JPS61153598A - 希ガスホ−ルドアツプ装置の交互切換式脱湿塔再生方法 - Google Patents

希ガスホ−ルドアツプ装置の交互切換式脱湿塔再生方法

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JPS61153598A
JPS61153598A JP27398584A JP27398584A JPS61153598A JP S61153598 A JPS61153598 A JP S61153598A JP 27398584 A JP27398584 A JP 27398584A JP 27398584 A JP27398584 A JP 27398584A JP S61153598 A JPS61153598 A JP S61153598A
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dehumidification
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dehumidification tower
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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】 [発明の技術分野] 本発明は、希ガスホールドアツプ装置の脱湿塔再生方法
に係り、特C″−原子力発電所施設関連の希ガスホール
ドアツプ装置の交互切換式脱湿塔再生方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 原子力発電プラントでは、核分裂過程(ユよって今 例えば放射性四位元素の中の希ガスであるオセノン(X
e) 、クリプトン(Kr )などが生成される。こ虫 れらタセノン(Xe) 、クリプトン(Kr)などの希
ガスは非凝縮性ガスであり、沸騰水型原子炉や重水減速
水冷却型の転換炉ではこれら希ガスは、すべて気体廃棄
物処理系統::持ち込まれる。そして、この気体廃棄物
処理系統では、希ガスホールドアツプ装置により上記の
希ガスを含む排ガスを処理し、放射能レベルを下げてか
ら大気中(ユ放出される0 このことを第4図を参照して説明する。同図は従来の気
体廃棄物処理系統のうち、特(−希ガスホールドアツプ
装置用除湿装置の詳細を示した系綾図である。
主復水器40がら空気抽出器411:よって抽出された
排ガスは排ガス予熱器42.排ガス再結合器43、排ガ
ス復水器44および弁54を軽て冷却型除湿器47に供
給される。系統ガス流量を調整する弁54は流量計45
C;よる検出流量C−基づいて流量調整器46(−よっ
て制御される。この排ガスは冷却型除湿器47(−おい
て冷凍機48(;よって冷却され、プラインポンプ49
1−よって循環除湿されるように構成されているが、除
湿器47C;おいて氷が発生すると、再生操作が必要ζ
;なるので、プラインポンプ49の温度は0℃以以上C
側制御れている。
ま几、活性アルミナ、モレキュラシーフなどの固体吸湿
剤を充填し九脱湿塔50.51は両者が交互切換式とな
っており、第4図(=おいては、弁55と弁56が開、
弁57と弁58が閉であるので脱湿塔50が脱湿状態(
−あり、一方、弁59と弁60が開。
弁61と弁62が閉であるので、脱湿塔51H再生状M
(−ある。しfCがって、除湿器47からの排ガスの一
部は弁55v経て脱湿塔50で脱湿が行われ、弁56、
活性炭吸着塔52を経て排出される0ま九。
除湿器47からの排ガスの他の一部は、加熱器53で加
熱されてから弁60を経て脱湿塔511;送られ。
この脱湿塔51内の固体吸湿剤を加熱し、水分を離脱さ
せて、弁59.管63を通って除湿器47(;戻される
。脱湿塔50.51の切り換えは、弁55〜弁62の切
