JPH02137703A - 酸素水素再結合器 - Google Patents
酸素水素再結合器Info
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- JPH02137703A JPH02137703A JP28907588A JP28907588A JPH02137703A JP H02137703 A JPH02137703 A JP H02137703A JP 28907588 A JP28907588 A JP 28907588A JP 28907588 A JP28907588 A JP 28907588A JP H02137703 A JPH02137703 A JP H02137703A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B5/00—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00018—Construction aspects
- B01J2219/0002—Plants assembled from modules joined together
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、例えば沸騰水型原子力発電所の原子炉水の放
射線分解によって生じる水素及び酸素ガスを触媒により
再結合するために使用するに好適な酸素水素再結合器に
関するものである。
射線分解によって生じる水素及び酸素ガスを触媒により
再結合するために使用するに好適な酸素水素再結合器に
関するものである。
［従来の技術］
従来の酸素水素再結合器では、特開昭６２−８３３０１
号公報記載のようにｄ４綿状触媒又はペレット状触媒が
用いられているが、これは圧力損失が高く、系統上の圧
力損失制限のため、独立設置の容器（塔）内に収納する
構造をとっていた。
号公報記載のようにｄ４綿状触媒又はペレット状触媒が
用いられているが、これは圧力損失が高く、系統上の圧
力損失制限のため、独立設置の容器（塔）内に収納する
構造をとっていた。
［発明が解決しようとする課題］
上記従来の酸素水素再結合器は、使用する海綿状又はペ
レット状触媒の圧力損失が高いため、系統の許容圧力損
失が規定されている場合、再結合器（塔）径を小さくす
るのには限界があった。従って配管内に触媒を充填装着
する事は不可能であり。
レット状触媒の圧力損失が高いため、系統の許容圧力損
失が規定されている場合、再結合器（塔）径を小さくす
るのには限界があった。従って配管内に触媒を充填装着
する事は不可能であり。
独立した容器（塔）に触媒を装着して設置しなければな
らず、占有スペースが大きくなるという問題があった。
らず、占有スペースが大きくなるという問題があった。
又、現地搬入性が悪いという欠点があった。
本発明の目的は、触媒性能を十分保ち、よりコンパクト
で且つ低コストであり、点検・触媒交換作業の容易な酸
素水素再結合器を提供する事にある。
で且つ低コストであり、点検・触媒交換作業の容易な酸
素水素再結合器を提供する事にある。
［課題を解決するための手段］
本発明の酸素水素再結合器は、ハニカム状または板格子
状のメタルベースまたはセラミックアルミナベースの表
面に触媒活性を有する白金またはパラジウム等の白金系
金属粒子を担持してなる触媒を、酸素ガスおよび水素ガ
スを含むガスの流れる配管内に収納装着してなることを
特徴とする。
状のメタルベースまたはセラミックアルミナベースの表
面に触媒活性を有する白金またはパラジウム等の白金系
金属粒子を担持してなる触媒を、酸素ガスおよび水素ガ
スを含むガスの流れる配管内に収納装着してなることを
特徴とする。
［作 用コ
ハニカム状または板格子状の触媒は、触媒充填層高が一
定で且つ低ガス流速という条件下では、従来の触媒より
酸素水素結合性能に劣るけれども、充填層高を増加させ
たり、触媒有効径を小さくし内部流速を速くした場合、
従来の触媒の性能と同等以上の酸素水素再結合が進行す
る。
定で且つ低ガス流速という条件下では、従来の触媒より
酸素水素結合性能に劣るけれども、充填層高を増加させ
たり、触媒有効径を小さくし内部流速を速くした場合、
従来の触媒の性能と同等以上の酸素水素再結合が進行す
る。
第３図は、触媒を通る排ガス流速（横軸）と圧力損失（
縦軸）の関係を表わし、ハニカム状触媒の場合を実線、
海綿状触媒の場合を点線、ペレット状触媒の場合を一点
鎖線で示している。この図から判る通り、ハニカム状触
媒は圧力損失が他の触媒に比べ小さく、その傾向は流速
が大きな程顕著である。
縦軸）の関係を表わし、ハニカム状触媒の場合を実線、
海綿状触媒の場合を点線、ペレット状触媒の場合を一点
鎖線で示している。この図から判る通り、ハニカム状触
媒は圧力損失が他の触媒に比べ小さく、その傾向は流速
が大きな程顕著である。
ハニカム状触媒と海綿状触媒とを比較した圧力損失（横
