JPS6128603B2 - - Google Patents

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JPS6128603B2
JPS6128603B2 JP54029082A JP2908279A JPS6128603B2 JP S6128603 B2 JPS6128603 B2 JP S6128603B2 JP 54029082 A JP54029082 A JP 54029082A JP 2908279 A JP2908279 A JP 2908279A JP S6128603 B2 JPS6128603 B2 JP S6128603B2
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JP
Japan
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water
reaction
tritium
liquid
mist
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JP54029082A
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Yamato Asakura
Sadaji Suzuki
Fumio Kawamura
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Hitachi Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Hitachi Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • C01B13/11Preparation of ozone by electric discharge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/0061Controlling the level

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は、気液接触反応を利用し、液体中から
トリチウムを回収する方法に関する。 〔発明の背景〕 気液接触触媒反応とは、一般的に、触媒の存在
下で気体と液体とを接触させ、所望の反応が得ら
れるものをいう。 このような気液接触触媒反応の従来例に、液体
燃料電池や排水処理装置等におけるように溶液中
の物質を還元性又は酸化性ガスと接触させるもの
が存在する。この他に、液体水から水素同位体を
分離、回収する従来例も存在する。以下、この水
素同位体に関する従来例について説明する。 一般に、軽水H2O中に微量に含まれる水素同位
体としての重水素D、トリチウムT、および、重
水D2O中に微量に含まれるトリチウムTを分離、
回収する方法として、液体水−水素ガス間での同
位体交換反応を利用する。 この液体水−水素ガス間での同位体交換反応は
その反応速度が極めて遅いために、重水および重
水素ガスが触媒表面に充分接触可能な疎水性触媒
を用いて、反応を促進させる必要がある。 そこで、従来、このような同位体交換反応とし
て、水スプレー式反応、もしくは水素ガスバブリ
ング式反応が使用されている。 第4図は、水スプレー式反応塔においてトリチ
ウムを分離回収する状態を示す説明図である。 第4図において、1は微量のトリチウムを含ん
だ液体重水、2は重水素ガス、3は反応塔、4は
水適、5は疎水性触媒層である。 触媒層5の上部よりスプレーされたトリチウム
含有液体重水1は、触媒層5の下部より入つた重
水素ガス2と触媒表面上で向流的に気液接触し DTO(液)+D2(気)D2O(液)+DT(気) …(1) ((1)式中Dは2HをTは3Hを示す) なる同位体交換反応を起こす。重水素ガス2中に
おけるトリチウム濃度が充分小さい場合には、(1)
式の反応は右に進み、液体重水1からトリチウム
が分離されることになる。 この水スプレー式反応方法においては、液体重
水1の投入時における分散をよくし、反応効率を
高くすることができるが、スプレーされた粒子の
粒径が大きいことと、触媒が疎水性であるため
に、液体重水1が充分に分散された状態で触媒層
5に入つても、液体重水1は触媒層5の中で表面
張力のために球状の水適4となる。水適4は触媒
層5の中でさらに凝集を起こし、しだいに大きな
大適に成長する。従つて、触媒層5の中における
液体重水1の流れは非常に不均一となり、触媒表
面上における重水素ガス2との気液接触効率が著
しく悪くなつて、反応速度が遅くなるという欠点
がある。 次に他の従来例について説明する。 第5図は、液体重水を気体状態の水蒸気に変換
して水素ガスと反応させることにより、気液接触
効率の向上を図りその反応速度を高めようとする
水素ガスバブリング式反応塔の反応状態を示す説
明図である。 第5図において、6はトリチウムを含む液体重
水、7は水素ガス、8は反応塔、9は溢流管、1
0は多孔板、11は疎水触媒層である。 重水素ガス7は反応塔8の下方から上方に向か
つて流れている。液体重水6は溢流管9を流下
し、多孔板10上を水素の流れ方向と直角方向に
流れて一段下の溢流管9からさらに下の多孔板1
0へと流れ落ちるように運転されている。重水素
ガス7は、多孔板10上の水溜めを通過する時分
子状の水蒸気で飽和され、水素と水蒸気との混合
物となつて疎水性触媒層11を通過する。この時
水蒸気と水素との間で、 DTO(気)+D2(気)D2O(気)+DT(気) …(2) なる水素同位体変換反応が行なわれる。 このように、この水素ガスバブリング式反応に
おいては、触媒中で水蒸気−水素間の気液接触反
応が行なわれるため、気体状の重水と水素ガスと
の接触反応が均一化され、反応効率を著しく高く
することができる。しかしながら、この場合にお
ける液体重水の処理水量は水素ガス中の液体重水
の飽和蒸気量に制限されるために、触媒単位体積
あたりの処理量が小さくなるという欠点がある。 すなわち、上記水素同位体の分離、回収に関す
る従来例では、反応速度が遅いために反応効率が
悪く、かつ、触媒単位体積あたりの反応量(以下
処理量という。)が少さくなつていた。そのため
に、トリチウムの回収効率が低いことが問題とな
つていた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、トリチウムの回収効率が高い
トリチウムの回収方法を提供することにある。 〔発明の概要) 本発明は、トリチウムを含んでなる液体を0.5
〜50μmの粒径を持つ水溶液ミストとした後、該
水溶液ミストと水素ガスとを疎水性触媒層中で並
流的に接触させ、当該水溶液ミストと水素ガス間
で同位体交換反応を起こさせることにより、前記
トリチウムを分離、回収することを特徴とするト
