JP3462677B2 - 速度分離型吸着剤を利用した同位体ガスの分離方法 - Google Patents
速度分離型吸着剤を利用した同位体ガスの分離方法Info
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- JP3462677B2 JP3462677B2 JP28479496A JP28479496A JP3462677B2 JP 3462677 B2 JP3462677 B2 JP 3462677B2 JP 28479496 A JP28479496 A JP 28479496A JP 28479496 A JP28479496 A JP 28479496A JP 3462677 B2 JP3462677 B2 JP 3462677B2
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、速度分離型吸着剤
を利用した同位体ガスの分離方法に関する。
を利用した同位体ガスの分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】同位体を分離して濃縮回収または除去す
る技術は、原子力産業における核反応の制御技術、化学
または医療における特定元素に対するラベル技術として
重要である。従来、同位体ガスの分離で最も広く用いら
れている方法は拡散法と呼ばれるものであり、これは微
小孔を有する膜を介して高圧のガスを低圧側に拡散させ
るものである。微小孔内での拡散についてはグラハムの
法則が広く知られている。この法則は、等温等圧の気体
が同じ条件の下で細孔を通って圧力の低い側へ流出する
速度は、その質量数の平方根の逆数に比例するというも
のである。
る技術は、原子力産業における核反応の制御技術、化学
または医療における特定元素に対するラベル技術として
重要である。従来、同位体ガスの分離で最も広く用いら
れている方法は拡散法と呼ばれるものであり、これは微
小孔を有する膜を介して高圧のガスを低圧側に拡散させ
るものである。微小孔内での拡散についてはグラハムの
法則が広く知られている。この法則は、等温等圧の気体
が同じ条件の下で細孔を通って圧力の低い側へ流出する
速度は、その質量数の平方根の逆数に比例するというも
のである。
【０００３】つまり、軽い方の同位体ガスの添字を１、
重い方の同位体ガスの添字を２とすると、細孔内の流速
の同位体ガスの濃度比ｕ1 ／ｕ2 は同位体ガスの質量数
の平
重い方の同位体ガスの添字を２とすると、細孔内の流速
の同位体ガスの濃度比ｕ1 ／ｕ2 は同位体ガスの質量数
の平
【外１】
濃縮し、高圧側には重い同位体ガスが残る。
【０００４】一段での濃縮は１％以下に停まるため、カ
スケード型に多段に濃縮ユニットを構成し、漸近的に濃
縮する方法が取られる。
スケード型に多段に濃縮ユニットを構成し、漸近的に濃
縮する方法が取られる。
【０００５】他の方法として遠心分離法が挙げられる。
これは、同位体ガスを高真空状態の遠心分離器にかける
と、同位体ガスは半径方向の外側に行くほど重い方の同
位体ガスの比率が増すので、中心部と外周部からガスを
採取して同位体の分離を行なう方法である。この場合に
おける分離でも一段での濃縮は１％以下に停まるため、
カスケード型に多段に濃縮ユニットを構成し漸近的に濃
縮する方法が取られている。
これは、同位体ガスを高真空状態の遠心分離器にかける
と、同位体ガスは半径方向の外側に行くほど重い方の同
位体ガスの比率が増すので、中心部と外周部からガスを
採取して同位体の分離を行なう方法である。この場合に
おける分離でも一段での濃縮は１％以下に停まるため、
カスケード型に多段に濃縮ユニットを構成し漸近的に濃
縮する方法が取られている。
【０００６】また、重水素、トリチウム、重水、トリチ
ウム水のような軽元素については、それらの同位体は物
性値に若干の差異が生ずることから、精密蒸留法、同位
体変換法、電気分解法等の分離方法が採用されている。
これらの方法は比較的大きな分離効率を有することが特
徴である。
ウム水のような軽元素については、それらの同位体は物