軸）と水素転換比（縦軸）の関係を第４図に示す。流速
が遅く圧力損失が小さい場合、海綿状触媒の触媒性能が
優れるが、前述の圧力損失の差が顕著なため、流速が速
く圧力損失が大きい場合、水素転換比は逆転し、ハニカ
ム状触媒の触媒性能が優れる。従ってハニカム触媒を使
って触媒有効径を小さくしても性能を確保することが可
能である。
軸）と水素転換比（縦軸）の関係を第４図に示す。流速
が遅く圧力損失が小さい場合、海綿状触媒の触媒性能が
優れるが、前述の圧力損失の差が顕著なため、流速が速
く圧力損失が大きい場合、水素転換比は逆転し、ハニカ
ム状触媒の触媒性能が優れる。従ってハニカム触媒を使
って触媒有効径を小さくしても性能を確保することが可
能である。
また、従来装置と比べ、触媒有効径を小さくし配管内に
装着することは、設置スペースの縮小化及び原料コスト
低減のメリットがある。
装着することは、設置スペースの縮小化及び原料コスト
低減のメリットがある。
更に、フランジによる触媒支持構造を採用すれば、容易
に触媒の点検交換が可能であり、分解作業性に優れる。
に触媒の点検交換が可能であり、分解作業性に優れる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例として、沸騰水型原子力発電所の
放射性廃棄物処理系で使用される排ガス再結合装置の実
施例について図面により説明する。
放射性廃棄物処理系で使用される排ガス再結合装置の実
施例について図面により説明する。
第５図は原子力発電プラントの放射性排ガス処理経路で
ある。原子炉１内で冷却水の放射線分解によって生じた
水素ガス及び酸素ガスはクリプトン、キセノン等の放射
性希ガスと共に、タービン２、主復水器３を経由し、空
気抽出器４により抽出され、排ガス処理系に移行する。
ある。原子炉１内で冷却水の放射線分解によって生じた
水素ガス及び酸素ガスはクリプトン、キセノン等の放射
性希ガスと共に、タービン２、主復水器３を経由し、空
気抽出器４により抽出され、排ガス処理系に移行する。
排ガス処理系に運ばれた排ガスは、排ガス予熱器５にて
処理ガスの飽和温度以上に加熱されて水分が除去された
後、排ガス再結合器６で酸素水素の再結合反応が行なわ
れ、再結合により生じた水蒸気及び空気抽出器の駆動蒸
気は排ガス復水器７により凝縮され除去される。残る放
射性希ガスは、希ガスホールドアツプ装置８で放射能濃
度を減衰させ、放射能放出率を許容値より十分低くして
、排気筒９から大気へ放出される。
処理ガスの飽和温度以上に加熱されて水分が除去された
後、排ガス再結合器６で酸素水素の再結合反応が行なわ
れ、再結合により生じた水蒸気及び空気抽出器の駆動蒸
気は排ガス復水器７により凝縮され除去される。残る放
射性希ガスは、希ガスホールドアツプ装置８で放射能濃
度を減衰させ、放射能放出率を許容値より十分低くして
、排気筒９から大気へ放出される。
第１図は上記排ガス再結合器６として用いられる本発明
の一実施例としての酸素水素再結合器の断面図である。
の一実施例としての酸素水素再結合器の断面図である。
１０は、ハニカム状又は板格子状のメタルベースまたは
セラミックアルミナベースの表面に触媒活性を有する白
金、パラジウム等の白金系金属粒子を担持してなる触媒
である。以下これを単にハニカム触媒と略称する。ハニ
カム触媒１０を支持するため、触媒にフランジ１１を取
り付け、このフランジ１１を上下方向の配管Ｐのフラン
ジ１２で挾み込み、ボルト締めして固定する構造として
いる。フランジ１１の締めに当っては、排ガスリークが
起きない様、うず巻ガスケットを装着する。排ガスの流
れは上下いずれの方向でもよい。
セラミックアルミナベースの表面に触媒活性を有する白
金、パラジウム等の白金系金属粒子を担持してなる触媒
である。以下これを単にハニカム触媒と略称する。ハニ
カム触媒１０を支持するため、触媒にフランジ１１を取
り付け、このフランジ１１を上下方向の配管Ｐのフラン
ジ１２で挾み込み、ボルト締めして固定する構造として
いる。フランジ１１の締めに当っては、排ガスリークが
起きない様、うず巻ガスケットを装着する。排ガスの流
れは上下いずれの方向でもよい。
第２図は、ハニカム触媒１ｏを横置き配管Ｐに支持した
実施例である。配管Ｐの内面に接する触媒サポート１３
を触媒１０端部に取付ける他は、第１図と同様な構造で
ある。この場合も排ガスの流れ向きは左右いずれの方向
でもよい。
実施例である。配管Ｐの内面に接する触媒サポート１３
を触媒１０端部に取付ける他は、第１図と同様な構造で
ある。この場合も排ガスの流れ向きは左右いずれの方向
でもよい。
第６図、第７図はハニカム触媒１０の他の支持方法を用
いた実施例を示している。第６図では、格子状又はドー
ナツ型等の底板１４を上下方向の配管Ｐ内に溶接で取り
付け、これによってハニカム触媒１０を支持させる。ハ
ニカム触媒１０と配管Ｐとの隙°間からのリークを防止
する為、ハニカム触媒１０に小さなリング１５を溶接し