換えCユよって行なわれる。
この工う(−1従来、脱湿塔50.51内の固体吸湿剤
の再生は、排ガスの一部を用いて行うようC;構成され
ている。しかしながら、第4図I:示すよりな沸騰水型
原子炉における空気抽出器41からの排ガス流量に主復
水器40−’C,漏れ込み空気蓋によって決ブリ、その
排ガス流量が少なくなることがしばしばある。このよう
Cユ排ガス流量が少くなると、脱湿塔50または脱湿塔
51の再生が非常(ユ困Jll!l:なる。ま之、脱湿
塔50.51の再生(;未処理の排ガスを使用している
ので、再生設備が汚染されるという不具合があつ友に の之め、再生の前に脱湿塔(ニー1’jl浄な空気を供
給し、この空気をさらに下流の活性炭吸着塔へ流すこと
でパージ運転を行ない、再生設備の汚染を防止したのち
脱湿塔内(;残留するパージ空気を利用して再生運転を
行なうという希ガスホールドアツプ装置の脱湿塔再生方
法(特公昭58−27480号公報参照)が提案されて
いる。しがしながら、この脱湿塔再生方法は、脱湿塔の
再生といり点では所定の性能を発揮するものと考えられ
るが、希ガスホールドアツプ装置本来の目的である希ガ
スの減衰という点からみると以下(ユ述べるような問題
点がある0このことシ一ついてさらCユ詳細に説明する
O 今、希ガスホールドアツプ装置の希ガスのホールドアツ
プ時間なTとすると、TF1通常下記(1)式(ユ基づ
いて計算される。
ここで、T:ホールドアツプ時間(Hr )K:活性炭
の動的吸着係数(m/P) M:活性炭t(ton) Fニオ7ガス流量 (rrII/Hr )したがって、
上記したパージ空気が活性炭吸着塔内に流れるので所定
のホールドアツプ時間を確保する九めに、活性炭量を増
加させねばならないことになる。例えば、110万KW
タイプの沸騰水型原子力発電所では系統の流量が4ON
trl’/hで設計はれfc場合、上記したパージ空気
が流入しない場合Cユ、60トンの活性炭量であつ次も
のがパージを気を1ONW?/h程度流した場合≦ユH
75トンの活性炭を充填しなければ同等の性能を発揮す
ることができず、このように活性炭量が増大することは
プラントの経済性の点からみても問題であった。
そこで、脱湿塔を再生する前Cユこの塔内なパージする
代り書−脱湿塔を数十日間C−わたり保持し。
内部(ユ滞留した希ガスを減衰きせ送波に再生を行なう
脱湿塔再生方法が提案されている。この脱湿塔再生方法
は非常Cユ簡便な方法であるが減衰期間中の脱湿塔1基
と脱湿運転中の1基、さらに冗長化のためCユ待機中の
1基の合計3基が最低限必要となり、全体として系統が
大型かつ複雑となるという欠点がある〇 また、この他喀:脱湿塔の再生を主復水器の真壁を利用
して圧力スイング法Cユよって行なう脱湿塔の減圧再生
方法(特開昭53−68681号公報)が提案されてい
る。この方法は、脱湿塔内を主復水器と同程度の真空(
例えば722m++Hf真空)まで減圧することでモレ
キュラーシープなどの脱湿剤の再生を行なうとするもの
であるが、モレキュラーシープC−水蒸気が化学的Cユ
吸着されているため、脱気したのみでは吸着された水蒸
気がほとんど脱着されないので、実用面からみると、極
くわずかな程度の再生しか行ない得ないという欠点がめ
った。
[発明の目的コ 本発明は、上記従来技術の欠点を除去するもので、その
目的は脱湿塔再生系の放射線ζ二よる汚染を少くした希
ガスホールドアツプ装置の交互切換式脱湿塔再生方法を
提供するC:ある。
[発明の概要] 本発明は、上記目的を達成するためシー、原子力発電プ
ラント(ユ設置された主復水器と、この主復水器内の排
ガスを抽出する空気抽出器、と、この空気抽出器から抽
出され友排ガスを処理するための冷却型除湿器と、この
冷却型除湿器l二直列接続された固体吸湿剤を充填した
交互切換式脱湿塔と、この交互切換式脱湿塔Cユ直列接
