JP2510934B2 - 化学励起沃素レ―ザ―装置の排ガスから希ガスを回収する方法 - Google Patents
化学励起沃素レ―ザ―装置の排ガスから希ガスを回収する方法Info
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- JP2510934B2 JP2510934B2 JP4278136A JP27813692A JP2510934B2 JP 2510934 B2 JP2510934 B2 JP 2510934B2 JP 4278136 A JP4278136 A JP 4278136A JP 27813692 A JP27813692 A JP 27813692A JP 2510934 B2 JP2510934 B2 JP 2510934B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学励起沃素レーザー
装置の排ガスから希ガスを回収する方法に関する。
装置の排ガスから希ガスを回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】沃素レーザーは、光ファイバーによる導
光に適した１.３μｍの波長を有するので、レーザース
テーションで発生させたレーザー光を光ファイバーを介
して工場内の各使用場所に伝送して溶接、切断等の機械
加工に利用できる新技術として注目されている。
光に適した１.３μｍの波長を有するので、レーザース
テーションで発生させたレーザー光を光ファイバーを介
して工場内の各使用場所に伝送して溶接、切断等の機械
加工に利用できる新技術として注目されている。
【０００３】沃素を励起して沃素レーザーを発生させる
には、典型的には、一重項励起状態の酸素分子Ｏ2(1△)
と沃素原子との間の近共鳴的なエネルギ移乗反応により
沃素原子をポンピングする化学励起(ポンピング)方式が
利用される。この化学励起方式は、ポンピングに電気エ
ネルギを必要とせず、装置の構造が簡単で、大出力化が
可能であるという利点があるので、産業用レーザーとし
て特に適している。
には、典型的には、一重項励起状態の酸素分子Ｏ2(1△)
と沃素原子との間の近共鳴的なエネルギ移乗反応により
沃素原子をポンピングする化学励起(ポンピング)方式が
利用される。この化学励起方式は、ポンピングに電気エ
ネルギを必要とせず、装置の構造が簡単で、大出力化が
可能であるという利点があるので、産業用レーザーとし
て特に適している。
【０００４】前述の沃素原子の化学励起に必要な励起酸
素Ｏ2(1△)を発生させるには、放電による励起、光学的
ポンピング、化学反応による方式等が知られているが、
現在のところ化学反応によるのが最も適していると考え
られている。励起酸素は、水酸化ナトリウムを含有する
過酸化水素水溶液に塩素ガスを吹き込むことにより、次
の反応式に従い得られる。 Ｈ2０2＋２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2 → Ｏ2（1△）＋２Ｈ2Ｏ＋２ＮａＣｌ 得られた励起酸素は、水蒸気トラップで有害な水蒸気を
除去した後、レーザー発振器に送られる（例えば、特開
昭63-249389）。レーザー発振器内には沃素ガスが噴射
され、励起酸素分子Ｏ2(1△)と沃素分子とを衝突させる
ことにより沃素分子を沃素原子に解離させると共に、励
起酸素Ｏ2(1△)と沃素原子間の近共鳴的なエネルギ移乗
反応により沃素原子がポンピングされ、励起された沃素
原子が基底状態に戻るときにレーザーが発振される。
素Ｏ2(1△)を発生させるには、放電による励起、光学的
ポンピング、化学反応による方式等が知られているが、
現在のところ化学反応によるのが最も適していると考え
られている。励起酸素は、水酸化ナトリウムを含有する
過酸化水素水溶液に塩素ガスを吹き込むことにより、次
の反応式に従い得られる。 Ｈ2０2＋２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2 → Ｏ2（1△）＋２Ｈ2Ｏ＋２ＮａＣｌ 得られた励起酸素は、水蒸気トラップで有害な水蒸気を
除去した後、レーザー発振器に送られる（例えば、特開
昭63-249389）。レーザー発振器内には沃素ガスが噴射
