(57)【要約】【課題】貴金属をベースとした従来の再結合触媒を使用した再結合装置よりも高性能で、低コストで、且つ安全性の高い再結合装置を提供する。【解決手段】銀ゼオライト１の水素吸着反応及び触媒反応を利用した再結合装置１００であって、通気性を確保した状態で銀ゼオライト１を収容する収容容器１０を備え、収容容器１０に、水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスＧが通気されるように構成されている。混合ガスは、水素濃度が１〜２０容量％であり、水蒸気濃度が１〜９５容量％であり、空気濃度が１〜９５容量％であり、温度が１００℃以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀ゼオライトの水素吸着反応及び触媒反応を利用した再結合装置であって、
通気性を確保した状態で前記銀ゼオライトを収容する収容容器を備え、
前記収容容器に、水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスが通気されるように構成されている再結合装置。
【請求項２】
前記混合ガスは、水素濃度が１〜２０容量％であり、水蒸気濃度が１〜９５容量％であり、空気濃度が１〜９５容量％であり、温度が１００℃以上である請求項１に記載の再結合装置。
【請求項３】
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種である請求項１又は２に記載の再結合装置。
【請求項４】
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種である請求項１又は２に記載の再結合装置。
【請求項５】
前記銀以外の金属は、鉛、ニッケル、及び銅からなる群から選択される少なくとも一種の金属である請求項４に記載の再結合装置。
【請求項６】
銀ゼオライトに、水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスを通気することにより、前記混合ガスから前記水素を除去する銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法。
【請求項７】
前記混合ガスは、１〜２０容量％であり、水蒸気濃度が１〜９５容量％であり、空気濃度が１〜９５容量％であり、温度が１００℃以上である請求項６に記載の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法。
【請求項８】
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種である請求項６又は７に記載の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法。
【請求項９】
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種である請求項６又は７に記載の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法。
【請求項１０】
前記銀以外の金属は、鉛、ニッケル、及び銅からなる群から選択される少なくとも一種の金属である請求項９に記載の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀ゼオライトの水素吸着反応及び触媒反応を利用した再結合装置、及び銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等の原子力設備においては、万が一のシビアアクシデントに備えて、原子炉の内部、又は原子炉の付帯設備に水素を除去する再結合装置が設けられている。この再結合装置には、水素と酸素との反応を進行させる再結合触媒が使用されている。例えば、特許文献１に記載されている再結合装置は、アルミナ等の多孔質金属酸化物に、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、金等の貴金属を担持させた再結合触媒を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３００６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に代表される従来の再結合装置は、水素除去能力（水素処理量）が必ずしも十分であるとは言えず、安全性を確保するためには原子炉一基あたり数十台もの再結合装置を設置する必要があった。また、装置全体として貴金属を多量に使用しているため、コストの点においても問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、貴金属をベースとした従来の再結合触媒を使用した再結合装置よりも高性能で、低コストで、且つ安全性の高い再結合装置を提供することを目的とする。さらには、再結合触媒としての銀ゼオライトの新たな利用方法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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明に係る再結合装置の特徴構成は、
銀ゼオライトの水素吸着反応及び触媒反応を利用した再結合装置であって、
通気性を確保した状態で前記銀ゼオライトを収容する収容容器を備え、
前記収容容器に、水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスが通気されるように構成されていることにある。
