JPH0214678B2 - - Google Patents
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- JPH0214678B2 JPH0214678B2 JP58074661A JP7466183A JPH0214678B2 JP H0214678 B2 JPH0214678 B2 JP H0214678B2 JP 58074661 A JP58074661 A JP 58074661A JP 7466183 A JP7466183 A JP 7466183A JP H0214678 B2 JPH0214678 B2 JP H0214678B2
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- adsorption
- tuff
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treating Waste Gases (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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for safely processing exhaust gas containing radioactive materials generated when spent nuclear fuel is reprocessed in a nuclear power plant reactor.
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れるが、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。 In order to reprocess spent nuclear fuel, a wet method is used in which fuel rods are sheared and dissolved in nitric acid.In this dissolution process, along with nitric acid vapor, iodine containing radioactive iodine and tritium water are released. Exhaust gas containing water, NO x , K r , X e , etc. is generated. Of this, most of the nitric acid mist and moisture (including tritiated water) are captured by the mist catcher and silica gel dehumidification tower, but the exhaust gas still contains approximately 1 vol.% of NO x (NO 2 is 90
%), I 2 20-200ppm, CO 2 300ppm,
H 2 O trace (depending on the operating conditions of the silica gel dehumidification tower, dew point around -10 to -15°C), trace amounts of K r ,
Contains radioactive gases such as X e (the remainder is air).
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。 One known method for removing I 2 is to use Ag-supported zeolite and recover I 2 as silver iodide, but it is inefficient and produces 5 to 10 times the theoretical amount of Ag. The disadvantage is that it requires In addition, “Molecular Sieve 13X” and “Zeolam
F9”, “Molecular Sieve 5A”, “Zeolum A-5”
It has also been reported that type X or type A zeolites, which are commercially available under trade names such as zeolites, have the ability to adsorb I 2 even without Ag. However, most of these zeolites with a nearly equal ratio of Si:Al in the main crystal lattice are not durable, and in the presence of acid, the crystal structure itself easily collapses and the adsorption effect is lost, making it impossible to use it as an adsorbent. They have common drawbacks. The exhaust gas emitted from the silica gel dehumidification tower mentioned above contains NO x and I 2 , and even if it is dehumidified in the silica gel dehumidification tower, it will contain moisture with a dew point of about -10 to -15°C as mentioned above. When this exhaust gas enters an adsorption tower filled with zeolite, it generates acid in the zeolite, leading to the disintegration of the zeolite as an adsorbent, which seriously impedes the actual adsorption operation.
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、モルデナイト系また
はクリノプチロライト系天然凝灰岩を通常の方法
で水素化することによつて得られた改質天然凝灰
岩が、良好な耐酸性とともにNOxよりもきわめ
てすぐれたI2吸着性を有することを見出し、この
改質天然凝灰岩からなる吸着剤で核燃料再処理排
ガスを吸着処理すること、および必要であれば上
記の工程で処理された排ガスを、改質されていな
いモルデナイト系またはクリノプチロライト系天
然凝灰岩からなる吸着剤を用いて吸着酸化処理し
てI2の少ないガス中のNOxを除去することによ
り、水の影響を受けることなく効果的にI2および
必要に応じてNOxを吸着除去できるようにした
方法を提供することを目的としている。 This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional methods as described above, and is a modified natural tuff obtained by hydrogenating mordenite or clinoptilolite natural tuff in a conventional manner. It was discovered that tuff has good acid resistance and extremely superior I 2 adsorption properties than NO The exhaust gas treated in the above process is subjected to adsorption oxidation treatment using an adsorbent made of unmodified mordenite-based or clinoptilolite-based natural tuff to remove NO x in the gas containing less I2 . The object of the present invention is to provide a method that can effectively adsorb and remove I 2 and, if necessary, NO x without being affected by water.
この発明で使用される改質天然凝灰岩は、東北
地方、中国地方、九州地方などで天然に産出する
モルデナイト系またはクリノプチロライト系天然
凝灰岩を適当な方法で水素化および活性化するこ
とによつて得られたものである。この水素化は、
原石を破砕した適当な粒度の粒子を水洗したのち
風乾し、この粒子をたとえば1N−HCl中で100℃
で３時間還流し、ついで水洗および風乾すること
によつて行うことができる。このHCl処理は、該
天然凝灰岩が酸に強いために可能であるが、
NH4Clで処理したのち、加熱してNH3をとばし
て水素化してもよい。この水素化された粒子は、
N2のような不活性ガス中で、たとえば550℃に１
時間加熱することによつて活性化される。このよ
うにして改質された天然凝灰岩は、I2とNOxの共
存下ではNOxよりもI2に対して良好な吸着性を有
することが見出された。 The modified natural tuff used in this invention is obtained by hydrogenating and activating mordenite-based or clinoptilolite-based natural tuff, which is naturally occurring in the Tohoku region, Chugoku region, Kyushu region, etc., using an appropriate method. This is what was obtained. This hydrogenation is
Particles of an appropriate size obtained by crushing raw stones are washed with water, air-dried, and then heated at 100°C in 1N HCl, for example.