され、励起酸素分子Ｏ2(1△)と沃素分子とを衝突させる
ことにより沃素分子を沃素原子に解離させると共に、励
起酸素Ｏ2(1△)と沃素原子間の近共鳴的なエネルギ移乗
反応により沃素原子がポンピングされ、励起された沃素
原子が基底状態に戻るときにレーザーが発振される。
【０００５】このような化学励起沃素レーザー装置にお
いては、励起酸素発生器内に塩素ガスを吹き込む際に組
成調整用にヘリウムなどの希ガスが使用されると共に、
レーザー発振器内で沃素ガスと励起酸素とを衝突させる
際に媒質としてヘリウムのような希ガスが大量に注入さ
れる。ところで、使用済みの大量の希ガスには使用済み
の酸素と沃素が含まれている。また、励起酸素発生器内
に吹き込まれた塩素ガスは上記反応式に従い大部分はＮ
ａＣｌになるが、塩素の一部は沃素レーザー装置の排気
系に出て来る。従って、化学励起沃素レーザー装置から
の排ガスは、希ガスと酸素とハロゲン（塩素および沃
素）との混合ガスとなる。
いては、励起酸素発生器内に塩素ガスを吹き込む際に組
成調整用にヘリウムなどの希ガスが使用されると共に、
レーザー発振器内で沃素ガスと励起酸素とを衝突させる
際に媒質としてヘリウムのような希ガスが大量に注入さ
れる。ところで、使用済みの大量の希ガスには使用済み
の酸素と沃素が含まれている。また、励起酸素発生器内
に吹き込まれた塩素ガスは上記反応式に従い大部分はＮ
ａＣｌになるが、塩素の一部は沃素レーザー装置の排気
系に出て来る。従って、化学励起沃素レーザー装置から
の排ガスは、希ガスと酸素とハロゲン（塩素および沃
素）との混合ガスとなる。
【０００６】このような排ガスはそのまゝ再使用するこ
とができないので、希ガスが非常に高価であるにも拘わ
らず現在のところ大気中に放出されている。このため、
化学励起沃素レーザー装置には新鮮な希ガスを供給する
必要があり、化学励起沃素レーザー装置のランニングコ
ストの上昇を招いている。
とができないので、希ガスが非常に高価であるにも拘わ
らず現在のところ大気中に放出されている。このため、
化学励起沃素レーザー装置には新鮮な希ガスを供給する
必要があり、化学励起沃素レーザー装置のランニングコ
ストの上昇を招いている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、化学
励起沃素レーザー装置の排ガスから希ガスを回収するこ
とにより、装置のランニングコストを低減することにあ
る。他の観点においては、本発明の目的は、化学励起沃
素レーザー装置の排ガスから再使用可能な高純度の希ガ
スを回収することにある。更に他の観点においては、本
発明の目的は、化学励起沃素レーザー装置の排ガスから
効率良く不純物を除去することの可能な希ガス回収方法
を提供することにある。他の観点においては、本発明の
目的は、化学励起沃素レーザー装置の排ガスから不純物
を除去して希ガスを回収するに当り、簡単な装置により
実施することの可能な希ガス回収方法を提供することに
ある。
励起沃素レーザー装置の排ガスから希ガスを回収するこ
とにより、装置のランニングコストを低減することにあ
る。他の観点においては、本発明の目的は、化学励起沃
素レーザー装置の排ガスから再使用可能な高純度の希ガ
スを回収することにある。更に他の観点においては、本
発明の目的は、化学励起沃素レーザー装置の排ガスから
効率良く不純物を除去することの可能な希ガス回収方法
を提供することにある。他の観点においては、本発明の
目的は、化学励起沃素レーザー装置の排ガスから不純物
を除去して希ガスを回収するに当り、簡単な装置により
実施することの可能な希ガス回収方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、希
ガスと酸素ガスとハロゲンガスとを含有する化学励起沃
素レーザー装置の排ガスから希ガスを回収するに当り、
排ガスに水素を添加し、触媒の存在下で排ガス中の酸素
を水蒸気に転化すると共にハロゲンをハロゲン化水素に
転化し、生成した水蒸気とハロゲン化水素を排ガスから
除去することにより、希ガスを回収することを特徴とす
るものである。酸素およびハロゲンは、夫々、次の反応
式に従い水蒸気およびハロゲン化水素に転化される。 Ｏ2 ＋ ２Ｈ2 → ２Ｈ2Ｏ Ｘ2 ＋ Ｈ2 → ２ＨＸ このように酸素とハロゲンは夫々水蒸気とハロゲン化水
