移行路が設けられ
ている。次に、本請求項に係る希ガス濃縮方法における
手順を説明する。まず、二つの吸着タンクのうち、一方
の吸着タンク(以下、タンクAとする。)が加圧吸着段
階でタンク内の圧力が最大となった瞬間で、かつ、もう
一方の吸着タンク(以下、タンクBとする。)が減圧脱
着段階でタンク内の圧力が最小となった瞬間から説明を
開始する。
Each of the adsorption tanks is provided with a rare gas-containing air inflow path, a rare gas-free air exhaust path, and a rare gas-rich air recovery path. In addition, a transfer path through which the rare gas-free air transfers is provided between the two adsorption tanks. Next, a procedure in the rare gas enrichment method according to the present invention will be described. First, of the two adsorption tanks, one of the adsorption tanks (hereinafter referred to as tank A) is at the moment when the pressure in the tank becomes maximum in the pressure adsorption stage, and the other adsorption tank (hereinafter, referred to as tank A). The description will be started from the moment when the pressure in the tank becomes minimum in the decompression / desorption stage.

【0015】タンクAにおいては、タンク内の圧力が最
大となった瞬間に、それまでに希ガス含有空気が流入し
ていた流入路が閉鎖すると同時に、排気路が開放して、
希ガスフリー空気が排出される。また、同時に、移行路
も開放することで、タンクAからタンクBへと希ガスフ
リー空気が移行することとなる。すなわち、排気段階へ
移行するわけである。
In the tank A, at the moment when the pressure in the tank is maximized, the inflow passage through which the rare gas-containing air has flowed is closed, and at the same time, the exhaust passage is opened.
Noble gas-free air is discharged. At the same time, the transfer path is also opened, so that the rare gas-free air transfers from the tank A to the tank B. That is, the process shifts to the exhaust stage.

【0016】一方、タンクBにおいては、タンク内の圧
力が最小となった瞬間に、それまで希ガスリッチ空気が
流出していた回収路が閉鎖すると同時に、流入路が開放
して、希ガス含有空気が流入してくる。それと同時に、
上記のように、移行路を介して、タンクAからの希ガス
フリー空気も移行してくる。すなわち、加圧吸着段階へ
移行するわけである。
On the other hand, in the tank B, at the moment when the pressure in the tank is minimized, the recovery path from which the rare gas-rich air has flowed out is closed, and at the same time, the inflow path is opened to open the rare gas-containing air. Comes in. At the same time,
As described above, the rare gas-free air from the tank A also moves through the transfer path. That is, the process proceeds to the pressure adsorption stage.

【0017】その後、タンクAにおいては、排出路及び
移行路が閉鎖して、希ガスフリー空気の排出が終了する
と同時に、回収路が開放して、減圧により希ガスリッチ
空気が流出し始める。すなわち、減圧脱着段階へ移行す
るわけである。一方、タンクBにおいては、移行路から
の希ガスフリー空気の移行は止むこととなるが、流入路
からの希ガス含有空気の流入は続行している。すなわ
ち、加圧吸着段階が続行中である。
Thereafter, in the tank A, the discharge path and the transfer path are closed, and the discharge of the rare gas-free air is completed. At the same time, the recovery path is opened, and the rare gas-rich air starts to flow out under reduced pressure. That is, the process shifts to the vacuum desorption stage. On the other hand, in the tank B, the transfer of the rare gas-free air from the transfer passage stops, but the inflow of the rare gas-containing air from the inflow passage continues. That is, the pressure adsorption stage is continuing.

【0018】そして、タンクBにおいては、タンク内の
圧力が最大となった瞬間に、それまでに希ガス含有空気
が流入していた流入路が閉鎖すると同時に、排気路が開
放して、希ガスフリー空気が排出される。また、同時
に、移行路も開放することで、今度は、タンクBからタ
ンクAへと希ガスフリー空気が移行することとなる。す
なわち、排気段階へ移行するわけである。
In the tank B, at the moment when the pressure in the tank becomes the maximum, the inflow passage through which the rare gas-containing air has flowed up to that time is closed, and at the same time, the exhaust passage is opened, and the rare gas is opened. Free air is exhausted. At the same time, the transfer path is also opened, so that the rare gas-free air transfers from the tank B to the tank A. That is, the process shifts to the exhaust stage.

【0019】一方、タンクAにおいては、タンク内の圧
力が最小となった瞬間に、それまで希ガスリッチ空気が
流出していた回収路が閉鎖すると同時に、流入路が開放
して、希ガス含有空気が流入してくる。それと同時に、
上記のように、移行路を介して、タンクBからの希ガス
フリー空気も移行してくる。すなわち、加圧吸着段階へ
移行するわけである。
On the other hand, in the tank A, at the moment when the pressure in the tank is minimized, the recovery passage from which the rare gas-rich air has flowed out is closed, and at the same time, the inflow passage is opened to open the rare gas-containing air. Comes in. At the same time,
As described above, the rare gas-free air from the tank B also moves through the transfer path. That is, the process proceeds to the pressure adsorption stage.

【0020】その後、タンクBにおいては、排出路及び
移行路が閉鎖して、希ガスフリー空気の排出が終了する
と同時に、回収路が開放して、減圧により希ガスリッチ
空気が流出し始める。すなわち、減圧脱着段階へ移行す
るわけである。一方、タンクAにおいては、移行路から
の希ガスフリー空気の移行は止むこととなるが、流入路
からの希ガス含有空気の流入は続行している。すなわ
ち、加圧吸着段階が続行中である。
Thereafter, in the tank B, the discharge path and the transfer path are closed, and the discharge of the rare gas-free air is completed. At the same time, the recovery path is opened, and the rare gas-rich air starts flowing out due to the reduced pressure. That is, the process shifts to the vacuum desorption stage. On the other hand, in the tank A, the transfer of the rare gas-free air from the transfer passage stops, but the inflow of the rare gas-containing air from the inflow passage continues. That is, the pressure adsorption stage is continuing.

【0021】そして、タンクA内の圧力が最大となり、
同時にタンクB内の圧力が最小となったところで、再び
最初に記述した状態へ至り、後は上記の段階を繰り返し
ていくこととなる。すなわち、加圧吸着段階において、
易吸着性の希ガスを吸着剤へ吸着させた後、急激に減圧
する排気段階において、比較的難吸着性の窒素及び酸素
からなる希ガスフリー空気が排出されることとなる。こ
のときの排気路の開放する時間を適当に調整すること
で、吸着された希ガスが排出される前に排気段階を終了
させることができる。したがって、排ガスのうち、希ガ
スを含まない空気のみを系外へ放出することが可能とな
る。
Then, the pressure in the tank A becomes maximum,
At the same time, when the pressure in the tank B is minimized, the state described first is reached again, and thereafter the above steps are repeated. That is, in the pressure adsorption stage,
In the exhaust stage where the pressure is rapidly reduced after the easily adsorbable rare gas is adsorbed by the adsorbent, rare gas free air composed of relatively hardly adsorbable nitrogen and oxygen is discharged. By appropriately adjusting the opening time of the exhaust passage at this time, the exhaust stage can be completed before the adsorbed rare gas is exhausted. Therefore, it becomes possible to discharge only the air containing no rare gas out of the exhaust gas to the outside of the system.

【0022】また、排気段階において希ガスフリー空気
の一部をもう一方の吸着タンクへ移行させることで、同
吸着タンクにおいて、希ガスフリー空気と流入路からの
希ガス含有空気が混合され、タンク内の希ガス分圧が低
くなる。これによって、同タンク内での希ガスの吸着が
より効果的に行われるようになる。更に、減圧脱着され
た希ガスリッチ空気が、希ガス含有空気と混合されて再
び加圧吸着段階へもたらされることで、更に希ガスを濃
縮することが可能となる。
Further, by transferring a part of the rare gas-free air to the other adsorption tank in the exhaust stage, the rare gas-free air and the rare gas-containing air from the inflow passage are mixed in the same adsorption tank. And the partial pressure of the noble gas in the inside becomes low. Thereby, the adsorption of the rare gas in the tank is performed more effectively. Further, the rare gas-rich air desorbed under reduced pressure is mixed with the rare gas-containing air and is returned to the pressure adsorption stage, so that the rare gas can be further concentrated.

【0023】(請求項2)また、請求項2記載の発明
は、請求項1記載の発明の特徴に加え、吸着剤が、炭素
を主体とする吸着剤であることを特徴とする。炭素を主
体とする吸着剤には、たとえば、活性炭がある。すなわ
ち、吸着剤としては、希ガスと、酸素及び窒素との吸着
性の差がより大きいものが適切である。
(Claim 2) The invention of claim 2 is characterized in that, in addition to the features of the invention of claim 1, the adsorbent is an adsorbent mainly composed of carbon. The carbon-based adsorbent includes, for example, activated carbon. That is, as the adsorbent, those having a larger difference in adsorbability between the rare gas and oxygen and nitrogen are suitable.

【0024】そして、活性炭は、上記の条件に適合する
ものである。しかし、活性炭に対しては、窒素もある程
度の吸着性を有する。ただ、排出ガス中に占める分圧が
窒素は約80%であるのに対し、クリプトン及びキセノン
は微量であり大きな差があるため、適当な圧力差を設定
すれば、窒素と希ガスとの分離は十分可能である。
Activated carbon meets the above conditions. However, for activated carbon, nitrogen also has some adsorptive properties. However, while nitrogen has a partial pressure of about 80% in the exhaust gas, krypton and xenon are very small and have a large difference, so if an appropriate pressure difference is set, the separation of nitrogen and the rare gas can be achieved. Is quite possible.

【0025】したがって、活性炭のような炭素を主体と
する吸着剤を用いることによって、希ガスと空気との分
離をより効果的に行うことが可能となっている。 (請求項3)請求項3記載の発明は、吸着剤を収容する
二の吸着タンク、上記吸着タンクへ、希ガス含有空気を
大気圧を超える圧力で加圧流入せしめて上記吸着剤へ希
ガスを吸着せしめる加圧手段、上記吸着タンクへの加圧
を解除して、上記吸着剤へ吸着しなかった希ガスフリー
空気を排気せしめる排気手段、上記二の吸着タンク間
で、上記希ガスフリー空気の一部を移行せしめる均圧手
段、及び上記吸着タンクを減圧して、上記吸着剤へ吸着
した希ガスを含む希ガスリッチ空気を脱着せしめる減圧
手段を有する希ガス濃縮装置となっている。そして、上
記加圧手段が、上記二の吸着タンクのうち一方の吸着タ
ンクへ、希ガス含有空気を加圧流入させる際に、もう一
方の吸着タンクを減圧して、希ガスリッチ空気を脱着さ
せるように上記減圧手段が形成されている。また、上記
排気手段が、上記の一方の吸着タンクから、希ガスフリ
ー空気を排気させると同時に、上記均圧手段が、同希ガ
スフリー空気の一部を、上記のもう一方の吸着タンクへ
移行させる際に、このもう一方の吸着タンクへ、希ガス
含有空気を加圧流入させるように上記加圧手段が形成さ
れている。更に、上記減圧手段が、上記の一方の吸着タ
ンクから、希ガスリッチ空気を脱着させる際に、上記の
もう一方の吸着タンクへ、上記減圧手段によって脱着さ
れた希ガスリッチ空気の一部又は全部を、希ガス含有空
気と混合して加圧流入させるように上記加圧手段が形成
されている。
Therefore, by using an adsorbent mainly composed of carbon such as activated carbon, it is possible to more effectively separate rare gas and air. (Claim 3) The invention according to claim 3 is characterized in that noble gas-containing air is pressurized into the two adsorption tanks containing the adsorbent and the adsorption tank at a pressure exceeding atmospheric pressure, and the rare gas is introduced into the adsorbent. Pressurizing means for adsorbing the rare gas-free air; releasing means for releasing the pressure on the adsorption tank to exhaust the rare gas-free air not adsorbed to the adsorbent; and the rare gas-free air between the two adsorption tanks. A rare gas concentrating device having a pressure equalizing means for transferring a part of the gas and a pressure reducing means for depressurizing the adsorption tank and desorbing the rare gas rich air containing the rare gas adsorbed on the adsorbent. Then, when the pressurizing means causes the rare gas-containing air to flow into one of the two adsorption tanks under pressure, the other adsorption tank is depressurized to desorb rare gas-rich air. The decompression means is formed in. In addition, the exhaust means exhausts the rare gas-free air from the one adsorption tank, and the equalizing means transfers a part of the rare gas-free air to the other adsorption tank. The pressurizing means is formed so that the rare gas-containing air flows into the other adsorption tank by pressurization. Further, when the decompression means desorbs rare gas-rich air from the one adsorption tank, a part or all of the rare gas-rich air desorbed by the decompression means to the other adsorption tank, The above-mentioned pressurizing means is formed so as to be mixed with the rare gas-containing air and flow under pressure.

【0026】「加圧手段」には、処理すべき希ガス含有
空気を吸着タンクへ強制的に送り込むことの可能な、加
圧ポンプ等の給気装置と、この給気装置から両吸着タン
クへの流路を切り替える弁とが含まれる。すなわち、本
請求項に係る発明においては、吸着タンクは二つ設けら
れることとなっているが、この弁を切り替えることで、
いずれか一方の吸着タンクへ希ガス含有空気を送り込む
ことが可能となっている。
The "pressurizing means" includes an air supply device such as a pressure pump capable of forcibly sending air containing a rare gas to be treated into the adsorption tank, and an air supply device from this air supply device to both the adsorption tanks. And a valve for switching the flow path. That is, in the invention according to the present claim, two adsorption tanks are provided, but by switching this valve,
It is possible to feed the rare gas-containing air into one of the adsorption tanks.

