ガス回収方法
【課題】キセノンを封入した使用済み機器から、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収するためものであり、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収する方法であって、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト１を用いてキセノンを吸着する工程を含むことを特徴とするものであり、機器３に封入されたキセノンは、回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、大気中に放出されることなく効率よく回収でき、また、機器３の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【解決手段】少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収する方法であって、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト１を用いてキセノンを吸着する工程を含むことを特徴とするものであり、機器３に封入されたキセノンは、回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、大気中に放出されることなく効率よく回収でき、また、機器３の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス回収方法に関し、詳しくは、少なくともキセノンを封入した使用済み機器から、常温・常圧、または常温・低キセノン分圧において優れたキセノン吸着特性を示有するゼオライトを用いて、高効率にキセノンを直接回収する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体を製造する工程や、プラズマディスプレイの発光ガス等としてキセノンは多く用いられている。
【０００３】
一方で、キセノンは空気中に極微量しか含まれていないため、空気から分離生成する方法では、多量の空気を取り込み複雑な分離精製工程を経て製造されるため、精製された高純度のキセノンガスは非常に高価である。
【０００４】
このため、使用済みのキセノンを回収、精製し、再使用するシステムの確立が非常に重要であると考えられている。
【０００５】
例えば、Ｘ線検査装置の検出器内のキセノンガスを、ゼオライト吸着槽により水分と炭酸ガスとを除去し、ゲッター層によりその他の不純物ガスを除去することにより、精製して回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、低温空気分離プラントの液体酸素棟低液から得られる酸素含有ガスから、シリカゲルなどにて水分を吸着除去し、ＬｉおよびＡｇ交換したＸ型ゼオライトにて選択的にキセノンを吸着し、脱着することで回収する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、キセノンなどの希ガスを使用する各種プロセスの排ガスに含まれる不純物を効率よく除去する方法として、希ガスと窒素とを主成分とする混合ガスから水素、水蒸気、窒素酸化物などの微量不純物を効率良く分離除去する方法が提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００８】
また、半導体プロセス排ガス中より水分、二酸化炭素などを機能的に排除して高純度なキセノンを回収する方法として、不純物をゼオライトや分離膜モジュールで除去した後、キセノンを細孔径５Å以上のゼオライトに吸着回収する方法が提案されている（特許文献５参照）。
【０００９】
また、放射性クリプトンを微量含む排出キセノンを有効活用するため、ＰＳＡ・パージ法を用いた回収キセノンの精製技術が提案されている（非特許文献１参照）。この技術では、キセノン−クリプトン混合ガスから、キセノン選択型吸着剤として、Ｎａ−Ｘ型あるいはＣａ−Ｘ型ゼオライトを使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平４−１４５９２１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２１２１２号公報
【特許文献３】特開２００３−３４２０１０号公報
【特許文献４】特開２００４−１６１５０３号公報
【特許文献５】特開２００８−１３７８４７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】冨来 靖ら著 「サイクル機構技報」Ｎｏ．１５、２００２年６月、Ｐ１１３−１２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
現在、キセノンを封入した機器は、廃棄後、リサイクル処分場で分解分別回収されたり、埋め立て処理をなされたりしているが、キセノンは分解工程で大気中に放出されるなどして、ほとんど回収されていないのが現状である。
【００１３】
また、大気中に放出されたキセノンは基準濃度以下に管理されているが、分解作業者が微量吸入する可能性もあり、好ましくない。
【００１４】
よって、機器を分解する、あるいは、埋め立てるまでの前工程で、機器内部から、特殊な環境や設備導入がなくても常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でもキセノンを吸着できることが望ましく、かつ、吸着したキセノンを再度回収できる技術が必要である。
【００１５】
しかしながら、特許文献１から５および非特許文献１の構成は、我々の求める用途である、キセノンを封入した機器から、加圧や低温を利用することのない簡便な回収に適用できるものではない。
【００１６】
特許文献１記載の従来の構成では、不純物を除去し、高純度化したキセノンを融点以下で冷却固化し再度該装置で循環再利用することが可能であるが、キセノンを吸着する技術ではなく装置内高純度化にて完結するものであり、本発明の目的とは異なるものである。
【００１７】
また、特許文献２に記載の構成は、プラントなどから排出される不純物を含むキセノンガスを高純度化するための技術ではあるが、キセノンを封入した機器からの直接回収を目的としたものではない。
【００１８】
また、ゼオライトによるキセノンの吸着条件として、圧力０．０３〜１ＭＰａ、温度マイナス１８３℃〜３０℃が可能とされているが、望ましくは大気圧以上、室温未満の条件が記されており、我々の求める常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でのキセノン吸着能力は比較的低いものである。
