JPS6352720B2 - - Google Patents

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JPS6352720B2
JPS6352720B2 JP15127782A JP15127782A JPS6352720B2 JP S6352720 B2 JPS6352720 B2 JP S6352720B2 JP 15127782 A JP15127782 A JP 15127782A JP 15127782 A JP15127782 A JP 15127782A JP S6352720 B2 JPS6352720 B2 JP S6352720B2
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
adsorption tower
exhaust gas
nitric acid
zeolite
Prior art date
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JP15127782A
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English (en)
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JPS5940300A (ja
Inventor
Takaaki Tamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAIHATSU KENKYUSHO IND RES
Original Assignee
KAIHATSU KENKYUSHO IND RES
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Filing date
Publication date
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Priority to JP57151277A priority Critical patent/JPS5940300A/ja
Publication of JPS5940300A publication Critical patent/JPS5940300A/ja
Publication of JPS6352720B2 publication Critical patent/JPS6352720B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、原子力発電所の原子炉で使用済と
なつた核燃料を再処理する際に発生する放射性物
質を含んだ排ガスを安全に処理する方法に関する
ものである。
使用済の核燃料を再処理するために、燃料棒を
せん断してこれを硝酸に溶解させる湿式法が採ら
れているが、この溶解工程で、硝酸の蒸気ととも
に、放射性ヨウ素をふくむヨウ素、トリチウム水
をふくむ水、NOx,Kr,Xeなどを含む排ガスが
発生する。このうち硝酸ミスト、水分(トリチウ
ム水を含む)の大部分はミストキヤツチヤおよび
シリカゲル脱湿塔によつて捕捉させるが、その排
ガス中にはなお、NOx約1vol.%(NO2はその90
%程度)、I220〜200ppm、CO2300ppm程度、
H2Oトレース(シリカゲル脱湿塔の運転条件に
もよるが、露点−10〜−15℃程度)、微量のKr
Xeなどの放射性ガス(残部は空気)が含まれて
いる。
I2を除去する一つの方法として、Agを担持さ
せたゼオライトを使用し、I2をヨウ化銀として回
収する方法が知られているが、効率が悪く、理論
量の5〜10倍ものAgが必要であるという欠点が
ある。また「モレキユラシーブ13X」、「ゼオラム
F9」、「モレキユラシーブ5A」、「ゼオラムA―5」
などの商品名で市販されているX型又はA型ゼオ
ライトは、AgなしでもI2を吸着する能力がある
という報告もなされている。しかしながら、これ
らの主結晶格子中のSi:Alの比がほぼ等しいゼ
オライトのほとんどは耐久性がなく、酸が存在す
ると容易に結晶構造自体が崩壊して吸着作用がな
くなり吸着剤として使用できなくなるという共通
の欠点を有している。前記のシリカゲル脱湿塔か
ら出た排ガスはNOxやI2を含有しているととも
に、シリカゲル脱湿塔で脱湿したといつても、前
述のように露点−10〜−15℃程度の水分を含有し
ているので、この排ガスがゼオライトを充填した
吸着塔に入ると、ゼオライト中で酸を生成し、吸
着剤としてのゼオライトの崩壊を招き、実際の吸
着操作に重大な支障をきたす。
この発明は、上記のような従来法の欠点を除去
するためになされたもので、モルデナイト系ゼオ
ライト又は/およびクリノプチロライト系ゼオラ
イトが、酸の存在下でもその結晶構造が崩壊する
