(57)【要約】  本発明は、温度スイング吸着法によるキセノンの濃縮方法であって、キセノンを含み、一酸化炭素を含まない常温の原料ガスを活性化したＣｕ−ＺＳＭ５が充填された吸着筒に流通させる吸着工程と、加熱によりキセノンを脱着する脱着工程とを有し、これら２つの工程を交互に繰り返すことによってキセノンを濃縮する方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度スイング吸着法によるキセノンの濃縮方法であって、
キセノンを含み、一酸化炭素を含まない常温の原料ガスを、活性化したＣｕ−ＺＳＭ５が充填された吸着筒に流通させる吸着工程と、
加熱によりキセノンを脱着する脱着工程とを有し、
これら２つの工程を交互に繰り返すことによってキセノンを濃縮する方法。
【請求項２】
前記原料ガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンからなる群から選ばれる１つ以上を含む請求項１記載のキセノンの濃縮方法。
【請求項３】
前記吸着工程の前に、空気液化分離装置の複式精留塔の低圧塔下部から導出された、クリプトンを含む液体酸素を気化する気化工程を有し、前記原料ガスが前記液体酸素に由来する請求項１記載のキセノンの濃縮方法。
【請求項４】
気化させた前記液体酸素を加熱して触媒反応筒へ導入し、含有する炭化水素類を燃焼させる触媒反応工程と、
該触媒反応筒から導出した酸素ガス中の水と二酸化炭素とを吸着除去する吸着工程とを有し、
前記触媒反応工程及び前記吸着工程は、前記気化工程と前記吸着工程との間に行なわれる請求項３記載のキセノンの濃縮方法。
【請求項５】
活性化したＣｕ−ＺＳＭ５を充填した吸着筒と、該吸着筒に流通する窒素ガスを予め加熱するための加温器とを有するキセノン濃縮装置であって、
温度スイング吸着法によって、キセノンを含み、一酸化炭素を含まない原料ガスからキセノンを濃縮する装置。
【請求項６】
前記Ｃｕ−ＺＳＭ５においては、シリカ／アルミナ比が５〜５０、銅イオン交換率が１００％以上である請求項５記載のキセノン濃縮装置。
【請求項７】
複式精留塔と、
該複式精留塔の低圧塔下部から、キセノンを含み、一酸化炭素を含まない液体酸素を導出するための配管と、
該配管により導出した液体酸素を気化して酸素ガスを得るための気化器と、
該気化器からの酸素ガスを触媒反応させる温度まで加熱するための加熱器と、
該加熱器からの酸素ガス中の炭化水素を、水と二酸化炭素に分解するための触媒反応筒と、
該触媒反応筒からの酸素ガスの温度を常温まで下げる熱交換器と、
該熱交換器によって冷却された酸素ガス中の水と二酸化炭素を除去する水・二酸化炭素除去装置と、
該除去装置からの酸素ガス中のキセノンを濃縮するための請求項５記載のキセノン濃縮装置とを有する空気液化分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キセノンの濃縮方法および濃縮装置に関し、詳しくは空気液化分離装置の複式精留塔の低圧塔下部の液体酸素中に含まれるキセノンを濃縮する方法および装置に関する。
本願は、２００７年３月９日に、日本に出願された特２００７−０５９９９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
キセノン（以下、Ｘｅと言うことがある）は大気中に０．０８６ｐｐｍしか含まれていないことから、希少で高価なガスである。キセノンの用途には、従来の電球封入ガスの他に、液晶バックライト用、 Ｘ線ＣＴの造影剤、麻酔などへの応用が具体化してきており、生産コストの低減が望まれている。【０００３】
空気中からキセノンを得る方法として、例えば、空気液化分離法によって製造された液体酸素中のキセノンを濃縮する方法がある。