【０００７】
本構成の再結合装置によれば、収容容器に、水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスが通気されることで、水素が銀ゼオライトに吸着されるとともに、吸着された水素が銀ゼオライトを介して空気中の酸素と反応し、混合ガスから除去される。この水素と空気中の酸素との触媒反応は、非常に活発でありながら水蒸気の存在下で進行するため、触媒反応熱が連続的に発生して高温状態となっても水素爆発が起こらず、高い安全性を確保することができる。従って、この銀ゼオライトの高い水素吸着反応及び触媒反応を利用すれば、高性能で、低コストで、且つ安全性の高い再結合装置を構築することができる。
【０００８】
本発明に係る再結合装置において、
前記混合ガスは、水素濃度が１〜２０容量％であり、水蒸気濃度が１〜９５容量％であり、空気濃度が１〜９５容量％であり、温度が１００℃以上であることが好ましい。
【０００９】
本構成の再結合装置によれば、収容容器に通気させる混合ガスの組成及び温度が適切な範囲に設定されているため、銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合装置として好適に利用することができる。
【００１０】
本発明に係る再結合装置において、
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００１１】
本構成の再結合装置によれば、銀ゼオライトとして、ＡｇＸ型ゼオライト、ＡｇＡ型ゼオライト、ＡｇＹ型ゼオライト、ＡｇＬ型ゼオライト、及びＡｇモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を採用しており、この場合、銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合装置として好適に利用することができる。
【００１２】
本発明に係る再結合装置において、
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００１３】
本構成の再結合装置によれば、銀ゼオライトとして、ＡｇＭＸ型ゼオライト、ＡｇＭＡ型ゼオライト、ＡｇＭＹ型ゼオライト、ＡｇＭＬ型ゼオライト、及びＡｇＭモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を採用しており、この場合も銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合装置として好適に利用することができる。
【００１４】
本発明に係る再結合装置において、
前記銀以外の金属は、鉛、ニッケル、及び銅からなる群から選択される少なくとも一種の金属であることが好ましい。
【００１５】
本構成の再結合装置によれば、ＡｇＭＸ型ゼオライト、ＡｇＭＡ型ゼオライト、ＡｇＭＹ型ゼオライト、ＡｇＭＬ型ゼオライト、及びＡｇＭモルデナイト型ゼオライトにおいて、銀以外の金属として適切な金属を採用しているため、銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合装置として好適に利用することができる。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明に係る銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法の特徴構成は、
銀ゼオライトに、水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスを通気することにより、前記混合ガスから前記水素を除去することにある。
【００１７】
本構成の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法によれば、銀ゼオライトに、水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスが通気されることで、水素が銀ゼオライトに吸着されるとともに、吸着された水素が銀ゼオライトを介して空気中の酸素と反応し、混合ガスから除去される。この水素と空気中の酸素との触媒反応は、非常に活発でありながら水蒸気の存在下で進行するため、触媒反応熱が連続的に発生して高温状態となっても水素爆発が起こらず、高い安全性を確保することができる。従って、この銀ゼオライトの高い水素吸着反応及び触媒反応を利用すれば、高性能で、低コストで、且つ安全性の高い再結合触媒を得ることができる。
【００１８】
本発明に係る銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法において、
前記混合ガスは、水素濃度が１〜２０容量％であり、水蒸気濃度が１〜９５容量％であり、空気濃度が１〜９５容量％であり、温度が１００℃以上であることが好ましい。
【００１９】
本構成の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法によれば、銀ゼオライトに通気させる混合ガスの組成及び温度が適切な範囲に設定されているため、銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合触媒として好適に利用することができる。
【００２０】
本発明に係る銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法において、
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００２１】