続された活性炭吸着塔とを備えており、前記交互切換式
脱湿塔の第1の脱湿塔が脱湿中(ユ第2の脱湿塔が再生
するよう(ユした希ガスホールドアツプ装置の交互式脱
湿塔再生方法において、まず、前記第2の脱湿塔を前記
空気抽出器の上流側配管ま友は前記主復水器に遅通させ
て当該脱湿塔を真壁とすること(ユよりパージし1次(
−前記第2の脱湿塔と、再生ガス循環用装置と、再生ガ
ス加熱器と、冷却除湿器とで閉回路を構成するととも(
ユ前記第2の脱湿塔内に清浄な空気!供給して前記閉回
路内を循環させ。
かつ前記第2の脱湿塔を加熱再生する工うCユしたもの
である。
[発明の実施例コ 本発明の一実施例を図面を参照して説−する。
第1図は、本発明の一実施例の希ガスホールドアツプ装
置の脱湿塔再生装置の系統図であり、特C;交互切換式
脱湿塔の再生側脱湿塔部分を詳細(;示しである。同図
に示すように、主復水器1がら空気抽出器2(−よって
抽出された排ガスは、排ガス予熱器3.排ガス再結合器
4.排ガス復水器5゜流量計6.弁18を経て冷却型除
湿器8に供給される。この排ガスはこの冷却製除湿器8
から活性アルミナ、モレキュラ−フなどの固体吸湿剤を
充填した再生型脱湿塔9.活性炭吸着塔lO9粒子除去
フィルタII 、ジェットエジェクタ12および排気筒
13を経て大気中(ユ排出される。なお、系統ガス流量
の調整は、流量計61−よる検出信号(ユ基づいて流f
vI4整h7に工って弁18を制御することによって行
なわれる。[L再生型脱湿塔9の入口配管から分岐し、
再生型脱湿塔9の出口配管(−接続される閉回路26す
なわち弁2) 、冷却除湿器14.再ガス循環用プロワ
15.再生ガス加熱器【6および弁22からなる閉回路
26を設けている。さらに、再生型吸湿塔9の入口配管
から弁23を経て主復水器16−到る配管27を接続し
ている。また、再ガス循環用ブロワ15の出口配管から
分岐して配管27に接続される配管あおよび清浄な空気
を閉回路26に補給する図示しない圧縮空気源に接続さ
れる配管29を設けており、これら配管ア、29≦ユそ
れぞれ調整弁25.24を設けこの調整弁s、24t:
を再ガス循環用ブロワ15の出ロ側l二設置した圧力調
整器17の出力信号Cユよって開閉制御されるよう(ユ
構成されている0次(−1上記の如き構成の本実施例口
おける脱湿塔9の再生方法について説明する。
脱湿塔9の再生、つまり内部C;充填されている固体吸
湿剤の再生を行なうときには、先ず、閉回路26よりな
る再生系への放射性ガスの持ち込みを避ける九め、脱湿
塔9の入口弁19を閉、主復水器1へ接続する弁nを開
とする。このとき弁19.20゜2).22.25を閉
とし、脱湿塔9の内部を主復水器1と同じ真空とするこ
とで、脱湿塔9内C:残留してい送排ガスを主復水器1
へ環流させ、脱湿塔9内をパージする。主復水器1へ戻
された排ガスは、蒸気式空気抽出器2によって再び主復
水器1かも抽出され、希ガスホールドアツプ装置に導か
れる。
ここで、脱湿塔9内の排ガスは上記したよ5に主復水器
lへ戻しているが、これ以外l:例えば蒸気式空気抽出
器2の上流側に戻してもよく、いずれの場合ε:も脱湿
塔9内を真空とすることができる〇ま友、脱湿塔9内を
パージする際(ユ、パージをより徹底するため、清浄な
空気おるいは運転中の脱湿塔(図示していない)を経た
排ガスを再生中の脱湿塔9内C;流すよう1;シてもよ
い。
次に、弁路な閉、弁2!と弁22を開として閉回路26
を構成し、再生ガスとしては、この閉(ロ)路26すな
わち冷却除湿器14 、ブロワ15 、加熱616およ
び配管内(;残留してい友空気を用いるが、清浄な空気
を流入させても上い。そして、再生ガス循環用ブロワ1
5を起動させると、再生ガスを脱湿塔9→弁2)→冷却
除湿器14→プロワ15→加熱器16→弁22→脱湿塔
9の順序で閉回路26内を循環させる。この閉回路26
