JPH0710328B2 - 液体ベシクルを含有する汚染ガスの濾過方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体ベシクル含有汚染ガス過方法並びにその
ための装置に関する。

発明の背景技術 ガス汚染はすべて又は一部分放射能又は有毒物質が溶解
し含まれている液体ベシクルによるものである。

液体ベシクル、即ちミストは液体ベシクルを構成してい
る液体（単数又は複数）蒸気でガス相（又はキヤリヤー
ガス）が飽和されている過飽和状態から生ずる。

液体が水である場合キヤリヤーガスは湿性空気といわれ
る。

キヤリヤーガスに懸濁している粒子はエーロゾルとよば
れる。

本発明は汚染物質の存在が過部材に人の接近を阻む様
な工業分野において特別な注意を要することなく応用で
きる。

本発明は特に核環境において価値がある。

懸濁粒子、即ちエーロゾルに汚染されたガス精製問題は
空気リフトによる液体輸送回路において、特に真空下で
操作するときに特におこる。

従来技術 上記回路は図１にあらわされる。そのパイプ１は液体３
を入れている槽２から分離槽４に液体をあげるに使われ
る。液体３はガスから分けられパイプ５によつて出され
る。液を上昇させる空気はパイプ６から吹込まれる。

送られる液体からの駆動空気分離は分離槽においてエー
ロゾルをつくる。

パイプ７をへて出るエーロゾルのキヤリヤーガスは蒸気
飽和空気より成る。エーロゾル粒子は移送液体の組成を
もつ活性液体ベシクルである。上記液体は一般に汚染塩
類を含む水溶液である。

図１で示されている古典的精製法においてエーロゾルは
多量の液体ベシクル（最高80％程度まで）をおさえる又
は捕集するミスト除去機８（ここでは平行梯子として示
された）をとおつた後過機９を流れる。過機は微小
ベシクル（約７μ以下）および（又は）固体粒子の両方
であるエーロゾル内の残留活性分の隔壁として作用す
る。汚染粒子は過機内の過媒質によつて捕捉され
る。

この装置全体は生物学的又は放射線学的防護壁10によつ
て外部から隔離された小室内におかれており人の室への
接近は禁止されている。真空回路11が過機の先におか
れており、それは保守容易のため反対に接近可能域にあ
る。したがつて過機を出るガス12は作業員接近域に適
当な活性を絶対にもつ必要がある。

乾燥ガス過に十分有効な過媒質は従来から知られて
いる。しかし過されるガスが液体ベシクルを含む場合
効率の相当量の損失が認められている。エーロゾル過
においてこの過媒質は次第に濡れ湿点までにもなる。

汚染ガスの精製度は入るガス体中にある活性対出る同じ
ガス体の残留活性の比に相当する脱汚染フアクターF_Dで
測定される。過機が濡れた場合F_Dは１に近づき汚染に
関する過機の隔壁役目は無効となる。

この現象は時として特に送られる溶液が熱いときは全く
速く（約10時間後）あらわれ、一般にも約100時間後に
あらわれる。過機の寿命が通常約少なくも３ケ月であ
るのに比べてこれは余りにも早すぎる。

したがつて過材料をしばしば交換する必要があり、多
少それは経費がかかり、放射性物質および（又は）汚染
物質取扱操作数を倍加し処理廃物量を増加する。

ここで過されるガス湿度とガス中の液体ベシクル（ミ
スト）量を低下してこの問題を解決しようとする試みが
なされて来た。

種々の解決法が試験されている。第１の方法はミスト除
去機を性能のよいミスト除去機（材料、設計概念その
他）と変える方法である。第２方法としてエーロゾルの
露点を低下しその粒子を膨張させるため、ミスト除去機
の生産性を改善するため除去機の前に凝縮冷却機をおい
てエーロゾルをそれにとおすことも提案された。第３の
方法は単独で又は第２方法と共に用いられ、ミスト除去
機を出たエーロゾルは、過前に加熱装置中で液体ベシ
クルを蒸発させガスを過熱する様対流により加熱され
る。次いでガス相は過機をとおりそのガス相は過媒
質によつて保持されている固体汚染粒子を負担させられ
る。