本構成の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法によれば、銀ゼオライトとして、ＡｇＸ型ゼオライト、ＡｇＡ型ゼオライト、ＡｇＹ型ゼオライト、ＡｇＬ型ゼオライト、及びＡｇモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を採用しており、この場合、銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合触媒として好適に利用することができる。
【００２２】
本発明に係る銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法において、
前記銀ゼオライトは、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００２３】
本構成の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法によれば、銀ゼオライトとして、ＡｇＭＸ型ゼオライト、ＡｇＭＡ型ゼオライト、ＡｇＭＹ型ゼオライト、ＡｇＭＬ型ゼオライト、及びＡｇＭモルデナイト型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を採用しており、この場合も銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合触媒として好適に利用することができる。
【００２４】
本発明に係る銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法において、
前記銀以外の金属は、鉛、ニッケル、及び銅からなる群から選択される少なくとも一種の金属であることが好ましい。
【００２５】
本構成の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法によれば、ＡｇＭＸ型ゼオライト、ＡｇＭＡ型ゼオライト、ＡｇＭＹ型ゼオライト、ＡｇＭＬ型ゼオライト、及びＡｇＭモルデナイト型ゼオライトにおいて、銀以外の金属として適切な金属を採用しているため、銀ゼオライトを介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行し、再結合触媒として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の再結合装置を備えた原子炉の概略構成図である。
【図２】図２は、ＡｇＸ型ゼオライトに関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に関する実施形態について説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に示された構成に限定されることは意図しない。
【００２８】
初めに、本発明に関連する技術の経緯について説明する。本発明者らは、銀ゼオライトの一種であるＮａサイトの少なくとも一部をＡｇで置換したＸ型ゼオライト（ＡｇＸ型ゼオライト）が高いヨウ素吸着能を有することを発見し、原子炉におけるシビアアクシデントに備えた放射性ヨウ素吸着剤として特許出願を行い、２０１４年３月２０日に特許権（特許第５５０４３６８号）を取得した。当該特許の明細書によれば、ＡｇＸ型ゼオライトは、放射性ヨウ素の吸着能だけでなく、優れた水素の吸着能も有することが明らかとなっている。
【００２９】
本発明者らは、上記のＡｇＸ型ゼオライトについて、さらなる検討を行ったところ、ＡｇＸ型ゼオライトに水素を吸着させる際、水素に水蒸気及び空気を加えた混合ガスの状態でＡｇＸ型ゼオライトに通気させると、ＡｇＸ型ゼオライトはさらに良好な水素吸着能を示すとともに、混合ガスが水蒸気を含んでいるため、高温状態になっても水素爆発が起こらずに安全に触媒反応（水素の消費）が進行することを新たに知見した。本発明は、ＡｇＸ型ゼオライトを含む銀ゼオライトについて、水蒸気の存在下での水素吸着反応及び水素と空気（酸素）との触媒反応を、原子炉等の原子力設備に設けられる再結合装置において利用するものである。
【００３０】
図１は、本発明の再結合装置１００を備えた原子炉２００の概略構成図である。図１では、再結合装置１００は、原子炉２００の外部に設けられているが、原子炉２００の内部に設けられるものであってもよい。再結合装置１００の設置形態は、原子炉２００のタイプ（加圧水型（ＰＷＲ）、沸騰水型（ＢＷＲ）、高速増殖炉、高温ガス炉など）に応じて適宜選択可能である。再結合装置１００は、主要な構成として、銀ゼオライト１を収容する収容容器１０を備えている。
【００３１】
銀ゼオライト１は、各種のゼオライトをベースとし、当該ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部が銀で置換されたものである。そのような銀ゼオライト１として、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀で置換したＡｇモルデナイト型ゼオライトなどが挙げられる。
【００３２】
また、銀ゼオライト１として、Ｘ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＸ型ゼオライト、Ａ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＹ型ゼオライト、Ｌ型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭＬ型ゼオライト、及びモルデナイト型ゼオライトが有するイオン交換サイトの少なくとも一部を銀及び銀以外の金属で置換したＡｇＭモルデナイト型ゼオライトなども挙げられる。この場合、銀以外の金属として、鉛、ニッケル、及び銅などが挙げられる。