内では再生ガスは、加熱器16で加熱されて高温(ユな
って脱湿491ユ送られるので、脱湿塔9内の固体吸湿
剤はこの再生ガスによって加熱され、固体吸湿剤に吸着
された水分は離脱して冷却除湿器14で除去される。し
友がって、脱湿塔9内の固体吸湿剤(;吸着された水分
は充分に除去されるので、脱湿塔9は再生されること6
ユなる0このようにして脱湿塔9の再生が完了すると、
脱湿塔9を次の脱湿運転(ユ供するため、加熱器16の
運転を止めて高温の固体吸湿剤が室温になるまで再生ガ
スの循環を引続き行い1強制冷却を行う。この場合、再
生ガスの循環をやめ、自然冷却してもよい。
よい。
また、上記した脱湿塔9の一連の再生操作において、再
生ガスの大幅な温度変化Cユより閉回路26内の圧力が
変化するが、この圧力を一定値C:保持するため、再生
系の圧力を圧力調整器17で検出し、加熱再生時(−お
ける再生ガスの体積膨張によって圧力上昇したと′@ケ
、圧力調整器17の出力信号によって調整弁25の開閉
を制御して、再生ガスの一部を系外に排出させる。この
とき、この再生ガスの他の一部を脱湿塔9の上流側でか
つ系統の流量を調整する機構すなわち流量計6.流簀調
整器7および流量調整弁18の上流側、例えば主復水器
ICユ排出させ、予じめ定められ次系統流量を越えない
範囲でそのとき脱湿作業中の冷却型除湿器8゜運転中の
図示しない脱湿塔(第4図参照)、活性炭吸着塔lOな
どを通して排ガス中の放射能レベルを下げてから大気中
4:放出するようCユしている〇一方、脱湿塔冷却時に
おける再生ガスの体積減少(;よって圧力が下降し九と
きは、圧力vIiJI器17の出力によって調整弁別を
制御し、−足圧力になるよう清浄9気を補給する。この
とき、再生ガスの圧力を制御するのに、正圧力大気圧以
下とすることは再生ガスが微量とはいえ放射能を有して
いるので、被曝量低減の面からみても望ましいことであ
る。
本実施例は1以上述べ友ような一連の再生操作C;より
脱湿塔の再生方法は行表われるが、固体吸湿剤として使
用されているモレキニラシープの固体表面Iユ生じてい
る現象I;ついてさらC;詳細Cユ説明する。
第2図は合成ゼオライトなどのモレキュラシープの細孔
内に本蒸気おるいは希ガス(Kr、 Xeなと)がr!
JL着され、1〜■の各処理段階を経て脱着されてゆく
様子を説明するための図である。合成ゼオライトの細孔
は11′の吸着処理に示すよう(−マクロ孔31とミク
ロ孔32とがあり、ミクロ孔32は結晶構造自体の間隔
で水蒸気HIOが化学吸着しており、ま九、マクロ孔3
]には希ガス(Kr、Xeなど)や水蒸気HIOあるい
は極く微細なミストが物理的(;吸着されている。次の
11′の脱気処理では、マクロ孔311ユ物理吸層され
ていた希ガスなどが除去され。
これは従来の空気パージ4二よるものと同じである01
′の再生処理では熱を加えられるのでミクロ孔32に化
学吸着していた水蒸気などの物質が除去される。そして
最後に、 ”fV’の冷却処理が行なわれて細孔内Cユ
吸着された水蒸気および希ガスの脱着処理が終了する。
以上説明したようシュ、本実施例シーよる脱湿塔再生方
法C;よれば、以下(;述べるような効果を有する。す
なわち、従来の脱湿塔再生方法では脱湿塔を再生する前
の塔内パージははソ大気圧状態でパージ空気を流し、モ
レキュラシープC:吸着された希ガスを脱着させるよう
にしていたので、パージ空気を大量C;必要とする割(
ユはパージを徹底的に行なうことがむづかしいという不
具合があったが。
本実施例ではパージ空気を使用することなく、主復水器
内と同じ程度例えば722wHtの真空C−することで
はソ完全なパージができる。また、閉回路をつくって脱
湿塔の再生をする場合にもこの脱湿塔内が真空となって
いるため、再生運転中Cユ再生ガスが高温(例えば30
0℃)となって膨張しても脱湿塔の体積1ユ相当する分