低圧塔と高圧塔からなる複式精留塔を有する空気液化分離装置において、低圧塔下部からキセノンを含む液体酸素が得られる。この液体酸素中にはキセノンの他にクリプトン、アルゴンといった希ガスや、メタンを主とする炭化水素類、ＣＦ４やＳＦ６などのフッ化物が含まれる。キセノンとクリプトンあるいはキセノンのみを濃縮・精製する方法としては、蒸留法、吸着法、冷却面への固化による回収法などがある。【０００４】
蒸留法の一例として、特許文献１（図１）に開示された方法がある。この例では、空気液化分離装置の複式精留塔の低圧塔下部１０１ａから導出された液体酸素を原料として用い、濃縮塔１０２でキセノンを濃縮し、キセノンと共に濃縮された炭化水素を触媒反応筒１０３および吸着装置１０４で除去した後、脱酸素塔１０５でキセノンをさらに濃縮し、分離塔１０６によりクリプトンとキセノンとに分離する。【０００５】
吸着法によりキセノンを精製する例として、特許文献２、特許文献３に開示された方法がある。これらの方法は、原料となるガス化した液体酸素を、キセノンが液化しない程度の低い温度の吸着筒へ導入し、キセノンを選択的に吸着するシリカゲル等の吸着剤にキセノンを吸着させて濃縮する方法である。同時に炭化水素類が濃縮されるので、これらを触媒塔で燃焼し、生成した水分および二酸化炭素を吸着除去後、再度同様の操作により、キセノンを高純度に濃縮する。ここで使用されるキセノンを選択的に吸着する吸着剤としては、シリカゲルの他に活性炭あるいはゼオライトなどがある。しかしながら、いずれも物理吸着であり、十分な吸着量を得るために１００Ｋ程度の低温にすることが必要であった。また、これらの文献には、フッ化物などの不純物に関する記載はなく、実質的な高純度化の可能性は不明である。【０００６】
吸着法による別の例として特許文献４に開示された方法がある。この例でも特許文献２、３に開示された方法と同様に、液体酸素をガス化し、キセノンが液化しない程度の低い温度（９０〜１００Ｋ)の吸着筒に導入し、キセノンおよびクリプトンを選択的に吸着するＬｉＸゼオライトをＡｇイオン交換したＡｇＬｉＸゼオライトでキセノンおよびクリプトンを吸着後、徐々に吸着筒の温度を上昇して脱着させ、それぞれの成分を回収する。これらの吸着剤はＮ２Ｏやオレフィンを強く吸着するため、原料ガスを吸着筒に導入する前にガード吸着器による低温吸着除去を行う必要があるとされる。回収したキセノンは液体窒素冷却した受槽で固体として回収される。ここでもフッ化物に関する記載はなく、実質的な高純度化の可能性は不明である。【０００７】
以上のように、従来の吸着法によるＸｅ濃縮は、吸着時には１００Ｋ程度の低温が必要であり、脱着時には少なくとも２７０Ｋ程度まで昇温することが必要とされる。そのためエネルギーコストが大きい。また、吸着剤を均一に冷却、昇温するためには吸着筒内に巻き管などの熱媒体ラインを配置する必要がある等、吸着筒構造が複雑でコストアップの原因となっていた。【０００８】
すなわち、空気液化分離装置の複式精留塔の低圧塔下部から導出された液体酸素を原料として用い、濃縮塔によりクリプトンとキセノンを濃縮し、触媒筒および吸着筒で炭化水素を除去したガスから、蒸留によりクリプトンとキセノンあるいはキセノンのみを精製する従来の方式では、工程が複雑でかつイニシャルコストが高いという課題があった。また、吸着剤を用いたキセノンの精製・濃縮では、十分なキセノンの吸着量を得るためにはいずれの吸着剤も１００Ｋ程度に冷却する必要があり、ランニングコストが高いという課題があった。
【特許文献１】特開平７−１３３９８１
【特許文献２】特開昭６２−２９７２０６
【特許文献３】特開平１−５１３１１