【0027】「排気手段」には、各吸着タンクと外界と
の間の排気路を開閉することが可能な弁を含む。この弁
は、吸着タンクの内圧が所定の値に達したときに開放す
るように形成してもよい。また、吸着タンクと外界との
圧力差が所定の値に達したときに開放するような弁を設
けることとしてもよい。「均圧手段」は、両吸着タンク
を連絡する流路と、この流路に設けられる弁とを含む。
そして、この弁は、上記の排気手段の弁が開放する際に
同時に開放することとなっている。
The "exhaust means" includes a valve capable of opening and closing an exhaust path between each adsorption tank and the outside. This valve may be formed to open when the internal pressure of the adsorption tank reaches a predetermined value. Further, a valve that opens when the pressure difference between the adsorption tank and the outside reaches a predetermined value may be provided. The “equalizing means” includes a flow path that connects the two adsorption tanks, and a valve provided in the flow path.
The valve is opened at the same time as the valve of the exhaust means is opened.

【0028】「減圧手段」には、減圧ポンプ等の排気装
置と、両吸着タンクからこの排気装置への流路を切り替
える弁とが含まれる。すなわち、この弁の開閉を調節す
ることで、両吸着タンクのうちのいずれか一方から希ガ
スリッチ空気が脱着されることとなっている。また、こ
の減圧手段により脱着された希ガスリッチ空気の一部又
は全部は、上記の加圧手段へ再び送り込まれて、再度吸
着タンクへの吸着が図られることとなる。
The "decompression means" includes an exhaust device such as a decompression pump and a valve for switching a flow path from both adsorption tanks to the exhaust device. That is, by adjusting the opening and closing of the valve, the rare gas-rich air is desorbed from one of the two adsorption tanks. In addition, part or all of the rare gas-rich air desorbed by the decompression means is sent again to the above-mentioned pressurization means, and is again adsorbed to the adsorption tank.

【0029】すなわち、上記の加圧手段によって、上記
請求項1における説明中の「加圧吸着段階」が実施され
ることとなっている。同様に、上記の排気手段及び均圧
手段によって「排気段階」が、上記の減圧手段によって
「減圧脱着段階」がそれぞれ実施されることとなってい
る。 (請求項4)請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明の特徴に加え、均圧手段に、(イ)平行して分岐する
二の分岐流路、(ロ)一の分岐流路に、流出側を対向さ
せて配置される二の一方向弁、(ハ)他の分岐流路に、
流入側を対向させて配置される二の一方向弁、(ニ)
(ロ)の一方向弁間と、(ハ)の一方向弁間とを連結す
る一方向流路、及び(ホ)(ニ)の中途に設けられる流
量調節装置を有する付加装置を設けたことを特徴とす
る。
That is, the "pressurizing adsorption step" in the description of the first aspect is performed by the pressurizing means. Similarly, the “exhaust step” is performed by the exhaust means and the pressure equalizing means, and the “decompression / desorption step” is performed by the depressurizing means. (Claim 4) The invention according to claim 4 is characterized in that, in addition to the features of the invention described in claim 3, the pressure equalizing means includes (a) two branch flow paths which branch in parallel, and (b) one branch flow. Two one-way valves arranged with the outflow side facing the channel, (c) to the other branch flow path,
(D) two one-way valves arranged with the inflow sides facing each other
(B) a one-way flow path connecting between the one-way valves and (c) the one-way valve, and (e) an additional device having a flow control device provided in the middle of (d). It is characterized by.

【0030】本発明においては、時系列的に見ると両方
の吸着タンクから交互に希ガスフリー空気が排出される
こととなっている。そして、この排出と同時に、希ガス
フリー空気が一方の吸着タンクから他方へと移行するこ
ととなっている。したがって、この移行に際して希ガス
フリー空気が均圧手段を流れる方向は、一定の時間間隔
を置いて正逆反転することとなっている。
In the present invention, rare gas-free air is alternately discharged from both adsorption tanks when viewed in a time series. At the same time as this discharge, the rare gas-free air moves from one adsorption tank to the other. Therefore, in this transition, the direction in which the rare gas-free air flows through the equalizing means is reversed at regular time intervals.

【0031】一方、本発明においては、均圧手段におい
て吸着タンク間を移行する希ガスフリー空気の流量を制
御することができれば、吸着タンクから排気される希ガ
スフリー空気の量を増大させることが可能となる。しか
し、上記のような正逆が反転する流れにおいては、その
流量を調節する手段を間に設けることは通常困難であ
る。
On the other hand, in the present invention, if the equalizing means can control the flow rate of the rare gas free air moving between the adsorption tanks, the amount of the rare gas free air exhausted from the adsorption tank can be increased. It becomes possible. However, it is usually difficult to provide a means for adjusting the flow rate in a flow in which the direction is reversed as described above.

【0032】したがって、均圧手段において流量を調節
する手段を設けるために、上記のように、一方向流路を
形成することとした。こうすることで、一方向流路にお
いてはどちらの吸着タンクから流入する場合でも、常に
上記の(ロ)から(ハ)への一方向に流れることとな
る。これを説明するための便宜上、二の吸着タンクの一
方をタンクA、もう一方をタンクBと称し、この両者を
連絡する均圧手段のうち、上記(ロ)の分岐流路に相当
する流路を流路1、(ハ)に相当するのを流路2と称す
ることとする。更に、流路1における二の一方向弁のう
ち、タンクA側に位置するのを弁1A、タンクB側に位
置するのを弁1Bと称する。同様に、流路2における二
の一方向弁のうち、タンクA側に位置するのを弁2A、
タンクB側に位置するのを弁2Bと称する。ここで、一
方向弁とは、気体が一方向のみに通過可能な弁をいう。
すなわち、弁1A及び弁1Bは、それぞれタンクA及び
タンクBから流れてくる空気のみが通過可能となってい
る。また、弁2A及び弁2Bは、それぞれタンクA及び
タンクBへと流れていく空気のみが通過可能となってい
る。
Therefore, in order to provide a means for adjusting the flow rate in the equalizing means, a one-way flow path is formed as described above. In this way, the flow always flows in one direction from (b) to (c), regardless of which one of the adsorption tanks flows in the one-way flow path. For convenience of explanation, one of the two adsorption tanks is referred to as a tank A and the other is referred to as a tank B, and among the pressure equalizing means connecting the two, the flow path corresponding to the branch flow path of (b) above Is referred to as a flow path 1, and the flow path 2 is referred to as a flow path 2. Further, of the two one-way valves in the flow path 1, the one located on the tank A side is called a valve 1A, and the one located on the tank B side is called a valve 1B. Similarly, among the two one-way valves in the flow path 2, the valve 2A, which is located on the tank A side,
The one located on the tank B side is called a valve 2B. Here, the one-way valve refers to a valve through which gas can pass only in one direction.
That is, only the air flowing from the tank A and the tank B can pass through the valve 1A and the valve 1B, respectively. Further, only the air flowing to the tank A and the tank B can pass through the valve 2A and the valve 2B, respectively.

【0033】さて、タンクAからタンクBへの移行の場
合には、タンクAから均圧手段へと至った希ガスフリー
空気は、流路1及び流路2に一旦分かれることとなる。
しかし、同空気は、流路2の弁2Aを通過することはで
きないので、結局、流路1の弁1Aを通過することとな
る。そして、同空気は、流路1の弁2Aを通過すること
はできないので、上記(ニ)の一方向流路を通過するこ
ととなり、流路2へ至る。
In the case of the transfer from the tank A to the tank B, the rare gas-free air from the tank A to the pressure equalizing means is once divided into the flow path 1 and the flow path 2.
However, since the air cannot pass through the valve 2A in the flow path 2, the air eventually passes through the valve 1A in the flow path 1. Since the air cannot pass through the valve 2A of the flow path 1, the air passes through the one-way flow path (d) and reaches the flow path 2.

【0034】ここで、同空気は、弁2Aを通過すること
はできない。なぜなら、弁2Aの先はタンクAであり、
このタンクA側は、圧力が高くなっているからである。
したがって、同空気は、弁2Bを通過することで、より
圧力の低いタンクBへと至ることとなる。一方、タンク
BからタンクAへの移行の場合には、上記とは逆に、タ
ンクBからの希ガスフリー空気は、弁1Bから(ニ)の
一方向流路を通過して、弁2Aを経てタンクAへと至る
こととなる。
Here, the air cannot pass through the valve 2A. Because the end of valve 2A is tank A,
This is because the pressure on the tank A side is high.
Therefore, the air passes through the valve 2B and reaches the tank B having a lower pressure. On the other hand, in the case of the transfer from the tank B to the tank A, on the contrary, the rare gas-free air from the tank B passes through the one-way flow path (d) from the valve 1B and passes through the valve 2A. This leads to tank A.

【0035】すなわち、いずれの場合にも、(ニ)の一
方向流路の流れの方向は、常に流路1から流路2へと向
かうこととなる。したがって、この一方向流路に、流量
調節弁などの流量調節装置を設けることが可能となり、
これによって吸着タンク間を移行する希ガスフリー空気
の流量を調節することが可能となる。
That is, in either case, the flow direction of the one-way flow path (d) is always from the flow path 1 to the flow path 2. Therefore, it is possible to provide a flow control device such as a flow control valve in the one-way flow path,
This makes it possible to adjust the flow rate of the rare gas-free air that moves between the adsorption tanks.

【0036】(請求項5)請求項5記載の発明は、請求
項3又は4記載の発明の構成に加え、吸着剤を収容する
二の補助吸着タンク、上記補助吸着タンクへ、減圧手段
によって脱着された希ガスリッチ空気を大気圧を超える
圧力で加圧流入せしめて上記吸着剤へ希ガスを吸着せし
める補助加圧手段、上記補助吸着タンクへの加圧を解除
して、上記吸着剤へ吸着しなかった希ガスフリー空気を
排気せしめる補助排気手段、上記二の補助吸着タンク間
で、上記希ガスフリー空気の一部を移行せしめる補助均
圧手段、及び上記補助吸着タンクを減圧して、上記吸着
剤へ吸着した希ガスを含む希ガスリッチ空気を脱着せし
め、その一部又は全部を加圧手段へ移行せしめる補助減
圧手段を有することとなっている。そして、上記補助加
圧手段が、上記二の補助吸着タンクのうち一方の補助吸
着タンクへ、希ガスリッチ空気を加圧流入させる際に、
もう一方の補助吸着タンクを減圧して、希ガスリッチ空
気を脱着させてその一部又は全部を加圧手段へ移行させ
るように上記補助減圧手段が形成されている。また、上
記補助排気手段が、上記の一方の補助吸着タンクから、
希ガスフリー空気を排気させると同時に、上記補助均圧
手段が、同希ガスフリー空気の一部を、上記のもう一方
の補助吸着タンクへ移行させる際に、このもう一方の補
助吸着タンクへ、希ガスリッチ空気を加圧流入させるよ
うに上記補助加圧手段が形成されている。更に、上記補
助減圧手段が、上記の一方の補助吸着タンクから、希ガ
スリッチ空気を脱着させてその一部又は全部を加圧手段
へ移行させる際に、上記のもう一方の吸着タンクへ、減
圧手段によって脱着された希ガスリッチ空気を加圧流入
させるように上記補助加圧手段が形成されている。
(Claim 5) The invention according to claim 5 is characterized in that, in addition to the constitution of the invention according to claim 3 or 4, the two auxiliary adsorption tanks containing an adsorbent and the auxiliary adsorption tank are desorbed by decompression means. Auxiliary pressurizing means for allowing the rare gas-rich air to flow under pressure at a pressure exceeding the atmospheric pressure to adsorb the rare gas to the adsorbent, releasing the pressurization to the auxiliary adsorption tank, and adsorbing the adsorbent Auxiliary exhaust means for exhausting the rare gas free air that has not been produced, auxiliary equalizing means for transferring a part of the rare gas free air between the two auxiliary adsorption tanks, and depressurization of the auxiliary adsorption tank to perform the adsorption An auxiliary pressure reducing means for desorbing the rare gas rich air containing the rare gas adsorbed on the agent and transferring a part or all of the air to the pressurizing means is provided. Then, when the auxiliary pressurizing means pressurizes and flows the rare gas-rich air into one of the two auxiliary adsorption tanks,
The auxiliary pressure reducing means is formed so as to depressurize the other auxiliary adsorption tank, desorb rare gas rich air, and transfer part or all of the air to the pressure means. Further, the auxiliary exhaust means is provided from the one auxiliary suction tank,
At the same time as exhausting the rare gas-free air, the auxiliary equalizing means shifts a part of the rare gas-free air to the other auxiliary adsorption tank, The auxiliary pressurizing means is formed so that the rare gas-rich air flows under pressure. Further, when the auxiliary pressure reducing means desorbs the rare gas-rich air from the one auxiliary adsorption tank and transfers a part or all of the air to the pressurizing means, the auxiliary pressure reducing means sends the pressure reducing means to the other adsorption tank. The auxiliary pressurizing means is formed so that the rare gas-rich air desorbed by the above is pressurized and flown.

【0037】すなわち、同様の希ガス濃縮装置を二段つ
なげて、二段目で更に希ガスを濃縮することとしてい
る。こうすることで、一段目の減圧手段により減圧脱着
された希ガスリッチ空気を、補助吸着タンクにおいて再
びPSA法による濃縮を図ることで、補助減圧手段により
減圧脱着された希ガスリッチ空気における希ガス濃度を
より高めることが可能となる。この希ガスリッチ空気
は、再び一段目の加圧手段へ送り込んで更に希ガス濃度
を濃縮することとしてもよい。また、下記の請求項6記
載の発明のように、二段目で更に濃縮された希ガスリッ
チ空気を系外に取り出し、一定期間の保管によって十分
減衰させてから排出することとしてもよい。この場合、
保管すべき気体の体積をより減少させることが可能とな
る。
That is, the same rare gas concentrating device is connected in two stages, and the rare gas is further concentrated in the second stage. By doing so, the rare gas-rich air decompressed and desorbed by the first-stage decompression means is again concentrated by the PSA method in the auxiliary adsorption tank, whereby the rare gas concentration in the rare gas-rich air decompressed and desorbed by the auxiliary decompression means is reduced. It is possible to further increase. This rare gas-rich air may be sent again to the first-stage pressurizing means to further concentrate the rare gas concentration. Further, as in the invention described in claim 6 below, the rare gas-rich air further concentrated in the second stage may be taken out of the system and may be sufficiently attenuated by storage for a certain period of time before being discharged. in this case,
It is possible to further reduce the volume of gas to be stored.