素に変換され、これらの化合物はいづれも除去し易い化
合物であるので、本発明によれば、再使用可能な高純度
の希ガスが得られる。また、水素は酸素とハロゲンの双
方の水素化に利用されるので、添加される水素は効率良
く最大限に利用される。
ガスと酸素ガスとハロゲンガスとを含有する化学励起沃
素レーザー装置の排ガスから希ガスを回収するに当り、
排ガスに水素を添加し、触媒の存在下で排ガス中の酸素
を水蒸気に転化すると共にハロゲンをハロゲン化水素に
転化し、生成した水蒸気とハロゲン化水素を排ガスから
除去することにより、希ガスを回収することを特徴とす
るものである。酸素およびハロゲンは、夫々、次の反応
式に従い水蒸気およびハロゲン化水素に転化される。 Ｏ2 ＋ ２Ｈ2 → ２Ｈ2Ｏ Ｘ2 ＋ Ｈ2 → ２ＨＸ このように酸素とハロゲンは夫々水蒸気とハロゲン化水
素に変換され、これらの化合物はいづれも除去し易い化
合物であるので、本発明によれば、再使用可能な高純度
の希ガスが得られる。また、水素は酸素とハロゲンの双
方の水素化に利用されるので、添加される水素は効率良
く最大限に利用される。
【０００９】本発明の好ましい実施態様においては、前
記転化工程において生成した水蒸気の除去は転化反応後
の排ガスを冷却して排ガス中の水蒸気を凝縮させること
により行い、生成したハロゲン化水素の除去は凝縮水に
ハロゲン化水素を溶解させることにより行う。
記転化工程において生成した水蒸気の除去は転化反応後
の排ガスを冷却して排ガス中の水蒸気を凝縮させること
により行い、生成したハロゲン化水素の除去は凝縮水に
ハロゲン化水素を溶解させることにより行う。
【００１０】この場合には、１段階で酸素とハロゲンが
除去されるので、処理装置をシンプルにすることができ
る。また、水に対するハロゲン化水素の溶解度は高いの
で、ハロゲン除去を容易かつ完全に行うことができる。
除去されるので、処理装置をシンプルにすることができ
る。また、水に対するハロゲン化水素の溶解度は高いの
で、ハロゲン除去を容易かつ完全に行うことができる。
【００１１】好ましくは、前記冷却除去工程において凝
縮水に水酸化ナトリウムのようなアルカリを注入する。
この場合には、次の反応式に従いハロゲン化水素の除去
が促進される。 Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ２ＨＸ → ＣａＸ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ ハロゲン単体はアルカリとの反応速度が小さいが、ハロ
ゲン化水素とアルカリとの反応速度は大きいので、ハロ
ゲン単体をアルカリと反応させる場合に比べ、ハロゲン
の除去が促進される。また、凝縮水が中和されるので、
処理設備の腐食を防止することができる。
縮水に水酸化ナトリウムのようなアルカリを注入する。
この場合には、次の反応式に従いハロゲン化水素の除去
が促進される。 Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ２ＨＸ → ＣａＸ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ ハロゲン単体はアルカリとの反応速度が小さいが、ハロ
ゲン化水素とアルカリとの反応速度は大きいので、ハロ
ゲン単体をアルカリと反応させる場合に比べ、ハロゲン
の除去が促進される。また、凝縮水が中和されるので、
処理設備の腐食を防止することができる。
【００１２】本発明の他の好ましい実施態様において
は、前記転化工程において生成したハロゲン化水素の除
去は、生成した水蒸気が凝縮しない温度領域において気
相のハロゲン化水素をアルカリ金属水酸化物と反応させ
ることにより行い、生成した水蒸気の除去は次に排ガス
を冷却して排ガス中の水蒸気を凝縮させることにより行
われる。このようにハロゲン化水素を乾式除去する場合
には、沃素レーザー装置の真空ポンプの上流で被処理ガ
スを処理することができる。
は、前記転化工程において生成したハロゲン化水素の除
去は、生成した水蒸気が凝縮しない温度領域において気
相のハロゲン化水素をアルカリ金属水酸化物と反応させ
ることにより行い、生成した水蒸気の除去は次に排ガス