【００１９】
また、特許文献３から５に記載の構成も、また、プラントなどから排出される不純物を含むキセノンガスを高純度化するための技術ではあり、キセノンを封入した機器からの直接回収を目的としたものではない。
【００２０】
よって、キセノン吸着材として用いられている材料のキセノンの吸着条件は、圧力０．３〜０．４ＭＰａと加圧条件であり、我々の求める常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でのキセノン吸着能力は比較的低いものである。
【００２１】
また、非特許文献１の構成も、また、プラントなどから排出される不純物を含むキセノンガスを高純度化するための技術ではあるが、キセノンを封入した機器からの回収を目的としたものではない。
【００２２】
また、ＰＳＡ・パージ法を用いた技術であるため、我々の求める常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でのキセノン吸着能力は比較的低いものである。
【００２３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、キセノンを封入した使用済み機器から、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収するためものであり、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収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】
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明のガス回収方法は、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いて、少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収するのである。
【００２５】
これによって、キセノンを封入した機器が廃棄された場合、機器に封入されたキセノンは、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができるため、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、機器に封入されたキセノンを、常温常圧下、または常圧・低キセノン分圧条件下で吸着し、大気中に放出することなく回収できるため、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することもなく、高効率で安全性の高いキセノン回収技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス回収方法の一例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
第１の発明は、少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収する方法であって、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いてキセノンを吸着する工程を含むことを特徴とするガス回収方法であり、ガス吸着材として４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いることにより、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、一例として常圧のキセノンを３０ｃｃ／ｇ以上の大容量吸着することが可能である。
【００２９】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３０】
また、吸着されたキセノンは、次工程で吸引脱離、または、加熱により脱離が可能であり、簡便にキセノンを回収し、再利用することができる。
【００３１】
第２の発明は、特に、第１の発明のゼオライトが、少なくともＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、詳細は明らかではないが、おそらくは細孔径と細孔形状に起因するキセノンとの相互作用のし易さにより、これらのゼオライトを用いることによって、常圧のキセノンを４０ｃｃ／ｇ以上の大容量吸着することが可能となる。
【００３２】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３３】
第３の発明は、特に、第１の発明のゼオライトが、少なくともＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、詳細は明らかではないが、おそらくは細孔径と細孔形状に起因するキセノンとの相互作用が最も強くなることによって、常圧のキセノンを５５ｃｃ／ｇ以上の大容量吸着することが可能となる。
【００３４】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３５】
第４の発明は、特に、第１の発明のゼオライトが、少なくとも銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、イオン交換により導入された銅イオンが化学吸着に類似する挙動を示し、より低分圧でのキセノン吸着量の増大が可能となる。
【００３６】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるガス回収方法の一例の概略図を示すものである。
【００３９】
図１に示すように、キセノンを吸着する、４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト１を充填したカセット２Ａ，２Ｂは、同じ構成であるが、一方が吸着を行っている際に他方が脱離を行えるよう２つ設置されている。これらのカセットは、使用済みのキセノンを封入した機器３が設置されているキセノン回収室４と、キセノン導入弁５を介して接続されている。
【００４０】
キセノン導入弁５は、キセノン回収室４を、カセット２Ａ、または、カセット２Ｂと接続することも、いずれのカセットとも接続させないこともできる。また、カセット２は、吸着したキセノンを精製するためのキセノン精製工程（図示せず）と、キセノン排出弁６を介して接続されている。
【００４１】