、配管Ｐのフランジ１２で締め合わす構造としている。
いた実施例を示している。第６図では、格子状又はドー
ナツ型等の底板１４を上下方向の配管Ｐ内に溶接で取り
付け、これによってハニカム触媒１０を支持させる。ハ
ニカム触媒１０と配管Ｐとの隙°間からのリークを防止
する為、ハニカム触媒１０に小さなリング１５を溶接し
、配管Ｐのフランジ１２で締め合わす構造としている。
第７図では、ハニカム触媒１０の上下ともドーナツ型底
板１４で溶接シールし、これら底板１４を配管Ｐ内面に
溶接して支持する例である。
板１４で溶接シールし、これら底板１４を配管Ｐ内面に
溶接して支持する例である。
第８図（ａ）は、第８図（ｂ）に示すようにハニカム触
媒のメツシュを変化させた数層のハニカム触媒１０１．
１０．．１０３を配管Ｐ内に設けた実施例である。図示
の本実施例では排ガスは上から下への方向に流れる。こ
のようにガスの流れの方向にメツシュの大きなハニカム
触媒からメツシュの小さなハニカム触媒の順に配列する
と、比較的高い濃度の水素ガスが最初に再結合され、順
次濃度の薄い水素ガスの再結合が進行する。各層でのり
一りを防止するためのドーナツ型の板１５を各層で溶接
し、これら板１５を配管Ｐ内面に溶接して支持の働きも
兼ねさせている。
媒のメツシュを変化させた数層のハニカム触媒１０１．
１０．．１０３を配管Ｐ内に設けた実施例である。図示
の本実施例では排ガスは上から下への方向に流れる。こ
のようにガスの流れの方向にメツシュの大きなハニカム
触媒からメツシュの小さなハニカム触媒の順に配列する
と、比較的高い濃度の水素ガスが最初に再結合され、順
次濃度の薄い水素ガスの再結合が進行する。各層でのり
一りを防止するためのドーナツ型の板１５を各層で溶接
し、これら板１５を配管Ｐ内面に溶接して支持の働きも
兼ねさせている。
第９図は他の実施例であって、これは、放射性排ガス処
理系における酸素水素再結合器の前に配置される排ガス
予熱器の排ガス出口ノズル１６に、本発明に基づくハニ
カム触媒１０を挿入してこれを酸素水素再結合器とした
酸素水素再結合装置付熱交換器の断面構造を示している
。
理系における酸素水素再結合器の前に配置される排ガス
予熱器の排ガス出口ノズル１６に、本発明に基づくハニ
カム触媒１０を挿入してこれを酸素水素再結合器とした
酸素水素再結合装置付熱交換器の断面構造を示している
。
第１０図は更に他の実施例であって、これは、放射性排
ガス処理系の酸素水素再結合器の後に配置される排ガス
復水器の排ガス入口ノズル１７に本発明に基づくハニカ
ム触媒１０を挿入してこれを酸素水素再結合器とした酸
素水素再結合装置付熱交換器の断面構造を示している。
ガス処理系の酸素水素再結合器の後に配置される排ガス
復水器の排ガス入口ノズル１７に本発明に基づくハニカ
ム触媒１０を挿入してこれを酸素水素再結合器とした酸
素水素再結合装置付熱交換器の断面構造を示している。
以上のいずれの実施例においても、ハニカム状又は板格
子状の形状によって形成されるハニカム触媒内の流路孔
はガスの流れの方向にあることは云うまでもない。
子状の形状によって形成されるハニカム触媒内の流路孔
はガスの流れの方向にあることは云うまでもない。
［発明の効果］
本発明によれば、触媒の性能を十分保持しながら、酸素
水素結合器のコンパクト化が可能であり、搬入性及び設
置スペースの面で有利である。また従来の酸素水素再結
合器の容器や脚に相当する原材料が必要でないので、製
作ニス１−低減効果がある。更に、触媒の点検・交換作
業も従来の酸素水素再結合器と比べて容易に実施できる
。
水素結合器のコンパクト化が可能であり、搬入性及び設
置スペースの面で有利である。また従来の酸素水素再結
合器の容器や脚に相当する原材料が必要でないので、製
作ニス１−低減効果がある。更に、触媒の点検・交換作
業も従来の酸素水素再結合器と比べて容易に実施できる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例である酸素水素結合器の縦断
面図、第２図は本発明の他の実施例である酸素水素結合
器の縦断面図、第３図はハニカム状、海綿状、ビーズ状
それぞれの触媒を比較した流速と圧力損失の関係図、第
４図はハニカム状、海綿状それぞれの触媒を比較した圧
力損失と水素転換比の関係図、第５図は沸騰水型原子力
発電所における排ガス処理系の概要図、第６図、第７図
は本発明の他の夫々の実施例に係る酸素水素再結合器の
縦断面図、第８図（ａ）、（ｂ）は、夫々、ハニカム触
媒のメツシュを変化させた数層の触媒を充填した本発明
の他の実施例である酸素水素結合器の縦断面図および触
媒概略斜視図、第９図は本発明の他の実施例である酸素
水素再結合器付排ガス予熱器の構造図、第１０図は本発
明の更に他の実施例になる酸素水素再結合器付排ガス復
水器の構造断面図である。 １・・・原子炉 ２・・・タービン３・・・
主復水器 ４・・・空気抽出器５・・・排ガス
