JPS6244239B2

JPS6244239B2 -

Info

Publication number: JPS6244239B2
Application number: JP19533981A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ishizaki; Masuo Kido; Hiroshi Shimizu
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1987-09-18
Also published as: JPS5896299A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、原子炉流出ガスからの放射性沃素、
特にヨウ化メチル―131（CH₃I¹³¹）の吸着剤に関
するものである。従来、原子炉施設等から放出される排ガス中に
含有されている元素状沃素は、活性炭により除去
されている。しかし、元素状ヨウ素が有機性化合
物、特にヨウ化アルキルに変化した場合、活性炭
そのものでは除去効率は低く、活性炭にヨウ化カ
リ等の放射性ヨウ化メチルと反応する物質を添着
する方法が試みられているが粒状活性炭に、ヨウ
化カリ等のヨウ化メチルと反応する物質を添着す
る方法においては、粒状活性炭の吸着速度が小さ
いことおよび添着剤の量的制度があることから、
除去効率を高めるため、活性炭の粒径を小さくす
ることあるいはフイルターの厚みを増大さすこと
が考えられるが、圧力損失が高くなりすぎたり、
重量が大きくなりすぎフイルターの操作性および
取り扱いが困難になるという問題が生じる。一方、繊維状活性炭を用いて、放射性ヨウ化ア
ルキルを除去することも考えられるが、従来の繊
維状活性炭は、直径の小さい細孔の多いものであ
つてこのような繊維状活性炭では、添着処理を施
してもヨウ化メチルの除去効率を高めることはで
きないものであつた。しかして本発明は、繊維状活性炭を用いて放射
性沃素を除去する手段を鋭意研究した結果、特定
の細孔分布を有する繊維状活性炭に、アミンを添
着したものが化学化反と物理的多孔構造との相乗
作用で放射性沃化メチルに対して特異的な除去効
果を示すことを見出し本発明に到達した。即ち、本発明は細孔直径300Å以下の細孔の全
容積が0.68c.c.／ｇ以上であり、細孔直径30〜300
Åの細孔の容積が0.16〜0.95c.c.／ｇで、かつ該細
孔直径が30〜300Åの細孔容積の細孔直径300Å以
下の細孔容積に対して占める比率が18％以上であ
る繊維状活性炭に、アミンを添着したことからな
る放射性沃素除去材に関するものである。本発明におけるアミン添着繊維状活性炭が特別
にヨウ化メチル・ガス除去に対して、高性能を発
揮する理由は、次のように推測される。即ち、第
１には、添着される担体が特別の細孔分布をもつ
繊維状活性炭であるため、添着されるアミンが、
ヨウ化メチル分子と非常に化学反応しやすい状
態、例えば、分子状になつている割合が多いこ
と、第２には、繊維状であること、および特別の
細孔分布をもつていることから、活性炭表面へ
の、ヨウ化メチル分子の到達速度が、極端に大き
いことが相乗的に働くためと考えられる。本発明の放射性沃素除去材がきわだつたヨウ化
メチル除去効率を示すことは後記の実施例によつ
て明らかであり、従来の粒状活性炭、繊維状活性
炭を用いて同一圧力損失条件でヨウ化メチルを除
去させる場合に比べて実に100倍以上長い破過時
間を示す。「本発明において用いる繊維状活性炭は細孔直
径300Å以下の細孔の容積が0.68c.c.／ｇ以上であ
り細孔直径30〜300Åの細孔の容積が0.16〜0.95
c.c.／ｇで、かつ該細孔直径30〜300Åの細孔容積
