JPS5954946A - 銀ゼオライトを充填したフイルタのリ−ク検出方法 - 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】 〔発明のオリ用分野〕 本発萌は、銀ゼオライトを充填したフィルタのリーク検
出方法に関するものである。□〔従来技術〕　　　　　
　□ 原子力発電所などの原子カプラントにおいては、環境保
全の立場から、放射性ガス、特に放射性ヨウ素の放出全
防止するために、除去烏率９６％以上の高性能なヨウ素
除去フィルタが設置されている。　　−□ とのヨウ素除去フィルタの性能全維持するためには５．
高性岬なヨウ素、吸着材を用いることは言、う　。

までもないが、高性能なヨウ素吸着材を用いた場合で尾
Ｊ装置化の際に・こ吸着材の充填層に輌□１ｍ匁〜　□
いし１４層部が存在したシ５．フィ、ルタ枠やガスケッ
トなどにバイパスリニク路□が存在すると、フィルタ装
置全体の性ｉよ篠下する。−のため、ヨウ素除去フィル
タの設置時および設置後に定期的にリーク検査をする必
要がある。そして、午のヨウ素除去フィルタには吸着材
、とじて添着炭が用いられ、そのリーク検出には添着炭
に：物理成層するフレオンが用いられていた。　　　　
′ 一方、近年、ヨウ素除去フィルタに従来の添着炭に替わ
る高性能、長寿声のヨウ素吸着材、として銀ゼオライト
ヲ用いる試十がイさ□れて龜る゛。しかし、銀ゼ些うイ
トヲ、空填、シ飽つ県除去フィルタのリーク検出にイレ
オイを用いる場合には、辿′ボの大気条件におシるフ、
レオ／の吸着力が小さいため、フィルタの出口濃度が高
くなり、フィルタのリーク検出は不可能であった。　　
　　　・〔発明の目的〕 ・本発明は、銀ゼオライト’ｘ吸着材とするヨウ素除去
フィルタのリーク検出全物理吸着性物質のガニ　”　’
Ｋを’ＪＩＪ’ｌｘで実施可能とすることを目的とする
もの・である。

□〔発明の概要〕 本発明は銀ゼオライトラ吸着材として充填してなるヨ・
つ累・除去フィルタのリークを検出する方法□にお込て
、前記銀ゼオライト上凝縮性ガスに対する成層活性を有
するｙｉａｌ孔が残存する状態で物理吸着性物質のガス
Ｗ＝気させること全特徴とするも本発明ば、□銀ゼオラ
ーｔｌ’トｉ着−とするヨウ素除去フプルタのリーク検
出にフレオン省用いる場曾に、フレオンの吸着力の低下
する原因が、銀ゼオライトに凝縮性ガスでやる水蒸気が
吸着すると７しすンの吹ン冒サイトがうずめられてしま
うことに基づいている点全明らかにし、その影響の排除
には、例えば、銀ゼオライト１ｇ当り、□凝縮、性ガス
の吸着誉が凝縮液体として０．１１ｃｍ３（水゛の場合
Ｏ９ｉ′１ｇ）以下、□又は′□様蛍□オライド吸着材
に通気するガス中の凝縮性ガスの蒸気圧Ｐに対する凝縮
性ガス、の飽和蒸、気圧Ｐｓの比Ｐ／Ｐｓ’ｉ０．２以
下にして、その影響全排除してフレオン腎よるリーク検
出全可能ならしめたものでやる。

以下、検討結果につ諭て説明する。

ヨウ素吸着材として用いら些る銀ゼオライトは、結晶性
のゼオライトＮａ２０　：Ａ、ｔ２０ａ　：ｍ５ｉ０２
　：ｎｌ（２０（ここで、ｍ、、ｎはゼすライトのタイ
でによって大まる値で、Ｎタイプの場合には、ｍ冊２．
５±０．５、ｎ　＝　６．２〜８である。）劣、ベース
とし、このベースのＮａ全Ａｇと置き換炙たも？である
。ゼオライトはこのように、’ＮａｋＡｇ々どの他の金
属と置窄することがアき、る９力に木き彦特徴の一つで
、種々の置換品が触媒などに広、く用吟られているが、
他の大きな特徴と、して、ゼオライト中に結晶水として
取ｖｈまれだ水が乾燥なグで除去された後の孔が均一な
孔径４有してい、る点があげられる。この孔は、細孔て
、フンオンガスなど種々のガスの吸着サイトとカるが、
孔径が小さく（人オーダー）、均一であるため吸着ガス
の分子径によって吸着性が異なり、所謂、分子ふるい、
（モビキュラー・シーブ）として作用する。