性値に若干の差異が生ずることから、精密蒸留法、同位
体変換法、電気分解法等の分離方法が採用されている。
これらの方法は比較的大きな分離効率を有することが特
徴である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の拡散法と遠心分離法は、一段での分離効率はわずか
なため、多段のカスケード条件下での真空操作が必要で
あり、該備費および変動費が極めて大きいという問題が
あった。また、上記精密蒸留法、同位体変換法、電気分
解法等の方法は、水素同位体に限定して適用され、それ
以外については分離効率が低下するため適用されなかっ
た。
来の拡散法と遠心分離法は、一段での分離効率はわずか
なため、多段のカスケード条件下での真空操作が必要で
あり、該備費および変動費が極めて大きいという問題が
あった。また、上記精密蒸留法、同位体変換法、電気分
解法等の方法は、水素同位体に限定して適用され、それ
以外については分離効率が低下するため適用されなかっ
た。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、コストが安価な同位体ガスの分離方法を提供するこ
とにある。
で、コストが安価な同位体ガスの分離方法を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を解
決するためになされたものであり、その要旨は、同位体
ガスの分離方法において、ミクロ孔の大きさが同位体ガ
スの分子径に近接した吸着剤を用い、同位体ガスの吸着
量が飽和吸着量に到達する以前に吸着工程を終了し、質
量数が小さい同位体ガスの吸着速度が、質量数が大きい
同位体ガスの吸着速度よりも大きいことを利用して、吸
着剤中の質量数が小さい同位体ガスの比率を気相中より
も高めることにある。
決するためになされたものであり、その要旨は、同位体
ガスの分離方法において、ミクロ孔の大きさが同位体ガ
スの分子径に近接した吸着剤を用い、同位体ガスの吸着
量が飽和吸着量に到達する以前に吸着工程を終了し、質
量数が小さい同位体ガスの吸着速度が、質量数が大きい
同位体ガスの吸着速度よりも大きいことを利用して、吸
着剤中の質量数が小さい同位体ガスの比率を気相中より
も高めることにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る速度分離型
吸着剤を利用した同位体ガスの分離方法を詳細に説明す
る。ゼオライト系の吸着剤では、結晶の空隙部をガスが
拡散して内部に吸着されることから、この空隙部を窓と
呼び、結晶の形や交換イオンの種類により３〜１０Åの
窓の大きさを有する。
吸着剤を利用した同位体ガスの分離方法を詳細に説明す
る。ゼオライト系の吸着剤では、結晶の空隙部をガスが
拡散して内部に吸着されることから、この空隙部を窓と
呼び、結晶の形や交換イオンの種類により３〜１０Åの
窓の大きさを有する。
【００１１】発明者等は、このゼオライトの窓の大きさ
を吸着分子の直径に近接させることにより以下の事実を
見い出した。すなわち、ゼオライトの窓径を同位体ガス
の分子径に近接させると、質量数の大きい方の同位体
（以下、重同位体という）ガスの吸着速度は著しく低下
するのに対し、質量数の小さい方の同位体（以下、軽同
位体という）ガスの吸着速度はあまり大きく低下しな
い。また、比較的短時間の吸着では、軽同位体ガスが重
同位体ガスより多く吸着され、吸着剤には軽同位体ガス
が濃縮される速度分離型吸着を示す。上記窓径と分子径
の近接の程度については、目的とする吸着速度の有意差
が得られる範囲内であればよく、以下の実施例の値に限
定されるものではない。
を吸着分子の直径に近接させることにより以下の事実を
見い出した。すなわち、ゼオライトの窓径を同位体ガス
の分子径に近接させると、質量数の大きい方の同位体
（以下、重同位体という）ガスの吸着速度は著しく低下
するのに対し、質量数の小さい方の同位体（以下、軽同
位体という）ガスの吸着速度はあまり大きく低下しな
い。また、比較的短時間の吸着では、軽同位体ガスが重
同位体ガスより多く吸着され、吸着剤には軽同位体ガス