の細孔直径300Å以下の細孔容積に対して占める
割合が18％以上であることが必要である。」直径
300Å以下の細孔の容積が0.68c.c.／ｇ未満であつ
たり上記細孔容積分布から外れて細孔直径30Å未
満の細孔が大きな比率を占めると、このようなヨ
ウ化メチルに対する特異な除去力は示さない。繊維状活性炭の細孔直径および細孔容積は、常
圧下の液体窒素の沸点（−195.8℃）における吸
着側の窒素ガス吸着等温線を用いてクランストン
―インクレー（Cranston―Inkley）の計算法
（慶伊富長「吸着」共立出版）により求めた。但
し、細孔直径300Åに相当する相対圧での窒素ガ
ス吸着量に標準状態における気体窒素の密度と液
体窒素の密度の比（1.584×10^-3）を乗じた値を全
細孔容積とみなし、又細孔直径300Åから細孔直
径30Åまでの累積細孔容積を全細孔容積から差し
引いた値を細孔直径30Å以下の細孔容積とした。なお、多分子吸着層と相対圧との関係はｔ（Å）＝4.3〔５／ｎ（Ps／Ｐ）〕〓なるフレンケルーハルシー（Frenkel―Halsey）
の式（慶伊富長「吸着」共立出版）より計算し
た。上記繊維状活性炭は、特に下記２点に注意する
ことによつて製造される。 (1) 灰分含有率の低い精製された原料を使用する
こと。 (2) 賦活処理は、水蒸気含有率10容量％以上の活
性ガス雰囲気下で入念に行うこと。上記(1)の灰分含有率の低い精製された原料を使
用することは、収率よく、高強度の非晶質繊維状
活性炭を得る上にぜひ必要なことであり、具体的
には、再生セルロース繊維、精製された木綿繊
維、木材パルプ繊維等の精製セルロース繊維、硬
化フエノール樹脂繊維、ポリアクリロニトリル繊
維等が例挙される。該原料は、セルロース繊維の場合には、燐酸塩
のような難燃剤を含浸後、フエノール樹脂繊維の
場合にはそのまま不活性ガス雰囲気下で600〜900
℃に加熱することによつて炭化する。得られた炭化物を上記(2)の賦活処理に付する
が、該賦活処理は、該炭化物を水蒸気含有率10容
量％以上の活性ガス雰囲気下において850〜950℃
で加熱処理する。処理時間は、処理温度、水蒸気
濃度、被処理物の形態等により変動するため、画
一的には決められないが、３〜20時間、好ましく
は、900℃前後で10〜15時間、賦活収率が25〜15
％になるよう長時間活性化処理する。もちろん、
この賦活処理を２度以上に分割して行つてもよ
い。又、得られた炭化物、賦活物に酢酸マグネシ
ウム、塩化第２鉄、塩化コバルト等の化合物を添
着してから賦活処理を施してもよい。本発明に用いるアミンは、次の一般式によつて
表わされる。式中R₁、R₂及びR₃は水素、および置換された
又は置換されないアルキル、アリール、アルカリ
ール、アラルキル、脂環式、複素環式及び式−
NR′R″（R′とR″はR₁、R₂、R₃と同一の群から選
択されるが、R₁、R₂及びR₃の総てを水素及びメ
チルから選ぶことはできず、R₁とR₂の二つのい
ずれかとR₃は窒素と一緒になつて複素環式基を
表わすことが可能で、またはR₁、R₂とR₃の何れ
かの二つと一緒になつて式＝CRＲ〓（Ｒと
Ｒ〓はR₁、R₂及びR₃から選択される）の基から
成る群より選択される。R₁、R₂及びR₃中に含ま
れるのはまた不飽和の、重合体状の置換された又
は置換されない脂肪族の、又は芳香族の基であ
る。具体的には１，４―ジアザ―２，２，２―ビ
シクロオクタン（トリエチレンジアミン）、Ｎ，
N′―ビス―（３―アミノプロピル）―ピペラジ
ン、Ｎ，Ｎ―、ジメチル―アミノエチルメタクリ
レート、Ｎ，Ｎ―ジメチルアミノプロピルアミ
ン、３―アミノプロピルトリメトキシシラン、
１，５―ジアザビシクロウンデセン、ポリ―３級