リチウムの回収方法である。 上記本発明の構成において、水溶液ミストの粒
径を0.5〜50μmとしているのは、0.5μmより小
さいと処理量が少なくなり、ひいてはトリチウム
回収効率が低下するためである。一方50μmより
大きいと、疎水性触媒の表面でミストが凝集し、
例えば動力により触媒層から当該凝集液落下する
ことがあり、処理量が低下するためである。すな
わち水溶液ミストの粒径を0.5〜50μmの範囲内
にすることにより、ミストと水素との接触面積を
大きくしつつ、処理量を増加することができる。
この結果、同位体交換反応効率が高くなり、かつ
処理量が大きくなるために、トリチウムの回収効
率が高くなる。 また、上記本発明の構成において、疎水性触媒
層中で液ミストと水素ガスとの並流的な接触があ
るために、一層同位体交換反応の効率が高くな
る。 〔発明の実施例〕 次に、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。 第1図は本発明の1実施例を示す説明図であ
り、12は液体水、13は水素ガス、14は水ミ
スト、15はミスト発生器、16は疎水性触媒
層、17はミスト分離器である。ここで、ミスト
発生器15は、超音波ミスト発生器が用いられて
おり、発振子はその材質がチタン酸バリウム、形
状がφ50mmなる板状のもので、発振子の周波数を
変えることにより、ミスト粒径を0.1μないし50
μの範囲で調整可能となつている。また、ミスト
分離器17は、冷却器とバブラーとの組み合わせ
からなるものであり、水ミスト14と水素ガス1
3との混合物を冷却した後、水中にバブリングさ
せることによつて、水素ガス13と水ミスト14
とを分離可能としている。 液体水12は、ミスト発生器15により微細な
水の粒子に変換された後、水素ガス13の流れに
同伴されて疎水性触媒層16に入る。水ミスト1
4と水素ガス13は、疎水性触媒層16内で、 DTO(ミスト)+D2(気)D2O(ミスト)+DT(気) …(3) なる気液ミスト接触反応を起こした後、ミスト分
離器17で再び液体水12と水素ガス13に分離
される。 第2図は、液体水として組成が10%トリチウム
水、90%重水なる水を、水素ガスとして組成が
100%重水素ガスを、また、疎水性触媒として疎
水性担体としての多孔質性の四弗化エチレン樹脂
で構成されたチユーブ(直径5mm、長さ5mm、厚
さ1mm、気孔率50%)に触媒金属としての白金を
担持率0.5wt%で担持させたものを用いた時の、
交換反応速度定数(Kya)および反応塔効率
(触媒単位体積当りの有効処理水量)の水ミスト
粒径依存性を示す線図である。 ここで、交換反応速度定数(Kya)は、触媒
層入口および出口における重水素ガス中のトリチ
ウム水素濃度をそれぞれyioおよびyputとは気液
平衡状態における重水素ガス中のトリチウム水素
濃度をyeqとすると、 Kya=F/h〔−ln(1−η)〕 …(4) η=(yio−yput)/(yio−yeq …(5) なる(4)式で算出される。また、反応塔効率は、触
媒単位体積あたりの有効処理量として、 反応塔効率∝(Kya)×(処理水量/触媒体積)
…(6) なる(6)式で算出され、第2図においては、反応塔
効率の最大値に対する相対比として示されてい
る。 第2図から明らかなように、交換反応速度定数
(図中の一点鎖線で示す)はミスト粒径が小さく
なるに従つて単調に増加する傾向を示している。
従つて、交換反応速度に関しては、水が分子状の
水蒸気として存在する従来の水素ガスバブリング
方式において最大となり、水適の粒径が1mm前後
の水スプレー式において最小となることが推定さ
れる。一方、装置化する上で重要な反応塔効率
(図中の実線で示す)の観点から見た場合に、ミ
スト粒径が0.5〜50μmの所にあることが望まし
く、特に5〜20μmの所が好ましい。ミスト粒径
が0.5より小さくなると、ミストと水素との接触
面積は大きくなるが、処理量が低下する。一方ミ
スト粒径が50μmを越えると、疎水性触媒層の表
面でミストが凝集し重力により触媒層から落下
し、同じように処理量が低下するためである触媒
単位体積あたりの処理量が小さい水素ガスバブリ
ング方式および反応速度定数の小さい水スプレー
方式のいずれの反応塔効率も、本発明による水ミ
スト化方式による反応塔効率に比べて小さくなる
ことが推定される。すなわち、水スプレー方式の
ように水適の粒子径が1mm以上になると、疎水性
触媒中で水適が凝集する。また、水素ガスバブリ
ング方式のように水が水蒸気として存在すると処
理量が低下する。 次に、本発明に係るトリチウムの回収方法の実
施例における定量的効果について説明する。今、
重水中からトリチウム分離装置の使用として、重
水処理量100/hr、トリチウム分離係数10、処理
温度20℃、水素ガスの線速度0.2m/sec、水・水
素ガスのモル流量比(L/G)0.8の場合におい
て、分離装置に必要な交換反応と(触媒充填塔)
の形状は表1のようになる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係るトリチウムの
回収方法によれば、同位体交換反応効率が向上
し、かつ触媒単位体積あたりのトリチウム含有液
体と水素との反応量が大きくなるために、トリチ
ウム回収効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る気液ミスト接触触媒反応
方法の1実施例を示す系統図、第2図は本発明の
実施効果を示す線図、第3図は本発明の変形例を
示す系統図、第4図は従来の水スプレー方式によ
る水素同位体交換反応方法を示す系統図、第5図
は従来の水素ガスバブリング方式による水素同位
体交換反応方法を示す系統図である。 12……液体水、13……水素ガス、14……
水ミスト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 トリチウムを含んでなる液体を0.5〜50μm
    の粒径を持つ水溶液ミストとした後、該水溶液ミ
    ストと水素ガスとを疎水性触媒層中で並流的に接
    触させ、当該水溶液ミストと水素ガスとの間で同
    位体交換反応を起こさせることにより、前記トリ
    チウムを分離、回収することを特徴とするトリチ
    ウムの回収方法。 2 特許請求の範囲第1項において、上記疎水性
    触媒は、固体触媒であることを特徴とするトリチ
    ウムの回収方法。 3 特許請求の範囲第2項において、上記固体触
    媒は、多孔性の四弗化エチレン樹脂に触媒金属で
    ある白金を担持させたものであることを特徴とす
    るトリチウムの回収方法。
JP2908279A 1979-03-13 1979-03-13 Method for vapor-liquid mist contact catalytic reaction Granted JPS55121832A (en)