が濃縮される速度分離型吸着を示す。上記窓径と分子径
の近接の程度については、目的とする吸着速度の有意差
が得られる範囲内であればよく、以下の実施例の値に限
定されるものではない。
【００１２】
【外２】
軽同位体の質量、ｍ2 が重同位体の質量）を大きく上回
り、同位体ガスの分離に使用できる。
り、同位体ガスの分離に使用できる。
【００１３】また、吸着剤に吸着された同位体ガスの回
収については、相対的に減圧に導いて回収する圧力スイ
ング法（ＰＳＡ）、相対的に高温に導いて回収する温度
スイング法（ＴＳＡ）、同位体ガスと分離容易なガスと
置換する置換スイング法（ＤＳＡ）等がある。しかし、
吸着工程における比較的短時間の吸着剤との接触により
吸着速度の差で同位体ガスを分離する点が重要であり、
回収及び再生はいずれの方法でもかまわない。なお、一
段の濃縮で不充分な場合には多段の吸着塔を構成し、回
収ガスについて繰り返し上記工程を操作することによ
り、所定の濃度まで同位体を濃縮することができる。
収については、相対的に減圧に導いて回収する圧力スイ
ング法（ＰＳＡ）、相対的に高温に導いて回収する温度
スイング法（ＴＳＡ）、同位体ガスと分離容易なガスと
置換する置換スイング法（ＤＳＡ）等がある。しかし、
吸着工程における比較的短時間の吸着剤との接触により
吸着速度の差で同位体ガスを分離する点が重要であり、
回収及び再生はいずれの方法でもかまわない。なお、一
段の濃縮で不充分な場合には多段の吸着塔を構成し、回
収ガスについて繰り返し上記工程を操作することによ
り、所定の濃度まで同位体を濃縮することができる。
【００１４】第１実施例
本発明の一実施態様としてＮａ−Ａ型ゼオライト（窓径
４Å）に対して分子直径３．８ÅのＮＨ3 を吸着して同
位体の分離を試みた。この内容を図１を用いて説明す
る。図１において、１は、ＮＨ3 １０ｖｏｌ％，Ｈｅ
９０ｖｏｌ％のガスホールダであり、ＮＨ3 の同位体の
存在比が14ＮＨ3 ：15ＮＨ3 ＝１：０．００３５なの
で、14ＮＨ3 １０ｖｏｌ％ ，15ＮＨ3 ３５０ｐｐｍの
濃度となる。ガスホールダ１を出た原料ガスは流路２、
質量流量制御器３、流路４を経てバルブ５から吸着塔６
に至る。このとき吸着量塔６には吸着剤７としてＮａ−
Ａ型ゼオライトが充填されており、吸着剤７は再生され
て、気相は吸着工程と同一の圧力１．２ａｔｍのＨｅで
満たされている。ここで、バルブ５，８を開き、バルブ
９，１０を閉じると、ＮＨ3 は吸着塔６の前方から吸着
されて徐々に後方に移動する。バルブ８の後方には圧力
調整弁１８が設置されて吸着圧力１．２ａｔｍが維持さ
れる。
４Å）に対して分子直径３．８ÅのＮＨ3 を吸着して同
位体の分離を試みた。この内容を図１を用いて説明す
る。図１において、１は、ＮＨ3 １０ｖｏｌ％，Ｈｅ
９０ｖｏｌ％のガスホールダであり、ＮＨ3 の同位体の
存在比が14ＮＨ3 ：15ＮＨ3 ＝１：０．００３５なの
で、14ＮＨ3 １０ｖｏｌ％ ，15ＮＨ3 ３５０ｐｐｍの
濃度となる。ガスホールダ１を出た原料ガスは流路２、
質量流量制御器３、流路４を経てバルブ５から吸着塔６
に至る。このとき吸着量塔６には吸着剤７としてＮａ−
Ａ型ゼオライトが充填されており、吸着剤７は再生され
て、気相は吸着工程と同一の圧力１．２ａｔｍのＨｅで
満たされている。ここで、バルブ５，８を開き、バルブ
９，１０を閉じると、ＮＨ3 は吸着塔６の前方から吸着
されて徐々に後方に移動する。バルブ８の後方には圧力
調整弁１８が設置されて吸着圧力１．２ａｔｍが維持さ
れる。
【００１５】所定の吸着時間に到達すると、バルブ５，
８，９を閉じ、バルブ１０を開き、真空ポンプ１１によ
り吸着塔６を真空状態にし、吸着塔６が所定の圧力に達
したところでバルブ９を開き、真空ポンプ１１の排気量
に見合った流量のＨｅを流量制御弁１２を調整して吸着
塔６に導くと該吸着塔６の後方から徐々に吸着したＮＨ
3 は離脱して真空ポンプ１１の後方から回収される。こ
こで、吸着工程出口の同位体組成については、吸着塔６
の後方の流路１３を分岐して流路１４から質量分岐計１
５に導いて測定する。一方、脱着側の同位体組成につい