ことなく、NOxおよび水分を効果的に吸着・脱
着する性質を有することに着目し、このモルデナ
イト系又は/およびクリノプチロライト系ゼオラ
イトを吸着剤とする第1次吸着塔に核燃料再処理
排ガスを通してこの排ガス中の水分およびNOx
を吸着分離し、ほとんど吸着されなかつた残りの
I2を含む乾燥通過ガスを通常のI2除去用第2次吸
着装置に送ることにより、I2およびNOxを効果的
に除去することができる核燃料再処理排ガスの処
理方法を提供することを目的としている。さらに
第1次吸着塔で吸着分離したNOxおよび水分を
脱着して前段の溶解工程および脱湿工程に戻すこ
とにより、I2を効果的に分離できるとともに、
NOxを外部に放出しないように処理することが
可能である。
つぎに、この発明方法のシステムの工程の一例
について、図面を参照して説明する。図において
符号1は、硝酸を収容した溶解槽で、この溶解槽
1内でせん断燃料棒が硝酸に溶解され、溶液は所
定の再処理工程に送られる。また溶解槽1から発
生した硝酸ミストを含む排ガスは、コンデンサお
よびミストセパレータからなる前処理装置2を通
ることによつて硝酸ミスト、水分(トリチウム水
を含む)などの大部分の除去を受けたのち、シリ
カゲルなどの乾燥剤を充填した脱湿塔3を通り、
露点−15℃〜−10℃程度になるまで脱湿される。
脱湿塔3を出た通過ガスは、前述のとおり、O2
N2,Kr,Xe,I2,NO2,NO,H2Oなどからな
る。なお、脱湿塔3の再生時に取出された脱着水
はトリチウム水を含有しているので、トリチウム
水蒸留回収工程に送られる。
一方、脱湿塔3を通過した通過ガスは、NOx
および水分を主として除去するために吸着装置4
に導かれる。吸着装置4は、この例では、それぞ
れモルデナイト系又は/およびクリノプチロライ
ト系ゼオライトからなる吸着剤を充填した3基の
吸着塔4a,4b,4cからなつている。脱湿塔
3の通過ガスはまず第1の吸着塔4a内にその底
部から導入され、内部の吸着剤の作用でI2,NO,
NO2,H2Oが吸着される。モルデナイト又は/
およびクリノプチロライト系ゼオライト吸着剤
は、X型又はA型ゼオライトと比較してI2を吸着
する能力は低いが、酸によつて崩壊することはな
く、またNO2はそのまま吸着され、NOは吸着さ
れたのちにNO2に酸化された形態で吸着される。
この酸化性能は、モルデナイト系又は/およびク
リノプチロライト系ゼオライト吸着剤に、銅、ク
ロム、鉄、コバルト、ニツケル等の元素を活性セ
ンターとして担持させておくことによつてさらに
向上する。
図示の例では、第1の吸着塔4aを通過したガ
スは、第2の吸着塔4bに供給され、この第2の
吸着塔4bを通過したガスがI2吸着塔5に送られ
るようになつている。そして図の状態では、第3
の吸着塔4cの脱着が行われている。吸着を連続
的に行うために、各吸着塔4a,4b,4cは、
吸着2、吸着1、吸着の3つの工程を順次に行う
ように所定の順序で切換えられる。すなわち吸着
1工程では、吸着剤の吸着能力の差により、吸着
の進行にともなつてまずI2が流出し、ついでNO
およびNO2が順次に流出する。また吸着2工程
では、やはりI2がまず流出し、そのまま放置すれ
ばつぎにNOが流出する。ここで重要なことは、
吸着2工程にある吸着塔4bがNOを流出する前
に、脱着を完了した吸着塔と切換えることで、こ
れによつて後段の処理工程にNOが混入するのを
防止して、排出ガスの処理が面倒になるのを避け
ることができる。
2つの吸着塔4aおよび4bを順次に通過する
ことによつて、脱湿塔3を通過した通過ガス中に
含まれていた水分およびNOxの全部と、I2の一部
が吸着除去され、したがつて吸着塔4bを出てI2
吸着塔5に供給されるガスは、O2,N2,Kr
Xe,I2などからなる完全にドライなものとなる。
I2吸着塔5は、Agを担持し、もしくは担持し
ない公知のX型又はA型ゼオライトを充填したも
ので、供給されたガス中に含まれているI2を吸着
してI2またはAgIとして保持する。したがつてI2
吸着塔5を通過した通過ガスは、O2,N2,Kr
Xeなどを含むが、I2や水分やNOxは完全に除去さ
れていて、通常のKr,Xe等の分離工程に送られ
る。このI2吸着工程およびその後の処理は通常の
ものと同じであるので、その詳細な説明は省略す
るが、この工程で処理するガスは水分を含んでい
ないので、I2吸着塔5内のゼオライトは酸による
変質や劣化や崩壊を起すことはなく、またNOx
も存在しないので放出ガスに対する後処理工程を
容易にする。
一方、吸着2工程および吸着1工程を終えた吸
着塔4cの脱着は、この吸着塔4cを200〜500℃
程度の温度に加熱するか、あるいは加熱しつつ吸
着塔4c内に過熱スチームなどの追出しガスを少
量通すことによつて行うことができる。このよう
にして吸着塔4cから取出した脱着ガス(これは
NO2と少量の水分およびI2からなる)は、つぎの