を冷却して排ガス中の水蒸気を凝縮させることにより行
われる。このようにハロゲン化水素を乾式除去する場合
には、沃素レーザー装置の真空ポンプの上流で被処理ガ
スを処理することができる。
【００１３】本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の
特徴や利点は、以下の実施例の記載に従い更に明らかと
なろう。
特徴や利点は、以下の実施例の記載に従い更に明らかと
なろう。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明をよ
り詳しく説明する。図１を参照するに、化学励起沃素レ
ーザー装置は、従来型の励起酸素発生器１０を備え、こ
の発生器１０には前述したように水酸化ナトリウムと過
酸化水素を含有する水溶液が装入されており、この水溶
液内に塩素ガスとヘリウムガスとを吹き込むことにより
励起酸素が発生される。この反応は発熱反応であり、水
蒸気が発生するので、励起酸素を含有するガスは水蒸気
トラップ１２へ送られ、水蒸気が除去される。励起酸素
を含有するガスは次に従来型のレーザー発振器１４に送
られる。レーザー発振器１４内では、沃素とヘリウムが
注入され、混合ガスは真空ポンプ１６の作用により高速
流となり、その中で励起酸素と沃素は衝突せられ、前述
した如く沃素レーザーが発振される。
り詳しく説明する。図１を参照するに、化学励起沃素レ
ーザー装置は、従来型の励起酸素発生器１０を備え、こ
の発生器１０には前述したように水酸化ナトリウムと過
酸化水素を含有する水溶液が装入されており、この水溶
液内に塩素ガスとヘリウムガスとを吹き込むことにより
励起酸素が発生される。この反応は発熱反応であり、水
蒸気が発生するので、励起酸素を含有するガスは水蒸気
トラップ１２へ送られ、水蒸気が除去される。励起酸素
を含有するガスは次に従来型のレーザー発振器１４に送
られる。レーザー発振器１４内では、沃素とヘリウムが
注入され、混合ガスは真空ポンプ１６の作用により高速
流となり、その中で励起酸素と沃素は衝突せられ、前述
した如く沃素レーザーが発振される。
【００１５】レーザー発振器１４からの使用済みの排ガ
スは、前述したように、ヘリウムと酸素とハロゲン（塩
素および沃素）との混合ガスであり、この排ガスは反応
除去装置１８に送られ、本発明の方法に従い、ヘリウム
ガスから不純物（酸素とハロゲン）が除去される。図１
に示した実施例では、反応除去装置１８は真空ポンプ１
６の上流に配置してある。この配置は、真空ポンプ１６
の上流で酸素とハロゲンが除去されるので、真空ポンプ
に腐食性の塩素ガスが入らない、真空ポンプに送られる
ガス容積が少ない、という利点がある。しかし、反応除
去系が減圧条件になるという不利がある。
スは、前述したように、ヘリウムと酸素とハロゲン（塩
素および沃素）との混合ガスであり、この排ガスは反応
除去装置１８に送られ、本発明の方法に従い、ヘリウム
ガスから不純物（酸素とハロゲン）が除去される。図１
に示した実施例では、反応除去装置１８は真空ポンプ１
６の上流に配置してある。この配置は、真空ポンプ１６
の上流で酸素とハロゲンが除去されるので、真空ポンプ
に腐食性の塩素ガスが入らない、真空ポンプに送られる
ガス容積が少ない、という利点がある。しかし、反応除
去系が減圧条件になるという不利がある。
【００１６】反応除去装置１８に導入された排ガスには
先ず水素が添加される。反応除去装置１８の前段には、
シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、チタニア等の担体
に担持された、白金やパラジウムのような貴金属触媒
や、酸化クロムや酸化マンガンのような金属酸化物触媒
が配置してあり、排ガス中の酸素およびハロゲンは添加
された水素と次の反応式に従い反応して、水蒸気および
ハロゲン化水素に転化される。 Ｏ2 ＋ ２Ｈ2 → ２Ｈ2Ｏ （１） Ｘ2 ＋ Ｈ2 → ２ＨＸ （２） 水素と酸素の割合が爆発範囲になるのを防止するため、
触媒を多段式に配置すると共に、水素の添加は分割して
行うのが好ましい。
先ず水素が添加される。反応除去装置１８の前段には、
シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、チタニア等の担体