ては、真空ポンプ１１の出口流路１６を分岐して流路１
７から質量分岐計１９にて計測を行なった。減圧再生が
終了するとバルブ５，８，１０を閉じ、バルブ９を開い
てＨｅを吸着塔６に導いて吸着工程と同じ圧力まで昇圧
して、最初の吸着工程に戻る。このときの操作条件を表
１に示す。
８，９を閉じ、バルブ１０を開き、真空ポンプ１１によ
り吸着塔６を真空状態にし、吸着塔６が所定の圧力に達
したところでバルブ９を開き、真空ポンプ１１の排気量
に見合った流量のＨｅを流量制御弁１２を調整して吸着
塔６に導くと該吸着塔６の後方から徐々に吸着したＮＨ
3 は離脱して真空ポンプ１１の後方から回収される。こ
こで、吸着工程出口の同位体組成については、吸着塔６
の後方の流路１３を分岐して流路１４から質量分岐計１
５に導いて測定する。一方、脱着側の同位体組成につい
ては、真空ポンプ１１の出口流路１６を分岐して流路１
７から質量分岐計１９にて計測を行なった。減圧再生が
終了するとバルブ５，８，１０を閉じ、バルブ９を開い
てＨｅを吸着塔６に導いて吸着工程と同じ圧力まで昇圧
して、最初の吸着工程に戻る。このときの操作条件を表
１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この条件で、吸着工程出口側の15ＮＨ3 ／
14ＮＨ3 濃度比を質量分析計により測定し、得られた15
ＮＨ3 ，14ＮＨ3 濃度計測値を解析した。吸着時間と出
口側 15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度比の関係を図２のグラフに
示す。これからわかるように、吸着時間が短い程15ＮＨ
3 ／14ＮＨ3 の濃度比は大きく、１０秒の吸着時間では
15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 は０．００７と入口側の濃度比の２
倍に達するが、３００ｓｅｃの吸着時間では入口側の濃
度比とほぼ同じレベルまで減少する。このことから、Ｎ
ａ−Ａ型ゼオライトは吸着速度分離型の挙動を同位体に
対しても示すことが確認された。このような挙動を示す
吸着剤については、１サイクル当たりの時間が０．１〜
３０ｓｅｃで吸着と脱着を繰り返すラピッドＰＳＡが最
適である。本実施例では一段で15ＮＨ3 は約２倍に濃縮
された。
14ＮＨ3 濃度比を質量分析計により測定し、得られた15
ＮＨ3 ，14ＮＨ3 濃度計測値を解析した。吸着時間と出
口側 15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度比の関係を図２のグラフに
示す。これからわかるように、吸着時間が短い程15ＮＨ
3 ／14ＮＨ3 の濃度比は大きく、１０秒の吸着時間では
15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 は０．００７と入口側の濃度比の２
倍に達するが、３００ｓｅｃの吸着時間では入口側の濃
度比とほぼ同じレベルまで減少する。このことから、Ｎ
ａ−Ａ型ゼオライトは吸着速度分離型の挙動を同位体に
対しても示すことが確認された。このような挙動を示す
吸着剤については、１サイクル当たりの時間が０．１〜
３０ｓｅｃで吸着と脱着を繰り返すラピッドＰＳＡが最
適である。本実施例では一段で15ＮＨ3 は約２倍に濃縮
された。
【００１８】第２実施例
吸着剤として使用したＮａ−Ａ型ゼオライトは、水分吸
着ののち再焼成をすると窓径が縮少することが知られて
いる。ＮＨ3 の分子径３．８ÅとＮａ−Ａ型ゼオライト
の窓径４Åを考慮すると、窓径を縮少するとさらに選択
性が向上することが期待された。このため、Ｎａ−Ａ型
ゼオライトに水分を吸着させたのち、温度６８０〜７８
０℃で、熱処理時間１時間で再焼成して窓径の縮少を行
ない、第１実施例と同一の方法で15ＮＨ3 と14ＮＨ3 の
分離を試みた。図３に熱処理温度と吸着塔６の出口側15
ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度比の関係を吸着時間１０秒の条件