【0038】(請求項6)請求項6記載の発明は、請求
項5記載の発明の特徴に加え、補助減圧手段に、迂回流
路を設け、この迂回流路から、希ガスリッチ空気を系外
に取り出し可能なことを特徴とする。すなわち、上記請
求項5記載の発明においては、二段目で更に濃縮される
ので、ここから迂回経路を経て系外に取り出し、処理を
施すことが可能となる。
(Claim 6) In the invention according to claim 6, in addition to the features of the invention described in claim 5, a bypass flow path is provided in the auxiliary pressure reducing means, and rare gas-rich air is supplied from the bypass flow path to the outside of the system. It is characterized by being removable. That is, in the invention according to the fifth aspect, since it is further concentrated in the second stage, it can be taken out of the system from here via the bypass route and subjected to processing.

【0039】なお、処理の一例としては、希ガスが濃縮
された気体を所定期間保管することによって放射性を減
衰させることなどがある。ここで、保管すべき気体の体
積は、最初の排ガス量に比べて格段に減少することがで
きるため、処理施設も縮小することが可能となる。 (請求項7)請求項7記載の発明は、請求項3、4、5
又は6記載の発明の特徴に加え、吸着タンクが短径長尺
で、かつ、均圧手段は二の吸着タンクの上部どうしを連
結するとともに、加圧手段による希ガス含有空気の流入
路及び減圧手段による希ガスリッチ空気の流出路は、吸
着タンクの下部に設けられ、排気手段による希ガスフリ
ー空気の排気路は、吸着タンクの上部に設けられること
を特徴とする。
As an example of the treatment, the radioactivity may be attenuated by storing the gas enriched with the rare gas for a predetermined period of time. Here, the volume of the gas to be stored can be remarkably reduced as compared with the initial exhaust gas amount, so that the processing facility can be reduced. (Claim 7) The invention according to claim 7 is based on claims 3, 4, 5
Or, in addition to the features of the invention described in 6, the adsorption tank has a short diameter and a long length, and the equalizing means connects the upper parts of the two adsorption tanks, and the inflow path of the rare gas-containing air and the pressure reduction by the pressurizing means. The outflow path of the rare gas-rich air by the means is provided at the lower part of the adsorption tank, and the exhaust path of the rare gas-free air by the exhaust means is provided at the upper part of the adsorption tank.

【0040】希ガス含有空気は、吸着タンクの下部から
流入して、タンク内で吸着を受けつつ、タンクの上部へ
至り、排気されることとなる。このとき、吸着タンクの
容積が同じであれば、タンク内での流路が長いほど、吸
着剤による吸着を受ける機会が多くなることとなる。そ
こで、本請求項記載の発明のように、吸着タンクを短径
長尺とすることで、吸着タンク内での希ガスの吸着をよ
り効果的とすることとした。
The rare gas-containing air flows in from the lower part of the adsorption tank, is adsorbed in the tank, reaches the upper part of the tank, and is exhausted. At this time, if the capacity of the adsorption tank is the same, the longer the flow path in the tank, the greater the chance of being adsorbed by the adsorbent. Therefore, as in the invention described in the present invention, by making the adsorption tank short and long, the adsorption of the rare gas in the adsorption tank is made more effective.

【0041】また、他の吸着タンクから移行してくる希
ガスフリー空気が吸着タンクの上部から流入すること
で、吸着タンクの上部における希ガス濃度をより低くす
ることができる。そして、排気手段による排気を吸着タ
ンクの上部から行うことで、希ガス濃度の希薄な上部に
位置する気体から優先的に排気されることとなる。 (請求項8)請求項8記載の発明は、請求項3、4、
5、6又は7記載の発明の特徴に加え、吸着剤が、炭素
を主体とする吸着剤であることを特徴とする。
Further, the rare gas free air flowing from another adsorption tank flows from the upper part of the adsorption tank, so that the rare gas concentration in the upper part of the adsorption tank can be further reduced. By performing the exhaust by the exhaust means from the upper part of the adsorption tank, the gas located at the upper part where the rare gas concentration is low is preferentially exhausted. (Claim 8) The invention according to claim 8 is based on claims 3, 4,
In addition to the features of the invention described in 5, 6, or 7, the adsorbent is a carbon-based adsorbent.

【0042】すなわち、本請求項に係る発明は、請求項
2に係る発明と同趣旨である。
That is, the claimed invention has the same meaning as the claimed invention.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態及び実施例】以下、図面及び表を参
照しつつ、本発明の実施の形態及び実施例について説明
する。なお、以下の説明においては、実験に用いたクリ
プトン及びキセノンは安定状態のもの、すなわち非放射
性のものである。 (吸着剤の検討)本発明に係る希ガス濃縮装置10の実施
の形態を検討するに先立ち、まず、吸着剤の検討を行っ
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings and tables. In the following description, krypton and xenon used in the experiment are in a stable state, that is, non-radioactive. (Study of Adsorbent) Prior to studying the embodiment of the rare gas concentrator 10 according to the present invention, first, an adsorbent was studied.

【0044】本発明における吸着剤は、空気中に含有さ
れるクリプトン及びキセノン(以下まとめて「希ガス」
と称する。)を分離するためのものである。したがっ
て、空気の主成分である窒素及び酸素に対し、希ガスの
吸着性が高いほど吸着剤としては望ましい。そして、ガ
スクロマトグラフィによる分離能の実験から、モレキュ
ラシーブ(モレキュラシーブ5A)及び活性炭が吸着剤の
候補となった。この両者を用いて各成分気体の吸着性を
検討した。
In the present invention, the adsorbent is krypton and xenon contained in air (hereinafter collectively referred to as "rare gas").
Called. ). Therefore, the higher the adsorbability of the rare gas with respect to nitrogen and oxygen, which are the main components of air, the more desirable as the adsorbent. And from the experiment of the separation ability by gas chromatography, molecular sieve (Molecular sieve 5A) and activated carbon were candidates for the adsorbent. Using these two, the adsorption property of each component gas was examined.

【0045】すなわち、既知の体積を有する吸着槽内
に、試験気体を満たして一気圧とする。そして、その吸
着槽内に、吸着剤を投入し、一定時間経過の後に、吸着
槽内の圧力低下を測定する。その結果を下記の表1に示
す。
That is, an adsorption tank having a known volume is filled with a test gas to a pressure of 1 atm. Then, an adsorbent is charged into the adsorption tank, and after a certain period of time, the pressure drop in the adsorption tank is measured. The results are shown in Table 1 below.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】すなわち、いずれの気体においても、活性
炭の方が吸着性が大きくなっている。ここで、本発明に
用いる吸着剤においては、窒素とクリプトンとの吸着特
性が大きく異なることが望ましい。そこで上記表1の結
果を見ると、クリプトンの窒素に対する吸着量は、モレ
キュラシーブでは1.47倍(0.87/0.59)であるのに対
し、活性炭では2.97倍(24.76/8.35)となっており、
活性炭の方が本発明に用いる吸着剤として望ましいこと
が判明した。したがって、以下の実施の形態において
は、吸着剤として活性炭を用いることとした。
That is, in any of the gases, activated carbon has a higher adsorptivity. Here, in the adsorbent used in the present invention, it is desirable that the adsorption characteristics of nitrogen and krypton differ greatly. Looking at the results in Table 1 above, the amount of krypton adsorbed on nitrogen is 1.47 times (0.87 / 0.59) for molecular sieves, but 2.97 times (24.76 / 8.35) for activated carbon.
It has been found that activated carbon is more desirable as the adsorbent used in the present invention. Therefore, in the following embodiments, activated carbon is used as the adsorbent.

【0048】以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形
態について説明する。なお、以下で参照する実験データ
は、クリプトンのみについてのものである。なお、キセ
ノンについては、クリプトンよりも活性炭への吸着性が
はるかに高く、また、空気中における存在率もはるかに
低いことから、少なくともクリプトンが吸着される条件
下ではキセノンは当然吸着されるため、実験データを割
愛してある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The experimental data referred to below is for krypton only. Since xenon has a much higher adsorptivity to activated carbon than krypton, and has a much lower abundance in the air, xenon is naturally adsorbed at least under conditions where krypton is adsorbed. The experimental data is omitted.

【0049】(第一の実施の形態) (構造)図1は、本発明の第一の実施の形態の概略を示
すものである。本実施の形態に係る希ガス濃縮装置10
は、吸着剤を収容する二つの吸着タンク、並びに、これ
らの吸着タンクへ希ガスを含有する空気(以下、「希ガ
ス含有空気」とする。)が流入する流入流路40、これら
の吸着タンクから、希ガスを含まない空気(以下、「希
ガスフリー空気」とする。)が排出される排気流路50、
これらの吸着タンク間で希ガスフリー空気が移行する均
圧流路70、及びこれらの吸着タンクから希ガスの濃度を
増した空気(以下、「希ガスリッチ空気」とする。)が
回収される回収流路60を備えることとなっている。
(First Embodiment) (Structure) FIG. 1 schematically shows a first embodiment of the present invention. Noble gas concentrator 10 according to the present embodiment
Are two adsorption tanks containing adsorbents, an inflow passage 40 into which air containing a rare gas (hereinafter referred to as “air containing rare gas”) flows into these adsorption tanks, and these adsorption tanks , An exhaust passage 50 from which air containing no rare gas (hereinafter referred to as “rare gas free air”) is discharged.
Equalizing flow passage 70 through which rare gas-free air transfers between these adsorption tanks, and a recovery flow from which air with an increased concentration of rare gas (hereinafter referred to as “rare gas-rich air”) is recovered from these adsorption tanks. Road 60 is to be provided.

【0050】上記の二つの吸着タンクは、全く同一の構
造である。すなわち、内径107mm、及び長さ628mmの円筒
形を呈し、その中に2.7kgの活性炭が充填されている。
ここで、そのうちの一つを第一吸着タンク30、もう一つ
を第二吸着タンク31と称する。この吸着タンクへは、流
入流路40を通じて、希ガス含有空気が送り込まれる。そ
して、大気圧を超える圧力で加圧されると、希ガスは吸
着剤へ吸着され、気相には窒素及び酸素のみが残留す
る。
The two adsorption tanks have exactly the same structure. That is, it has a cylindrical shape with an inner diameter of 107 mm and a length of 628 mm, and is filled with 2.7 kg of activated carbon.
Here, one of them is referred to as a first adsorption tank 30, and the other is referred to as a second adsorption tank 31. Noble gas-containing air is fed into the adsorption tank through the inflow channel 40. Then, when pressurized at a pressure exceeding atmospheric pressure, the rare gas is adsorbed by the adsorbent, and only nitrogen and oxygen remain in the gas phase.

【0051】ここで、吸着タンクを減圧すると、吸着し
た希ガスが脱着する前に、残留した窒素及び酸素を主成
分とする希ガスフリー空気が、吸着タンクから排気流路
50を経て排気される。更に、吸着タンクを大気圧近くま
で減圧すると、吸着した希ガスが脱着され、吸着剤が再
生される。この脱着した希ガスを含む希ガスリッチ空気
は、元の希ガス含有空気よりも希ガス濃度が高くなって
いる。
Here, when the pressure of the adsorption tank is reduced, before the adsorbed rare gas is desorbed, residual rare gas-free air containing nitrogen and oxygen as main components is discharged from the adsorption tank to the exhaust passage.
Exhausted through 50. Further, when the pressure of the adsorption tank is reduced to near the atmospheric pressure, the adsorbed rare gas is desorbed and the adsorbent is regenerated. The rare gas-rich air containing the desorbed rare gas has a higher rare gas concentration than the original rare gas-containing air.

【0052】そして、この希ガスリッチ空気が回収流路
60を経て回収され、吸着剤が再生されたところで、再び
希ガス含有空気が流入流路40を経て送り込まれ、加圧さ
れることとなる。以下、各流路ごとに、更に詳細な構造
を説明する。 (流入流路)流入流路40には、これらの吸着タンクへ気
体を送り込むためのポンプが二つ設けられている。
Then, the rare gas rich air is supplied to the recovery passage.
After being recovered through 60 and the adsorbent has been regenerated, the rare gas-containing air is again sent in through the inflow passage 40 and pressurized. Hereinafter, a more detailed structure will be described for each channel. (Inflow Channel) The inflow channel 40 is provided with two pumps for sending gas to these adsorption tanks.

【0053】一つは、希ガス含有空気を送り込むための
第一ポンプ41である。この希ガス含有空気とは、実際の
発電所で発生する排出ガスとみなされるもので、空気に
所定濃度となるようにクリプトンを混合したものであ
る。ここで、実際の排出ガスにおける安定クリプトン濃
度は約10-4容量%であるが、検出能力を考慮して、実際
よりもはるかに高い濃度(後述)とした。また、上記の
理由から、キセノンは混合していない。
One is a first pump 41 for feeding rare gas-containing air. The rare gas-containing air is regarded as exhaust gas generated in an actual power plant, and is a mixture of air and krypton so as to have a predetermined concentration. Here, the stable krypton concentration in the actual exhaust gas is about 10 -4 % by volume, but in consideration of the detection capability, the concentration was set to be much higher than the actual one (described later). Xenon is not mixed for the above reason.