に担持された、白金やパラジウムのような貴金属触媒
や、酸化クロムや酸化マンガンのような金属酸化物触媒
が配置してあり、排ガス中の酸素およびハロゲンは添加
された水素と次の反応式に従い反応して、水蒸気および
ハロゲン化水素に転化される。 Ｏ2 ＋ ２Ｈ2 → ２Ｈ2Ｏ （１） Ｘ2 ＋ Ｈ2 → ２ＨＸ （２） 水素と酸素の割合が爆発範囲になるのを防止するため、
触媒を多段式に配置すると共に、水素の添加は分割して
行うのが好ましい。
【００１７】反応除去装置１８の後段は冷却凝縮段であ
り、(１)式により生成した水蒸気は冷却凝縮され、凝縮
水として容易に除去される。また、この凝縮水には、
(２)式により生成したハロゲン化水素が溶解し、凝縮水
と共に除去される。水に対するハロゲン化水素の溶解度
は高いので、ハロゲンの除去も容易に行われる。従っ
て、真空ポンプ１６の下流では、高純度のヘリウムガス
を回収することができる。斯く回収されたヘリウムガス
は、励起酸素発生器１０およびレーザー発振器１４に送
り、再使用することができる。このようにして１つの反
応除去装置で酸素とハロゲンが除去されるので、反応除
去装置１８を簡素化することができる。
り、(１)式により生成した水蒸気は冷却凝縮され、凝縮
水として容易に除去される。また、この凝縮水には、
(２)式により生成したハロゲン化水素が溶解し、凝縮水
と共に除去される。水に対するハロゲン化水素の溶解度
は高いので、ハロゲンの除去も容易に行われる。従っ
て、真空ポンプ１６の下流では、高純度のヘリウムガス
を回収することができる。斯く回収されたヘリウムガス
は、励起酸素発生器１０およびレーザー発振器１４に送
り、再使用することができる。このようにして１つの反
応除去装置で酸素とハロゲンが除去されるので、反応除
去装置１８を簡素化することができる。
【００１８】本発明の好ましい実施態様に従い、反応除
去装置１８内にて凝縮水には水酸化ナトリウムのような
アルカリを注入することができる。ハロゲン化水素は次
の反応式に従いハロゲン化カルシウムに転化され、被処
理ガスから除去される。 Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ２ＨＸ → ＣａＸ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ （３） この反応の反応速度は大きいので、ハロゲン単体をアル
カリと反応させる場合に比べ、ハロゲンの除去が促進さ
れる。また、凝縮水はアルカリで中和されるので、処理
設備の腐食を防止することができる。
去装置１８内にて凝縮水には水酸化ナトリウムのような
アルカリを注入することができる。ハロゲン化水素は次
の反応式に従いハロゲン化カルシウムに転化され、被処
理ガスから除去される。 Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ２ＨＸ → ＣａＸ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ （３） この反応の反応速度は大きいので、ハロゲン単体をアル
カリと反応させる場合に比べ、ハロゲンの除去が促進さ
れる。また、凝縮水はアルカリで中和されるので、処理
設備の腐食を防止することができる。
【００１９】変化形として、反応除去装置１８の触媒段
と冷却凝縮段との間に固体状のアルカリ金属酸化物を配
置し、上記（１）式により生成した水蒸気が凝縮しない
温度領域において、（２）式により生成した気相のハロ
ゲン化水素をアルカリ金属水酸化物と接触反応させ、ハ
ロゲン化水素を乾式除去することができる。アルカリ金
属酸化物としては、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2等が利用できるが、コストと扱い
易さの見地からＣａ（ＯＨ）2が望ましい。この場合の
反応は上記（３）式と同様になる。この場合において
も、ハロゲン化水素とアルカリ金属酸化物との反応速度
は大きいので、ハロゲン単体をアルカリ金属酸化物と反
応させる場合に比べ、ハロゲンの除去が促進される。固
体状のアルカリ金属酸化物は、アルカリ金属酸化物の粉
体の充填床、流動床、噴流床、又は移動床の形で配置す