【特許文献４】特開２００３−２２１２１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、イニシャルコストおよび運転コストを低減することができる、キセノンの濃縮方法及び濃縮装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
常温でキセノンを選択的に吸着する吸着剤を用いると、低温装置の代わりに常温で運転できる吸着装置を構成することが可能となり、装置のイニシャルコストおよび運転（ランニング）コストの低減を図ることができる。しかしながら、常温でキセノンを選択的に吸着する吸着剤は、これまで知られておらず、そのためキセノンを含んだ混合ガスを常温において吸着法により濃縮する方法および装置はこれまで存在しなかった。【００１１】
本発明者らは、先に、銅イオンを含有し、かつ特定の結晶構造（ＺＳＭ−５型）を有するゼオライト（以下、「Ｃｕ−ＺＳＭ５ゼオライト」「Ｃｕ−ＺＳＭ５」ということがある。）が、キセノン、酸素、窒素、一酸化炭素あるいは水素等の不純物ガス成分を吸着除去することが可能であり、かつ加熱再生が可能であることから、このＣｕ−ＺＳＭ５ゼオライトを使用することで再生可能な精製器を実現できることを見いだした（例えば、特開２００３−３１１１４８、特願２００５−２６３０２１）。【００１２】
さらにＣｕ−ＺＳＭ５ゼオライトの吸着特性を詳細に検討した結果、キセノンがＣｕ−ＺＳＭ５ゼオライトに常温で吸着するのに対し、クリプトンは全く吸着しないことを見出した。この知見をもとに、空気液化分離装置の複式精留塔の低圧塔下部から導出された液体酸素を原料として用い、ガス化した酸素ガス中からキセノンのみを常温で選択的に吸着分離することが可能となる方法、及び、常温吸着によるキセノンの濃縮が可能となる方法を見出し、本発明を完成した。【００１３】
本発明のキセノンの濃縮方法は、温度スイング吸着法によるキセノンの濃縮方法であって、キセノンを含み、一酸化炭素を含まない常温の原料ガスを、活性化したＣｕ−ＺＳＭ５が充填された吸着筒に流通させる吸着工程と、加熱によりキセノンを脱着する脱着工程とを有し、これら２つの工程を交互に繰り返すことによってキセノンを濃縮する方法である。【００１４】
本発明のキセノンの濃縮方法においては、前記原料ガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンからなる群から選ばれる１つ以上を含んでいてもよい。また、前記吸着工程の前に、空気液化分離装置の複式精留塔の低圧塔下部から導出された、クリプトンを含む液体酸素を気化する工程を有し、前記原料ガスが前記液体酸素に由来することが好ましい。【００１５】
更に、気化させた前記液体酸素を加熱して触媒反応筒へ導入し、含有する炭化水素類を燃焼させる触媒反応工程と、該触媒反応筒から導出した酸素ガス中の水と炭酸ガスを吸着除去する吸着工程とを有し、前記触媒反応工程及び前記吸着工程は、前記気化工程と前記吸着工程との間に行なわれることが好ましい。【００１６】
本発明のキセノン濃縮装置は、活性化したＣｕ−ＺＳＭ５を充填した吸着筒を有し、温度スイング吸着法によって、キセノンを含み、一酸化炭素を含まない原料ガスからキセノンを濃縮する装置である。【００１７】
本発明の装置に充填されるＣｕ−ＺＳＭ５においては、シリカ／アルミナ比が５〜５０、銅イオン交換率が１００％以上であることが好ましい。【００１８】