【0054】もう一つのポンプは、上記第一ポンプ41に
より送り込まれた希ガス含有空気と、後述の希ガスリッ
チ空気との混合気体を上記第一吸着タンク30及び第二吸
着タンク31へ流入させる第二ポンプ43である。また、第
一ポンプ41と第二ポンプ43との間には、流入流量調節弁
42が設けられ、希ガス含有空気の流入速度を調整するこ
とが可能となっている。
Another pump is a second pump that causes a mixed gas of rare gas-containing air sent by the first pump 41 and a rare gas-rich air described later to flow into the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank 31. Two pumps 43. Further, between the first pump 41 and the second pump 43, an inflow flow rate regulating valve
42 is provided so that the inflow speed of the rare gas-containing air can be adjusted.

【0055】さて、上記第二ポンプ43から、吸着タンク
への流路は途中で二つに分岐して、一方は第一吸着タン
ク30へ、もう一方は第二吸着タンク31へと至っている。
そして、そのそれぞれの途中に、電磁的に開閉可能な弁
が設けられている。ここで、第一吸着タンク30への流路
に設けられるものを第一加圧弁45と、第二吸着タンク31
への流路に設けられるものを第二加圧弁46とそれぞれ称
することとする。これらの第一加圧弁45及び第二加圧弁
46は、一方が開放しているときには他方は閉鎖すること
となっており、常にいずれか一方の吸着タンクへ混合気
体が流入することとなっている。更に、第二ポンプ43
と、上記の分岐点との間には、流入サンプルコック44が
設けられ、ここから適宜サンプル気体を採取することが
可能となっている。
Now, the flow path from the second pump 43 to the adsorption tank branches in the middle into two, one reaching the first adsorption tank 30 and the other reaching the second adsorption tank 31.
In the middle of each of them, a valve that can be opened and closed electromagnetically is provided. Here, what is provided in the flow path to the first adsorption tank 30 is the first pressure valve 45, and the second adsorption tank 31
The components provided in the flow path to the second pressure are referred to as second pressurizing valves 46, respectively. These first pressure valve 45 and second pressure valve
In 46, when one is open, the other is closed, and the mixed gas always flows into one of the adsorption tanks. Furthermore, the second pump 43
An inflow sample cock 44 is provided between the inlet and the above-mentioned branch point, from which a sample gas can be appropriately collected.

【0056】(排気流路)第一吸着タンク30及び第二吸
着タンク31から排気される希ガスフリー空気は、排気流
路50に設けられた排気バッファータンク53に一旦収容さ
れることとなる。そして、第一吸着タンク30から排気バ
ッファータンク53までの流路には第一排気弁51が、第二
吸着タンク31から排気バッファータンク53までの流路に
は第二排気弁52がそれぞれ設けられている。これらの弁
は、吸着タンクと排気バッファータンク53との圧力差が
所定値に達すると開放する一方向弁となっている。ま
た、この排気バッファータンク53には圧力調節弁54が設
けられており、所定の内圧を維持することが可能となっ
ている。
(Exhaust Channel) The rare gas-free air exhausted from the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank 31 is temporarily stored in the exhaust buffer tank 53 provided in the exhaust channel 50. A first exhaust valve 51 is provided in a flow path from the first adsorption tank 30 to the exhaust buffer tank 53, and a second exhaust valve 52 is provided in a flow path from the second adsorption tank 31 to the exhaust buffer tank 53. ing. These valves are one-way valves that open when the pressure difference between the adsorption tank and the exhaust buffer tank 53 reaches a predetermined value. Further, the exhaust buffer tank 53 is provided with a pressure control valve 54 so that a predetermined internal pressure can be maintained.

【0057】更に、排気バッファータンク53から希ガス
フリー空気が排気される流路には、排気流量調節弁55が
設けられ、希ガスフリー空気の排気速度を調整すること
が可能となっている。また、この流路には、排気サンプ
ルコック56が設けられ、ここから適宜サンプル気体を採
取することが可能となっている。 (回収流路)一方、吸着タンク内の吸着剤に吸着された
希ガスを含む希ガスリッチ空気は、減圧により吸引され
て、回収流路60に設けられた回収バッファータンク65へ
と至る。この回収バッファータンク65は、先の第二ポン
プ43に連結されており、この第二ポンプ43の作動によっ
て陰圧となることで、吸着タンクからの希ガスリッチ空
気を吸引することとなっている。そして、第一吸着タン
ク30から回収バッファータンク65までの流路には第一減
圧弁61が、第二吸着タンク31から回収バッファータンク
65までの流路には第二減圧弁62がそれぞれ設けられてい
る。これらの弁は、電磁的に、どちらか一方が開閉可能
となっている。すなわち、いずれか一方の弁が開放して
いるときは、もう一方は閉鎖することとなっている。
Further, an exhaust flow rate control valve 55 is provided in a flow passage through which the rare gas free air is exhausted from the exhaust buffer tank 53, so that the exhaust speed of the rare gas free air can be adjusted. In addition, an exhaust sample cock 56 is provided in this flow channel, from which a sample gas can be appropriately collected. (Recovery Channel) On the other hand, the rare gas-rich air containing the rare gas adsorbed by the adsorbent in the adsorption tank is sucked by the reduced pressure and reaches the recovery buffer tank 65 provided in the recovery channel 60. The recovery buffer tank 65 is connected to the second pump 43, and a negative pressure is generated by the operation of the second pump 43, so that rare gas-rich air is sucked from the adsorption tank. The first pressure reducing valve 61 is provided in the flow path from the first adsorption tank 30 to the recovery buffer tank 65, and the recovery buffer tank
The second pressure reducing valve 62 is provided in each of the channels up to 65. Either of these valves can be opened and closed electromagnetically. That is, when one of the valves is open, the other is closed.

【0058】また、上述したように、回収バッファータ
ンク65からの回収流路60は、前記の第一ポンプ41と第二
ポンプ43との間の流入流路40と合流することで、第一ポ
ンプ41からの希ガス含有空気と、回収バッファータンク
65からの希ガスリッチ空気が混合されて、第二ポンプ43
へ流入することとなっている。 (均圧流路)加えて、第一吸着タンク30と第二吸着タン
ク31とは、電磁的に開閉可能な二個の均圧弁を有する均
圧流路70によって連結されている。ここで、第一吸着タ
ンク30側を第一均圧弁71と、及び第二吸着タンク31側を
第二均圧弁72とそれぞれ称することとする。そして、第
一均圧弁71及び第二均圧弁72は、同期して開閉すること
となっている。また、この第一均圧弁71と第二均圧弁72
との間には、均圧流路70を通過する気体の流量を調節す
べく、下記の付加装置80が設けられている。
As described above, the recovery flow channel 60 from the recovery buffer tank 65 joins the inflow flow channel 40 between the first pump 41 and the second pump 43 so that the first pump Noble gas-containing air from 41 and recovery buffer tank
Noble gas rich air from 65 is mixed and the second pump 43
It is supposed to flow to. (Equalizing flow path) In addition, the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank 31 are connected by an equalizing flow path 70 having two equalizing valves that can be electromagnetically opened and closed. Here, the first adsorption tank 30 side is referred to as a first equalizing valve 71, and the second adsorption tank 31 side is referred to as a second equalizing valve 72. Then, the first equalizing valve 71 and the second equalizing valve 72 open and close in synchronization. The first equalizing valve 71 and the second equalizing valve 72
In order to adjust the flow rate of the gas passing through the pressure equalizing flow path 70, an additional device 80 described below is provided.

【0059】まず、均圧流路70は、第一均圧弁71と第二
均圧弁72との間で並列に分岐している。この一方を第一
分岐81と、及びもう一方を第二分岐84と称する。そし
て、第一分岐81の第一吸着タンク30側には、第一吸着タ
ンク30から第二吸着タンク31への一方向弁が設けられて
いる。同様に、第一分岐81の第二吸着タンク31側には、
第二吸着タンク31から第一吸着タンク30への一方向弁が
設けられている。ここで、前者の弁を第一均圧流入弁82
と、及び後者の弁を第二均圧流入弁83と称することとす
る。すなわち、第一均圧流入弁82と、第二均圧流入弁83
とは、それぞれの流出側を対向させて位置することとな
っている。
First, the equalizing flow path 70 branches in parallel between the first equalizing valve 71 and the second equalizing valve 72. One is referred to as a first branch 81, and the other is referred to as a second branch 84. On the first adsorption tank 30 side of the first branch 81, a one-way valve from the first adsorption tank 30 to the second adsorption tank 31 is provided. Similarly, on the second adsorption tank 31 side of the first branch 81,
A one-way valve from the second adsorption tank 31 to the first adsorption tank 30 is provided. Here, the former valve is replaced with a first equalizing inflow valve 82
, And the latter valve is referred to as a second equalizing inflow valve 83. That is, the first equalizing inflow valve 82 and the second equalizing inflow valve 83
Means that the respective outflow sides face each other.

【0060】一方、第二分岐84の第一吸着タンク30側に
は、第二吸着タンク31から第一吸着タンク30への一方向
弁が設けられている。同様に、第二分岐84の第二吸着タ
ンク31側には、第一吸着タンク30から第二吸着タンク31
への一方向弁が設けられている。ここで、前者の弁を第
一均圧流出弁85と、及び後者の弁を第二均圧流出弁86と
称することとする。すなわち、第一均圧流出弁85と、第
二均圧流出弁86とは、それぞれの流入側を対向させて位
置することとなっている。
On the other hand, on the first adsorption tank 30 side of the second branch 84, a one-way valve from the second adsorption tank 31 to the first adsorption tank 30 is provided. Similarly, on the second adsorption tank 31 side of the second branch 84, the second adsorption tank 31
A one-way valve is provided. Here, the former valve is referred to as a first equalizing outflow valve 85, and the latter valve is referred to as a second equalizing outflow valve 86. That is, the first equalizing pressure outflow valve 85 and the second equalizing pressure outflow valve 86 are located with their respective inflow sides facing each other.

【0061】そして、第一分岐81における第一均圧流入
弁82と第二均圧流入弁83との間と、第二分岐84における
第一均圧流出弁85と第二均圧流出弁86との間とを、一方
向流路87が連結することとなっている。更に、この一方
向流路87には、流量を調節するための均圧ポンプ88と、
均圧流量調節弁89とが設けられている。ここで、第一吸
着タンク30から第二吸着タンク31へと気体が流れる場合
には、気体は、第二分岐84の第一均圧流出弁85を通過で
きず、第一分岐81の第一均圧流入弁82を通過する。そし
て、同気体はその先の第二均圧流入弁83は通過できない
ため、一方向流路87を経て第二分岐84へ至る。そして、
この場合には第一吸着タンク30側の圧力が高いので、同
気体は第一均圧流出弁85は通過せずに、第二均圧流出弁
86を通過して、第二吸着タンク31へと至ることとなる。
Then, between the first equalizing inflow valve 82 and the second equalizing inflow valve 83 in the first branch 81, and between the first equalizing outflow valve 85 and the second equalizing outflow valve 86 in the second branch 84. A one-way channel 87 is connected between the two. Further, in this one-way flow path 87, a pressure equalizing pump 88 for adjusting the flow rate,
An equalizing flow control valve 89 is provided. Here, when the gas flows from the first adsorption tank 30 to the second adsorption tank 31, the gas cannot pass through the first equalizing pressure outflow valve 85 of the second branch 84, and the first It passes through a pressure equalizing inflow valve 82. Since the gas cannot pass through the second equalizing pressure inflow valve 83, the gas reaches the second branch 84 via the one-way flow path 87. And
In this case, since the pressure on the first adsorption tank 30 side is high, the same gas does not pass through the first
After passing through 86, it reaches the second adsorption tank 31.

【0062】すなわち、第一吸着タンク30から第二吸着
タンク31へと気体が流れる場合には、第一吸着タンク30
から、第一均圧流入弁82を経て一方向流路87を通過し、
続いて第二均圧流出弁86を経て第二吸着タンク31へと至
る。同様に、第二吸着タンク31から第一吸着タンク30へ
と気体が流れる場合には、第二吸着タンク31から、第二
均圧流入弁83を経て一方向流路87を通過し、続いて第一
均圧流出弁85を経て第一吸着タンク30へと至る。
That is, when gas flows from the first adsorption tank 30 to the second adsorption tank 31,
From, passing through the one-way flow path 87 via the first equalizing pressure inflow valve 82,
Subsequently, it reaches the second adsorption tank 31 through the second equalizing pressure outflow valve 86. Similarly, when gas flows from the second adsorption tank 31 to the first adsorption tank 30, the gas passes from the second adsorption tank 31 through the one-way flow path 87 via the second equalizing pressure inflow valve 83, and subsequently The gas reaches the first adsorption tank 30 via the first pressure equalizing outflow valve 85.

【0063】したがって、気体の流れがいずれの方向で
あっても、一方向流路87においては、常に第一分岐81か
ら第二分岐84へと流れることとなる。 (加圧グラフ)次に、吸着タンク内の圧力変動を、図2
の例を用いて説明する。なお、図2は、吸着タンク内の
圧力変動をゲージ圧で示したグラフで、実線が第一吸着
タンク30を、破線が第二吸着タンク31をそれぞれ示して
いる。
Therefore, no matter what direction the gas flows, in the one-way channel 87, the gas always flows from the first branch 81 to the second branch 84. (Pressure graph) Next, the pressure fluctuation in the adsorption tank is shown in FIG.
This will be described with reference to an example. FIG. 2 is a graph showing the pressure fluctuation in the adsorption tank by gauge pressure, wherein a solid line indicates the first adsorption tank 30 and a broken line indicates the second adsorption tank 31.