ることもできるし、或いは、活性炭、アルミナ、シリ
カ、シリカアルミナ、チタニア等の担体に固体状のアル
カリ金属酸化物を担持させてもよい。このようにハロゲ
ン化水素を乾式除去する場合には、真空ポンプ１６の上
流で被処理ガスを処理することができる。処理済みのガ
スは好ましくはフィルタとサイクロンで粉塵を除去した
上で真空ポンプ１６に送られる。
と冷却凝縮段との間に固体状のアルカリ金属酸化物を配
置し、上記（１）式により生成した水蒸気が凝縮しない
温度領域において、（２）式により生成した気相のハロ
ゲン化水素をアルカリ金属水酸化物と接触反応させ、ハ
ロゲン化水素を乾式除去することができる。アルカリ金
属酸化物としては、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2等が利用できるが、コストと扱い
易さの見地からＣａ（ＯＨ）2が望ましい。この場合の
反応は上記（３）式と同様になる。この場合において
も、ハロゲン化水素とアルカリ金属酸化物との反応速度
は大きいので、ハロゲン単体をアルカリ金属酸化物と反
応させる場合に比べ、ハロゲンの除去が促進される。固
体状のアルカリ金属酸化物は、アルカリ金属酸化物の粉
体の充填床、流動床、噴流床、又は移動床の形で配置す
ることもできるし、或いは、活性炭、アルミナ、シリ
カ、シリカアルミナ、チタニア等の担体に固体状のアル
カリ金属酸化物を担持させてもよい。このようにハロゲ
ン化水素を乾式除去する場合には、真空ポンプ１６の上
流で被処理ガスを処理することができる。処理済みのガ
スは好ましくはフィルタとサイクロンで粉塵を除去した
上で真空ポンプ１６に送られる。
【００２０】図２は、反応除去装置の他の配置例を示
す。図２において図１と共通する各種装置は同一の参照
番号で示してある。それらは図１を参照して前述したと
ころとほぼ同様の態様で作動するので、説明は省略す
る。相違点のみについて説明するに、図２のレイアウト
は、反応除去装置１８を真空ポンプ１６の下流に配置し
たことを特徴としている。このような配置は、反応除去
系を常圧にできる利点があるが、真空ポンプ１６に腐食
性の塩素ガスが入ることと、真空ポンプに送られるガス
容積が多いという不便がある。
す。図２において図１と共通する各種装置は同一の参照
番号で示してある。それらは図１を参照して前述したと
ころとほぼ同様の態様で作動するので、説明は省略す
る。相違点のみについて説明するに、図２のレイアウト
は、反応除去装置１８を真空ポンプ１６の下流に配置し
たことを特徴としている。このような配置は、反応除去
系を常圧にできる利点があるが、真空ポンプ１６に腐食
性の塩素ガスが入ることと、真空ポンプに送られるガス
容積が多いという不便がある。
【００２１】実施例１ 化学励起沃素レーザー装置排ガスの模擬ガスとして、表
１の組成の３種類のガスを用意した。 また、比表面積120ｍ2/ｇのシリカ担体に白金を担持さ
せた接触燃焼触媒と、比表面積110ｍ2/ｇのシリカ担体
に酸化クロムを担持させた水素化触媒とを準備した。表
１のＡの模擬ガス１００容量部に対して水素５０容量部
を添加し、空間速度ＳＶ＝500 1/Hr、温度200−400℃、
圧力１気圧の条件で前記接触燃焼触媒層に通じて反応さ
せ、出口ガスを冷却して水を凝縮分離した後、ガス分析
をしたところ、酸素は０.１％以下、沃素は０.１％以下
であった。凝縮分離した水のｐＨは２.０以下であっ
た。
１の組成の３種類のガスを用意した。 また、比表面積120ｍ2/ｇのシリカ担体に白金を担持さ
せた接触燃焼触媒と、比表面積110ｍ2/ｇのシリカ担体
に酸化クロムを担持させた水素化触媒とを準備した。表
１のＡの模擬ガス１００容量部に対して水素５０容量部
を添加し、空間速度ＳＶ＝500 1/Hr、温度200−400℃、
圧力１気圧の条件で前記接触燃焼触媒層に通じて反応さ
せ、出口ガスを冷却して水を凝縮分離した後、ガス分析
をしたところ、酸素は０.１％以下、沃素は０.１％以下
であった。凝縮分離した水のｐＨは２.０以下であっ
た。
【００２２】実施例２ 表１のＢおよびＣの模擬ガスを用いて実施例１と同様に
実験した結果、ガス中の酸素およびハロゲンは夫々０.
１％以下に低下しているのが認められた。
実験した結果、ガス中の酸素およびハロゲンは夫々０.