本発明の空気液化分離装置は、複式精留塔と、該複式精留塔の低圧塔下部から、キセノンを含み、一酸化炭素を含まない液体酸素を導出するための配管と、該配管により導出した液体酸素を気化して酸素ガスを得るための気化器と、該気化器からの酸素ガスを触媒反応させる温度まで加熱するための加熱器と、該加熱器からの酸素ガス中の炭化水素を、水と二酸化炭素に分解するための触媒反応塔と、該触媒反応塔からの酸素ガスの温度を常温まで下げる熱交換器と、該熱交換器によって冷却された酸素ガス中の水と二酸化炭素を除去する除去装置と、該除去装置からの酸素ガス中のキセノンを濃縮するためのキセノン濃縮装置を有し、このキセノン濃縮装置が、活性化したＣｕ−ＺＳＭ５を充填した吸着筒を有し、温度スイング吸着法によって、キセノンを含み、一酸化炭素を含まない原料ガスからキセノンを濃縮する装置であって、好ましくは、前記Ｃｕ-ＺＳＭ５のシリカ／アルミナ比が５〜５０、銅イオン交換率が１００％以上である空気液化分離装置である。【００１９】
なお、本発明において、「一酸化炭素を含まない原料ガス」とは、原料ガス中の一酸化炭素濃度が本発明の効果に影響を与えない程度まで低減されていることを意味し、極少量の一酸化炭素を含む原料ガスを除外するものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のキセノンの濃縮方法及び濃縮装置によれば、キセノンを含み、実質的に一酸化炭素を含まない常温の原料ガスから、温度スイング吸着法によってキセノンを濃縮することができる。また、本発明の方法及び装置においては、空気液化分離装置の複式精留塔の低圧塔下部からの液体酸素を原料として用い、液体酸素中のキセノンを濃縮することができる。このような場合、濃縮装置に低温にするための装置を用いなくても良く、運転コストおよび装置コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の蒸留法によるキセノン濃縮の一例を示す図である。
【図２】本発明のキセノン濃縮装置の一例を示す図である。
【図３】本発明のキセノン濃縮装置を備えた空気液化分離装置の一例を示す図である。
【図４】活性化されたＣｕ−ＺＳＭ５の一酸化炭素、酸素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ＣＦ４、ＳＦ６の吸着等温線である。
【図５】活性化されたＣｕ−ＺＳＭ５を充填した吸着筒を用いた酸素中のキセノン、クリプトンの破過曲線である。
【符号の説明】
【００２２】
１０・・・空気液化分離装置、１１・・・複式精留塔、１ａ・・・複式精留塔の低圧塔下部、１２・・・気化器、１３・・・熱交換器、１４・・・加熱器、１５・・・触媒反応器、１６・・・吸着器、１７・・・キセノン濃縮装置、１７ａ・・・吸着筒、１８・・・排出管、１９・・・窒素ガス導入管、１９ａ・・・加温器
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態について、説明する。本発明で使用する活性化したＣｕ−ＺＳＭ５は、例えば以下のようにして得ることができる。
シリカ／アルミナ比が５〜５０、銅イオン交換率が１００％以上のＣｕ−ＺＳＭ５ゼオライトの未活性化成形体を、電気マッフル炉の中に入れ、３５０℃の乾燥空気を流通させることにより、２時間の酸化処理を行なう。ここで、上記銅イオン交換率は、銅イオンが＋２価としてイオン交換されているとして求めた値である。銅イオン交換率の上限値は、特に限定されないが、理論値は２００％である。酸化処理後のＣｕ−ＺＳＭ５を別容器に移し、容器内を真空引きしながら、５０℃／ｈで７５０℃まで昇温し、７５０℃に維持したまま２時間の加熱処理を行なうと、本発明で使用することが可能な活性化されたＣｕ−ＺＳＭ５が得られる。
なお、使用されるＣｕ−ＺＳＭ５ゼオライトは、特に限定されないが、イオン交換しうる銅イオン量が多い方が良い。ゼオライトのイオン交換サイトの数は含まれるＡｌ２Ｏ３の量に比例するため、イオン交換量を増やすにはできるだけＡｌ２Ｏ３量が多いことが望ましい。したがって、シリカ／アルミナ比は比較的小さい値であることが望ましく、具体的には、５〜５０であることが望ましい。  一般的にゼオライトのイオン交換において、高いイオン交換率を得るためには、イオン交換を繰り返し行うことが必要になるため、製造コストと吸着性能の兼ね合いにより、適正な交換率が決まってくる。工業的な生産における経済性を考慮すれば、銅イオン交換率が１００〜１５０％であることが好ましい。しかし、本発明の吸着剤は、銅イオン交換率が高い方が望ましいので、イオン交換率が１５０％以上のものを用いても良い。【００２４】