【0064】まず、一の吸着タンク内においては、30秒
間の加圧段階、5秒間の排気段階、及び25秒間の脱着段
階を1サイクルとし、このサイクルが繰り返されること
となっている。すなわち、加圧段階の間に、吸着タンク
内の圧力が徐々に上昇するが、排気段階において他方の
吸着タンクとのバランス圧力にまで減圧される。そし
て、脱着段階の間に吸着タンク内はほぼ大気圧程度にな
る。
First, in one adsorption tank, the cycle of pressurizing for 30 seconds, the step of exhausting for 5 seconds, and the step of desorbing for 25 seconds are defined as one cycle, and this cycle is repeated. That is, the pressure in the adsorption tank gradually increases during the pressurization stage, but is reduced to the balance pressure with the other adsorption tank in the exhaust stage. Then, during the desorption stage, the pressure inside the adsorption tank becomes approximately atmospheric pressure.

【0065】そして、二の吸着タンク相互では、以下の
サイクルが繰り返される。まず、第二吸着タンク31が加
圧段階に入ると同時に、第一吸着タンク30が排気段階に
入る。これが、図2中のAに示す段階である。その5秒
後に、第一吸着タンク30は脱着段階に入るが、第二吸着
タンク31は加圧段階のままである。これが、図2中のB
に示す段階である。
The following cycle is repeated between the two adsorption tanks. First, at the same time as the second adsorption tank 31 enters the pressurization stage, the first adsorption tank 30 enters the exhaust stage. This is the stage indicated by A in FIG. Five seconds later, the first adsorption tank 30 enters the desorption stage, while the second adsorption tank 31 remains in the pressurization stage. This corresponds to B in FIG.
This is the stage shown in FIG.

【0066】そして、第一吸着タンク30が脱着段階に入
って25秒経過すると同時に、第二吸着タンク31が加圧段
階に入って30秒経過したことになる。したがって、今度
は、第一吸着タンク30が加圧段階に入ると同時に、第二
吸着タンク31が排気段階に入る。これが、図2中のCに
示す段階である。その5秒後に、第二吸着タンク31は脱
着段階に入るが、第一吸着タンク30は加圧段階のままで
ある。これが、図2中のDに示す段階である。
It means that 25 seconds have elapsed since the first adsorption tank 30 entered the desorption stage, and 30 seconds have elapsed since the second adsorption tank 31 entered the pressurization stage. Therefore, this time, the first adsorption tank 30 enters the pressurization stage, and at the same time, the second adsorption tank 31 enters the exhaust stage. This is the stage indicated by C in FIG. Five seconds later, the second adsorption tank 31 enters the desorption stage, while the first adsorption tank 30 remains in the pressurization stage. This is the stage indicated by D in FIG.

【0067】そして、第二吸着タンク31が脱着段階に入
って25秒経過すると同時に、第一吸着タンク30が加圧段
階に入って30秒経過したことになる。したがって、再
び、第二吸着タンク31が加圧段階に入ると同時に、第一
吸着タンク30が排気段階に入る。これが、図2中のAに
示す段階である。すなわち、最初の状態に戻り、以下、
このサイクルが繰り返されることとなる。
Then, 25 seconds have elapsed since the second adsorption tank 31 entered the desorption stage, and 30 seconds have elapsed since the first adsorption tank 30 entered the pressurization stage. Therefore, again, the second adsorption tank 31 enters the pressurization stage, and at the same time, the first adsorption tank 30 enters the exhaust stage. This is the stage indicated by A in FIG. That is, returning to the initial state,
This cycle will be repeated.

【0068】次に、図1における気体の流れと、図3に
示す各弁の開閉によって、図2の圧力の変化を説明す
る。なお、図3は、各弁の開閉を表したタイムチャート
で、斜線を施したカラムは、対応する弁が開放している
ことを示している。また、図3に示す時間は、図2に示
す時間と互いに対応している。まず、図2中のAの段階
に至るまで、すなわち図2中のDの段階では、第一加圧
弁45は開放して、一方、第二加圧弁46は閉鎖している。
したがって、希ガス含有空気は第一吸着タンク30へと送
り込まれるため、第一吸着タンク30内の圧力は徐々に上
昇していく。同時に、第二減圧弁62は開放して、一方、
第一減圧弁61は閉鎖している。したがって、希ガスリッ
チ空気は回収バッファータンク65へと吸引されるため、
第二吸着タンク31内の圧力は徐々に低下していく。な
お、第一吸着タンク30内の圧力はまだ最大になっていな
いため、また、第二吸着タンク31内の圧力は大気圧未満
となっているため、第一排気弁51及び第二排気弁52はい
ずれも閉鎖している。更に、第一均圧弁71及び第二均圧
弁72も閉鎖している。
Next, the change of the pressure in FIG. 2 due to the gas flow in FIG. 1 and the opening and closing of each valve shown in FIG. 3 will be described. FIG. 3 is a time chart showing the opening and closing of each valve. The hatched column indicates that the corresponding valve is open. The time shown in FIG. 3 corresponds to the time shown in FIG. First, up to the stage A in FIG. 2, that is, at the stage D in FIG. 2, the first pressurizing valve 45 is open, while the second pressurizing valve 46 is closed.
Therefore, since the rare gas-containing air is sent into the first adsorption tank 30, the pressure in the first adsorption tank 30 gradually increases. At the same time, the second pressure reducing valve 62 opens, while
The first pressure reducing valve 61 is closed. Therefore, since the rare gas rich air is sucked into the recovery buffer tank 65,
The pressure in the second adsorption tank 31 gradually decreases. Since the pressure in the first adsorption tank 30 has not reached the maximum yet, and the pressure in the second adsorption tank 31 is lower than the atmospheric pressure, the first exhaust valve 51 and the second exhaust valve 52 Are both closed. Further, the first equalizing valve 71 and the second equalizing valve 72 are also closed.

【0069】そして、第一吸着タンク30内の圧力が最大
になり、かつ、第二吸着タンク31内の圧力が最小になっ
た瞬間、すなわち図2中の時間軸上での0秒の時点で、
第一加圧弁45が閉鎖すると同時に、第二加圧弁46が開放
して、第二吸着タンク31への加圧が開始される。一方、
第一吸着タンク30内の圧力が最大になると、第一吸着タ
ンク30と排気バッファータンク53との圧力差が所定値に
達し、第一排気弁51が開放し、希ガスフリー空気が排気
バッファータンク53へ排気される。しかし、排気によっ
て第一吸着タンク30内の圧力が低下すると、第一排気弁
51は閉鎖し、排気は停止する。
Then, at the moment when the pressure in the first adsorption tank 30 becomes maximum and the pressure in the second adsorption tank 31 becomes minimum, that is, at the time of 0 second on the time axis in FIG. ,
At the same time that the first pressure valve 45 is closed, the second pressure valve 46 is opened, and pressurization of the second adsorption tank 31 is started. on the other hand,
When the pressure in the first adsorption tank 30 becomes maximum, the pressure difference between the first adsorption tank 30 and the exhaust buffer tank 53 reaches a predetermined value, the first exhaust valve 51 is opened, and the rare gas-free air is discharged into the exhaust buffer tank. Exhausted to 53. However, when the pressure in the first adsorption tank 30 decreases due to the exhaust, the first exhaust valve
51 closes and exhaust stops.

【0070】さて、第一排気弁51の開放と同時に、第一
均圧弁71及び第二均圧弁72が開放して、均圧流路70を介
して希ガスフリー空気が第一吸着タンク30から第二吸着
タンク31へと移行し始める。すなわち、第二吸着タンク
31には、第二加圧弁46を経た希ガス含有空気と、均圧流
路70を経た希ガスフリー空気とが流入してくることとな
る。これによって、第一吸着タンク30と第二吸着タンク
31とがほぼ等圧となる。ここまでが、図2中のAに示す
段階である。
At the same time when the first exhaust valve 51 is opened, the first equalizing valve 71 and the second equalizing valve 72 are opened, and the rare gas-free air is discharged from the first adsorption tank 30 through the equalizing passage 70. Transfer to the two adsorption tanks 31 begins. That is, the second adsorption tank
The rare gas-containing air that has passed through the second pressurizing valve 46 and the rare gas-free air that has passed through the equalizing flow path 70 flow into the 31. Thereby, the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank
31 becomes almost equal pressure. This is the stage indicated by A in FIG.

【0071】そして、第一吸着タンク30と第二吸着タン
ク31とがほぼ等圧になった時点、すなわち第一均圧弁71
及び第二均圧弁72が開放してから5秒経過後に、両弁は
閉鎖する。それと同時に、第一減圧弁61が開放して、第
一吸着タンク30から、希ガスリッチ空気が回収バッファ
ータンク65へ吸引される。一方、第二吸着タンク31で
は、第二加圧弁46を経て希ガス含有空気の流入が継続し
て、内圧が徐々に上昇する。ここまでが、図2中のBに
示す段階である。
Then, when the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank 31 become substantially equal in pressure, that is, the first pressure equalizing valve 71
After a lapse of 5 seconds from the opening of the second equalizing valve 72, both valves are closed. At the same time, the first pressure reducing valve 61 is opened, and the rare gas-rich air is sucked from the first adsorption tank 30 into the recovery buffer tank 65. On the other hand, in the second adsorption tank 31, the inflow of the rare gas-containing air continues through the second pressure valve 46, and the internal pressure gradually increases. This is the stage indicated by B in FIG.

【0072】そして、第二吸着タンク31内の圧力が最大
になり、かつ、第一吸着タンク30内の圧力が最小になっ
た瞬間、すなわち図2中の時間軸上での30秒の時点で、
第二加圧弁46が閉鎖すると同時に、第一加圧弁45が開放
して、第一吸着タンク30への加圧が開始される。一方、
第二吸着タンク31内の圧力が最大になると、第二吸着タ
ンク31と排気バッファータンク53との圧力差が所定値に
達し、第二排気弁52が開放し、希ガスフリー空気が排気
バッファータンク53へ排気される。しかし、排気によっ
て第二吸着タンク31内の圧力が低下すると、第二排気弁
52は閉鎖し、排気は停止する。
Then, at the moment when the pressure in the second adsorption tank 31 becomes maximum and the pressure in the first adsorption tank 30 becomes minimum, that is, at the time point of 30 seconds on the time axis in FIG. ,
Simultaneously with the closing of the second pressurizing valve 46, the first pressurizing valve 45 opens and the pressurization of the first adsorption tank 30 is started. on the other hand,
When the pressure in the second adsorption tank 31 reaches a maximum, the pressure difference between the second adsorption tank 31 and the exhaust buffer tank 53 reaches a predetermined value, the second exhaust valve 52 is opened, and the rare gas free air is exhausted into the exhaust buffer tank. Exhausted to 53. However, when the pressure in the second adsorption tank 31 decreases due to the exhaust, the second exhaust valve
52 closes and exhaust stops.

【0073】さて、第二排気弁52の開放と同時に、第一
均圧弁71及び第二均圧弁72が開放して、均圧流路70を介
して希ガスフリー空気が第二吸着タンク31から第一吸着
タンク30へと移行し始める。すなわち、第一吸着タンク
30には、第一加圧弁45を経た希ガス含有空気と、均圧流
路70を経た希ガスフリー空気とが流入してくることとな
る。これによって、第一吸着タンク30と第二吸着タンク
31とがほぼ等圧となる。ここまでが、図2中のCに示す
段階である。
At the same time when the second exhaust valve 52 is opened, the first pressure equalizing valve 71 and the second pressure equalizing valve 72 are opened, and the rare gas free air is discharged from the second adsorption tank 31 through the pressure equalizing flow path 70. Transfer to one adsorption tank 30 starts. That is, the first adsorption tank
The rare gas-containing air that has passed through the first pressurizing valve 45 and the rare gas-free air that has passed through the equalizing flow path 70 flow into 30. Thereby, the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank
31 becomes almost equal pressure. This is the stage indicated by C in FIG.

【0074】そして、第一吸着タンク30と第二吸着タン
ク31とがほぼ等圧になった時点、すなわち第一均圧弁71
及び第二均圧弁72が開放してから5秒経過後(図2中の
時間軸上では35秒の時点)に、両弁は閉鎖する。それと
同時に、第二減圧弁62が開放して、第二吸着タンク31か
ら、希ガスリッチ空気が回収バッファータンク65へ吸引
される。一方、第一吸着タンク30では、第一加圧弁45を
経て希ガス含有空気の流入が継続して、内圧が徐々に上
昇する。ここまでが、図2中のDに示す段階である。
Then, when the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank 31 become substantially equal in pressure, that is, the first pressure equalizing valve 71
5 seconds after the second equalizing valve 72 is opened (35 seconds on the time axis in FIG. 2), both valves are closed. At the same time, the second pressure reducing valve 62 is opened, and the rare gas-rich air is sucked from the second adsorption tank 31 into the recovery buffer tank 65. On the other hand, in the first adsorption tank 30, the flow of the rare gas-containing air continues through the first pressurizing valve 45, and the internal pressure gradually increases. This is the stage indicated by D in FIG.

【0075】あとは、上記のAからDまでの段階を繰り
返すこととなる。そして、回収バッファータンク65に回
収された希ガスリッチ空気は、第二ポンプ43によって、
希ガス含有空気と混合されて再び第一吸着タンク30又は
第二吸着タンク31へと送り込まれることとなる。また、
第一ポンプ41によって常に希ガス含有空気が送り込まれ
ると同時に、排気バッファータンク53から希ガスフリー
空気が系外へ排出されることによって、第一ポンプ41に
よって送り込まれる希ガス含有空気中の希ガスは、第二
ポンプ43、吸着タンク及び回収バッファータンク65を循
環して、次第に蓄積されることとなる。
Thereafter, the above steps A to D are repeated. Then, the rare gas-rich air collected in the collection buffer tank 65 is, by the second pump 43,
The mixture is mixed with the rare gas-containing air and sent to the first adsorption tank 30 or the second adsorption tank 31 again. Also,
The rare gas-containing air sent by the first pump 41 is simultaneously supplied with the rare gas-containing air by the first pump 41, and the rare gas-free air is discharged from the exhaust buffer tank 53 to the outside of the system at the same time. Are circulated through the second pump 43, the adsorption tank and the recovery buffer tank 65, and are gradually accumulated.