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US06/129,753 US4395386A (en) 1979-03-13 1980-03-12 Apparatus for isotope exchange reaction
FR8005655A FR2451215A1 (fr) 1979-03-13 1980-03-13 Appareil pour reactions d'echange isotopique
CA000347566A CA1156925A (en) 1979-03-13 1980-03-13 Apparatus for isotope exchange reaction

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019093312A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 株式会社東芝 同位体分離装置、同位体分離システム及び同位体分離方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0631808B2 (ja) * 1988-09-21 1994-04-27 株式会社日立製作所 トリチウムの放散抑制装置
US5154878A (en) * 1990-04-30 1992-10-13 Anthony Busigin Process and apparatus for tritium recovery
US11981613B2 (en) * 2022-01-20 2024-05-14 Battelle Savannah River Alliance, Llc Hydrogen isotope exchange methods and systems for organic and organosilicon materials

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1526867A (fr) * 1966-08-09 1968-05-31 Commissariat Energie Atomique Perfectionnements apportés aux moyens pour retirer le protonium et le tritium de l'eau lourde
CA907292A (en) * 1970-01-28 1972-08-15 H. Stevens William Process and catalyst for enriching a fluid with hydrogen isotopes
US3761065A (en) * 1971-05-21 1973-09-25 Rp Ind Inc High efficiency direct gas-liquid contact apparatus and methods
US3857927A (en) * 1972-05-26 1974-12-31 Rockwell International Corp System and method including a catalyst bed for combining hydrogen and oxygen gases
DE2232506C2 (de) * 1972-07-03 1982-03-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines durch katalytische Umsetzung von Brennstoff und einem als Sauerstoffträger dienenden Gas zu bildenden Gasgemisches
CH576397A5 (ja) * 1973-05-24 1976-06-15 Sulzer Ag
US3961920A (en) * 1974-01-24 1976-06-08 Humphrey Gilbert Gas adsorber cell test sampler
US4217332A (en) * 1976-06-17 1980-08-12 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Process for exchanging hydrogen isotopes between gaseous hydrogen and water
US4143123A (en) * 1976-06-25 1979-03-06 Atomic Energy Of Canada Limited Process for the exchange of hydrogen isotopes between streams of gaseous hydrogen and liquid water
CA1072720A (en) * 1976-06-25 1980-03-04 John P. Butler Process for the exchange of hydrogen isotopes using a catalyst packed bed assembly
JPS5381899A (en) * 1976-12-27 1978-07-19 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp Manufacturing method of tritium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019093312A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 株式会社東芝 同位体分離装置、同位体分離システム及び同位体分離方法

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Publication number Publication date
US4395386A (en) 1983-07-26
CA1156925A (en) 1983-11-15
JPS55121832A (en) 1980-09-19
FR2451215A1 (fr) 1980-10-10
FR2451215B1 (ja) 1983-10-07

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