キセノン回収室４は、使用済みのキセノンを封入した機器３を複数設置することができる。また、キセノン回収室４には、室内の圧力をモニターする圧力計７と、真空ポンプ８が接続されており、キセノン回収室４内の空気をキセノン回収前に吸引除去し、回収するキセノンに不純物として空気が混入することを抑制する。
【００４２】
次に、本実施の形態１によるキセノン回収方法を以下に説明する。
【００４３】
まず、キセノン回収室４へ使用済みのキセノンを封入した機器３を設置したのち、キセノン回収室４を密封する。
【００４４】
続いて、真空ポンプ８によりキセノン回収室４内を減圧とする。減圧の条件は、特に指定するものではないが、空気の混入を防ぐためにはより低い圧力であることが望ましい。この真空引きの間、キセノン導入弁５は閉じた状態である。
【００４５】
キセノン回収室４が、任意圧力まで真空引きされたことを圧力計７により確認し、使用済みのキセノンを封入した機器３からキセノンを開放するための操作を行う。この操作の手段は、特に指定するものではないが、機器が設置された環境が任意圧力まで減圧されると、封入したキセノンが自動開放される弁を設置する方法や、キセノン回収室４内部にキセノンを封入した機器３の一部を破壊してキセノンを開放する機構を備える方法などが利用できる。
【００４６】
次にカセット２Ａとキセノン回収室４が連通となるようキセノン導入弁５を開ける。このとき、カセット２Ａ内のゼオライト１は、キセノン脱離処理を終え、キセノン吸着活性な状態である。キセノン導入弁５を開けることにより、４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト１がキセノンを吸着する挙動が、圧力計７の値によりモニターでき、圧力計７の圧力値が一定になれば、吸着平衡に達し吸着が終了したと見なして、キセノン導入弁５を閉じる。
【００４７】
このカセット２Ａによるキセノン吸着が行われている間に、カセット２Ｂ内のゼオライト１は、吸着したキセノンの脱離操作を行っている。キセノンの脱離方法は、特に指定するものではないが、加熱や真空ポンプによる吸引などで脱離させることができる。
【００４８】
例えば、カセット２Ｂの周囲にヒーター（図示せず）を設置しておき、キセノン吸着終了後にキセノン導入弁５を閉じ、キセノン排出弁６を開けて、ヒーターに通電することにより、吸着されていたキセノンは、ゼオライト１から脱離し、キセノン排出弁を介してキセノン精製工程へ排出される。
【００４９】
カセット２Ａと、カセット２Ｂとが交互にキセノンの吸着および脱離を繰り返し行うことにより、効率的なキセノンの回収を実現することができる。
【００５０】
本構成により、ガス吸着材として４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いることにより、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００５１】
本発明に利用できるゼオライトは、４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトであり、その理由はキセノンを吸着する目的に対し、キセノンのファンデルワールス径が４．３２Åであることから、キセノン分子との相互作用により吸着能を発現するためには４．５Å以上は必要であり、かつ、細孔径が大きすぎると細孔壁とキセノン分子との相互作用力が低下するため７．３Å以下が望ましいと考える。
【００５２】
実際に、我々は、細孔径が７．１ÅのＢＥＴＡ型ゼオライトや、７．３ÅのＡＦＩ型ゼオライトでは、良好なキセノン吸着特性を示すのに対し、細孔径が７．４ÅのＸ型ゼオライトではキセノン吸着量が低いことを確認した。
【００５３】
本発明に利用できるゼオライトは、望ましくは、ＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型ゼオライトを含み、より望ましくは、ＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、さらに銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトであることが望ましい。また、これらの混合物であっても、他のキセノンを吸着可能なガス吸着材が含まれていても良い。また、ガス吸着材は、粉体であっても、ペレット化、成形などを施してあっても良い。
【００５４】
また、本発明のゼオライトにより吸着回収されたキセノンは、次工程で吸引脱離または、加熱による脱離が可能であり、簡便にキセノンを回収し、再利用することができる。再利用時のプロセスについては、特に限定するものではないが、高純度キセノンを使用した機器から回収されたキセノンであるため、回収時に混入する可能性のある空気成分以外の不純物ガスが比較的少ないため、従来既存の不純物分離精製プロセスで簡易に高純度化可能である。
【００５５】
以下、本発明の実施の形態１について、ガス吸着材として用いるゼオライトの種類を種々変えた場合のガス吸着デバイスのキセノン吸着評価結果を実施例１から５に示す。
【００５６】
キセノン吸着特性は、大気圧でのゼオライト１ｇあたりのキセノン吸着量、および、キセノン回収室のキセノン分圧が３００００Ｐａの場合のゼオライト１ｇあたりのキセノン吸着量、および、特に低圧でのキセノン吸着を比較するために、１０Ｐａ下でのゼオライト１ｇあたりのキセノン吸着量の評価を行った。
【００５７】
また、キセノン回収室に設置した圧力計による残留キセノン分圧（キセノンを吸着可能な限界圧力に相当）でも評価を行った。また、比較例として、従来例に用いられたゼオライトについての評価結果を示す。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
実施例１においては、細孔径７．３ÅのＡＦＩ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では３０ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは１０ｃｃ／ｇ、１０Ｐａではほぼ０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は４０Ｐａであった。
【００５９】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあるため、比較例１及び２と比較すると、大気圧でのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より１オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６０】
（実施例２）
