JPS5895537A - 吸着塔の切換運転方法 - Google Patents

吸着塔の切換運転方法

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JPS5895537A
JPS5895537A JP56190852A JP19085281A JPS5895537A JP S5895537 A JPS5895537 A JP S5895537A JP 56190852 A JP56190852 A JP 56190852A JP 19085281 A JP19085281 A JP 19085281A JP S5895537 A JPS5895537 A JP S5895537A
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gas
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adsorption
concentration
tower
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Kunio Kamiya
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸着塔の運転方法に係り、特に高効率吸着塔の
連続切換運転に好適な吸着塔の切換運転方法に関する。
原子カプラントや化学プラント等においては。
放射性物質や化学物質の環境への流出防止を図るため、
種々の吸着装置が用いられている。吸着装置は吸着材を
充てんした吸着塔が主要部となり、従来第1図に示しだ
ように構成される。不純物を含んだ処理ガスは処理ガス
導入管1より吸着塔2人あるいは2Bに導入され、不純
物を吸着除去された浄化ガスは排出管3を通じて排出さ
れる。
処理ガス導入管lと排出管iからは弁15と弁16を介
してそれぞれ入口サンプリング管4と出口サンプリング
管5が配管され、各々の配管の途中に検出器6,7が設
置されガス中の不純物濃度を測定器8によって連続測足
jるようになっている。吸着塔2A、2Bの切り換えは
弁11,12゜13.14の開閉によって行なう。切り
換え時間は排出管3内のガス中不挑吻圃度が規定値にな
った時間とする。第2図の工は不柵物流出曲騙であり、
排出ガス中の不祠物遺度の時間的変化を示したものであ
る。時間経過と共に吸着塔の不純物吸着量が増大するの
で、不純物濃度は徐々に増大する。いま不純物濃度がC
Bになる時間を切ジ換え時間IBとするとこの時点で吸
着塔の切り換えを行ない、吸着塔2人と2Bの交互使用
にょシ処理ガス中の不純物を連続除去する。
ところで、最近の公害に対する規制の強化に伴ない、不
純物除去効率の向上が強く要求されている。従来の方法
では除去効率を高くするとCBは検出器7の検出限界以
下となシ、t8を正確に把握できない。このため、tI
Iを安全側に短かく見積り対処するが、吸着塔の切換頻
度が増大すると共に除去装置としての信頼性が低くなる
という欠点を生ずる。特に原子カプラントにおける放射
性ヨウ素(I−131)吸着装置では、CI+を放出許
容限界濃度(3x10−1oμCI/el−)以下にす
ると、これは検出限界値(約lXl0−’μcl/偲)
よりも相当低くなり、このような条件においても出口濃
度を確実に調整できる運転方法が強く要求されていると
ころである。
本発明の目的は上記要求に鑑み、出口不純物濃度を検出
限界値以下で正確に調整しうる吸着塔の切換連転方法を
提供することにある。
本発明は吸着分布関数によシネ細物の吸着塔出口濃度と
吸着塔内の良度が関係付けられることに注目してなさ九
たもので、その特徴は吸着塔の入口、および出口から所
定距離の位置におけるガス中の不純物濃度を測定し、こ
れらの測定値を不純物の吸着特性を利用して解析するこ
とによって吸着塔出口ガス中の不純物濃度を求め、この
値が規定値になった時点で処理ガスを他の吸着塔に切り
侠える点にある。
いま不純物の吸着速度が濃度の一次に比例する構付には
M層塔の入口からの距離をX(備)とし、その位置にお
けるガス中の不純物濃度をCxs処理ガス中の不純物濃
度をCoとすると、吸着塔内の不純物の濃度分布は次式
で表わすことができる。
Cx =Co EXP (−μX)・・・・・・・・・
(1)ここに、μ(cm−1)は吸着定数で吸着塔の温
度、ガス流速などの吸着条件によって決足される。
第3図はμ= 1.25 cm−’の場合の吸着塔内の
不糾物償度分布を示したもので、曲線■は不純物ガス通
気直後、曲線■は吸着塔切侯時の分布曲線である。たて
軸はCx/Coで示してあり、不純物ガスを長時間通気
した曲線■の場合には吸着塔入口部分のCx/Coは1
となっている。これは、この部分の吸着材が吸着容量ま
で不純物を吸着してしまったため処理ガスがそのまま(
不純物濃度Co)存在していることを示し、(1)式は
その後の吸着塔に対してのみ適用され、曲線■で表わさ
れる不純物濃度勾配は当然のことながら曲線■と同じと