不幸なことに排出ラインにおける装置の置換又は追加が
常に可能ではなく、このための適当なスペースが常にあ
るとは限らない。更にこの様な操作は浄化、装置の停止
および用心を要するが、これは経費がかかる。

他の欠点はこれらの追加装置が生物学的および（又は）
放射線学的防護壁によつて外界か遮断された小室中に設
置される必要がある。人の小室への接近禁止により装置
の清浄化と保守がむつかしく費用がかかる。更にその存
在は小室のためにより大容積を必要とし、小室のより強
力連続換気を要しまた生物学的および（又は）放射線学
的防護壁のより大きな規模を要し、これらは更に経費を
増加する。

したがつて人の接近し難い小室に追加設備を要せず、人
の接近可能範囲から容易に保守できかつ設備容積を増す
ことのない経費面でも効率よい解決法が求められてい
る。

また現存設備の性能を改良するか新要求に対応するかい
づれかにより現存設備に実施し易い解決法求められてい
る。

発明の概要 この目的のため本出願の発明は汚染ガスの効果的精製方
法および核工業の特殊要求に適合する上記方法実施の為
の装置を提案している。

特に本出願人は液体ベシクル（即ちエーロゾル）をもつ
た汚染ガスを上記エーロゾルが入る中央中空部周りにあ
る、上記中空部内に設けられた輻射熱源によつてエーロ
ゾルの露点以上に熱せられた過媒質にとおして過す
る方法を発見したのである。

核環境内、特に真空回路内で使う過機における過材
料は過されるエーロゾルが上記中空部に入つた後過
媒質を横切る様連続して配置されている。

もちろん入る汚染されたエーロゾルは中央中空部にのみ
向けられ清浄排出ガスは汚染エーロゾルと接触すること
なく排出される様な手段がとられている。

一般に中空部は断面円形の円筒形をしているが、楕円
形、６角形等の他の断面形のものも可能である。

過媒質は過される特定汚染エーロゾルに適したもの
で経験者によつて一般にえらばれたものである。本発明
は普通の加熱に耐える限り固体放射能粒子を保持しうる
どんな過媒質にも使用できる。核分野で平常使われる
材料は焼結金属（例えばステインレス鋼）、セラミツク
ス、繊維状物質、セルロース、繊維被覆紙等がある。本
発明は効率又は適当効率過機並びに超効率過機
に応用できる。

過媒質はエーロゾルをとおす有孔囲い内の過機内に
配置でき又は媒質は囲い使用を阻むに十分な機械的強度
をもつ。

ガスが通過する過機媒質単独又は媒質と有孔囲いを含
めての過機部分を“過本体”という。

本発明によれば輻射源は過機内上記中央中空部中にあ
り、過媒質がエーロゾルの露点以上の温度に熱せられ
る様に直接輻射又はこの熱を過媒質に伝達する伝導性
有孔囲いを熱する熱輻射のいづれかにより過媒質を加
熱する。媒質と接触する液体ベシクルは蒸発し媒質中に
固相汚染物を残す。過機から出るものは液体ベシクル
の液体蒸気を含んだガス相であり、液相が水ならば正に
湿ガスである。過媒質の示す温度と上記媒質厚さをと
おすガス流速は上記媒質中の蒸気の再凝縮を防ぐに十分
である。

輻射加熱は過媒質上に温度自体の分散現象によつて均
一温度をえるに役立つが熱吸収は熱源と受けとる側の温
度差−第４パワーにあげられる−に比例する。

更に透熱的ガス（例えば空気）の場合輻射熱は先づ液体
ベシクルによつて吸収されそれを蒸発するに使われる
が、ガスは殆んど全く熱せられない。

輻射源によつて与えられた熱エネルギーは露点をあげ液
体を蒸発させるに最も効果的に使われる。

輻射源とその配置の選択は使用過媒質、その厚さ、
過機方法により決定される。

その過媒質は使用熱に耐える必要がある。焼結金属媒
質を使うならばサーモウエル又はグローブ指形シースに
入れた電気抵抗体によつて加熱できる。しかし紙媒質を
使うときは赤外線ランプがそれに役立つであろう、その
使用は過機にえらんだ使用法により適当することもし
ないこともある。故に核環境と立入禁止区域においてラ
ンプ使用はランプバルブ中こわれ易いガラスのあるため
不適当である。