間回路内の圧力上昇を押さえることができるので、閉回
路外へ排出する再生ガスの量を従来方法より減らすこと
ができる。
さらCユ、閉回路内の圧力を調整するため再生ガスの一
部を排出する場合本実施例では流′l!tv4整機構の
上流側に次すようシーしたため流量調整ができるようC
;なり、従来の脱湿塔再生方法のように活性炭吸着塔C
ユ充填された活性炭mlユ不必要な余裕を含める必要が
なくなる。しかも1本実施例1:よる真空パージは従来
の脱湿塔再生方法C:比べてきわめて短時間にパージを
完了できるので、再生C;要する時間を短縮することが
できるoしたがって運転中の脱湿塔がバックアップなし
で運転しなければならない時間を短縮することができ、
装置の信頼性を一段と向上させることができる0第3図
は1本発明の他の実施例の希ガスホールドアツプ装置の
脱湿塔再生装置の系統図である。
同図嘔:示すよ5(−1調整弁すの接続先が主復水器l
ではなくて活性炭吸着塔10の下流配管に接続するよう
I:配管30を設けた点のみが第1図の実施例と相違す
るので、上記実施例と同一構成個所1ユは同一符号を附
してその詳細な説明は省略する。
次に、本実施例シーよる脱湿塔の再生方法について説明
する。
先ず、閉回路よりなる再生系への放射性ガスの流入を避
けるため(−脱湿塔9の大口弁19を閉、主復水器1へ
接続する弁23を開、脱湿塔9の出口弁20を閉、閉回
路26の弁2)と弁四を閉Cニジて、脱湿塔9内を主復
水器1と同じ真空とすると、脱湿塔9内の残留排ガスは
主復水器lへ環流し、脱湿塔9内をパージする。ここで
、脱湿塔9内の残留排ガスは主復水器1以外に例えば蒸
気式空気抽出器2の上流側に戻してもよい0ま几、脱湿
塔9内をパージする際に清浄な空気あるいは運転中の図
示しない脱湿塔を経た排ガスを再生中の脱湿塔9内ζユ
流すよう1ユしてもよい。
次C:%弁四を閉、弁2)と弁22を開として閉回路2
6を構成し、再生ガスはこの閉回路26内C;残留して
い友空気を用いるが清浄な空気を流入させてもよい。そ
して、再生ガス循環用プロワ15を起動させ、再生ガス
を閉回路26内を循環させる。再生ガスは加熱器16で
加熱されて高温となり脱湿塔9(−送られるので脱湿塔
9内の固体吸湿剤Cユ吸着され友水分はすべて離脱して
冷却除湿器14で除去される。したがって脱湿塔9は再
生される。脱湿塔9の再生が完了すると、加熱器16イ
運転を止め固体吸湿剤が室温C−なるまで再生ガス循環
C;よる強制冷却または自然冷却する。
ところで、上記した脱湿塔9の再生操作(ユおいて、加
熱再生時(ユ卦ける再生ガスの体積膨張によって閉回路
26内の圧力が上昇すると、圧力調整器17で検出し、
その出力Cユより調整弁25を制御して再生ガスを配管
30を経て活性炭吸着塔lOの下流(;排出する。これ
(;よって閉回路26内の圧力が一定値C−保持される
にのように脱湿塔9を再生するときに、閉回路26内の
圧力が上昇した場合の再生ガスを活性炭吸着塔lOの下
流(−排出することは。
再生操作前!−脱湿塔9のパージがはソ完全に行なわれ
ていることに着目し友ものである。このとき1再生ガス
は、吸湿剤中シーわずかC:残留した希ガスが脱着され
るため、多少の放射能濃度!有するが極く少量であり、
かつ活性炭吸着塔IOの下流の配管を流れる排ガスの放
射能濃度より十分に低いためここ(ユ再生ガスを排出す
ること1;何等問題がない。
以上説明したようCユ本実施例によればさきの実施例で
述べ九効果弓;さらに5次のような効果を有する。すな
わち、閉回路外(ユ排出される再生ガスを活性炭吸着塔
の上流側ではなく下流側に排出するので、活性炭吸着塔
が処理すべき排ガス量を安全かつ合理的に低減すること
ができる。
ま九、脱湿塔の再生操作において加熱再生時(;シける
再生ガスの体積膨張(ユよって閉fcjl路内の圧力が
上昇するが、この圧力を一足に保つため1−再生ガスを
