JPS63107732A - 乾式ヨウ素除去装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乾式ヨウ素除去装置に係り、核燃料再処理施
設における種類オフガス中のヨウ素を低減するのに好適
な乾式ヨウ素除去装置に関する。

〔従来の技術〕

核燃料再処理施設には、使用済燃料を硝酸で溶解する工
程で発生する溶解オフガス（ＤＯＧ）及びその他の工程
で多種多様な種類換気廃ガス（ＶＯＧ）に大別される。

ヨウ素の発生量は（絶対量）はＤＯＧの方が多いが、ガ
ス流量はＶＯＧの方が多い、ヨウ素は使用済燃料中に核
分裂生成物（Ｆ、Ｐ）として存在し、これを溶解すると
きに大半のヨウ素がＤＯＧに移行する。一方、溶解液中
にもヨウ素が残存し、この残存ヨウ素が溶解工程以降の
各工程からのＶＯＧに混入される。ヨウ素の中で問題と
なるｌ−１２９は長半減Ｍ核種であり、人体の甲状腺に
集まるという蓄積作用とあいまって、厳しい環境放出規
制が行なわれている。

ＶＯＣ処理装置は２４時間の連続運転が通常であり、し
たがってプラント寿命中、オフガスからのヨウ素の放出
が続くので上記した厳しい環境放出規制が必要となる。

従来のＶＯＧ処理装置の代表的な例として湿式のアルカ
リ洗浄によるＶＯＧ処理装置がある。この装置では、ア
ルカリ廃液にヨウ素を吸収して、オフガス中のヨウ素を
低減するものである。

しかし、この装置ではアルカリ廃液の後処理が必要であ
るとともに廃棄物の容量が大きいという問題がある。こ
のため、湿式のアルカリ廃液の代わりに乾式の吸着剤を
用いてヨウ素を吸着除去する装置が既に提案されている
。この装置は、第５に示すようにヨウ素を含有するオフ
ガスは、入口ガスライン１８からＮＯｘ吸収塔１を経た
後、根吸着剤が充填されたヨウ素吸着塔８ａ又は８ｂに
導入され、ここでオフガス中のヨウ素は化学吸着される
。この場合、クーラ／ヒータ７を設けて化学吸着に適当
な温度（銀吸着材の種類によって、ＶＯＧ中の相対湿度
の兼ね合いにより必ずしも一定ではない）、例えば、８
０〜１５０℃にする必要がある。そしてヨウ素除去性能
（Ｄ、　Ｆ）を上げるためには、（銀吸着材の種類で、
ＶＯＧ中の相対湿度を一定値よりも下げる必要がある）
ＶＯＧを加熱することで対応しているが、ガス流量が大
きい場合、オフガスを加熱する温度が高いことはＶＯＧ
処理装置の建設、運転コスト面で極めて不経済である。

また、実際にはヨウ素を下記の反応式（１）％式％ で示す反応により化学吸着させることが目的である。

しかしながら、ヨウ素吸着塔８ａ又はヨウ素吸着塔８ｂ
における吸着温度が低くなると、化学吸着の他に物理吸
着もおこり、このことがヨウ素除去性能（Ｄ、Ｆ）を低
下させる原因となる。したがって、Ｄ、Ｆを高くするた
めには吸着温度を高くとらざるを得ない、しかるに吸着
温度を高くとるということは、性能保証のためのバック
アップ機能として、加熱器と加熱源の保障が必要となる
ばかりでなく、事故対策をも考慮しなければならない。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
ヨウ素含有ガスを所定の温度に維持するための加熱器等
の装置を省略でき、しかもガス中のヨウ素を確実に吸着
除去してヨウ素脱離を防止し、高倍転性のヨウ素吸着除
去装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ガス中に含まれるヨウ素を吸着材により乾
式除去する装置において、少なくとも並列に２系統設置
され、常温付近でヨウ素を化学吸着及び物理吸着する特
性を有する吸着材が充填されたヨウ素吸着塔と、該ヨウ
素吸着塔の一方の通常運転停止時に該ヨウ素吸着塔に対
し、ガスを導入して吸着材に物理吸着されたヨウ素を強
制的に脱離させ、この脱離されたヨウ素を含有するガス
を通常運転時の他方のヨウ素吸着塔に導入させ、該ヨウ
素吸着塔内の吸着材にヨウ素を化学吸着させる手段と、
を設けることによって達成される。