吸収槽6内で、別途に供給される水又は稀薄な硝
酸と接触する。この吸収層6内では、 3NO2+H2O→2HNO3+NO ……(1) の反応で硝酸とNOとが約2:1の比率で生成す
る。このうち水分を含むNOガスは系路7を通つ
て前記の脱湿塔3に導かれ、また硝酸水溶液は、
必要ならば酸濃度調整槽9で蒸留などの手段によ
り濃度を調整されたのち、溶解槽1に戻される。
ただし、この吸収を効率よく行うと、水との共沸
混合比である69%濃度の硝酸が得られるので、そ
のまま溶解槽1に戻すことができる。このように
して、この系ではNOxに関してほぼ完全な閉回
路で循環させることができる。これに反して通常
の排ガス処理法である苛性ソーダ洗滌法を用いる
と、生成するNaNO3,NaNO2等は循環使用する
ことは不可能であり、累積して増える大量のこれ
らの中和生成塩を随伴する高放射能元素と共に、
隔離保管しなければならない、という欠点をまぬ
かれえない。それ故、本方法によれば、結果的に
放射性廃棄物の大幅な減容化となる。
以上のようにこの発明によれば、核燃料の再処
理工程で発生した排ガスからゼオライトによつて
放射性ヨウ素を吸着除去するに際して、酸によつ
ては分離され難いモルデナイト系又は/およびク
リノプチロライト系ゼオライトからなる吸着剤に
よつて吸着処理してまず水分およびNOxを除去
し、このガス中のヨウ素を後段のX型又はA型ゼ
オライトによつて除去するようにしたので、I2
着用のゼオライトが酸による崩壊を受けることが
なく、そのヨウ素吸着能力を最大限に発揮させる
ことができる。またモルデナイト系又は/および
クリノプチロライト系ゼオライト吸着剤によつて
吸着されたNOxを脱着した脱着ガスを再び溶解
槽または脱湿槽に返送した場合には、NOxは系
内を循環するだけで、外部に排出されることがな
く、放射性廃棄物処理上、大きな減容化を果すこ
ととなり、循環保全の面できわめて有利である。
【図面の簡単な説明】
図はこの発明方法の工程の一例を示すフローシ
ートである。 1…溶解槽、2…前処理装置、3…脱湿塔、4
…吸着装置、4a,4b,4c…吸着塔、5…I2
吸着塔、6…吸収槽、7,8…系路、9…酸濃度
調整槽。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 使用済核燃料を再処理のために硝酸に溶解さ
    せる際に発生するNOxを含む排気ガスを処理す
    る方法において、上記排ガスを脱湿塔に導入して
    脱湿する工程と、上記脱湿塔を通過した通過ガス
    を、モルデナイト系ゼオライト又は/およびクリ
    ノプチロライト系ゼオライトからなる吸着剤を充
    填した吸着塔に導入して残余の水分及びNOx
    主として吸着させる工程と、上記吸着塔を通過し
    た乾燥ガスを、X型又はA型ゼオライトを充填し
    たI2吸着塔に導入してヨウ素を吸着保持させる工
    程と、クリノプチロライト系ゼオライト又は/お
    よびモルデナイト系ゼオライトからなる吸着剤を
    充填した上記吸着塔の脱着操作により生じた主と
    して水とNO2とからなる脱着ガスを取出すこと
    を特徴とする核燃料再処理排ガスの処理方法。 2 使用済核燃料を再処理のために硝酸に溶解さ
    せる際に発生するNOxを含む排気ガスを処理す
    る方法において、上記排ガスを脱湿塔に導入して
    脱湿する工程と、上記脱湿塔を通過した通過ガス
    をモルデナイト系ゼオライト又は/およびクリノ
    プチロライト系ゼオライトからなる吸着剤を充填
    した吸着塔に導入して残余の水分およびNOx
    主として吸着させる工程と、上記吸着塔を通過し
    た乾燥ガスを、X型又はA型ゼオライトを充填し
    たI2吸着塔に導入してヨウ素を吸着保持させる工
    程と、クリノプチロライト系ゼオライト又は/お
    よびモルデナイト系ゼオライトからなる吸着剤を
    充填した上記吸着塔の脱着操作により生じた主と
    して水とNO2とからなる脱着ガスを、別途に供
    給された水又は稀薄な硝酸と接触させて上記脱着
    ガス中に含まれているNO2を水に吸収させるこ
    とによつて硝酸とNOガスとを生成させる工程
    と、この工程で生成した硝酸は上記再処理のため
    の硝酸として使用し、NOを含むガスは上記脱湿
    塔に返送することにより、NOxに関してほぼ閉
    サイクルで環循させる工程とからなることを特徴
    とする核燃料再処理排ガスの処理方法。
JP57151277A 1982-08-31 1982-08-31 核燃料再処理排ガスの処理方法 Granted JPS5940300A (ja)

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