銀ゼオライトによるヨウ累除去は、ヨウ素全化学的に固
定するＡｇをゼオライトのＮａとの置換性を利用して、
ゼオライト上に確着して行なわれる。そして、リーク検
出に用いられるフレオンの吸着は、結晶水の除去された
後の孔の吸着性を利用して行なわれる。しかし、結晶水
が除去された後の孔は、種々の凝縮性ガス全吸着するた
め、凝縮性ガスが多量に存在する場合には孔がうずめら
れてしまい、フンオンガス着されなくなる。特に、凝縮
性のガ子が水蒸気である場合、：例えば、一般大気中に
水蒸気が多量に含まれている場合には、ゼオライト中に
も水蒸気が吸着されて結晶水として強固に吸着される。

従って、一般大気中でヨウ素除去フィルタのリーク検出
を行なうことはできない。

そこで、銀ゼオライトに対する凝縮性ガスの吸着性を、
水蒸気について実験的に求めた、第１図はその結果を示
すもので、横軸には雰囲気中の水蒸気圧（ｐ）７飽η泊
水蒸気圧（九）が、縦軸に□■ ぽ−ゼオライトに対する水の平衡’ｍ＝ｌ、ｉ□−３水
／ｇ吸着材）が示しで名り’、’Ａ癲Ｍゼ□オ□ライ臂
の場合含水し、Ｂｉ′比１ｌｆｉ２モた込に□−着炭の
場合１示し、Ｃが廃電所内雰囲′気□の範囲ヲ余してい
る。ｔゼオライトに対す迩水δ粟ｍｌ−着量：はＰ′／
Ｐ′ｓ□が大きくなると共に増加する傾向に□あるが、
ｐＺＰｓ力ＩＫ　Ｏ，２ま去は急層な増力ｉ、□０．２
．ｆＭ上で１（２））や□例な増加になっている。との
Ｐ’／　ｐ”　ｓ□が０．２以下の吸水は、ゼオライト
の持つ人オーダーの細孔、すなわち、吸着活性を有する
細孔□におけ名水あ吸着で漬るため、Ｐ’　／　Ｐ’　
ｓ系０’、　２以上の場合は、ｉ々のガスの吸着サイド
となる細孔が□水でうず込られて、他のガスが吸着され
なくなること全示しでおり、この結果、フレオンなどの
他めガスヲ吸着させるためには、凝縮性ガスのＰ　／　
Ｐ”’ｓ　系”Ｏ’、　２以下すなわち、：第１図めＤ
の範囲内になるように、：換言すれば、水の吸着量がＯ
’、　１１　ｃｍ”　／　ｇ”　（０，’ｌ　１水／ｇ
吸着材）以下と力るよ；”＜、ｍｌすｉば食いことにな
る。　　　　　　　　　　　　′　　　゛　　　□〔発
明の実施例〕　　　　　□ 以下、□実施捗りについて説明するす □第２１癲−実施例を実施す□る装置のフローを示すも
めで、１はヨウ素フィルタノミウ□ジンク、′２はヒー
ター、３ば銀ゼオライト□充填フィルタ、４はフレオン
発生器、５はフレオンｉ雇測定器で、ヨウ素フ猪ルタハ
ウジング１中の処理勇スめ入口側にヒーター２が、処理
ガスの出ｉ側に銀ゼ穿うイト充填□フィルタ３が設置さ
れ、ま泥ヨ□つ素フィルタハウジ□ング１中の上床側□
にはフレオン発生器４からの配管が接続されＪさらに、
銀ゼオライト□充填フィルタ３の上流側お上び下流狽ｉ
］’からフレ第１ンａ□度測定□器５につながる絵管が
接続されている。