なる。
さて、曲線■に図示したようにA点を考え、吸着塔の長
さを15crr1としてその位置に府する曲線■上の点
をBとし、それぞれの位置を図示したように決定すると
、AおよびB点において次式が成立する。
CA/Co =EXP (/j Xム)   −−−(
2)Cs/Co=EXP(−#X1l)   −・−・
−・・(3)(2)、 (3)式よシ次式を導出でき横
度比Cム/Co とCm/Coはtに関係付けられるこ
とになる。
第4図は(4)式より! = 6 crnの場合のCB
、/CoとCム/ Coの関係を図示したものである。
この図からCA / Coが2X、10−’になった時
点ではB点、すなわち吸着塔出口ではCa/Coは10
−6になつている。従って吸着塔出口でCa / Co
を常に10−’以下にするためには、A点におけるC 
A /CoO値が2 X 10−3になった時点で処理
ガスを他の吸着塔に切り換えて導入すればよいわけであ
る。tを大にすればするほどCム/CoO値が大きくな
り、Cムの測定が容易になるが、CA/Coが0.1以
上になると#g3図に示したように分布曲線が(1)式
からはずれるようになるので、tはこの値を越えない範
囲で決める必要がある。
以下、本兄明の一実施例を第5凶によシ説明する。不純
物として放射性ヨウ素(I−131)を対象とし、これ
をIxto−’μC,+ 7cm”  含有した処理ガ
スは処理ガス尋人管1を通じて吸着塔2A。
2Bに導入されるようになっている。吸着塔2A。
2Bには銀を添着した吸漸材が充てんされており、l−
131は化学反応によってAgIとして吸着固定される
。吸着塔2A、2Bには、吸着塔出口より6cmの位置
に塔内サンプリング1r9A、9Bが挿入設置されてお
り、弁17.18を介して塔内ガスを検出器7に通気で
きるようになっている。
検出器7はガスフロー型β線測定器であり、これのl−
131検出限界濃度はI X 10−7μCI□3であ
る。検出器6,7で測定されたl−131の放射線強度
はデータ処理−吸着塔切換制御器10に伝送され、(4
)式によって吸着塔出口ガス中I −131Il!11
度比(Ca/Co)が計算され常に吸着浴出ロガス中l
−1311!#度比の規定値と比較され、これと等しく
なった時点で弁11,12,13゜14の開閉を指示し
、処理ガスを他の吸着塔に切シ侯えできるようになって
いる。
以上、本発明方法を実施するに好適な装置について説明
したが、次にこの装置によって本発明方法を詳細に説明
する。まず、弁11.13を開は処理ガスを吸着塔2A
に通気し、弁15と17を開は吸着塔2人の入口と吸着
塔内ガスを検出器6゜7に通気し、ガス中のl−131
の濃度を連続測定する。これらの測定値をデータ処理−
吸着塔切換制御器10に取シ込み(4)式に−よって吸
着浴出ロガス中l−131濃度比を計算し常に排出ガス
中のl−1318度を監視する。吸着浴出ロガス中l−
131濃度比の規定値を、I X 10−’とする。
この値は検出器の検出限界濃度の2倍値(2×10−7
μC@ 10n3)と、処理ガス中のl−131濃度(
IXIO−’μCI/cm”)の比(CA /Co =
 2 X10−”)を(4)式に代入して計算した値で
ある。前記測定データから計算された排出ガス中1−1
31濃度比が1×lθ″′6になった時点で、データ処
理−吸着塔切換制御器10よシ吸着塔切換信号を発信さ
せ、弁12.14を開は弁11.13を閉じ、処理ガス
を吸着塔2Bに切換導入する。同時に弁18を開け、弁
17を閉じ、吸着塔2B内のガス中l−131111度
を検出器7で測定する、吸着塔2Bで処理ガスが吸着処
理されている間に吸着塔2Aを再生処理し、次の切換ま
で待機する。以上の切換を継続して行ない処理ガス中の
l−131を連続除去する。
以上の実施例によれば第6図に示したように吸着塔出口
ガス中の検出限界以下のl−131濃度を常に監視でき
ると共に、吸着′塔の切換時間を正確に決定できるので
切換頻度の増大を防止できるという効果を生ずる。また
、高濃度ヨウ素の流出を確実に防止できるので、放射性
物質除去装置としての信頼性を向上できる。
なお、上記実施例ではガス中のl−131の濃度を測定
したが第7図に示したように吸着塔の所定位置における
吸着材からの放射線強度を測定しても上記実施例と同様
の効果を得られる。これはガス中のl−131m度と吸
着材のl−131吸着量が比例関係にあることを利用し
たもので、第7図に示したように吸着塔2人の入口部と
出口から6cmの位置にじゃへい体21.23でじゃへ
いした放射線検出器22.24を設置し、それぞれの放
射線強度を測定すれば、そnぞれの位置における吸着材
のl−131吸着量がわかり、これらの値から各々のガ
ス中のI、−13Lfi度を知ることができるわけであ
る。また、上記実施例では吸着塔内の1点のガス中のl
−131濃度を測定したが、第8図に示したように、吸
着塔2A、2B内に塔内サンプリング管31A、31B
を追加設置し、塔内2点のガス中の1−131.濃度を