予熱器 ６・・・排ガス酸素水素再結合器 ７・・・排ガス復水器 ８・・・希ガスホールドアツプ塔 ・・排気筒 １ １・・・フランジ １ ３・・・触媒サポート １ ５・・・ドーナツ型板 １ ７・・・排ガス入口ノズル Ｏ・・・ハニカム触媒 ２・・・配管フランジ ４・・・底抜 ６・・・排ガス出口ノズル 第３図 ５に 迷 （ＮヅＳ） 圧 力 慣 失 第９図 １ｎ 第８図 第１０図
面図、第２図は本発明の他の実施例である酸素水素結合
器の縦断面図、第３図はハニカム状、海綿状、ビーズ状
それぞれの触媒を比較した流速と圧力損失の関係図、第
４図はハニカム状、海綿状それぞれの触媒を比較した圧
力損失と水素転換比の関係図、第５図は沸騰水型原子力
発電所における排ガス処理系の概要図、第６図、第７図
は本発明の他の夫々の実施例に係る酸素水素再結合器の
縦断面図、第８図（ａ）、（ｂ）は、夫々、ハニカム触
媒のメツシュを変化させた数層の触媒を充填した本発明
の他の実施例である酸素水素結合器の縦断面図および触
媒概略斜視図、第９図は本発明の他の実施例である酸素
水素再結合器付排ガス予熱器の構造図、第１０図は本発
明の更に他の実施例になる酸素水素再結合器付排ガス復
水器の構造断面図である。 １・・・原子炉 ２・・・タービン３・・・
主復水器 ４・・・空気抽出器５・・・排ガス
予熱器 ６・・・排ガス酸素水素再結合器 ７・・・排ガス復水器 ８・・・希ガスホールドアツプ塔 ・・排気筒 １ １・・・フランジ １ ３・・・触媒サポート １ ５・・・ドーナツ型板 １ ７・・・排ガス入口ノズル Ｏ・・・ハニカム触媒 ２・・・配管フランジ ４・・・底抜 ６・・・排ガス出口ノズル 第３図 ５に 迷 （ＮヅＳ） 圧 力 慣 失 第９図 １ｎ 第８図 第１０図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ハニカム状または板格子状のメタルベースまたはセ
ラミックアルミナベースの表面に触媒活性を有する白金
またはパラジウム等の白金系金属粒子を担持してなる触
媒を、酸素ガスおよび水素ガスを含むガスの流れる配管
内に収納装着してなることを特徴とする酸素水素再結合
器。 ２ ハニカム状または板格子状のメタルベースまたはセ
ラミックアルミナベースの表面に触媒活性を有する白金
またはパラジウム等の白金系金属粒子を担持してなる触
媒を、酸素ガスおよび水素ガスを含むガスの流れる熱交
換器入口ノズルまたは出口ノズル内に収納装着してなる
ことを特徴とする酸素水素再結合器。 ３ 前記触媒がメッシュの相異なる複数層をなしている
請求項１又は２記載の酸素水素再結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28907588A JPH02137703A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 酸素水素再結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28907588A JPH02137703A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 酸素水素再結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137703A true JPH02137703A (ja) | 1990-05-28 |
Family
ID=17738500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28907588A Pending JPH02137703A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 酸素水素再結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02137703A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0878443A1 (en) * | 1996-01-29 | 1998-11-18 | FUJIKIN Inc. | Method for generating moisture, reactor for generating moisture, method for controlling temperature of reactor for generating moisture, and method for forming platinum-coated catalyst layer |
| EP0922667A1 (en) * | 1997-06-17 | 1999-06-16 | FUJIKIN Inc. | Method for generating water for semiconductor production |
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