本発明のキセノン濃縮装置の一例を、図２に示す。この例のキセノン濃縮装置は、温度スイング吸着装置であり、少なくとも２つの吸着筒１７ａ、１７ａを有し、各吸着筒１７ａ、１７ａには、上記の方法で活性化されたＣｕ−ＺＳＭ５が充填されている。このような吸着筒１７ａ、１７ａに原料ガスが流通することにより、原料ガス中のキセノンが吸着され、残りが排ガスとして排出される。なお、原料ガス中に水が存在する場合には、これを予め除去することが好ましい。
キセノン濃縮装置においては、窒素ガスを吸着筒１７ａ、１７ａに導入するための窒素ガス導入管１９が設けられており、この窒素ガス導入管１９には、加温器１９ａが設けられている。吸着筒には吸着剤を加熱するための吸着剤用ヒーター１７ｂ、１７ｂが設けられており、吸着剤用ヒーター１７ｂ、１７ｂにより吸着剤を加熱すると同時に、加温器１９ａが窒素ガス導入管１９内を流れる窒素ガスを加温し、加温された窒素ガスが吸着筒１７ａ、１７ａに流入することにより、吸着されたキセノンが加熱・脱着される。脱着されたキセノンは窒素ガスとともに吸着筒１７ａ、１７ａから流出し、排出管１８を通って外部に排出される。【００２５】
吸着筒１７ａ、１７ａに流入させる原料ガスの温度は、常温でよく、具体的には−５〜４０℃程度の温度で良い。
なお、原料ガスの流通経路及び窒素ガスの流通経路の設定方法、並びに２つの吸着筒１７ａ、１７ａにおける各ガスの流通経路の切り替え方法としては、温度スイング吸着法において従来から使用されている手法が使用可能であり、本発明では特に限定されない。【００２６】
本発明では、このキセノン濃縮装置を、複式精留塔を有する空気液化分離装置と結合させることで、液体酸素中から、効率よくキセノンを濃縮することが可能となる。本発明のキセノン濃縮装置を、複式精留塔を有する空気液化分離装置と組合せた一例を図３に示す。
空気液化分離装置に原料空気を供給し、複式精留塔１１の低圧塔下部１１ａから、一酸化炭素が１ｐｐｂ未満であって、クリプトンが１００〜１０００ｐｐｍ、キセノンが１０〜１００ｐｐｍ含まれる液体酸素を、配管１１ｂを通して取り出し、気化器１２によりガス化する。ガス化した酸素を更に加熱器１４で約３００℃に加熱し、触媒反応器１５でガス化した酸素中の炭化水素を燃焼し、水と炭酸ガスにする。次に、熱交換器１３で冷却した後、水・二酸化炭素除去装置１６で水と炭酸ガスを除去し、キセノン濃縮装置１７の吸着筒１７ａ、１７ａへ導入する。吸着筒１７ａ、１７ａでは、常温でキセノンのみが吸着され、筒上部からはクリプトンや、ＣＦ４、ＳＦ６といったフッ化物を含む酸素ガスが排ガスとして排出される。なお、上記水・二酸化炭素除去装置１６の具体例としては、吸着器が挙げられる。
次に、窒素ガスを加温器１９ａで約１００℃まで加温した後、窒素ガス導入管１９を通して吸着筒１７ａに導入し、排出管１８からキセノンが窒素ガスとともに導出される。この段階で得られるガス中のキセノン濃度は、特に限定されないが、例えば約５％が挙げられる。
吸着筒１７ａにおけるキセノンの脱着が終了した後、２００℃で加温した窒素ガスで、引き続き吸着剤の再生を行う。ここでの再生は、キセノンに替わって置換吸着した窒素ガスを脱着させる目的で行うものである。吸着剤温度が２００℃に到達したなら再生を終了し、窒素を常温の酸素ガスに切り替えて窒素ガスのパージと吸着筒の冷却を行う。冷却工程で常温にまで冷却、昇圧を行い待機状態となる。