〔作用〕

常温付近でヨウ素を化学吸着および物理吸着する吸着材
を充填したヨウ素吸着塔においては、従来、１５０℃（
ＭＡＸ）程度が運転されていたものを、３０〜４０℃程
度の温度で運転できるからヨウ素吸着塔の上流側にヨウ
素含有ガスを高温にするための加熱器等を要しない、吸
着材に物理吸着されたヨウ素は放散され易く、環境汚染
の原因となるが、このヨウ素は、通常運転停止時のヨウ
素吸着塔に導入されるガスにより強制的に脱離され、こ
の脱離されたヨウ素は、通常運転時のヨウ素吸着塔に導
入され、このヨウ素吸着塔内の吸着材に化学吸着される
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明にかかる乾式ヨウ素除去装置の第一実施
例を示す系統図である。第１図において、１はＮＯｘ吸
収塔、２は吸収酸タンク、８ａ１８ｂはヨウ素吸着塔、
Ｉ５はクーラ／ヒータ、１６はブレＨＥ　Ｐ　Ａフィル
タ１６をそれぞれ示している。ヨウ素吸着塔８ａ、８ｂ
には多孔質スチレンージビニルベンゼン共重合体を担体
とし、この担体にＡｇが添着された吸着材がフィルタと
して充填されている。またヨウ素吸収塔８ａに接続され
たバージラインにはパージ出目弁１１ａ及びパージ人口
弁１２ａが配設され、ヨウ素吸収塔８ｂに接続されたパ
ージラインにはパージ出目弁１１ｂ及びパージ人口弁１
２ｂが配設されている。

このような構成からなる乾式ヨウ素除去装置において、
ＶＯＣ中に、例えばＮＯｘが含まれている場合、ＶＯＧ
は入口ガスライン１ＢからＮＯｘ吸収塔１に導入される
＊　Ｎ　ＯＸ吸収塔１では水／硝酸供給ライン５から水
又は稀硝酸が吸収液として供給され、ＶＯＣ中のＮＯｘ
は吸収酸として回収され、この吸収酸は吸収酸タンク２
に貯留された後、吸収酸ポンプ３を介して吸収酸循環ラ
イン４によりＮＯｘ吸収塔１に循環される。また吸収酸
タンク２内の吸収酸の一部は再利用のために他工程に送
られる。

吸収塔出口ガス６は、ヨウ素吸着塔８ａ又は８ｂに導入
され、ＶＯＣ中のヨウ素が吸着材に吸着される。

多孔質スチレンージビニルベンゼン共重体に恨を添着さ
せた吸着材は、常温付近でヨウ素の平衡吸着量が高く、
かつ物理吸着量も多少ある。しかし、この物理吸着され
たヨウ素も吸着材を放置すると化学吸着する特性を有す
る。そこで例えばヨウ素吸着塔８ａでの吸着処理が終了
した場合、ヨウ素吸着塔８ｂ側の大口弁９ｂ及び出目弁
１０ｂ側が解放され、ＶＯＧ通路はヨウ素吸着塔８ｂ側
に形成される０次いでヨウ素吸着塔８ａ側の大口弁９ａ
及び出口弁１０ａが閉鎖され、この状態で所定時間維持
される。この操作によりヨウ素吸着塔８ａ内の吸着材に
物理吸着されたヨウ素の大部分は化学吸着される。その
後パージ人口弁１２ａ及びパージ出口弁１１ａは開とさ
れる。そしてヨウ素吸着塔８ａにパージガス（乾式空気
又は窒素ガス）が供給され、吸着材に物理吸着された後
に再度化学吸着されることな（放散したヨウ素は、パー
ジガスブロワ１３を介してＶＯＧ処理中のヨウ素吸着塔
８ｂに供給され、このヨウ素吸着塔８ｂ内の吸着材に化
学吸着される。