―ブチルアミノエチルメタクリレート、ポリエチ
レンイミン、１，５―ジアザビシクロ〔４，３，
０〕ノン―５―エン、１，５―ジアザビシクロ
〔５，４，０〕ウンデ７―５―エン、２―メチル
―１，４―ジアザビシクロ〔２，２，２〕オクタ
ン、フエニルヒドラジン、２―シアノピリジン、
ジイソプロピルアミン、トリメチルアミノエチル
ピペラジン、ヘキサメチレンテトラミン、メチル
ポリエチレンイミン、ポリアルキルポリアミン等
が挙げられる。アミンの添着量としては0.5〜40重量％好まし
くは、５〜30重量％が好ましい。0.5％未満で
は、除去率が小さく40重量％を超えると添着剤が
細孔を充填してしまい、効果が落ちるので好まし
くない。アミンの添着法は、アミンの溶液に該繊維状活
性炭を浸漬、乾燥する、あるいはアミン溶液を噴
霧して、溶液を附着させた後乾燥する方法等があ
る。上記アミン添着繊維状活性炭はフエルト状で、
放射性沃素の排気通路に充填して使用するか、さ
らに低い圧力損失特性を得るためには繊維状活性
炭を紙状に抄きハニカム状に成型してこれを放射
性沃素排ガス通路に設置して使用することもでき
る。本発明の放射性沃素除去材は、抜群の除去効率
を有するのみでなく、繊維状のために軽量であり
振動等の外力によつて脱落することが少なく、し
かも紙状に抄いてハニカム状に成形して使用すれ
ば、圧力損失が特別に小さいので、排気ダクトに
挿入してもなんら支障なく運転することができる
という特長がある。次に実施例について本発明を更に詳細に説明す
る。実施例１繊維長38mm、繊維径30デニールの再生セルロー
ス繊維をフエルト化後、10重量％の燐酸ンモニウ
ム水溶液を含浸し、300℃で耐炎化処理後、窒素
ガス気流下において、850℃まで２時間を要して
昇温、炭化した。その後、水蒸気を20容量％含有
する窒素気流中において850℃で４時間活性化処
理を施し、第１表に示すような細孔容積を持つ、
目付200g／cm³、厚み４mmのフエルト状にされた
繊維状活性炭を得た。また比較例として、上記実
施例の製造条件のうち活性化処理を１時間とした
場合（比較例―１）の細孔容積も合せて第１表に
示した。該フエルト状活性炭にトリエチレンジアミン水
容液を噴霧、乾燥することにより、20重量％のト
リエチレンジアミンを添着させた。該２種類のフエルト状活性炭８枚を、直径３cm
のガラス管に層厚が20mmになるよう装填し
100ppmのヨウ化メチルを含有する70％RH調湿
空気を空塔速度10cm／secで流し、活性炭層通過
後の空気中のヨウ化メチル濃度が1ppmになるま
での時間を測定した（硫過時間）。ヨウ化メチル
の濃度が1ppm以上になるとリークが始まること
を意味する。又、そのときの圧力損失を測定した
ところ第１表のようになつた。なお、前記の４時間活性化処理を施して得たフ
エルト状活性炭を用いて（アミン処理せず）上述
の如きヨウ化メチル除去操作を行なつたが、破過
時間は0.5分と低いものであつた（比較例―２）。

【表】比較例３ 10〜14メツシユのやしがら活性炭にトリエチレ
ンジアミン５重量％を添着し、圧力損失が実施例
―１と同一になるよう層厚20mmに充填し、実施例
―１と同様に評価したところ、破過時間は何と０
分であつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１細孔直径300Å以下の細孔の全容積が0.68
c.c.／ｇ以上であり、細孔直径30〜300Åの細孔の
容積が0.16〜0.95c.c.／ｇで、かつ該細孔直径30〜
300Åの細孔容積の細孔直径300Å以下の細孔容積
に対して占める比率が18％以上である繊維状活性
炭にアミンを添着したことからなる放射性沃素除
去材。