【0076】(実施例)以下、本実施の形態での実施例
を説明する。まず、第一ポンプ41の流入量、及び排気バ
ッファータンク53からの排出量を、それぞれ流入流量調
節弁42及び排気流量調節弁55で一致させた。希ガス含有
空気の流入量は1分間に5、10及び20リットルとした。
また、希ガス含有空気には、クリプトンが2%含有され
ている。なお、第二ポンプ43の流入量は、1分間に80リ
ットルとした。
(Example) Hereinafter, an example of the present embodiment will be described. First, the inflow amount of the first pump 41 and the discharge amount from the exhaust buffer tank 53 were matched by the inflow flow control valve 42 and the exhaust flow control valve 55, respectively. The inflow of rare gas-containing air was 5, 10 and 20 liters per minute.
The rare gas-containing air contains 2% of krypton. The flow rate of the second pump 43 was set to 80 liters per minute.

【0077】そして、希ガスを含有しない空気で予備的
に稼働させて、安定に稼働することを確認してから、希
ガス含有空気を流入させた。そして、流入サンプルコッ
ク44及び排気サンプルコック56から随時サンプル気体を
採取し、ガスクロマトグラフィで測定した。前者のサン
プルでは、吸着タンクを循環することによる希ガスの蓄
積の状態が示される。また、後者のサンプルでは、排気
中のクリプトン濃度が示される。
Then, after preliminarily operating with air containing no rare gas and confirming stable operation, air containing rare gas was flowed. Sample gas was sampled from the inflow sample cock 44 and the exhaust sample cock 56 as needed, and measured by gas chromatography. In the former sample, the state of accumulation of the rare gas by circulating through the adsorption tank is shown. In the latter sample, the krypton concentration in the exhaust gas is indicated.

【0078】その結果を示すのが、図4のグラフであ
る。希ガス含有空気を流入してからは最初は流入量を5
リットル/分とし、以後10リットル/分、更に20リット
ル/分と流入量を増大させていった。すると、5リット
ル/分の流入量では、排気中(実線)からは希ガスが検
出されなかった。しかも、流入サンプル(破線)におい
ては、ほぼ直線的に希ガスが濃縮されていることが判
る。
FIG. 4 is a graph showing the results. After the noble gas-containing air has flowed in,
The flow rate was increased to 10 liters / minute and then to 20 liters / minute. At a flow rate of 5 liters / minute, noble gas was not detected in the exhaust gas (solid line). Moreover, in the inflow sample (broken line), it can be seen that the rare gas is concentrated almost linearly.

【0079】しかし、10リットル/分以上の流入量で
は、希ガスが排気中に放出されるとともに、循環による
濃縮も見られない。特に、20リットル/分の流入量にお
いては、流入した希ガスがそのまま排気中に放出されて
いる。したがって、適当な条件を選択すれば、排出ガス
に希ガスを含めずに、かつ、循環によって希ガス濃度を
濃縮していくことが可能となることが認められた。
However, at an inflow rate of 10 liters / min or more, noble gas is discharged into the exhaust gas, and no enrichment by circulation is observed. In particular, at an inflow rate of 20 liters / minute, the inflowing rare gas is directly discharged into the exhaust gas. Therefore, it has been recognized that if appropriate conditions are selected, it becomes possible to concentrate the rare gas by circulation without including the rare gas in the exhaust gas.

【0080】(第二の実施の形態)次に、第二の実施の
形態において、吸着タンクからの排気位置の検討を行っ
た。すなわち、吸着タンクに対する、排気流路50及び均
圧流路70の位置の最適化を試みた。その概略を、図5に
示した。
(Second Embodiment) Next, in the second embodiment, the exhaust position from the adsorption tank was examined. That is, optimization of the positions of the exhaust passage 50 and the equalizing passage 70 with respect to the adsorption tank was attempted. The outline is shown in FIG.

【0081】図5中の(1)は、排気流路50及び均圧流
路70を、内径107mm、長さ700mmで、2.7kgの活性炭を収
容する吸着タンク(以下、「基準吸着タンク」の上部に
設けたものである。図5中の(2)は、基準吸着タンク
100の上部に、更に内径82mm、長さ600mmで、1.3kgの活
性炭を収容する吸着タンク(以下、「付加吸着タンク」
とする。)を連結して、この付加吸着タンク101の上部
に排気流路50及び均圧流路70を設けたものである。
(1) in FIG. 5 shows that the exhaust flow path 50 and the equalizing flow path 70 are connected to an adsorption tank (hereinafter referred to as a “standard adsorption tank”) having an inside diameter of 107 mm and a length of 700 mm and containing 2.7 kg of activated carbon. (2) in FIG. 5 is a reference adsorption tank.
Above 100, an adsorption tank (1.3 mm in diameter, 600 mm in length, containing 1.3 kg of activated carbon)
And ) Are connected to each other, and an exhaust passage 50 and a pressure equalizing passage 70 are provided above the additional adsorption tank 101.

【0082】図5中の(3)は、付加吸着タンク101を
基準吸着タンク100の上部に連結し、この両者の間に排
気流路50を設け、均圧流路70は付加吸着タンク101の上
部に設けるものである。図5中の(4)は、付加吸着タ
ンク101を基準吸着タンク100の上部に連結し、この両者
の間に均圧流路70を設け、排気流路50は付加吸着タンク
101の上部に設けるものである。
(3) in FIG. 5 connects the additional adsorption tank 101 to the upper part of the reference adsorption tank 100, and provides an exhaust passage 50 between the two. It is provided in. (4) in FIG. 5 connects the additional adsorption tank 101 to the upper part of the reference adsorption tank 100, provides a pressure equalizing flow path 70 between the two, and the exhaust flow path 50
It is provided on the upper part of 101.

【0083】図5中の(5)は、付加吸着タンク101を
基準吸着タンク100と並列に連結し、これらの上部に排
気流路50及び均圧流路70を設けたものである。そして、
図5中のいずれの場合も、希ガス含有空気は基準吸着タ
ンク100の下部から流入させることとしている。 (実施例)上記の各配置について、クリプトン濃度1%
の希ガス含有空気を流入させ、排気中のクリプトン濃度
をガスクロマトグラフィで測定した。
(5) in FIG. 5 shows that the additional adsorption tank 101 is connected in parallel with the reference adsorption tank 100, and the exhaust passage 50 and the pressure equalizing passage 70 are provided above these. And
In any case shown in FIG. 5, the rare gas-containing air is allowed to flow from the lower part of the reference adsorption tank 100. (Example) For each of the above arrangements, krypton concentration of 1%
Was flowed in, and the concentration of krypton in the exhaust gas was measured by gas chromatography.

【0084】その結果を示すのが、図6に示すグラフで
ある。これによると、(1)及び(3)に対して、
(2)及び(4)では、排気中のクリプトン濃度をより
低減させることができた。ただし、この結果は吸着剤の
増量に起因するものとも考えられるが、並列の(5)に
対しても同様に効果的であることから、吸着タンク内の
吸着剤が同量である場合は、吸着タンクが長尺である方
が排気中の希ガス濃度をより低減させうることが推察さ
れた。
FIG. 6 is a graph showing the result. According to this, for (1) and (3),
In (2) and (4), the krypton concentration in the exhaust gas could be further reduced. However, although it is considered that this result is due to the increase in the amount of adsorbent, it is similarly effective for the parallel (5). Therefore, when the amount of adsorbent in the adsorption tank is the same, It was presumed that the longer the adsorption tank was, the more the rare gas concentration in the exhaust gas could be reduced.

【0085】(第三の実施の形態) (構造)第三の実施の形態に係る希ガス濃縮装置10で
は、第一の実施の形態で示した希ガス濃縮装置10の回収
流路60に、補助的な希ガス濃縮装置(以下、「補助装
置」とする。)を設けた構造となっている。すなわち、
第一の実施の形態で示した希ガス濃縮装置(以下、「第
一段装置」とする。)で得た希ガスリッチ空気を、補助
装置120で更に濃縮することを図っている。その概略を
示したのが、図7である。すなわち、第一の実施の形態
における構造に加えて、以下の構造を有することとなっ
ている。なお、本実施の形態における構造のうち、第一
の実施の形態と共通する部分には同一の名称及び符号を
付することとし、以下では説明を省略する。
(Third Embodiment) (Structure) In the rare gas concentrator 10 according to the third embodiment, the recovery flow channel 60 of the rare gas concentrator 10 shown in the first embodiment is The structure is such that an auxiliary rare gas concentrator (hereinafter referred to as “auxiliary device”) is provided. That is,
The rare gas-rich air obtained by the rare gas concentrating device (hereinafter, referred to as “first-stage device”) described in the first embodiment is further concentrated by the auxiliary device 120. FIG. 7 shows the outline. That is, in addition to the structure in the first embodiment, the following structure is provided. In the structure of the present embodiment, portions common to the first embodiment are given the same names and reference numerals, and description thereof is omitted below.

【0086】この補助装置120とは、吸着剤を収容する
二つの補助吸着タンク、並びに、これらの補助吸着タン
クへ希ガス含有空気が流入する補助流入流路140、これ
らの補助吸着タンクから、希ガスフリー空気が排出され
る補助排気流路150、これらの補助吸着タンク間で希ガ
スフリー空気が移行する補助均圧流路170、及びこれら
の補助吸着タンクから希ガスリッチ空気が回収される補
助回収流路160を備えることとなっている。
The auxiliary device 120 includes two auxiliary adsorption tanks for storing adsorbents, an auxiliary inflow passage 140 through which rare gas-containing air flows into these auxiliary adsorption tanks, and a rare gas from these auxiliary adsorption tanks. Auxiliary exhaust passage 150 for discharging gas-free air, auxiliary equalizing passage 170 for transferring rare gas-free air between these auxiliary adsorption tanks, and auxiliary recovery flow for collecting rare gas-rich air from these auxiliary adsorption tanks Road 160 is to be provided.

【0087】そして、補助流入流路140には、第一段装
置20の流入流路40における第二ポンプ43に相当する補助
ポンプ143が設けられている。更に、第一段装置20の流
入流路40における第一加圧弁45及び第二加圧弁46にそれ
ぞれ相当する第一補助加圧弁145及び第二補助加圧弁146
も設けられている。また、補助排気流路150には、第一
段装置20の排気流路50における第一排気弁51及び第二排
気弁52にそれぞれ相当する第一補助排気弁151及び第二
補助排気弁152、排気バッファータンク53に相当する補
助排気バッファータンク153、並びに圧力調節弁54に相
当する補助圧力調節弁154が設けられている。
The auxiliary inflow passage 140 is provided with an auxiliary pump 143 corresponding to the second pump 43 in the inflow passage 40 of the first stage device 20. Further, a first auxiliary pressurizing valve 145 and a second auxiliary pressurizing valve 146 corresponding to the first pressurizing valve 45 and the second pressurizing valve 46 in the inflow passage 40 of the first stage device 20, respectively.
Is also provided. Further, in the auxiliary exhaust passage 150, a first auxiliary exhaust valve 151 and a second auxiliary exhaust valve 152 corresponding to the first exhaust valve 51 and the second exhaust valve 52 in the exhaust passage 50 of the first stage device 20, respectively, An auxiliary exhaust buffer tank 153 corresponding to the exhaust buffer tank 53 and an auxiliary pressure control valve 154 corresponding to the pressure control valve 54 are provided.

【0088】また、補助均圧流路170には、第一段装置2
0の均圧流路70における第一均圧弁71及び第二均圧弁72
にそれぞれ相当する第一補助均圧弁171及び第二補助均
圧弁172が設けられている。ただし、均圧流路70に設け
られているような付加装置80は設けられていない。ま
た、補助回収流路160には、第一段装置20の回収流路60
における第一減圧弁61及び第二減圧弁62にそれぞれ相当
する第一補助減圧弁161及び第二補助減圧弁162が、並び
に回収バッファータンク65に相当する補助回収バッファ
ータンク165が設けられている。更に、上記第一補助減
圧弁161及び第二補助減圧弁162と、補助回収バッファー
タンク165との間には、迂回流路163が設けられ、ここに
は希ガスリッチ空気を収容可能な希ガストラップ164が
設けられている。
Further, the first-stage device 2
The first equalizing valve 71 and the second equalizing valve 72 in the zero equalizing flow path 70
Are provided with a first auxiliary equalizing valve 171 and a second auxiliary equalizing valve 172, respectively. However, the additional device 80 provided in the pressure equalizing channel 70 is not provided. In addition, the auxiliary recovery channel 160 includes the recovery channel 60 of the first-stage apparatus 20.
A first auxiliary pressure reducing valve 161 and a second auxiliary pressure reducing valve 162 corresponding to the first pressure reducing valve 61 and the second pressure reducing valve 62, respectively, and an auxiliary recovery buffer tank 165 corresponding to the recovery buffer tank 65 are provided. Further, a bypass channel 163 is provided between the first auxiliary pressure reducing valve 161 and the second auxiliary pressure reducing valve 162 and the auxiliary recovery buffer tank 165, and a rare gas trap capable of containing rare gas rich air is provided here. 164 are provided.

【0089】更に、上記補助回収バッファータンク165
は、上記補助流入流路140を介して上記第一補助吸着タ
ンク130及び第二補助吸着タンク131と連絡している。加
えて、この補助回収バッファータンク165は、第一段装
置20の回収流路60において、第一減圧弁61及び第二減圧
弁62と、回収バッファータンク65との間に位置すること
ともなっている。
Further, the auxiliary recovery buffer tank 165
Communicates with the first auxiliary adsorption tank 130 and the second auxiliary adsorption tank 131 via the auxiliary inflow channel 140. In addition, the auxiliary recovery buffer tank 165 is also located between the first pressure reducing valve 61 and the second pressure reducing valve 62 and the recovery buffer tank 65 in the recovery channel 60 of the first-stage device 20. .