この装置め１）−り検出を行うには、処理ガス全ヨウ素
ライル夛ハウジング１内に流シ、ヒーター２′によって
処理ガス察後述□する（２）式□に則っぞ加蔗してＰ／
”’Ｐ’ｓ全０．２以〒とする。どのままの状態で、所
定の時間、例えば、銀ゼオラオトカ÷吸水しそいない□
場合□は０、銀ゼ芽ライトがｏ、１１ｇ／ｇ吸着材１で
吸水している場合には約１０時簡程度通気した後、フレ
オン発生器４から空気などのキャリアガスとともにフレ
オンを導入する。導入が安定するのを待って、銀ゼオラ
イト充填フィルタ側から通気ガスの一部をフレオ ン濃度測定器５に導Ｌフレオンの濃度誉測定し、下式よ
よつア、−２率ヶ算ヵ、！−６゜　　１□　　　　。

・□・、・・・、ｆ・・・ω フレオン濃度測定器５としてはＥＣＤ（電子捕ｉ検出器
）付ガスクロマトグラフが好適である。１・次に、処理
ガスの加熱条件を、水蒸気圧と温度との関係を用いて説
明する。第３図は水−気圧と：温度との関係を示すもの
で、横軸、縦軸渥は、それぞれ、温度（Ｃ）、水蒸気圧
（ｍ”ｒｎ、、Ｈｇ　）が示してあり、Ｐ／　Ｐ　ｓ　
＝　１　、　”’０．７　、ｌ　０．５め場合が示しで
ある。例えば、処理りスが、３’、、ＯｃでＰ’／Ｐｓ
あった場合には、処理ガスが３０　Ｃ％　Ｐ　／　Ｐ　
ｓ　二０．５の場合の水蒸気圧は’１６　ｍ　ｍ）ｉ　
ｇであるから、（９） これ’ｆｅ　Ｐ　／　：ｌ）ｓ二〇、２以下とするよう
なＰ８は８’Ｑ　ｍ　ｍ　）（ｇ以上となる。そして□
、Ｐｇ”１８０ｍ’ｍＨｇ以上にするためには、４７′
ｃ以上、すな□わち、温度上昇ΔＴが１７′：Ｃ以上に
揺るようにカロ熱すればよいことになる。また、処理ガ
スが３゜Ｃ、Ｐ　／”’Ｐ　ｓ　＝　０．７の条件（発
電所内一般芽囲気最犬値）の場合は、同様に算出すると
必要な温度上昇ΔＴは２３Ｃ以上となり、その他の場合
も同様な手順で算出できる。

この必要な温度上昇ΔＴｆｆｉ得るだめの最小のヒータ
ー容量は、下式で算出できる。

Ｗ（ｋＪ／ｓ、ｋＷ］ ：２．５Ｘ１０−’、Δ’［’−Ｆ　　　　・・川・・
・・（２）ここで、Ｗはヒーター容量、０．９２　Ｃｋ
　Ｊ／ｍ８ｃ：］は空気の比熱、Ｆは処理ガスの゛流量
である。

（２）式を用いると、通気ガスの条件が３００゜Ｐ　／
　Ｐ　ｓ　＝　０．５　（Ｄ場合にはＷ＝４．２５Ｘ１
０−３Ｆ’　。

３０Ｃ，Ｐ／Ｐｓ　＝０．７（Ｄ場合にはＷ−（１０） ５．７５Ｘ１０−３Ｆとなる。　　　　　、　　　。

従って、この方法ヲ、用いて５．処理ガスを加熱：すれ
ば、Ｐ　／　Ｐ　ｓ　−＝　ｏ、　２．昼下とすること
力、１にできる。ので、従来この条件を満尽せず、実姉
てきなかつ牟銀ゼオライ、トを充填したフィルタのフレ
オンによるリーク検出が可能と、なる。