過機各部（過媒質カル（cum）容器と他の部）の到
達温度はこれらの成分の機械的性質と適合しなければな
らない。エラストーマーシールは最も問題がある。これ
らは80℃以上100℃位の温度において殆んど適当するシ
ーリング確保ができない。しかし熱架橋（伝導による熱
移動）を避けるため又は源泉配置に注意を払うことがで
きる。

従来技術とちがつて過機に入るガス中の液体ベシクル
量は重要ではない。本発明による方法はミスト除去機で
液−ガス分離後も除去機のないと同様使用できる。後者
の場合は特にやりがいがある；即ちこの方法はミスト除
去機をもたない現存設備に適用できるのである。

本発明はどんなガスでも、特に空気および過機内の普
通温度で危険な程不安定でない限りどんなエーロゾル
（水、溶媒、酸又は他のベシクル）にも応用できる。故
にこの理由のためトリブチルホスフエート（引火点146
℃）の様な燃焼性有機溶媒は除外される。

過されるエーロゾルはまた（不溶性）固体粒子を汚染
でもそうでなくても含んでいてもよい。これらは本発明
の応用を妨げるものではなく、過機においてとられ
る。

ガス種々の圧力で循環される。実際過媒質をとおすこ
とのみが必要で、媒質への出入圧力差は例えば過機下
流に設置した真空装置により装置を減圧下におくことに
より又は供給ガス加圧により保たれる。これはガス相
過の一般方法である。

本発明はまた本発明の方法実施のための現在過機に適
合する、即ち適合させうる装置を提供する。

正に本発明は汚染性液体ベシクルを含むガスの有効過
ができる、壁に適当な開口があけてある生物学的および
（又は）放射線学的防護囲い内い入れてある過機であ
つて、次の各部： （１） ガス流入口とガスがとおつて出る周辺出口およ
び上記生物学的および（又は）放射線学的防護壁にとり
つける部材をもつハウジング； （２） 上記ハウジング中に着脱し易くつけられ過さ
れるガス流が流れる中央中空部の周りにある過本体よ
り成り両端に各１枚の板をもちその１枚は中空部さに
ガス入口がある過部品および上記過部品とハウジン
グ入口の間のシーリング部材； （３） 生物学的および（又は）放射線学的防護壁中の
開口をふさぎまたそれをとつた時過部に接近できる着
脱できる生物学的および（又は）放射線学的防護プラグ より成り、上記過部品の生物学的および（又は）放射
線学的防護プラグに最も近い板は過部品の中央中空部
のグローブ指形シースをつくる金属壁より成り、加熱用
部材はシースと１線にプラグ中に設けられた管孔のため
上記シース中に配置され、したがつて上記加熱部材は外
から過部品からとりはずすことができ、コアはそれ自
体の生物学的および（又は）放射線学的防護部材をもつ
ている様な過機である。

付図の簡単な説明 本発明の過装置は本発明の好ましい実施態様断面図で
ある図２について今や詳述する。この図は普通真空型エ
ヤリフト方式に使われる様な垂直に上方に取出しうる
過機を示している。過機のこの垂直配置は過機をと
り扱い易くするが、本発明の方法実施に必要な特徴では
ない。

好ましい実施態様記述 汚染物保留の基礎となる過材はイオン化性および（又
は）汚染性放射線が透過できずしたがつて外界を防護し
ている囲いを区切つている生物学的および（又は）放射
線学的防護壁内におかれる。この壁は特定型放射線を遮
断する様設計されている。

図２に示されている過機は肩14をもつ開口がある生物
学的および（又は）放射線学的防護スラブ13の下に置か
れ、上記肩14にはハウジング15の肩16が上に組合わされ
る。