測定するようにすれば、処理ガス流量や温度等の吸着条
件が変動する場合にも上記実施例の効果をいかんなく発
揮できる。すなわち吸着条件の変動によって(1)式の
μの値が変化したとしても常にこれを次のようにして把
握できるので、Ca/Coを正確に求めることができる
のである。第9図は吸着塔内のAおよびCの2点でl−
131濃度を測定する場合のl−131吸着分布曲線■
とそれぞれの点の位置関係を示したものである。Aおよ
び0点では(4)式よ9次の関係式が得られる。これら
の式よシ(力式が導出されAおよび0点におけるI −
Cs /Co =EXP (tn CA /Co  t
tム〕・・・・・・・・・(5) Cs / Co =EXP C’t n Cc / C
o  tttc :]・・・・・・・・・(6) 131濃度測定値と両点間の距離Δtよりμを求tnc
A/CA Jt           ””“−−−(力めること
ができ、これを(4)式に代入することによって次式が
得られ、この式より吸着塔出口ガス中る。すなわち、(
8)式 %式%) (8) よシ常にCa/Coを把握できるので吸着条件が変動し
た場合にも吸着塔の切換運転を確実に行なうことができ
るのである。ただ、この場合には塔内サンプリング管3
1や弁32.33ならびに検出器34等を追加し測定系
が複雑になることに留意しなければならない。
なお、以上の実施例では不純物として原子カプラントか
ら放出されるl−131を対象にしたが。
l−129等他0ヨウ素核種に対しても適用できる。ま
たH−3等他の核種および化学プラント等で発生するN
OXやN H3およびC12等の不純物に対しても適用
できるが、この場合には、吸着分布関数が(4)式で表
わされることを確認する必要があり、(4)式が成立し
ない場合には合致する吸着分布関数を用いてCa/Co
を求めるようにすればよい。
本発明によれば、吸着塔出口不純物濃度を検出限界以下
でも正確に調整でき、規定濃度への到達時間を正確に決
定できるので、吸着塔の切換頻度の請人を防止すると共
に、高濃度不純物の流出を確実に防止し不純物除去装置
としての信頼性を大巾に向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の吸着装置の系統図、第2図は吸庸塔出ロ
不細物磯度と時間との関係図、第3図はCx/Coと吸
着塔入口からの距離との関係図、第4図はCII/Co
とCA /Coとの関係図、第5図は本発明なる吸着装
置の一実施例系統図、第6図はCB /CoとCx/C
oとの関係図、第7図は本発明なる吸着装置の他の実施
例系統図、第8図は本発明なる吸着装置の他の実施例系
統図、第9図はC/ Coと吸着塔入口からの距離との
関係図である。 1・・・処理ガス導入管、2・・・吸着塔、3・・・排
出管。 4・・・入口サンプリング管、6,7・・・検出器、9
・・・塔内サンプリング管、10・・・データ処理−吸
着塔切換制御器、22.24・・・放射線検出器、25
・・・放射線測定器、31・・・塔内サンプリング管、
34・・・検出器。 ’$lF2 3 第 2 口 時間 第 412] 10” 1G” vn−−Ito−′″10”CA/c
o  (−ン 1g 70 第80 第 9 口 1L%東口あうの距鳥叡(C電)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、吸着塔の入口、および出口から所゛定距離の位置に
    おけるガス中の不純物濃度を測定し、これらの測定値を
    不純物の吸着特性を利用して解析することによって吸着
    塔出口ガス中の不純物濃度を求め、この値が規定値にな
    った時点で処理ガスを他の吸着塔に切り換えることを特
    徴とした吸着塔の切換運転方法。 2、前記不純物が放射性ヨウ素であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の吸着塔の切換運転方法。 3、前記吸着塔の入口部および出口から所定距離の位置
    における吸着材からの放射線強度を測定することを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載の吸着塔の切換運転方
    法。 4、吸着塔の入口、および出口から所定距離の位置2点
    におけるガス中の不純物濃度を測定し、後者2点の測定
    値から不純物の吸着特性を把握し、これを利用して吸着
    塔出口ガス中の不純物濃度を求め、この値が規定値にな
    った時点で処理ガスを他の吸着塔に切シ換えることを特
    徴とした吸着塔の切換運転方法。 5、前記不純物が放射性ヨウ素であることを特徴とする
    特許請求の範囲第4項記載の吸着塔の切換運転方法。 6、吸着塔の入口部および出口から所定距離における吸
    着材からの放射線強度を測定することを特徴とする特許
    請求の範囲第5項記載の吸着塔の切換運転方法。
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