実施例２においては、細孔径７．１ÅのＢＥＴＡ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では４０ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは１８ｃｃ／ｇ、１０Ｐａではほぼ０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は２０Ｐａであった。
【００６１】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあるため、かつ、ＢＥＴＡ型ゼオライトをガス吸着材をして用いた結果、比較例１及び２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より１オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６２】
（実施例３）
実施例３においては、細孔径６．８ÅのＭＯＲ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では５０ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは４０ｃｃ／ｇ、１０Ｐａではほぼ０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は１０Ｐａであった。
【００６３】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあり、かつ、ＭＯＲ型ゼオライトをガス吸着材をして用いた結果、比較例１および２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より１オーダーの優位性が得られたことからキセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６４】
（実施例４）
実施例４においては、５．５ÅのＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では５５ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは３５ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは０．１ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は３Ｐａであった。
【００６５】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあり、かつ、ＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５をガス吸着材をして用いた結果、比較例１および２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａ、１０Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より２オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６６】
（実施例５）
実施例５においては、細孔径５．５ÅのＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５市販品を銅イオン交換したもの用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では５５ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは３５ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは３ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は０．００５Ｐａであった。
【００６７】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあり、かつ、ＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５を銅イオン交換したゼオライトを用いた結果、比較例１および２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａ、１０Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より５オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６８】
特に、低圧領域でのキセノン吸着特性が実施例１から４と比較しても優れ、残留キセノン分圧も非常に低いことから、効率的なキセノン回収が可能であるといえる。
【００６９】
ここで、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトの作製は、市販されているＺＳＭ−５型ゼオライトの銅イオン交換と、水洗と、乾燥、熱処理のプロセスを経て行う。
【００７０】
銅イオン交換は、既知の方法にて行うことが出来るが、塩化銅水溶液やアンミン酸銅水溶液など銅の可溶性塩の水溶液に浸漬する方法が一般的であり、中でもプロピオン酸銅（II）や酢酸銅（II）などカルボキシラトを含むＣｕ2+溶液を用いた方法で調整されたものは、化学吸着活性が高い。
【００７１】
水洗は、イオン交換後に十分に行う。
【００７２】
次いで、加熱乾燥または減圧下乾燥を行い、表面付着水を除去する。
【００７３】
その後、低圧下にて適切な熱処理を行う。これは、イオン交換により導入されたＣｕ2+をＣｕ+へと還元し、化学吸着能を発現させるために必要である。熱処理時の圧力は、１０ｍＰａ以下、好ましくは１ｍＰａ以下であり、温度はＣｕ+への還元を進行させるため、３００℃以上、好ましくは５００℃〜６００℃程度である。
【００７４】
（比較例１）
比較例１においては、細孔径７．４ÅのＮａ−Ｘ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では１８ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは９ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は８００Ｐａであった。
【００７５】
これは、おそらくは細孔径がキセノンのファンデルワールス径よりも大きすぎるため、キセノン分子との相互作用力が、本発明が限定するゼオライトよりも小さいことに起因すると考える。