したがつてハウジング15はスラブから吊下げられる。生
物学的および（又は）放射線学的防護壁内にハウジング
を設ける他の方法および手段は本発明の範囲内で考えら
れるであろう。

過部品17を入れたハウジング15は一般に金属壁でつく
られる。それには開口３ケ所あり、１ケ所はスラブの開
口をとおり接近できる処から入れられる過部品通路で
あり他の２ケ所はガス入口18と出口19に対応する。図２
に示されている様な２ケ所はガス管に接続する突出管を
成している。

過部品17は中空部21をもつ過機本体20、過本体の
両端にあり、中空部を閉じている板22と23および過部
品をハウジングに固定している部材の各部より成る。

図２の実施態様において過機本体20は円形断面をもつ
中心中空部21を成す環状円筒形である。しかし中空部は
断面が楕円形、角形その他の形でもよい。過機本体は
一定厚さももつ。

図２の実施態様において過機本体は有孔支持囲い使用
を要しない十分な機械的強度をもつ焼結金属より成る単
なる過媒質それ自体である。この過媒質支持囲いが
必要ならば、それはちがつた断面をもつ２個の同心円筒
壁より成り上記２壁の間に過媒質をつめまた上記壁は
ガス通過のため有孔板とする。

図２の底板22はハウジングへのガス入口18に面してあ
り、過部品の中空部にガスを流入させる開口24があ
る。例えばエラストマーＯ環の様なシーリング部材25が
ハウジングの管部分と板の開口の間に入れてある。

図２において過機はハウジングから吊下げられる。こ
のため過本体の円筒と同軸と円筒金属部26が生物学的
防護壁に近い板、即ち上部板23についており、上記円筒
金属部はフランジ27で終り、その肩はハウジングの相対
する肩28上にとどまる。

上記取付け法は便利であるが、ハウジングと過機の他
の取付け方法も可能である。

フランジ27とハウジングの間にシーリング部材があり、
好ましい実施態様においてこの部材はプラグ重量による
圧縮シール（図示されていない）である。

図２による垂直過部品はハウジング内でプラグによつ
て位置に保たれ、その重量はフランジ27とハウジング肩
28上にとどまる。

一般に過部品を位置につける他の手段は例えば過機
の位置（垂直、水平、傾斜）に関係なく遠隔取はずしで
きる固定具を使用できる。

ガス入口18をとおりハウジングに入るガスは過部品17
の開口24をとおり中空部21に直接入つた後過本体20を
横切つてハウジングと過部品の間の空間30に流入しハ
ウジングの横出口19をとおつて出る。

過部品は人の近づける領域（生物学的および（又は）
放射線学的囲い外）タンクから生物学的および（又は）
放射線学的防護壁13内に挿入されたプラグ29までのハウ
ジングに出し入れ出来る。プラグは壁と同質のものでで
きていてもよく又はちがつていてもよい。

プラグは入れた場合壁13の共に生物学的および（又は）
放射線学的防護の継続性を確保する。プラグと過部品
の取扱いは適当は移動覆い（フランス特許第2,560,710
号記載の様な完全生物防護を確保する）内から操作でき
る。

シール27平面と過部品の上部面23（生物学的および
（又は）放射線学的防護壁に面している）の上にあるハ
ウジング各部の特に過部品建設又は修理運転中汚染の
ないことを確保するため、上記部品はそのフランジ27の
さでプラグと例えば溶接によつて固定される。

この特徴は絶体必要なものではない。

プラグ取はずしは過部品に近づかせる。プラグと過
部品が別部分としてつくられると、過部品は挿入され
グリツプ部材によつて修正される。プラグと過部品が
互いに固定されると、プラグ取はずしは過部品も外に
出し、他のプラグと過部品組合せ品が挿入され又は部
品のみが交換されるがプラグは同じままである様な方法
がとられる。

本明細書記載の過機自体は知られている。汚染液体ベ
シクルを含んでいるガスの外部装置を変更せず人の接近
範囲から容易に保守できる簡単な手段により過する問
題解決のため、本発明は過部品の中空部中グローブ指
形シース（以後単に“シース”という）内に加熱部材を
おき、また生物学的および（又は）放射線学的防護プラ
グ中に連動する覆いの必要なくプラグおよび（又は）
過部品と関係なくそれ自体の生物学的防護部材をもちま
た上記加熱部材を扱いうる管孔をつくることを提案して
いる。