で示す。７６０℃、１時間再燃焼したＮａ−Ａ型ゼオラ
イトでは15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 の同位体比は０．００９８
である。これは、入口側濃度比の２．８倍であり、熱処
理をしない場合に比べ大きく改善されている。
着ののち再焼成をすると窓径が縮少することが知られて
いる。ＮＨ3 の分子径３．８ÅとＮａ−Ａ型ゼオライト
の窓径４Åを考慮すると、窓径を縮少するとさらに選択
性が向上することが期待された。このため、Ｎａ−Ａ型
ゼオライトに水分を吸着させたのち、温度６８０〜７８
０℃で、熱処理時間１時間で再焼成して窓径の縮少を行
ない、第１実施例と同一の方法で15ＮＨ3 と14ＮＨ3 の
分離を試みた。図３に熱処理温度と吸着塔６の出口側15
ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度比の関係を吸着時間１０秒の条件
で示す。７６０℃、１時間再燃焼したＮａ−Ａ型ゼオラ
イトでは15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 の同位体比は０．００９８
である。これは、入口側濃度比の２．８倍であり、熱処
理をしない場合に比べ大きく改善されている。
【００１９】第３実施例
Ｎａ−Ａ型ゼオライトの窓径を決定する結晶格子のＮａ
は、温度によってその束縛力が大きく変化し、温度が低
くなるほど吸着を疎外するようになる。このため、吸着
温度を７５℃から６０℃の範囲で変化させて出口側15Ｎ
Ｈ3 ／14ＮＨ3濃度比への影響を検証した。この結果を
図４に示す。図中○が再熱処理したＮａ−Ａ型ゼオライ
ト、●が未処理のＮａ−Ａ型ゼオライトである。再熱処
理したＮａ−Ａ型ゼオライトでは、０℃付近で15ＮＨ3
／14ＮＨ3 濃度比が最大値０．０１１と入口側濃度比の
３．２倍を示し、未処理Ｎａ−Ａ型ゼオライトでは、−
３０℃付近で15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度比は０．００８７
５と入口側濃度比の２．５倍を示した。このことから吸
着時間の短縮、吸着剤の熱処理を併せて吸着温度を低温
側に設定しても15ＮＨ3 の吸着は疎外されることがわか
る。
は、温度によってその束縛力が大きく変化し、温度が低
くなるほど吸着を疎外するようになる。このため、吸着
温度を７５℃から６０℃の範囲で変化させて出口側15Ｎ
Ｈ3 ／14ＮＨ3濃度比への影響を検証した。この結果を
図４に示す。図中○が再熱処理したＮａ−Ａ型ゼオライ
ト、●が未処理のＮａ−Ａ型ゼオライトである。再熱処
理したＮａ−Ａ型ゼオライトでは、０℃付近で15ＮＨ3
／14ＮＨ3 濃度比が最大値０．０１１と入口側濃度比の
３．２倍を示し、未処理Ｎａ−Ａ型ゼオライトでは、−
３０℃付近で15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度比は０．００８７
５と入口側濃度比の２．５倍を示した。このことから吸
着時間の短縮、吸着剤の熱処理を併せて吸着温度を低温
側に設定しても15ＮＨ3 の吸着は疎外されることがわか
る。
【００２０】第４実施例
Ｃに関して12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の分離を試みた。このと
きの操作条件において、上記第１実施例の表１と違う点
を表２に示す。ＣＨ4 の分子径は４Åであり、Ｎａ−Ａ
型ゼオライトによる吸着が可能なので、第１〜第３実施
例と同様の比較的短時間の吸着を行ない同位体の濃縮比
を評価した。
きの操作条件において、上記第１実施例の表１と違う点
を表２に示す。ＣＨ4 の分子径は４Åであり、Ｎａ−Ａ
型ゼオライトによる吸着が可能なので、第１〜第３実施
例と同様の比較的短時間の吸着を行ない同位体の濃縮比
を評価した。
【００２１】
【表２】
【００２２】吸着時間と出口側13ＣＨ4 ／12ＣＨ4 濃度
比を図５に示す。１０秒の吸着時間における13ＣＨ4 ／
12ＣＨ4 濃度比は０．２８６と入口の２．６倍を示し、