また、ヨウ素吸着塔８ｂでの吸着処理が終了した場合、
上記した操作とは逆の操作によりヨウ素吸着塔８ｂ内が
所定時間閉鎖されたのち、パージガスが供給され、この
パージガスがヨウ素吸着塔８ａ側に導入される。

第２図は本発明にかかる乾式ヨウ素除去装置の第２実施
例を示す要部系統図である。第２図において、ヨウ素吸
着塔を２系列、直列２段に構成したものである０本実施
例において、ヨウ素吸着塔８ａ又は８ｂ内の吸着材は、
平衡吸着に達するまで使用され、必要なり、Ｆは後段側
のヨウ素吸着塔８Ｃ又は８ｄにてバックアンプされる。

したがってヨウ素発生量の多いＶＯＣに対し、銀吸着材
の使用蓋をコストミニマムにする効果が大きい。

また、吸着材に物理吸着されたヨウ素を再度吸着材に化
学吸着される場合、例えばヨウ素吸着塔８ａ及び８ｃで
は、大口弁９ａ、パージ人口弁１２ａ、パージ山口弁１
１ａ及び切換え弁２６がそれぞれ閉鎖された状態でヨウ
素吸着塔８ａ及び８Ｃ内の吸着材に物理吸着されたヨウ
素が再度吸着材に化学吸着さる。その後、パージ人口弁
１２ａ、ヨウ素吸着塔８Ｃ％ヨウ素吸着塔８ａ、パージ
出口弁１１ａを経てパージガスブロワ１３によりバージ
ライン１４、大口弁９ｂを経てＶＯＧに対して吸着材に
物理吸着後放散したヨウ素が混入され、このヨウ素がヨ
ウ素吸着塔８ｂ及び８ｄ内の吸着材に化学吸着される。

また同様にしてヨウ素吸着塔８ｂ及び８ｄにもパージガ
スが供給される。

第３図及び第４図は本発明にかかる乾式ヨウ素除去装置
の第３の実施例を示す系統図であり、第３図は通常運転
時の状態、第４圓は飽和した吸着相交換前の物理吸着さ
れたヨウ素を除去するための運転状態を示している。

第３実施例の装置では、ブロワ１７から排気筒に至るラ
インの途中から分岐されたバイパスライン１９が設けら
れ、ヨウ素吸着塔８ａ及び８ｂの後流側にそれぞれ接続
され、各々バイパスライン１９にバイパス弁２０ａ及び
２０ｂが配設されている。上記した以外の構成部分で第
１実施例の装置と実質的に同じものは同一符号で示して
いる。

第３実施例の装置の通常運転時は、第３図に示すように
大口弁９ｂ、出口弁１ｏｂ及びバイパス弁２０ｂが閉と
なり、ヨウ素含有ガスはヨウ素吸着塔８ａを通過し、ガ
ス中のヨウ素が除去される。

排気ブロワ１７は、流量一定、すなわち圧カ一定運転で
ある。排気ブロワ１７を出たガスの一部は、圧力調整の
ためバイパスライン１９を通りバイパス弁２０ａを経て
ヨウ素吸着塔８ａの下流に流入し、出口弁１０ａを経て
クーラ／ヒータ１５に至る。

第３図に示す運転によりヨウ素吸着塔８ａ内の吸着材が
飽和した場合、第４図に示すように未使用の吸着材が充
填されたヨウ素吸着塔８ｂを通過する。このとき、排気
ブロワ１７をでたガスの一部はバイパスライン１９を通
り、バイパス弁２０ａを経てヨウ素吸着塔８ａに導入さ
れる。ヨウ素吸着塔２０ａに導入されたガスによって、
吸着材に物理吸着したヨウ素が強制的に吸着材から脱離
される。このようにして脱離されたヨウ素を含有するガ
スは大口弁９ａを経てＮＯｘ吸収塔１からのガスと合流
し、大口弁９ｂを経てヨウ素吸着塔８ｂに導入され、こ
こでガス中のヨウ素は吸着材に化学吸着される。