１％以下に低下しているのが認められた。
【００２３】実施例３ 表１のＣの模擬ガス１００容量部に対して水素５０容量
部を添加し、空間速度ＳＶ＝500 1/Hr、温度200−400
℃、圧力１気圧の条件で前記接触燃焼触媒層で反応させ
た後、温度200℃で消石灰のカラムに通した。得られた
ガスを冷却して水分を凝縮除去し、ガス分析した結果、
ガス中の酸素およびハロゲンは０.１％以下であった。
凝縮分離した水のｐＨは６.３であった。
部を添加し、空間速度ＳＶ＝500 1/Hr、温度200−400
℃、圧力１気圧の条件で前記接触燃焼触媒層で反応させ
た後、温度200℃で消石灰のカラムに通した。得られた
ガスを冷却して水分を凝縮除去し、ガス分析した結果、
ガス中の酸素およびハロゲンは０.１％以下であった。
凝縮分離した水のｐＨは６.３であった。
【００２４】実施例４ 表１のＣの模擬ガス１００容量部に対して水素５０容量
部を添加し、空間速度ＳＶ＝50000 1/Hr、温度200℃、
圧力１気圧の条件で前記接触燃焼触媒層で反応させたと
ころ、酸素は９０％以上転化していたが、ハロゲンの転
化率は３０％以下であった。
部を添加し、空間速度ＳＶ＝50000 1/Hr、温度200℃、
圧力１気圧の条件で前記接触燃焼触媒層で反応させたと
ころ、酸素は９０％以上転化していたが、ハロゲンの転
化率は３０％以下であった。
【００２５】実施例５ 実施例４の触媒層の下流に前記水素化触媒をＳＶ＝500
1/Hrに相当する量だけ充填して300℃で反応させた。水
蒸気を凝縮除去した後、ガス分析をしたところ、酸素お
よびハロゲンはいづれも０.１％以下であった。
1/Hrに相当する量だけ充填して300℃で反応させた。水
蒸気を凝縮除去した後、ガス分析をしたところ、酸素お
よびハロゲンはいづれも０.１％以下であった。
【００２６】実施例６ 表１のＡの模擬ガス１００容量部に対して水素５０容量
部を添加し、空間速度ＳＶ＝500 1/Hr、温度400℃、圧
力１気圧の条件で前記水素化触媒に通じて反応させ、出
口ガスを冷却して水を凝縮分離した後、ガス分析をした
ところ、酸素は０.１％以下、沃素は０.１％以下であっ
た。凝縮分離した水のｐＨは２.０以下であった。
部を添加し、空間速度ＳＶ＝500 1/Hr、温度400℃、圧
力１気圧の条件で前記水素化触媒に通じて反応させ、出
口ガスを冷却して水を凝縮分離した後、ガス分析をした
ところ、酸素は０.１％以下、沃素は０.１％以下であっ
た。凝縮分離した水のｐＨは２.０以下であった。
【００２７】実施例７ 実施例３の消石灰の代わりに、水酸化ナトリウム担持量
が１０ｗｔ％となるように活性炭に水酸化ナトリウム水
溶液を含浸させたハロゲン除去触媒を用いて実験した。
凝縮分離した水のｐＨは６.３であった。以上の実験は
いづれも大気圧下で行ったが、言うまでもなく、本発明
の方法は加圧下又は減圧下で行うことも可能である。
が１０ｗｔ％となるように活性炭に水酸化ナトリウム水
溶液を含浸させたハロゲン除去触媒を用いて実験した。
凝縮分離した水のｐＨは６.３であった。以上の実験は
いづれも大気圧下で行ったが、言うまでもなく、本発明
の方法は加圧下又は減圧下で行うことも可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明の方法により化学励起沃素レーザ
ー装置の排ガスから希ガスを回収し再使用すれば、大幅
なコスト節減が可能となる。
ー装置の排ガスから希ガスを回収し再使用すれば、大幅
なコスト節減が可能となる。
【００２９】本発明の方法によれば、希ガス中の不純物
としての酸素とハロゲンは除去し易い化合物（水蒸気と
ハロゲン化水素）に変換され、効率よく除去されるの
で、高純度の希ガスを回収することができる。
としての酸素とハロゲンは除去し易い化合物（水蒸気と
ハロゲン化水素）に変換され、効率よく除去されるの
で、高純度の希ガスを回収することができる。
【００３０】本発明の実施態様に従い、凝縮水にハロゲ
ン化水素を溶解させることによりハロゲン化水素を除去
する場合には、処理装置をシンプルにすることができ
る。また、水に対するハロゲン化水素の溶解度は高いの
で、ハロゲン除去を促進することができる。
ン化水素を溶解させることによりハロゲン化水素を除去
する場合には、処理装置をシンプルにすることができ
る。また、水に対するハロゲン化水素の溶解度は高いの
で、ハロゲン除去を促進することができる。
【００３１】凝縮水にアルカリを注入する場合には、ハ
ロゲン化水素の除去が促進されると共に、凝縮水の中和
により処理装置の腐食を防止することができる。
ロゲン化水素の除去が促進されると共に、凝縮水の中和
により処理装置の腐食を防止することができる。
【００３２】本発明の他の実施態様に従い、生成した水
蒸気が凝縮しない温度領域において気相のハロゲン化水
素をアルカリ金属水酸化物と反応させることにより、ハ
ロゲン化水素を乾式除去する場合には、真空ポンプの上
流で被処理ガスを処理することが可能になる。
蒸気が凝縮しない温度領域において気相のハロゲン化水
素をアルカリ金属水酸化物と反応させることにより、ハ
ロゲン化水素を乾式除去する場合には、真空ポンプの上
流で被処理ガスを処理することが可能になる。
【図１】図１は、本発明の方法を実施する反応除去装置
を化学励起沃素レーザー装置の真空ポンプの上流に組み
込んだところを示す模式図である。
を化学励起沃素レーザー装置の真空ポンプの上流に組み