なお、図３に示した例においては、原料ガスの導入方向とキセノンの導出方向が、図２に示した例と逆となっている。このように、本発明のキセノン濃縮装置においては、原料ガスの導入方向とキセノンの導出方向は限定されない。【００２７】
濃縮されたキセノンは、更に別の方法で精製・濃縮することができる。例えば、得られたキセノンを含む窒素ガスは、固化分離槽等の高純度精製器に導入され、キセノンが固化・回収される。しかし、空気液化分離装置の規模によっては、高純度精製器を設けるのは、経済的に好ましくない場合もある。したがって、離れた地域に設置された、いくつかの空気液化分離装置から、濃縮されたキセノンをキセノン精製工場に運び、まとめて処理することも考えられる。このとき、空気液化分離装置から得られた液体酸素中のキセノンを、本発明の方法及び装置によって５０〜５００倍に濃縮すれば、輸送コストの大幅な削減が可能である。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
実施例１では、本発明で使用する活性化したＣｕ−ＺＳＭ５の吸着性能を調べた。
Ｃｕ−ＺＳＭ５ゼオライトの未活性化成形体を、電気マッフル炉の中に入れ、乾燥空気流通下３５０℃で２時間、酸化処理を行った。このときの昇温速度は５０℃／ｈとした。引き続き、吸着量測定用のセルにＣｕ−ＺＳＭ５ゼオライトを移し、セル内を真空引きし、５０℃／ｈで昇温後、真空下７５０℃で２時間の加熱処理を行った。加熱には電気管状炉を使用した。定容式吸着量測定装置を用いて、２５℃における一酸化炭素、酸素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン、ＣＦ４、ＳＦ６の吸着量を測定した。得られた吸着等温線を図４に示す。常温においてＣｕ−ＺＳＭ５ゼオライトは、一酸化炭素、キセノン、酸素をよく吸着するが、一方、不純物ガス成分であるヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、ＣＦ４、ＳＦ６をわずかしか吸着しないことが分かる。
なお、０．３Ｐａ以下の低圧においては、Ｃｕ−ＺＳＭ５の酸素の吸着量は、キセノンのそれよりも多い。しかし、酸素とキセノンの両方を含むガスで実験を行ったところ、キセノンの存在下では、Ｃｕ−ＺＳＭ５に吸着した酸素を置換してキセノンが吸着することがわかった。
一方、一酸化炭素に対しては、キセノンの置換効果がないことがわかった。一酸化炭素が吸着するとキセノンが吸着されないので、本発明による活性化したＣｕ−ＺＳＭ５によるガス精製の場合、原料ガス中には一酸化炭素が含まれていないことが必要である。【００２９】
（実施例２）
実施例２では、本発明のキセノン濃縮装置を用いて、酸素ガス中のキセノンの吸着を行った。
Ｃｕ−ＺＳＭ５ゼオライトの未活性化成形体を、電気マッフル炉の中に入れ、乾燥空気流通下３５０℃で２時間、酸化処理を行った。このときの昇温速度は５０℃／ｈとした。引き続き、アルゴン気流下５０℃／ｈで昇温後、７５０℃で２時間の加熱処理を行った。単筒式の吸着筒に活性化した試料を移し、キセノンを５０ｐｐｍ、クリプトンを５００ｐｐｍ含む酸素ガスを２００ｋＰａ、２５℃の条件下で流通させ、出口ガス中のキセノン濃度およびクリプトン濃度を、熱伝道度型検出器−ガスクロマトグラフィー（ＴＣＤ−ＧＣ）を用いて測定した。結果を図５に示す。クリプトンは全く吸着せずに破過してくるのに対して、キセノンは酸素ガス中においても吸着することが明らかになった。【００３０】
（実施例３）
実施例３では、本発明のキセノンの濃縮方法を用いて、酸素ガス中のキセノンの濃縮を行った。