主復水器と脱湿塔との間の系統中の任意伽所署二排出す
るよう(ユ構成してもよい。
[発明の効果] 本発明の希ガスホールドアツプ装置の交互切換式脱湿塔
再生方法4:よれば、再生系の放射線C−よる汚染を非
常Cユ小さくすることができる。また、活性炭吸着塔C
ユ不必要な空気を流入でせない友め。
最大限に活性炭の性能を発揮させることができる。
さら1ユ脱湿塔の゛再生前に行なうパージは、極めて短
時間ではソ完全(;行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例1ユ係る希ガスホールドアツ
プ装置の脱湿塔再生装置の系統図、第2図はモレキュラ
シープの細孔内に吸着された水蒸気および希ガスが脱着
されてゆく様子を説明するための図、WJS図は本発明
の他の実施例E;係る希ガスホールドアツプ装着の脱湿
塔再生装置の系統図、第4図は従来の希ガスホールドア
ツプ装置用除湿装置の系統図である。 l・・・主復水器    2・・・空気抽出器6・・・
流量計     7・・・流量調整器8・・・冷却型除
湿器  9・・・脱湿塔lO・・・活性炭吸着塔  1
4・・・冷却除湿器15・・・再生ガス循環用プロワ 16・・・再生ガス加熱器 17・・・圧力調整器18
〜25・・・弁     26〜30・・・配管代理人
 弁理士 猪 股 祥 晃(ほか1名)第  2  図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原子力発電プラントに設置された主復水器と、該
    主復水器内の排ガスを抽出する空気抽出器と、該空気抽
    出器から抽出された排ガスを処理するための冷却型除湿
    器と、該冷却型除湿器に直列に接続された固体吸湿剤を
    充填した交互切換式脱湿塔と、該交互切換式脱湿塔に直
    列接続された活性炭吸着塔とを備えており、前記交互切
    換式脱湿塔の第1の脱湿率が脱湿中に第2の脱湿塔を再
    生するようにした希ガスホールドアップ装置の交互式脱
    湿塔再生方法において、まず、前記第2の脱湿塔を前記
    空気抽出器の上流側配管または前記主復水器に連通させ
    て当該脱湿塔を真空とすることによりパージし、次に、
    前記第2の脱湿塔と、再生ガス循環用装置と、再生ガス
    加熱器と、冷却除湿器とで閉回路を構成するとともに前
    記第2の脱湿塔内に清浄な空気を供給し再生ガスとして
    前記閉回路内を循環させ、かつ前記第2の脱湿塔を加熱
    再生するようにしたことを特徴とする希ガスホールドア
    ップ装置の交互切換式脱湿塔再生方法。
  2. (2)前記第2の脱湿塔の再生中は前記閉回路内の圧力
    が一定となるように清浄空気の供給または前記再生ガス
    の排出をしている特許請求の範囲第1項記載の希ガスホ
    ールドアップ装置の交互切換式脱湿再生方法。
  3. (3)前記第2の脱湿塔の再生ガスは、前記主復水器か
    ら前記第1の脱湿塔の間の系統中の任意個所に排出して
    いる特許請求の範囲第1項記載の希ガスホールドアップ
    装置の交互切換式脱湿塔再生方法。
  4. (4)前記第2の脱湿塔の再生中は、前記閉回路内の圧
    力が一定となるように清浄空気の供給または前記再生ガ
    スを前記活性炭吸着塔の下流側に排出している特許請求
    の範囲第1項記載の希ガスホールドアップ装置の交互切
    換式脱湿塔再生方法。
  5. (5)前記閉回路内に再生ガスを循環させるのに該閉回
    路内の圧力を負圧状態でかつ一定になるようにしている
    特許請求の範囲第2、3又は4項記載の希ガスホールド
    アップ装置の交互切換式脱湿塔再生方法。
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