【００３３】
本発明では、特に、水素分子吸着能が高いＡｇＸ型ゼオライトが好適に使用される。
【００３４】
ここで、ＡｇＸ型ゼオライトについて説明する。図２は、ＡｇＸ型ゼオライトに関する説明図である。図２（ａ）は、ゼオライトの結晶構造の模式図であり、図２（ｂ）は、１３Ｘ型ゼオライトのナトリウムサイトが銀で置換される反応の説明図である。図２（ｃ）は、１３Ｘ型ゼオライトのナトリウムサイトを銀で置換した結果、細孔径のサイズが小さくなることの説明図である。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、ゼオライトはケイ酸塩の一種で、構造の基本単位は四面体構造の（ＳｉＯ４）４−及び（ＡｌＯ４）５−であり、この基本単位が次々と三次元的に連結して結晶構造を形成する。基本単位の連結の形式によって種々の結晶構造が形成され、形成される結晶構造ごとに固有の均一な細孔径を有する。この均一な細孔径を有するため、ゼオライトには分子篩や吸着、イオン交換能といった特性が備わることとなる。
【００３６】
例えば、１３Ｘ型ゼオライトは工業的に広く用いられているＸ型ゼオライトであり、その組成は、Ｎａ８６［（ＡｌＯ２）８６（ＳｉＯ２）１０６］・２７６Ｈ２Ｏである。図２（ｂ）に示すように、１３Ｘ型ゼオライトのイオン交換サイトであるナトリウムサイトを銀でイオン交換することにより、本発明の熱源装置１００に使用可能なＡｇＸ型ゼオライトが得られる。ＡｇＸ型ゼオライトの銀イオン交換率は９０％以上、好ましくは９５％以上とする。
【００３７】
また、ＡｇＸ型ゼオライトは、銀以外の物質ではイオン交換されていないことが好ましい。すなわち、ＡｇＸ型ゼオライトは、実質的に１３Ｘ型ゼオライト中の略全てのナトリウムサイトが銀とイオン交換されることが好ましい。このような高いイオン交換率であれば、非常に優れた水素分子吸着能を有するものとなる。これは、図２（ｃ）に示すように、銀でイオン交換される前のナトリウムサイトを有する１３Ｘ型ゼオライトの細孔径（約０．４ｎｍ）は、水素分子（分子径：約０．２９ｎｍ）を捕捉するには大き過ぎるサイズであるが、ナトリウムサイトを銀でイオン交換すると、水素分子がぴったりと収まる最適な細孔径（約０．２９ｎｍ）となり、その結果、銀でイオン交換された１３Ｘ型ゼオライトは、水素分子を高効率で効果的に吸着することが可能となるからである。
【００３８】
実際に使用する場面では、ＡｇＸ型ゼオライトは、粒状に加工されていることが好ましい。その場合の粒子サイズは、８×１２ｍｅｓｈないし１０×２０ｍｅｓｈ（ＪＩＳ  Ｋ  １４７４−４−６）であることが好ましい。なお、粒子サイズのｍｅｓｈ表記について、例えば、「１０×２０ｍｅｓｈ」とは、粒子が１０ｍｅｓｈの篩を通過するが２０ｍｅｓｈの篩は通過しないこと、すなわち、粒子サイズが１０〜２０ｍｅｓｈであることを意味する。
【００３９】
上記の銀ゼオライト１は、収容容器１０に収容される。収容容器１０は、例えば、筒状の金属管で構成され、その両端部に金属製のメッシュを設けて通気性を確保した状態に構成される。そして、この収容容器１０に、原子炉２００内で発生した水素、水蒸気、及び空気を含む混合ガスＧが通気される。混合ガスＧが収容容器１０の内部の銀ゼオライト１に接触すると、混合ガスＧに含まれる水素が銀ゼオライト１に吸着されるとともに、吸着された水素が銀ゼオライト１を介して混合ガスＧに含まれる空気中の酸素と反応する。この水素と空気中の酸素との触媒反応は、非常に活発でありながら水蒸気の存在下で進行するため、触媒反応熱が連続的に発生して高温状態となっても水素爆発が起こらず、高い安全性を確保することができる。
【００４０】
混合ガスＧの好ましい組成は、水素濃度が１〜２０容量％、水蒸気濃度が１〜９５容量％、空気濃度が１〜９５容量％である。より好ましい混合ガスＧの組成は、水素濃度が１〜１５容量％、水蒸気濃度が１０〜９０容量％、空気濃度が５〜８０容量％である。また、混合ガスＧの好ましい温度は、１００℃以上であり、より好ましい温度は、１２０℃以上であり、最も好ましい温度は、１３０℃以上である。
【００４１】
このような混合ガスＧを銀ゼオライト１に接触させれば、銀ゼオライト１を介した水素と空気中の酸素との触媒反応が、高い安全性を維持しながら効率よく継続的に進行する。従って、この銀ゼオライト１の高い水素吸着反応及び触媒反応を利用すれば、高性能で、低コストで、且つ安全性の高い再結合触媒を得ることができる。そして、この優れた再結合触媒は、再結合装置の触媒として好適に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の再結合装置は、原子力発電所、原子力プラント、原子力研究設備、原子力船等の各種原子力設備において利用可能であるが、化学工場、燃料電池等の水素を取り扱う設備又は機器においても利用可能である。また、本発明の銀ゼオライトの再結合触媒としての利用方法も、上記例示した各種原子力設備で利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１        銀ゼオライト
１０      収納容器
１００    再結合装置
２００    原子炉
Ｇ        混合ガス
【図１】
2019064895.tif 000003
【図２】
2019064895.tif 000004