キセノンを５０ｐｐｍ、クリプトンを５００ｐｐｍ、ＣＦ４を０．１ｐｐｍ、ＳＦ６を０．０１ｐｐｍ含む酸素ガスを実施例２で用いた単筒式の吸着筒に２００ｋＰａ、２５℃の条件下で流通させ、吸着筒の出口におけるキセノンの濃度が入口の濃度と同じになった時点で、吸着筒を一旦封じきった。つぎに真空ポンプで吸着筒内の空隙に存在する混合ガスを排気した。排気終了後、吸着筒を再度封じきった。吸着筒を１００℃に昇温後、ブローおよび窒素パージを行い、脱着ガスをガスバックに回収した。回収したガスの分析をＴＣＤ−ＧＣおよびＣＦ４，ＳＦ６についてはＰＤＤ（Pulsed Discharge Detector）−ＧＣを用いて行ったところ、キセノンは約５％まで濃縮され、クリプトン、ＣＦ４およびＳＦ６は検出限界以下であった。【００３１】
（実施例４）
実施例４では、実施例３で得られた約５％に濃縮されたキセノンを、更に濃縮した。
得られた５％のキセノンと微量の酸素を含む窒素ガスを、約７７Ｋまで冷却した固化分離槽に導入し、キセノンを固化・回収した。回収されたキセノンの分析を行った結果を表１に示す。表１に示す通り、回収されたキセノンは高純度化されていることが判明した。【００３２】
【表１】
2008111488.tif 000003
【００３３】
（実施例５）
実施例５では、本発明のキセノンの濃縮方法を用いて、キセノンとアルゴンの混合ガスからキセノンの濃縮を行った。
キセノンを１０％、アルゴンを９０％含む混合ガスを、実施例２で用いた単筒式の吸着筒に２００ｋＰａ、２５℃の条件下で流通させた。吸着筒から排出されたガスの分析を行ったところ、キセノンは０．１ｐｐｍ以下であり、ほぼ１００％のアルゴンが得られた。
吸着筒の排出ガス中のキセノンの濃度は、一定時間を経過すると、徐々に上昇する。キセノンの濃度が入口濃度と同じになった時点で、吸着筒を一旦封じきり、つぎに真空ポンプで吸着筒内の空隙に存在する混合ガスを排気した。排気終了後、吸着筒を真空ポンプで吸引しながら１００℃まで昇温し、脱着してくるキセノンを７７Ｋまで冷却した固化分離槽にて固化させて回収した。回収したキセノンをガス化したのち、分析を行ったところ、キセノンは約１００％に濃縮され、アルゴンは０．１ｐｐｍ以下であった。アルゴンとキセノンの混合ガスから、アルゴンとキセノンを高純度に回収することができた。【００３４】
（実施例６）
実施例６では、本発明のキセノンの濃縮方法を用いて、キセノンとネオンの混合ガスからキセノンの濃縮を行った。
キセノンを１０％、ネオンを９０％含む混合ガスを実施例２で用いた単筒式の吸着筒に２００ｋＰａ、２５℃の条件下で流通させた。吸着筒から排出されるガスの分析を行ったところ、キセノンは０．１ｐｐｍ以下であり、ほぼ１００％のネオンが得られた。
吸着筒の排出ガス中のキセノン濃度が入口濃度と同じになった時点で、吸着筒を一旦封じきり、つぎに真空ポンプで吸着筒内の空隙に存在する混合ガスを排気した。排気終了後、吸着筒を真空ポンプで吸引しながら１００℃まで昇温し、脱着してくるキセノンを７７Ｋまで冷却した固化分離槽にて固化し、回収した。
回収したキセノンをガス化したのち分析した。キセノン中のネオンをＰＤＤ−ＧＣを用いて測定したところ、キセノンは約１００％に濃縮され、ネオンは０．１ｐｐｍ以下であった。
ネオンとキセノンの混合ガスから、ネオンとキセノンを高純度に回収することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明の方法によれば、キセノンを濃縮・精製する工程において常温の吸着装置を用いることができるため、装置のイニシャルコストおよび運転コストを低減することが可能となり、安価なキセノンの製造が可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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