【００７６】
その結果、残留キセノン分圧も比較的大きく、Ｘ型ゼオライトは特許文献２、および、非特許文献１にて、キセノン吸着剤として適用されているが、本発明への適用には不適当であると考える。なお、Ｎａ−Ｘ型以外にも、Ｌｉ−Ｘ型、Ａｇ−Ｘ型、Ｃａ−Ｘ型の評価も実施したが、ほぼ同等の結果となった。
【００７７】
（比較例２）
比較例２においては、細孔径４．１ÅのＡ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では３ｃｃ／ｇ、３００００Ｐａではほぼ１ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は２８０００Ｐａであった。
【００７８】
これは、細孔径がキセノンのファンデルワールス径よりも小さく、キセノン分子の吸着には適さないことに起因すると考える。その結果、残留キセノン分圧も大きく、Ａ型ゼオライトは特許文献３および４にてキセノン吸着剤として適用されているが、本発明への適用には不適当であると考える。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明にかかるガス回収方法は、機器に封入されたキセノンを常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率に回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができるため、プラズマディスプレイなどのようなキセノンを封入した機器のリサイクル時や、メンテナンスのため一時的にキセノンを安全に除去したい用途などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ ４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト
３ キセノンを封入した機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス回収方法に関し、詳しくは、少なくともキセノンを封入した使用済み機器から、常温・常圧、または常温・低キセノン分圧において優れたキセノン吸着特性を示有するゼオライトを用いて、高効率にキセノンを直接回収する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体を製造する工程や、プラズマディスプレイの発光ガス等としてキセノンは多く用いられている。
【０００３】
一方で、キセノンは空気中に極微量しか含まれていないため、空気から分離生成する方法では、多量の空気を取り込み複雑な分離精製工程を経て製造されるため、精製された高純度のキセノンガスは非常に高価である。
【０００４】
このため、使用済みのキセノンを回収、精製し、再使用するシステムの確立が非常に重要であると考えられている。
【０００５】
例えば、Ｘ線検査装置の検出器内のキセノンガスを、ゼオライト吸着槽により水分と炭酸ガスとを除去し、ゲッター層によりその他の不純物ガスを除去することにより、精製して回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、低温空気分離プラントの液体酸素棟低液から得られる酸素含有ガスから、シリカゲルなどにて水分を吸着除去し、ＬｉおよびＡｇ交換したＸ型ゼオライトにて選択的にキセノンを吸着し、脱着することで回収する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、キセノンなどの希ガスを使用する各種プロセスの排ガスに含まれる不純物を効率よく除去する方法として、希ガスと窒素とを主成分とする混合ガスから水素、水蒸気、窒素酸化物などの微量不純物を効率良く分離除去する方法が提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００８】
また、半導体プロセス排ガス中より水分、二酸化炭素などを機能的に排除して高純度なキセノンを回収する方法として、不純物をゼオライトや分離膜モジュールで除去した後、キセノンを細孔径５Å以上のゼオライトに吸着回収する方法が提案されている（特許文献５参照）。
【０００９】
また、放射性クリプトンを微量含む排出キセノンを有効活用するため、ＰＳＡ・パージ法を用いた回収キセノンの精製技術が提案されている（非特許文献１参照）。この技術では、キセノン−クリプトン混合ガスから、キセノン選択型吸着剤として、Ｎａ−Ｘ型あるいはＣａ−Ｘ型ゼオライトを使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平４−１４５９２１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２１２１２号公報
【特許文献３】特開２００３−３４２０１０号公報
【特許文献４】特開２００４−１６１５０３号公報
【特許文献５】特開２００８−１３７８４７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】冨来 靖ら著 「サイクル機構技報」Ｎｏ．１５、２００２年６月、Ｐ１１３−１２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
現在、キセノンを封入した機器は、廃棄後、リサイクル処分場で分解分別回収されたり、埋め立て処理をなされたりしているが、キセノンは分解工程で大気中に放出されるなどして、ほとんど回収されていないのが現状である。
【００１３】
また、大気中に放出されたキセノンは基準濃度以下に管理されているが、分解作業者が微量吸入する可能性もあり、好ましくない。
【００１４】
よって、機器を分解する、あるいは、埋め立てるまでの前工程で、機器内部から、特殊な環境や設備導入がなくても常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でもキセノンを吸着できることが望ましく、かつ、吸着したキセノンを再度回収できる技術が必要である。
【００１５】
しかしながら、特許文献１から５および非特許文献１の構成は、我々の求める用途である、キセノンを封入した機器から、加圧や低温を利用することのない簡便な回収に適用できるものではない。
【００１６】
特許文献１記載の従来の構成では、不純物を除去し、高純度化したキセノンを融点以下で冷却固化し再度該装置で循環再利用することが可能であるが、キセノンを吸着する技術ではなく装置内高純度化にて完結するものであり、本発明の目的とは異なるものである。
【００１７】