このようにしてヨウ素吸着塔８ａ内の吸着材から強制的
に脱離されたヨウ素は、ヨウ素吸着塔８ｂ内の吸着材に
化学吸着される。ヨウ素吸着塔８ｂ内の吸着材に物理吸
着されたヨウ素を脱離して、ヨウ素吸着塔８ａ内の吸着
材に化学吸着させる場合には、バイパスライン１９から
のガスは、バイパス弁２０ｂ、ヨウ素吸着塔８ｂ、大口
弁９ｂ、入口弁９ａを経てヨウ素吸着塔８ａに導入され
る。

第１実施例〜第３実施例におけるヨウ素吸着塔には、多
孔質スチレン−ジビニルベンゼン共重合体に銀が添着さ
れた吸着材がフィルタとして充填されている。この吸着
材は常温付近でガス中のヨウ素を吸着する特性とともに
水分含有ガス条件下でもヨウ素を吸着する特性を有する
。したがって、ヨウ素吸着塔の上流側にヨウ素含有ガス
を高温にするための加熱装置や、湿分骨＃器、冷却器基
を設置することを省略できる。また水分含有ガス条件し
た、特に湿度１００％の雰囲気中でもヨウ素を選択的に
吸着除去できることから、脱湿塔再生時のヨウ素処理が
不要となり、ヨウ素除去プロセスを簡略化できる。

本発明において、吸着材は上記したものに制約されるも
のでなく、常温付近でガス中のヨウ素を吸着できる特性
を有するものであれば、ヨウ素を化学吸着の他に物理吸
着するものであってもよい。

この物理吸着されたヨウ素を化学吸着により強固に吸着
除去し、核分裂生成物としてのヨウ素を確実に除去する
ものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、常温で使用可能であると
ともにヨウ素を化学吸着および物理吸着する吸着材を用
いているので、ヨウ素吸着塔の上流側にヨウ素含有ガス
を所定の温度に維持するための加熱器等の装置を省略で
き、また吸着材に物理吸着されたヨウ素をも吸着材から
強制的に脱離させた後に化学吸着により吸着材に強固に
吸着除去できるので長期貯蔵中のヨウ素脱離を防止でき
、環境汚染に対し高信軒性の装置を提供できる。４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる乾式ヨウ素除去装置の第１実施
例を示す系統図、第２図は本発明にかかる乾式ヨウ素除
去装置の第２実施例を示す要部系統図、第３図及び第４
図は本発明にかかる乾式ヨウ素除去装置の第３実施例を
示す系統図、第５図は従来の乾式ヨウ素除去装置の系統
図である。 １・・・・・・吸収塔、２・・・・・・吸収酸タンク、
　　８ａ。 ８　ｂ、　　８　ｃ、　　８　ｄ・・−・・・ヨウ素吸
着塔、９ａ、９ｂ・・・・・・入口弁、１０ａ、１０ｂ
・・・・・・出口弁、ｌｌａ。 １１ｂ・・・・・・パージ出口弁、１２ａ、１２ｂ・・
・・・・パージ人口弁、　　２Ｑａ、２０ｂ・・・・・
・バイパス弁。 代理人　弁理士　西　元　勝　− 第１図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス中に含まれるヨウ素を吸着材により乾式除去
   する装置において、少なくとも並列に２系統設置され、
   常温でヨウ素を化学吸着及び物理吸着する特性を有する
   吸着材が充填されたヨウ素吸着塔と、該ヨウ素吸着塔の
   一方の通常運転停止時に該ヨウ素吸着塔に対し、ガスを
   導入して吸着材に物理吸着されたヨウ素を強制的に脱離
   させ、この脱離されたヨウ素を含有するガスを通常運転
   時の他方のヨウ素吸着塔に導入させ、該ヨウ素吸着塔内
   の吸着材にヨウ素を化学吸着させる手段と、を設けたこ
   とを特徴とする 乾式ヨウ素除去装置。
2. （２）前記通常運転停止時のヨウ素吸着塔に対して導入
   されるガスは、該系統外からのパージガスであることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の乾式ヨウ素
   除去装置。
3. （３）前記通常運転停止時のヨウ素吸着塔に対して導入
   されるガスは、前記通常運転時のヨウ素吸着塔の下流側
   のガスの一部であることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の乾式ヨウ素除去装置。