込んだところを示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の方法を実施する反応除去装置
を化学励起沃素レーザー装置の真空ポンプの下流に組み
込んだところを示す模式図である。
を化学励起沃素レーザー装置の真空ポンプの下流に組み
込んだところを示す模式図である。
１０： 化学励起沃素レーザー装置の励起酸素発生器 １４： 沃素レーザー発振器 １８： 反応除去装置
Claims (9)
- 【請求項１】 希ガスと酸素ガスとハロゲンガスとを含
有する化学励起沃素レーザー装置の排ガスから希ガスを
回収するに当り、 前記排ガスに水素を添加し、触媒の存在下で排ガス中の
酸素を水蒸気に転化すると共にハロゲンをハロゲン化水
素に転化し、生成した水蒸気とハロゲン化水素を排ガス
から除去し、高純度の希ガスを得ることからなる、化学
励起沃素レーザー装置の排ガスから希ガスを回収する方
法。 - 【請求項２】 前記転化工程において生成した水蒸気の
除去は転化反応後の排ガスを冷却して排ガス中の水蒸気
を凝縮させることにより行い、生成したハロゲン化水素
の除去は凝縮水にハロゲン化水素を溶解させることによ
り行うことを特徴とする請求項１に基づく方法。 - 【請求項３】 前記除去工程において凝縮水にアルカリ
を注入することを特徴とする請求項２に基づく方法。 - 【請求項４】 前記転化工程において生成したハロゲン
化水素の除去は生成した水蒸気が凝縮しない温度領域に
おいて気相のハロゲン化水素をアルカリ金属水酸化物と
反応させることにより行い、生成した水蒸気の除去は次
に排ガスを冷却して排ガス中の水蒸気を凝縮させること
により行うことを特徴とする請求項１に基づく方法。 - 【請求項５】 気相のハロゲン化水素と反応させる前記
アルカリ金属水酸化物としてアルカリ金属水酸化物の粉
体を用いることを特徴とする請求項４に基づく方法。 - 【請求項６】 気相のハロゲン化水素と反応させる前記
アルカリ金属水酸化物として担体に担持されたアルカリ
金属水酸化物を用いることを特徴とする請求項４に基づ
く方法。 - 【請求項７】 前記触媒は貴金属触媒と金属酸化物触媒
からなるグループの選ばれた１以上の触媒からなり、前
記触媒は担体に担持されていることを特徴とする請求項
１から６のいづれかに基づく方法。 - 【請求項８】 前記化学励起沃素レーザー装置はレーザ
ー発振器の下流に配置された真空ポンプを備え、前記転
化工程と除去工程はレーザー発振器と真空ポンプとの間
で実施されることを特徴とする請求項１から７のいづれ
かに基づく方法。 - 【請求項９】 前記化学励起沃素レーザー装置はレーザ
ー発振器の下流に配置された真空ポンプを備え、前記転
化工程と除去工程は真空ポンプの下流で行われることを
特徴とする請求項１から７のいづれかに基づく方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4278136A JP2510934B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 化学励起沃素レ―ザ―装置の排ガスから希ガスを回収する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4278136A JP2510934B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 化学励起沃素レ―ザ―装置の排ガスから希ガスを回収する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104517A JPH06104517A (ja) | 1994-04-15 |
| JP2510934B2 true JP2510934B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=17593098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4278136A Expired - Lifetime JP2510934B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 化学励起沃素レ―ザ―装置の排ガスから希ガスを回収する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510934B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4769350B2 (ja) * | 2000-09-22 | 2011-09-07 | 大陽日酸株式会社 | 希ガスの回収方法及び装置 |
| JP2010076972A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 不純希ガスの処理方法 |
| JP5748272B2 (ja) * | 2010-07-07 | 2015-07-15 | 住友精化株式会社 | ヘリウムガスの精製方法および精製装置 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP4278136A patent/JP2510934B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06104517A (ja) | 1994-04-15 |
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