前述の実施例にお緊ては、処理ガスの温度年上げてＰ／
Ｐｓ’ｉ低下おせたが、前段に除湿器を設置しても同様
の効果上、、、得ることができや。々お、銀ゼオライト
の湿１良低減用のガスの流路を別途に設けてフィルタの
リーク検出の必要な時にはこの流路からの通気咳、よっ
て銀ゼオラ、イトの湿度低減を行なってもよい。また、
銀ゼオライトは一度乾燥したもやは、０．１　ｔ、ｇ、
／ｇ吸着材まで吸、水するのには、少なくとも３：時間
以上かかるので、あらかじめ乾燥処理をしておけば、通
気ガスの性状に関係なく、吸水するまでの間にツーオン
によるリーク検出を行うことができる。この転学処理と
は、Ｐ　／　Ｐ、ｓ　＝　０．２以下のガスを流すこと
、あるいはオーブン等による乾燥を言う。なお、通常市
販、の。

（１１） 銀ゼオライトは約４０（１ｍ；で乾燥されているので、
そのまま使用すれば、仰等の操作な：しに最初のリーク
検出は行うことができ、る。

ま冬、前述の実、流側では凝縮性ガスとして、水Ω場合
について述べたが、、他の油などの有機物ガスの場合に
も同様、の効果が得られ、またリーク検出に用いるガス
とし：て）、レオンの場合について述べたが、ＣＣｔ４
　、ＣＨＣ４ａな、、ど他の物理吸着性物質のガスの場
合にも同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上の如く、本、発明は、銀ゼオライトヲ吸着、材とす
るヨウ素除去フィ／Ｌ／夕のリーク検出、全物理吸着性
物質のガスを用いて実施可能とするもので、産業上の効
果の大なるものである。　　　。

【図面の簡単な説明】

第１図は、銀ゼオライトおよび添着炭の吸水量と水のＰ
　／　Ｐ　ｓとの関係を示す線図、第２図は、本発明の
竺ゼオライトス充填したフィルタのり、り検出方法の一
実施例を実施する装置のフロ７図、第３図は、水蒸気圧
と温度との関係を示す線図で（１２） ある。 ■・・・ヨウ素フィルタハウジング、２・・・ヒーター
、３・・・銀ゼオライト充填フゴルタ、４・・・フレオ
ン発生器、訃・・フレオン濃臀測定器。 、代理人　弁理士　ち崎博、男 、　　　　　　（ほか１．名） （１３） 第　Ｉ　　図 ０　　　０２０４　　　０、ｌｉ　　　　（１８１０、
仰和水薫気圧（Ｉ’ｓ、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銀ゼオライト全吸着材として充填しでなるヨウ素除
   去フィルタのリークを検出する方法において、前記銀ゼ
   オライトの凝縮性ガスに対する吸層活性全有する細孔が
   残存する状態で物理吸着性物質のガスを通気きせること
   金荷徴とする銀ゼオライトを充填したフィルタのリーク
   検出方法。□　　■２、前記凝縮性ガスが水蒸気で、該
   水蒸気め凝縮した水の吸着量が該銀ゼオライト１ｇ当り
   ０．１１ｇ以下に保たれた状態で、ガス全通気させる特
   許請求の範囲第１′項記載の銀ゼオ〉イトヲ充積したフ
   ィルタのリーク検出方法。　　　′ ３、前記水の吸着量が前記銀ゼオライト１ｇ当９０．１
   １ｇ以下に保たれた状態が、相対湿度が２０′％以下の
   ガスを通気して得られる特許請求の範囲第２項記載の泌
   ゼオライトを充填□したフィルタのリーク検出方法。 ４、前記相対湿度が２０％以下のガスが、前記銀ゼオレ
   イト充填レイルタの前段に設けられた式％式％ ここで、Ｗはヒータ容量（ｋＷ） Ｆは銀ゼオライト充填フィルタに通気 ｊるガスの流量（ｍ３／ｈ） で算出される容量以上のヒータによる加熱で得られる特
   許請求の範囲第３項記載の銀ゼオライトラ充填したフィ
   ルタのリーク検出方法。