【0090】すなわち、第一段装置20で得られた希ガス
リッチ空気は、上記補助ポンプ143の吸引により、一旦
補助回収バッファータンク165へ収容される。この希ガ
スリッチ空気の一部は、第二ポンプ43の吸引により、再
び第一段装置20へと至ることとなるが、別の一部は、補
助流入流路140を経て、第一補助吸着タンク130又は第二
補助吸着タンク131へ流入する。そして、吸着剤に吸着
されなかった希ガスフリー空気は補助排気流路150を経
て排気されるとともに、その一部は補助均圧流路170を
経て、補助吸着タンク間を移行することとなる。
That is, the rare gas-rich air obtained by the first stage device 20 is temporarily stored in the auxiliary recovery buffer tank 165 by suction of the auxiliary pump 143. A part of the rare gas-rich air will again reach the first stage device 20 by the suction of the second pump 43, but another part will pass through the auxiliary inflow passage 140 to the first auxiliary adsorption tank. It flows into 130 or the second auxiliary adsorption tank 131. Then, the rare gas-free air not adsorbed by the adsorbent is exhausted through the auxiliary exhaust passage 150, and part of the air is transferred between the auxiliary adsorption tanks through the auxiliary equalizing passage 170.

【0091】一方、吸着剤に吸着された希ガスを含む希
ガスリッチ空気は、補助装置120に流入した時点と比較
して、更に希ガス濃度を増すこととなる。そして、上記
補助回収バッファータンク165へ回収される。補助回収
バッファータンク165へ回収された希ガスリッチ空気
は、上述のように、第一段装置20から吸引されてきた希
ガスリッチ空気と混合される。そして、その一部は、第
二ポンプ43の吸引により、第一段装置20へと至ることと
なるが、別の一部は、補助流入流路140を経て、第一補
助吸着タンク130又は第二補助吸着タンク131へ再び流入
することとなる。
On the other hand, the rare gas-rich air containing the rare gas adsorbed by the adsorbent further increases the rare gas concentration as compared with the time when it flows into the auxiliary device 120. Then, it is collected in the auxiliary collection buffer tank 165. The rare gas-rich air collected in the auxiliary recovery buffer tank 165 is mixed with the rare gas-rich air sucked from the first-stage device 20 as described above. Then, a part thereof will reach the first stage device 20 by suction of the second pump 43, but another part will pass through the auxiliary inflow passage 140, and the first auxiliary adsorption tank 130 or the second It will flow into the secondary auxiliary adsorption tank 131 again.

【0092】こうして、排出ガス中の希ガスは、第一段
装置20及び補助装置120を循環しつつ次第に濃縮されて
いくこととなる。そして、適当な濃度に達したところ
で、上記迂回流路163における希ガストラップ164から取
り出して、所定の処理に供することができる。この所定
の処理には、たとえば一定期間保管することで、放射能
を減衰させる処理が挙げられる。この場合でも、保管す
べき気体の体積を、発電によって生じた排出ガス量から
見て大幅に減少させることが可能となっている。
In this way, the rare gas in the exhaust gas is gradually concentrated while circulating through the first stage device 20 and the auxiliary device 120. Then, when the concentration reaches an appropriate concentration, it can be taken out from the rare gas trap 164 in the bypass channel 163 and subjected to predetermined processing. The predetermined process includes, for example, a process of attenuating radioactivity by storing the radioactivity for a certain period of time. Even in this case, the volume of gas to be stored can be significantly reduced in view of the amount of exhaust gas generated by power generation.

【0093】なお、本実施の形態においては、第二の実
施の形態における検討から、吸着タンクの形状を短径長
尺とした。具体的には、図8に示すような形状とした。
すなわち、第一段装置20の吸着タンク(第一吸着タンク
30及び第二吸着タンク31)は、内径44mm、長さ1765mmの
円筒2本の上部を連結した、逆U字型とした。そして、
この内部には、2.9kgの活性炭が充填されている。この
第一段装置20の吸着タンクにおいては、タンクの下部の
二箇所に流入流路40及び回収流路60が設けられるととも
に、上部の連結部に排気流路50及び均圧流路70が設けら
れることとなっている。
In the present embodiment, the shape of the suction tank is made short and long from the study in the second embodiment. Specifically, the shape was as shown in FIG.
That is, the adsorption tank of the first stage device 20 (the first adsorption tank
30 and the second adsorption tank 31) were formed in an inverted U-shape in which the upper parts of two cylinders having an inner diameter of 44 mm and a length of 1765 mm were connected. And
The interior is filled with 2.9 kg of activated carbon. In the adsorption tank of the first-stage apparatus 20, an inflow channel 40 and a recovery channel 60 are provided at two lower portions of the tank, and an exhaust channel 50 and a pressure equalizing channel 70 are provided at an upper connecting portion. It is supposed to be.

【0094】一方、補助装置120の吸着タンク(第一補
助吸着タンク130及び第二補助吸着タンク131)は、内径
44mm、長さ865mmの円筒2本の下部を連結した、U字型
とした。そして、この内部には、1.35kgの活性炭が充填
されている。この補助装置120の吸着タンクにおいて
は、上端の一方に、補助流入流路140及び補助回収流路1
60が設けられるとともに、もう一方に、補助排気流路15
0及び補助均圧流路170が設けられることとなっている。
なお、この第一補助吸着タンク130及び第二補助吸着タ
ンク131における気体の動態は、上記第一の実施の形態
で記載した第一吸着タンク30及び第二吸着タンク31にお
けるそれと同じである。
On the other hand, the suction tanks of the auxiliary device 120 (the first auxiliary suction tank 130 and the second auxiliary suction tank 131) are
It was U-shaped, connecting the lower parts of two cylinders having a length of 44 mm and a length of 865 mm. The interior is filled with 1.35 kg of activated carbon. In the suction tank of the auxiliary device 120, the auxiliary inflow channel 140 and the auxiliary recovery channel 1
60 is provided, and the other is an auxiliary exhaust passage 15
0 and an auxiliary pressure equalizing channel 170 are provided.
The dynamics of the gas in the first auxiliary adsorption tank 130 and the second auxiliary adsorption tank 131 are the same as those in the first adsorption tank 30 and the second adsorption tank 31 described in the first embodiment.

【0095】なお、補助装置120における各弁の開閉及
び吸着タンク内での圧力の変化は、第一段装置20と同様
であるので、説明は省略する。 (実施例)以下、本実施の形態での実施例を説明する。
まず、実施例として、第一段装置20と補助装置120とを
備えた希ガス濃縮装置10を準備し、これにクリプトン濃
度0.5%の希ガス含有空気を流入させ、排気中のクリプト
ン濃度をガスクロマトグラフィで測定した。
The opening / closing of each valve in the auxiliary device 120 and the change in pressure inside the adsorption tank are the same as those in the first-stage device 20, and a description thereof will be omitted. (Example) Hereinafter, an example of this embodiment will be described.
First, as an embodiment, a rare gas concentrating device 10 including a first-stage device 20 and an auxiliary device 120 is prepared, a rare gas-containing air having a krypton concentration of 0.5% is introduced into the device, and the krypton concentration in the exhaust gas is reduced. It was measured by chromatography.

【0096】その結果を、下記の表2に示す。The results are shown in Table 2 below.

【0097】[0097]

【表2】 [Table 2]

【0098】一方、比較例として、第一段装置20のみを
備えた希ガス濃縮装置10を準備し、これにクリプトン濃
度0.2%の希ガス含有空気を流入させ、実施例と同様に排
気中のクリプトン濃度をガスクロマトグラフィで測定し
た。その結果を、下記の表3に示す。
On the other hand, as a comparative example, a rare gas concentrating device 10 having only the first-stage device 20 was prepared, and a rare gas-containing air having a krypton concentration of 0.2% was introduced into this device. The krypton concentration was measured by gas chromatography. The results are shown in Table 3 below.

【0099】[0099]

【表3】 [Table 3]

【0100】なお、上記表2及び表3における「排出
率」とは、流入したクリプトンのうち、排気中へ排出さ
れるものの割合を示したものである。すなわち、この数
字が小さいほど、排気中へ排出されるクリプトンの量が
少ないこととなり、希ガス濃縮装置10へより多くのクリ
プトンが蓄積されることを意味する。さて、比較例にお
いては排出率は平均15.2%であったのに対して、実施例
では約5時間後においても0.0%であった。したがって、
明らかに、補助装置120を設けることで、クリプトンが
希ガス濃縮装置10へより多く蓄積されることが判明し
た。
The "emission rate" in Tables 2 and 3 indicates the proportion of krypton that has flowed into the exhaust gas. That is, the smaller the number is, the smaller the amount of krypton discharged into the exhaust gas is, which means that more krypton is accumulated in the rare gas concentrator 10. By the way, in the comparative example, the discharge rate was 15.2% on average, while in the example, it was 0.0% even after about 5 hours. Therefore,
Obviously, it has been found that the provision of the auxiliary device 120 causes more krypton to be accumulated in the noble gas concentrator 10.

【0101】(本発明の応用)本発明は、原子力発電所
において発生する放射性希ガスの処理に応用可能であ
る。
(Application of the Present Invention) The present invention is applicable to the treatment of radioactive rare gases generated in nuclear power plants.

【0102】[0102]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記す効果を奏する。すなわち、本発明に係
る希ガス濃縮方法及び希ガス濃縮装置によれば、排出ガ
ス中から、希ガスを含まない部分を分離して、希ガスを
多く含む部分のみを効果的に回収することができ、たと
えば、一定期間の保管等の減衰処理を要する気体体積を
低減化することができる。
The present invention is configured as described above and has the following effects. That is, according to the rare gas enrichment method and the rare gas enrichment apparatus according to the present invention, it is possible to separate a portion containing no rare gas from the exhaust gas and effectively collect only a portion containing a large amount of the rare gas. For example, it is possible to reduce the volume of gas that requires an attenuation process such as storage for a certain period.

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

【図1】本発明の第一の実施の形態を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施の形態における、吸着タン
ク内の圧力変化をゲージ圧で示すグラフである。なお、
実線が第一吸着タンク内の、及び破線が第二吸着タンク
内の圧力変化を示す。
FIG. 2 is a graph showing a pressure change in an adsorption tank by a gauge pressure according to the first embodiment of the present invention. In addition,
The solid line shows the pressure change in the first adsorption tank, and the broken line shows the pressure change in the second adsorption tank.

【図3】本発明の第一の実施の形態における、弁の開閉
パターンを示すタイムチャートである。なお、本図中に
示す時間は、図2中で示すものと一致する。
FIG. 3 is a time chart showing a valve opening / closing pattern according to the first embodiment of the present invention. It should be noted that the time shown in the figure coincides with the time shown in FIG.

【図4】本発明の第一の実施の形態における希ガスの動
態を示すグラフである。なお、実線は排気サンプルコッ
クから採取した排出気体を、及び破線は流入サンプルコ
ックから採取した流入気体を示す。
FIG. 4 is a graph showing dynamics of a rare gas according to the first embodiment of the present invention. The solid line indicates the exhaust gas collected from the exhaust sample cock, and the broken line indicates the inflow gas collected from the inflow sample cock.

【図5】本発明の第二の実施の形態において、吸着タン
クと、排気流路及び均圧流路との位置関係を示した概略
図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a positional relationship between an adsorption tank, an exhaust passage, and a pressure equalizing passage in a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第二の実施の形態における希ガスの動
態を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing dynamics of a rare gas according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第三の実施の形態を示す概略図であ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第三の実施の形態で用いた吸着タンク
の形状を示す正面図である。
FIG. 8 is a front view showing the shape of the suction tank used in the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 希ガス濃縮装置 20 第一段装置 30 第一吸着タンク 31 第二吸着タンク 40 流入流路 41 第一ポンプ 42 流入流量調節弁 43 第二ポンプ 44 流入サンプルコック 45 第一加圧弁 46 第二加圧弁 50 排気流路 51 第一排気弁 52 第二排気弁 53 排気バッファータンク 54 圧力調節弁 55 排気流量調整弁 56 排気サンプルコック 60 回収流路 61 第一減圧弁 62 第二減圧弁 65 回収バッファータンク 70 均圧流路 71 第一均圧弁 72 第二均圧弁 80 付加装置 81 第一分岐 82 第一均圧流入弁 83 第二均圧流入弁 84 第二分岐 85 第一均圧流出弁 86 第二均圧流出弁 87 一方向流路 88 均圧ポンプ 89 均圧流量調節弁 100 基準吸着タンク 101 付加吸着タンク 120 補助装置 130 第一補助吸着タンク 131 第二補助吸着タンク 140 補助流入流路 143 補助ポンプ 145 第一補助加圧弁 146 第二補助加圧弁 150 補助排気流路 151 第一補助排気弁 152 第二補助排気弁 153 補助排気バッファータンク 154 補助圧力調節弁 160 補助回収流路 161 第一補助減圧弁 162 第二補助減圧弁 163 迂回流路 164 希ガストラップ 165 補助回収バッファータンク 170 補助均圧流路 171 第一補助均圧弁 172 第二補助均圧弁 10 Noble gas concentrator 20 First stage device 30 First adsorption tank 31 Second adsorption tank 40 Inflow passage 41 First pump 42 Inflow control valve 43 Second pump 44 Inflow sample cock 45 First pressurization valve 46 Second pump Pressure valve 50 Exhaust flow path 51 First exhaust valve 52 Second exhaust valve 53 Exhaust buffer tank 54 Pressure control valve 55 Exhaust flow control valve 56 Exhaust sample cock 60 Recovery flow path 61 First pressure reducing valve 62 Second pressure reducing valve 65 Recovery buffer tank 70 Equalizing flow passage 71 First equalizing valve 72 Second equalizing valve 80 Additional device 81 First branch 82 First equalizing inflow valve 83 Second equalizing inflow valve 84 Second branch 85 First equalizing outflow valve 86 Second equalizing Pressure outflow valve 87 One-way flow path 88 Equalizing pressure pump 89 Equalizing pressure flow control valve 100 Reference adsorption tank 101 Additional adsorption tank 120 Auxiliary device 130 First auxiliary adsorption tank 131 Second auxiliary adsorption tank 140 Auxiliary inflow channel 143 Auxiliary pump 145 First auxiliary pressurizing valve 146 Second auxiliary pressurizing valve 150 Auxiliary drain Flow path 151 First auxiliary exhaust valve 152 Second auxiliary exhaust valve 153 Auxiliary exhaust buffer tank 154 Auxiliary pressure control valve 160 Auxiliary recovery flow path 161 First auxiliary pressure reducing valve 162 Second auxiliary pressure reducing valve 163 Detour path 164 Rare gas trap 165 Auxiliary recovery buffer tank 170 Auxiliary pressure equalizing channel 171 First auxiliary pressure equalizing valve 172 Second auxiliary pressure equalizing valve