本発明による方法を充足する輻射源は加熱部材32をもつ
グローブ指形シース31より成る。図２の加熱部材は電力
供給リード線33をもつ電気抵抗体32であり、それはシー
スから絶縁し機械的強度を与えている熱伝導性セメント
34に埋め込まれている。

電気抵抗は生物学的および（又は）放射線学的防護囲い
外の電源に接続された電線33によつて供給される。

実際シース31は生物学的防護壁に最も近い過部品板23
上につけられており、過部品の中空部中過媒質の全
長にわたりのびている指形金属壁より成る。

この実施態様の電気抵抗体はその熱をセメントに送りセ
メントは熱をシース壁にうつし順に過本体に輻射す
る。

伝導により移る熱低下のため輻射源と過部品間の熱的
架橋がよわいことは確実である。故にハウジングと過
部品間のシーリング部材（例えばエラストーマーシー
ル）が保護される。

他の配置があつてもよい。電気抵抗体は囲い外から供給
できる他の加熱手段（例えば赤外線灯）で置換でき、そ
の場合リード線はプラグをとおして配線される。一般に
輻射源は過媒質に望ましい温度、媒質と他の過成分
の許容温度および他の核運転条件に適する様えらばれ
る。

シース中に入れられる加熱部材は清浄（無汚染）に保た
れ、過部品よりも注意を要せず扱うことができ、更に
過部品と関係ない。

過部品に入る過されるエーロゾルの分散と熱分散改
良のためシースの外壁上にフインをつけることができ
る。

必要ならば加熱部材の電力供給線をとおしまた特にプラ
グと無関係に上記部材と過部品を手なおしできる様シ
ースと同軸にそつて生物学的防護壁に管孔35がつくられ
ている。明らかにシースがついている過部品の板も同
様に管孔（シースの開口）があいている。

管孔35はそれ自体生物学的および（又は）放射線学的防
護部材をもつ必要がある。

図２に示されているとおり、管孔35は生物学的防護プラ
グ29中につくられ、その直径は実質的にシース直径と等
しい。管孔の上部は付図には示されていない小リードシ
ヨツトの充填物（囲い内）をもつ。加熱部材と電線と充
填物集合品は板36（スラブ13と連続平面を成す）を除去
後接近できる位置から電線（図２の線）のついた加熱部
材を単につかんで処理しそれを管孔中にすべり込ませ
る。

本発明による装置は特許請求の方法の実施によつてエー
ロゾル過問題を解決する。それは製造と保守が容易で
あり操業設備の改良を必要としない。過機保守に含ま
れる普通の操作は影響されない。過部品に達するため
加熱部材だけをとりはずす必要がある。

図２に示す上記装置は真空エヤリフトで試験しておく。

送られる液体はフルオレセイン10g/の50℃水溶液であ
る。駆動空気流速は1480Nl/時である。ポンプで水柱6m
の真空を生じる。液中沈下は40％である。送液量は理論
的に825／時である。

過機は図２に示されたものである。過媒質はユージ
ン社商標“ポラル”として発売されている３μ焼結ステ
インレス鋼である。

ミスト除去機における温度は44℃である。

過機における温度は 入口において 36.8℃、 大気温 26.7℃ 出口において 41℃、 ハウジングにおいて 57.6℃ 抵抗体表面 492℃ 底シールにおいて 47.3℃ 上部シールにおいて64℃。

F_Dは273である。試験は55時間継続した。

かくてこの方法と簡単な装置によつて、 液体ベシクル存在において過機はその十分な効力を
保つ； 過機手前にミスト除去機がなくとも完全にできる； 低圧飽和ガスの含水量が高圧飽和ガスの含水量よりも
大きい様な減圧回路においてさえこの方法は応用でき
る； 装置は非常に低廉である； この装置は水分をガスから加熱蒸発するよりも直接加
熱し過媒質を露点以上の温度に保つにエネルギーが少
なくてすむので空気加熱機よりも運転が経済的である； 単に過部品中に空所をつくり（その空所は核環境に
使われる殆んどの過機にすでにある）プラグを入れそ
れを生物学的および（又は）放射線学的防護部材で密封
するだけで現在の過機のいづれよりも容易に再構成で
きる； 活性環境における作用は必要としない； 過部品の取扱いに何の複雑も加わらない； などの好ましい結果がえられるのである。