ここでもＮａ−Ａ型ゼオライトが速度分離型の吸着剤と
して同位体の分離能力を有することが示された。
比を図５に示す。１０秒の吸着時間における13ＣＨ4 ／
12ＣＨ4 濃度比は０．２８６と入口の２．６倍を示し、
ここでもＮａ−Ａ型ゼオライトが速度分離型の吸着剤と
して同位体の分離能力を有することが示された。
【００２３】第５実施例
第１実施例のＮａ−Ａ型ゼオライトの代わりに、これと
ほぼ同一の大きさ（３．８〜４Å）の窓を有するカーボ
ン分子篩３Ａによる上記15ＮＨ3 と14ＮＨ3 の分離を試
みた。吸着時間１０秒で出口側15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度
比は０．００８７５と入口側の濃度比の２．５倍に達し
た。分子篩カーボンも同じく速度分離型吸着剤として同
位体ガスの分離の可能性が有る。
ほぼ同一の大きさ（３．８〜４Å）の窓を有するカーボ
ン分子篩３Ａによる上記15ＮＨ3 と14ＮＨ3 の分離を試
みた。吸着時間１０秒で出口側15ＮＨ3 ／14ＮＨ3 濃度
比は０．００８７５と入口側の濃度比の２．５倍に達し
た。分子篩カーボンも同じく速度分離型吸着剤として同
位体ガスの分離の可能性が有る。
【００２４】第６実施例
Ｎａ−Ａ型ゼオライトの表面にトリメチルシランガスを
接触させると、結晶表面水酸基と反応して窓径が縮少す
ることが知られている。トリメチルシランガスにより表
面の１０％をケイ酸でコーティングして窓径を縮少した
ものについて、第一実施例の方法で15ＮＨ3 と14ＮＨ3
の分離を試みた。吸着時間１０秒で出口側15ＮＨ3 ／14
ＮＨ3 濃度比は０．００９４５と入口側の濃度比の２．
７倍に達した。
接触させると、結晶表面水酸基と反応して窓径が縮少す
ることが知られている。トリメチルシランガスにより表
面の１０％をケイ酸でコーティングして窓径を縮少した
ものについて、第一実施例の方法で15ＮＨ3 と14ＮＨ3
の分離を試みた。吸着時間１０秒で出口側15ＮＨ3 ／14
ＮＨ3 濃度比は０．００９４５と入口側の濃度比の２．
７倍に達した。
【００２５】
【発明の効果】上述したように、本発明に係る同位体ガ
スの分離方法によれば、設備費および変動費等のコスト
が安価で、種々の同位体ガスの分離に適用することが可
能である。
スの分離方法によれば、設備費および変動費等のコスト
が安価で、種々の同位体ガスの分離に適用することが可
能である。
【図１】本発明に係る同位体ガスの分離工程を示す工程
図である。
図である。
【図２】第１実施例における吸着塔出口側の同位体ガス
濃度比と吸着時間の関係を示すグラフである。
濃度比と吸着時間の関係を示すグラフである。
【図３】第２実施例における吸着塔出口側の同位体ガス
濃度比と熱処理温度の関係を示すグラフである。
濃度比と熱処理温度の関係を示すグラフである。
【図４】第３実施例における吸着塔出口側の同位体ガス
濃度比と吸着温度の関係を示すグラフである。
濃度比と吸着温度の関係を示すグラフである。
【図５】第４実施例における吸着塔出口側の同位体ガス
濃度比と吸着時間の関係を示すグラフである。
濃度比と吸着時間の関係を示すグラフである。
１ ガスホールダ
２ 流路
３ 質量流量制御器
４ 流路
５ バルブ
６ 吸着塔
７ 吸着剤
８ バルブ
９ バルブ
１０ バルブ
１１ 真空ポンプ
１２ 流量制御弁
１３ 流路
１４ 流路
１５ 質量分析計
１６ 流路
１７ 流路
１８ 圧力調整弁
１９ 質量分析計
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 朝長 成之
長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号
三菱重工業株式会社長崎研究所内
(56)参考文献 特開 平１−180223（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−31331（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−47518（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−294920（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 59/00 - 59/50