This can be carried out by refluxing for 3 hours, followed by washing with water and air drying. This HCl treatment is possible because the natural tuff is resistant to acids, but
After treatment with NH 4 Cl, hydrogenation may be performed by heating to drive off NH 3 . This hydrogenated particle is
1 at 550°C in an inert gas such as N2 .
Activated by heating for a period of time. It has been found that the natural tuff modified in this way has better adsorption properties for I 2 than for NO x in the coexistence of I 2 and NO x .
図のグラフは、改質によるI2吸着性の変化をし
らべるテストの結果を示している。このテスト
は、適当なカラム内に各天然凝灰岩吸着剤を充填
して層高12.7cmの吸着層を形成し、このカラムの
頂部から底部に向けてテストガス144を線速2.3
cm／secで流すことによつて行われた。テストガ
スは、空気（露点−55〜−60℃）をキヤリアガス
とし、その中に0.004容量％のI2を添加したもの
である。この結果から、改質天然凝灰岩吸着剤
が、活性化だけを受けた非改質天然凝灰岩吸着剤
には見られないすぐれたI2吸着性を有しているこ
とが明らかである（図中、〇印が改質、・印が非
改質）。天然凝灰岩が水素化によつてI2吸着性を
示すようになる理由は明確ではないが、水素化さ
れていないモルデナイト系天然凝灰岩のポアサイ
ズが４〜６Å、クリノプチロライト系のものでは
３〜５Åであるのに対して、水素化されたもので
はポアサイズが約10Åに増大していることから、
このポアサイズの増大によつてI2を吸着する性質
が格段に向上したことが一つの理由であると考え
られる。 The graph in the figure shows the results of a test to examine changes in I 2 adsorption due to modification. In this test, each natural tuff adsorbent was packed in a suitable column to form an adsorption layer with a bed height of 12.7 cm, and the test gas 144 was applied at a linear velocity of 2.3 cm from the top to the bottom of the column.
This was done by flowing at cm/sec. The test gas was air (dew point -55 to -60°C) used as a carrier gas, to which 0.004% by volume of I2 was added. From this result, it is clear that the modified natural tuff adsorbent has excellent I 2 adsorption properties that are not observed in the unmodified natural tuff adsorbent that has undergone only activation (in the figure, 〇 indicates modified, ・mark indicates non-modified). It is not clear why natural tuff exhibits I 2 adsorption properties when hydrogenated, but the pore size of unhydrogenated mordenitic natural tuff is 4-6 Å, and that of clinoptilolite-based tuff is 3-3 Å. 5 Å, whereas in the hydrogenated version the pore size increases to approximately 10 Å,
One reason is thought to be that the property of adsorbing I 2 was significantly improved due to this increase in pore size.
なおゼオライト系吸着剤においては水素化は公
知であり、その技術も一般化しているが、この場
合の水素化は耐酸性の向上を目的とするものであ
り、また通常のゼオライトを水素化してもI2に対
する吸着性はほとんど向上しない。 Hydrogenation of zeolite-based adsorbents is well known and the technology is common, but the purpose of hydrogenation in this case is to improve acid resistance, and even if ordinary zeolite is hydrogenated, Adsorption to I 2 hardly improves.
上記の改質天然凝灰岩吸着剤からなる吸着層を
通過したガスは、この吸着剤の良好なI2吸着性に
よつてI2をほとんど含まないものとなつている
が、核燃料再処理排ガスに含まれているNOxはI2
により置換展開され追い出されてほとんど吸着さ
れないので、I2を除去するための第１吸着工程に
引続いて、NOxを除去するための第２吸着工程
が必要である。この第２吸着工程は、NOxに対
して吸着性を有する通常の吸着剤を用いて行うこ
とができるが、最も良好な結果は、モルデナイト
系またはクリノプチロライト系天然凝灰岩に活性
化処理を施した吸着剤を用いた場合に得られる。
この非改質天然凝灰岩吸着剤では、NO2はその
まま吸着されるが、NOは吸着されたのちにNO2
に酸化された形態で保持される。この酸化性態
は、上記の天然凝灰岩に銅、クロム、鉄、コバル
ト、ニツケル等の金属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。 The gas that has passed through the adsorption layer made of the above-mentioned modified natural tuff adsorbent contains almost no I 2 due to the good I 2 adsorption properties of this adsorbent, but it is contained in the nuclear fuel reprocessing exhaust gas. The NO x that is present is I 2
Since NOx is displaced and expelled by NO x and is hardly adsorbed, a second adsorption step to remove NO x is necessary following the first adsorption step to remove I 2 . This second adsorption step can be carried out using conventional adsorbents with adsorption properties for NO x , but the best results are obtained by applying an activation treatment to mordenite or clinoptilolite natural tuff It can be obtained by using the adsorbent that has been applied.