フロントページの続き (72)発明者 増山 信司 東京都品川区北品川1丁目8番20号 日本 技研株式会社内 Fターム(参考) 4D012 CA14 CB16 CD07 CE01 CF03 CG01 CH03 CJ02 CJ07 4G066 AA04B BA36 CA12 DA02 GA06 GA14 GA27 GA37 GA39Continuing from the front page (72) Inventor Shinji Masuyama 1-8-20 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo F-term in Giken Co., Ltd. (Reference) 4D012 CA14 CB16 CD07 CE01 CF03 CG01 CH03 CJ02 CJ07 4G066 AA04B BA36 CA12 DA02 GA06 GA14 GA27 GA37 GA39

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸着剤を収容する二の吸着タンクへ、希
ガス含有空気を大気圧を超える圧力で加圧流入せしめて
上記吸着剤へ希ガスを吸着せしめる加圧吸着段階、 上記吸着タンクへの加圧を解除して、上記吸着剤へ吸着
しなかった希ガスフリー空気を排気せしめる排気段階、
及び上記吸着タンクを減圧して、上記吸着剤へ吸着した
希ガスを含む希ガスリッチ空気を脱着せしめる減圧脱着
段階を繰り返してなる希ガス濃縮方法であって、 上記二の吸着タンクのうち、一方の吸着タンクへは、加
圧吸着段階において希ガス含有空気を加圧流入せしめる
と同時に、もう一方の吸着タンクでは、減圧脱着段階に
おいて希ガスリッチ空気が脱着され、 上記の一方の吸着タンクから、排気段階において希ガス
フリー空気が排気される際に、同希ガスフリー空気の一
部は、上記のもう一方の吸着タンクへ移行されると同時
に、このもう一方の吸着タンクへ、加圧吸着段階におい
て希ガス含有空気を加圧流入せしめ、 上記の一方の吸着タンクから、減圧脱着段階において希
ガスリッチ空気が脱着されると同時に、もう一方の吸着
タンクでは、加圧吸着段階が続行し、減圧脱着段階にお
いて脱着された希ガスリッチ空気の一部又は全部を、希
ガス含有空気と混合して再び吸着タンクへ加圧流入せし
めることを特徴とする希ガス濃縮方法。
1. A pressure adsorption step in which a rare gas-containing air is pressurized into a second adsorption tank containing an adsorbent at a pressure exceeding atmospheric pressure to adsorb the rare gas to the adsorbent, and to the adsorption tank. Releasing the pressurization of, and exhausting the rare gas free air not adsorbed to the adsorbent,
And a method for condensing a rare gas, comprising depressurizing the adsorption tank and depressurizing and desorbing a rare gas-rich air containing the rare gas adsorbed on the adsorbent, wherein the degassing step is repeated. At the same time, the rare gas-containing air is allowed to flow into the adsorption tank in the pressurized adsorption stage under pressure, and in the other adsorption tank, the rare gas-rich air is desorbed in the vacuum desorption stage. When the rare gas-free air is exhausted in the above, a part of the rare gas-free air is transferred to the other adsorption tank, and at the same time, is diluted into the other adsorption tank in the pressure adsorption stage. The gas-containing air is allowed to flow in under pressure, and the rare gas-rich air is desorbed from one of the adsorption tanks in the decompression and desorption step, and at the same time, the other adsorption tank is desorbed. In this method, the pressure adsorption step is continued, and a part or all of the rare gas-rich air desorbed in the desorption step is mixed with the rare gas-containing air and then pressurized and flows into the adsorption tank again. Gas enrichment method.
【請求項2】 吸着剤が、炭素を主体とする吸着剤であ
ることを特徴とする請求項1記載の希ガス濃縮方法。
2. The method according to claim 1, wherein the adsorbent is a carbon-based adsorbent.
【請求項3】 吸着剤を収容する二の吸着タンク、 上記吸着タンクへ、希ガス含有空気を大気圧を超える圧
力で加圧流入せしめて上記吸着剤へ希ガスを吸着せしめ
る加圧手段、 上記吸着タンクへの加圧を解除して、上記吸着剤へ吸着
しなかった希ガスフリー空気を排気せしめる排気手段、 上記二の吸着タンク間で、上記希ガスフリー空気の一部
を移行せしめる均圧手段、及び上記吸着タンクを減圧し
て、上記吸着剤へ吸着した希ガスを含む希ガスリッチ空
気を脱着せしめる減圧手段を有する希ガス濃縮装置であ
って、 上記加圧手段が、上記二の吸着タンクのうち一方の吸着
タンクへ希ガス含有空気を加圧流入させる際に、もう一
方の吸着タンクを減圧して、希ガスリッチ空気を脱着さ
せるように上記減圧手段を形成し、 上記排気手段が、上記の一方の吸着タンクから希ガスフ
リー空気を排気させると同時に、上記均圧手段が、同希
ガスフリー空気の一部を上記のもう一方の吸着タンクへ
移行させる際に、このもう一方の吸着タンクへ、希ガス
含有空気を加圧流入させるように上記加圧手段を形成
し、 上記減圧手段が、上記の一方の吸着タンクから、希ガス
リッチ空気を脱着させる際には、上記のもう一方の吸着
タンクへ、上記減圧手段によって脱着された希ガスリッ
チ空気の一部又は全部を、希ガス含有空気と混合して加
圧流入させるように上記加圧手段を形成したことを特徴
とする希ガス濃縮装置。
3. A second adsorption tank containing an adsorbent, a pressurizing means for causing a rare gas-containing air to flow into the adsorption tank under pressure at a pressure exceeding atmospheric pressure to adsorb the rare gas to the adsorbent, Exhaust means for releasing the pressure to the adsorption tank and exhausting the rare gas-free air not adsorbed to the adsorbent, Equalizing pressure for transferring part of the rare gas-free air between the two adsorption tanks A rare gas concentrator having a pressure reducing means for depressurizing the adsorption tank and desorbing rare gas rich air containing a rare gas adsorbed on the adsorbent, wherein the pressurizing means comprises the second adsorption tank When the rare gas-containing air is pressurized and flows into one of the adsorption tanks, the other adsorption tank is depressurized to form the depressurizing means so as to desorb the rare gas-rich air. When the rare gas-free air is exhausted from one of the adsorption tanks and the equalizing means transfers a part of the rare gas-free air to the other adsorption tank, the other adsorption tank The pressurizing means is formed so as to allow the rare gas-containing air to flow under pressure, and when the depressurizing means desorbs the rare gas-rich air from the one adsorption tank, the other adsorption means A rare gas enriching apparatus, wherein the pressurizing means is formed so that a part or all of the rare gas-rich air desorbed by the depressurizing means is mixed with rare gas-containing air to flow into the tank under pressure. .
【請求項4】 均圧手段に、 (イ)平行して分岐する二の分岐流路、 (ロ)一の分岐流路に、流出側を対向させて配置される
二の一方向弁、 (ハ)他の分岐流路に、流入側を対向させて配置される
二の一方向弁、 (ニ)(ロ)の一方向弁間と、(ハ)の一方向弁間とを
連結する一方向流路、及び (ホ)(ニ)の中途に設けられる流量調節装置を有する
付加装置を設けたことを特徴とする請求項3記載の希ガ
ス濃縮装置。
4. A pressure equalizing means comprising: (a) two branch flow paths branching in parallel; (b) two one-way valves arranged with one branch flow path with an outflow side facing; C) two one-way valves arranged so that the inflow side faces the other branch flow path; (d) a one-way valve connecting between the one-way valves in (b) and the one-way valve in (c). The rare gas concentrating device according to claim 3, further comprising an additional device having a directional flow path and a flow control device provided in the middle of (e) and (d).
【請求項5】 吸着剤を収容する二の補助吸着タンク、 上記補助吸着タンクへ、減圧手段によって脱着された希
ガスリッチ空気を大気圧を超える圧力で加圧流入せしめ
て上記吸着剤へ希ガスを吸着せしめる補助加圧手段、 上記補助吸着タンクへの加圧を解除して、上記吸着剤へ
吸着しなかった希ガスフリー空気を排気せしめる補助排
気手段、 上記二の補助吸着タンク間で、上記希ガスフリー空気の
一部を移行せしめる補助均圧手段、及び上記補助吸着タ
ンクを減圧して、上記吸着剤へ吸着した希ガスを含む希
ガスリッチ空気を脱着せしめ、その一部又は全部を加圧
手段へ移行せしめる補助減圧手段を有し、 上記補助加圧手段が、上記二の補助吸着タンクのうち一
方の補助吸着タンクへ希ガスリッチ空気を加圧流入させ
る際に、もう一方の補助吸着タンクを減圧して、希ガス
リッチ空気を脱着させてその一部又は全部を上記加圧手
段へ移行させるように上記補助減圧手段を形成し、 上記補助排気手段が、上記の一方の補助吸着タンクから
希ガスフリー空気を排気させると同時に、上記補助均圧
手段が同希ガスフリー空気の一部を上記のもう一方の補
助吸着タンクへ移行させる際に、このもう一方の補助吸
着タンクへ、希ガスリッチ空気を加圧流入させるように
上記補助加圧手段を形成し、 上記補助減圧手段が、上記の一方の補助吸着タンクから
希ガスリッチ空気を脱着させてその一部又は全部を加圧
手段へ移行させる際に、上記のもう一方の吸着タンク
へ、減圧手段によって脱着された希ガスリッチ空気を加
圧流入させるように補助加圧手段を形成したことを特徴
とする請求項3又は4記載の希ガス濃縮装置。
5. A rare gas-rich air desorbed by a pressure reducing means under pressure at a pressure exceeding atmospheric pressure into two auxiliary adsorption tanks containing an adsorbent, and the rare gas is introduced into the adsorbent. An auxiliary pressurizing means for adsorbing, an auxiliary exhausting means for releasing the pressurization of the auxiliary adsorption tank and exhausting the rare gas-free air not adsorbed to the adsorbent; Auxiliary pressure equalizing means for transferring part of gas-free air, and depressurizing the auxiliary adsorption tank to desorb rare gas-rich air containing rare gas adsorbed on the adsorbent, and pressurizing part or all of the air. When the rare gas-rich air is pressurized and flows into one of the two auxiliary adsorption tanks, the other auxiliary pressurizing means has the other auxiliary pressure reducing means. The suction tank is depressurized to form the auxiliary pressure reducing means so that the rare gas rich air is desorbed and part or all of the air is transferred to the pressurizing means, and the auxiliary exhaust means is one of the auxiliary suction tanks When the auxiliary equalizing means transfers a part of the rare gas-free air to the other auxiliary adsorption tank, the rare gas-free air is exhausted from the other auxiliary adsorption tank. The auxiliary pressurizing means is formed so as to pressurize and inflow the gas-rich air, and the auxiliary depressurizing means desorbs the rare gas-rich air from the one auxiliary adsorption tank and transfers part or all of the rare gas-rich air to the pressurizing means. An auxiliary pressurizing means is formed to pressurize and flow the rare gas-rich air desorbed by the depressurizing means into the other adsorption tank at the time of performing the operation. 4 noble gas concentrating apparatus according.
【請求項6】 補助減圧手段に、迂回流路を設け、この
迂回流路から、希ガスリッチ空気を系外に取り出し可能
なことを特徴とする請求項5記載の希ガス濃縮装置。
6. The rare gas concentrator according to claim 5, wherein a bypass flow path is provided in the auxiliary pressure reducing means, and the rare gas rich air can be taken out of the system from the bypass flow path.
【請求項7】 吸着タンクが短径長尺で、かつ、均圧手
段は二の吸着タンクの上部どうしを連結するとともに、 加圧手段による希ガス含有空気の流入路及び減圧手段に
よる希ガスリッチ空気の流出路は、吸着タンクの下部に
設けられ、 排気手段による希ガスフリー空気の排気路は、吸着タン
クの上部に設けられることを特徴とする請求項3、4、
5又は6記載の希ガス濃縮装置。
7. The adsorption tank has a short diameter and a long length, and the equalizing means connects the upper parts of the two adsorption tanks, and the inflow path of the rare gas-containing air by the pressurizing means and the rare gas rich air by the depressurizing means. And a discharge path for rare gas-free air provided by a discharge means is provided at an upper part of the adsorption tank.
7. The rare gas concentrator according to 5 or 6.
【請求項8】 吸着剤が、炭素を主体とする吸着剤であ
ることを特徴とする請求項3、4、5、6又は7記載の
希ガス濃縮装置。
8. The rare gas concentrator according to claim 3, wherein the adsorbent is an adsorbent mainly composed of carbon.
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