B01D 53/02
B01D 53/04
B01J 20/18
Claims (9)
- 【請求項１】 同位体ガスの分離方法において、ミクロ
孔の大きさが同位体ガスの分子径に近接した吸着剤を用
い、同位体ガスの吸着量が飽和吸着量に到達する以前に
吸着工程を終了し、質量数が小さい同位体ガスの吸着速
度が、質量数が大きい同位体ガスの吸着速度よりも大き
いことを利用して、吸着剤中の質量数が小さい同位体ガ
スの比率を気相中よりも高めることを特徴とする同位体
ガスの分離方法。 - 【請求項２】 同位体ガスの吸着工程が終了したのち、
吸着塔を減圧に導いて吸着剤中の同位体ガスを回収する
ことを特徴とする請求項１に記載の同位体ガスの分離方
法。 - 【請求項３】 吸着剤としてＮａ−Ａ型ゼオライトを用
いて15ＮＨ3 と14ＮＨ3 を分離することを特徴とする請
求項１に記載の同位体ガスの分離方法。 - 【請求項４】 吸着剤として水分を吸着したのち再熱処
理したＮａ−Ａ型ゼオライトを用いて15ＮＨ3 と14ＮＨ
3 を分離することを特徴とする請求項１に記載の同位体
ガスの分離方法。 - 【請求項５】 吸着剤としてケイ酸でコーティングした
Ｎａ−Ａ型ゼオライトを用いて15ＮＨ3 と14ＮＨ3 を分
離することを特徴とする請求項１に記載の同位体ガスの
分離方法。 - 【請求項６】 吸着剤としてＮａ−Ａ型ゼオライトを用
いて13ＣＨ4 と12ＣＨ4 を分離することを特徴とする請
求項１に記載の同位体ガスの分離方法。 - 【請求項７】 吸着剤として水分を吸着したのち再熱処
理したＮａ−Ａ型ゼオライトを用いて13ＣＨ4 と12ＣＨ
4 を分離することを特徴とする請求項１に記載の同位体
ガスの分離方法。 - 【請求項８】 吸着剤としてケイ酸でコーティングした
Ｎａ−Ａ型ゼオライトを用いて13ＣＨ4 と12ＣＨ4 を分
離することを特徴とする請求項１に記載の同位体ガスの
分離方法。 - 【請求項９】 吸着剤としてＮａ−Ａ型ゼオライトおよ
び熱処理したＮａ−Ａ型ゼオライトを用い、室温以下の
低温で同位体ガスを回収することを特徴とする請求項１
に記載の同位体ガスの分離方法。
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|---|---|---|---|
| JP28479496A JP3462677B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 速度分離型吸着剤を利用した同位体ガスの分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28479496A JP3462677B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 速度分離型吸着剤を利用した同位体ガスの分離方法 |
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|---|---|
| JPH10128071A JPH10128071A (ja) | 1998-05-19 |
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ID=17683111
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-
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- 1996-10-28 JP JP28479496A patent/JP3462677B2/ja not_active Expired - Lifetime
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