【図面の簡単な説明】 図１は従来の装置配置の概要図である。 番号２……液槽 ４……分離槽 ８……ミスト除去機 ９……過機 図２は、本発明の過装置図である。 番号15……ハウジング 17……過部品 20……過本体 21……中空部 18……入口 19……出口 29……プラグ 13……防護壁 32……加熱部材 31……シース 35……管孔

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エーロジルともいう液体ベシクル含有汚染
   ガスをエーロジルの入る中央中空部の周りにある過媒
   質をとおし過する方法において、上記過媒質を上記
   中央中空部内にある輻射源によりエーロジルの露点以上
   の温度に加熱することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】使用する過媒質が焼結金属より成る請求
   項１に記載の方法。
3. 【請求項３】過媒質がセラミツクである請求項１に記
   載の方法。
4. 【請求項４】ガスが低圧において流通させられる請求項
   １、２又は３に記載の方法。
5. 【請求項５】非常に効率で過される請求項１から４
   までのいづれか１に記載の方法。
6. 【請求項６】過前のガスがミスト除去機をとおる請求
   項１から５までのいづれか１に記載の方法。
7. 【請求項７】過されるガスがエヤリフト利用液体移動
   装置から来る空気である請求項１から６までのいづれか
   １に記載の方法。
8. 【請求項８】壁に適当な開口がつくられている生物学的
   および（又は）放射線学的防護囲い内におかれており、 ガス流入口（18）とガスの周辺出口（19）をもちまた上
   記生物学的および（又は）放射線学的防護壁にとりつけ
   る部材をもつハウジング（15）； 上記ハウジング（15）内に取はずし自在にあり、過さ
   れるガス流が通過する中央中空部の周りにある過本体
   （20）より成り両端に板をもちその一方は中空部にガス
   の入る開口をもつ本来の過部品（17）および上記過
   部品とハウジング入口（18）の間のシーリング部材；お
   よび 生物学的および（又は）放射線防護壁（13）中の開口を
   ふさいでいる取はずし自在の生物学的および（又は）放
   射線学的防護プラグ（29）であつてそれを取はずせば
   過部品に接近できるプラグ（29） の各部より成る過装置において、生物学的および（又
   は）放射線学的防護プラグに最も近い上記過部品（1
   7）の板（23）は過部品の中央中空部（21）内のグロ
   ーブ指形シース（31）を形成している金属壁より成り、
   加熱部品（34）はシース（31）と整列してプラグ（29）
   内につくられた管孔（35）のため上記シース内にあり、
   上記加熱部材は外から過部品と別に取はずし出来る、
   またコアはそれ自体の生物学的および（又は）放射線学
   的防護部材をもつ請求項１から７までのいづれか１に記
   載の方法実施用過装置。
9. 【請求項９】加熱部材が電線により供給される電気抵抗
   体より成る請求項８に記載の過装置。
10. 【請求項１０】加熱部材が赤外線バルブより成る請求項
    ８に記載の過装置。
11. 【請求項１１】過部品が生物学的防護スラブ（13）か
    ら吊下げられたハウジング（15）の肩（28）上にフラン
    ジ部分（27）によつて支えられ、上記過部品（17）と
    上記ハウジング（15）間の密封は生物学的防護プラグ
    （29）の重量作用による圧縮シールによつてえられかつ
    底板はガス流入口をもちまた上部板はシースをつけてい
    る請求項８、９および10のいづれか１に記載の過装
    置。
12. 【請求項１２】上記プラグ（29）が過部品（17）と固
    着してつくられ両者が同時に挿入取出しできる請求項８
    から11までのいづれか１に記載の過装置。