In this unmodified natural tuff adsorbent, NO 2 is adsorbed as is, but NO 2 is converted into NO 2 after being adsorbed.
is retained in its oxidized form. This oxidation property can be further improved by supporting metals such as copper, chromium, iron, cobalt, and nickel as active centers in the above-mentioned natural tuff.
以上のようにこの発明によれば、水素化によつ
て改質されたモルデナイト系またはクリノプチロ
ライト系天然凝灰岩吸着剤を用いて排ガス中のI2
を効果的に除去するようにしたので、以上の処理
でI2の除去を考慮する必要がなくなり、NOxを除
去するための第２吸着工程が容易になる効果が得
られる。また天然凝灰岩は本質的に耐酸性が良好
であるので、処理すべき排ガスがある程度の水分
（たとえば露点約−10℃）を含有していても支障
はなく、前処理としての脱水工程が大幅に簡素化
できる効果も期待される。なおこの発明における
各吸着工程は、複数塔を用いた追込み方式、１塔
を脱着にあてる連続方式にすることが望ましい。 As described above, according to the present invention, I 2 in exhaust gas is removed by using a mordenite-based or clinoptilolite-based natural tuff adsorbent modified by hydrogenation.
is effectively removed, there is no need to consider the removal of I 2 in the above process, and the effect of facilitating the second adsorption step for removing NO x can be obtained. In addition, natural tuff inherently has good acid resistance, so there is no problem even if the exhaust gas to be treated contains a certain amount of moisture (for example, dew point of about -10℃), and the dehydration process as a pretreatment can be greatly reduced. It is also expected to have the effect of simplifying the process. Note that each adsorption step in the present invention is preferably carried out by a feed-in method using a plurality of columns or by a continuous method in which one column is used for desorption.
図は改質天然凝灰岩と非改質天然凝灰岩のI2吸
着特性を示すグラフである。
The figure is a graph showing the I 2 adsorption characteristics of modified natural tuff and unmodified natural tuff.
Claims (1)
せる際に発生するI2およびNOxを含む排ガスを処
理する方法において、モルデナイト系またはクリ
ノプチロライト系天然凝灰岩を水素化した吸着剤
により上記排ガス中の主としてI2を吸着除去する
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I2およびNOxを含む排ガスを処
理する方法において、モルデナイト系またはクリ
ノプチロライト系天然凝灰岩を水素化した吸着剤
により上記排ガス中の主としてI2を吸着除去する
第１吸着工程と、この第１吸着工程を経たガスに
対して、モルデナイト系天然凝灰岩またはクリノ
プチロライト系天然凝灰岩からなる吸着剤による
吸着酸化処理を受けさせて上記ガス中の主として
NOxを除去する第２吸着工程とを備えたことを
特徴とする核燃料再処理排ガスの処理方法。[Claims] 1. In a method for treating exhaust gas containing I 2 and NO x generated when spent nuclear fuel is dissolved in nitric acid for reprocessing, mordenite or clinoptilolite natural tuff is heated to hydrogen. 1. A method for treating nuclear fuel reprocessing exhaust gas, characterized in that mainly I 2 in the exhaust gas is adsorbed and removed using a converted adsorbent. 2. In a method for treating exhaust gas containing I 2 and NO x generated when spent nuclear fuel is dissolved in nitric acid for reprocessing, the above-mentioned The first adsorption step mainly adsorbs and removes I 2 from the exhaust gas, and the gas that has passed through the first adsorption step is subjected to an adsorption oxidation treatment using an adsorbent made of mordenite natural tuff or clinoptilolite natural tuff. Mainly in the above gas
A method for treating nuclear fuel reprocessing exhaust gas, comprising a second adsorption step for removing NO x .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074661A JPS59198398A (en) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | Method of processing nuclear fuel reprocessing gaseous waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074661A JPS59198398A (en) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | Method of processing nuclear fuel reprocessing gaseous waste |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198398A JPS59198398A (en) | 1984-11-10 |
| JPH0214678B2 true JPH0214678B2 (en) | 1990-04-09 |
Family
ID=13553636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58074661A Granted JPS59198398A (en) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | Method of processing nuclear fuel reprocessing gaseous waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198398A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5874664A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-06 | Nippon Steel Chem Co Ltd | Separation and purification method of 2,6-lutidine |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP58074661A patent/JPS59198398A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59198398A (en) | 1984-11-10 |
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