また、特許文献２に記載の構成は、プラントなどから排出される不純物を含むキセノンガスを高純度化するための技術ではあるが、キセノンを封入した機器からの直接回収を目的としたものではない。
【００１８】
また、ゼオライトによるキセノンの吸着条件として、圧力０．０３〜１ＭＰａ、温度マイナス１８３℃〜３０℃が可能とされているが、望ましくは大気圧以上、室温未満の条件が記されており、我々の求める常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でのキセノン吸着能力は比較的低いものである。
【００１９】
また、特許文献３から５に記載の構成も、また、プラントなどから排出される不純物を含むキセノンガスを高純度化するための技術ではあり、キセノンを封入した機器からの直接回収を目的としたものではない。
【００２０】
よって、キセノン吸着材として用いられている材料のキセノンの吸着条件は、圧力０．３〜０．４ＭＰａと加圧条件であり、我々の求める常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でのキセノン吸着能力は比較的低いものである。
【００２１】
また、非特許文献１の構成も、また、プラントなどから排出される不純物を含むキセノンガスを高純度化するための技術ではあるが、キセノンを封入した機器からの回収を目的としたものではない。
【００２２】
また、ＰＳＡ・パージ法を用いた技術であるため、我々の求める常温・常圧、または常温・低キセノン分圧でのキセノン吸着能力は比較的低いものである。
【００２３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、キセノンを封入した使用済み機器から、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収するためものであり、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収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】
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明のガス回収方法は、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いて、少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収するのである。
【００２５】
これによって、キセノンを封入した機器が廃棄された場合、機器に封入されたキセノンは、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができるため、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、機器に封入されたキセノンを、常温常圧下、または常圧・低キセノン分圧条件下で吸着し、大気中に放出することなく回収できるため、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することもなく、高効率で安全性の高いキセノン回収技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス回収方法の一例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
第１の発明は、少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収する方法であって、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いてキセノンを吸着する工程を含むことを特徴とするガス回収方法であり、ガス吸着材として４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いることにより、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、一例として常圧のキセノンを３０ｃｃ／ｇ以上の大容量吸着することが可能である。
【００２９】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３０】
また、吸着されたキセノンは、次工程で吸引脱離、または、加熱により脱離が可能であり、簡便にキセノンを回収し、再利用することができる。
【００３１】
第２の発明は、特に、第１の発明のゼオライトが、少なくともＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、詳細は明らかではないが、おそらくは細孔径と細孔形状に起因するキセノンとの相互作用のし易さにより、これらのゼオライトを用いることによって、常圧のキセノンを４０ｃｃ／ｇ以上の大容量吸着することが可能となる。
【００３２】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３３】
第３の発明は、特に、第１の発明のゼオライトが、少なくともＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、詳細は明らかではないが、おそらくは細孔径と細孔形状に起因するキセノンとの相互作用が最も強くなることによって、常圧のキセノンを５５ｃｃ／ｇ以上の大容量吸着することが可能となる。
【００３４】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３５】
第４の発明は、特に、第１の発明のゼオライトが、少なくとも銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、イオン交換により導入された銅イオンが化学吸着に類似する挙動を示し、より低分圧でのキセノン吸着量の増大が可能となる。
【００３６】
そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるガス回収方法の一例の概略図を示すものである。
【００３９】
図１に示すように、キセノンを吸着する、４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト１を充填したカセット２Ａ，２Ｂは、同じ構成であるが、一方が吸着を行っている際に他方が脱離を行えるよう２つ設置されている。これらのカセットは、使用済みのキセノンを封入した機器３が設置されているキセノン回収室４と、キセノン導入弁５を介して接続されている。
【００４０】
キセノン導入弁５は、キセノン回収室４を、カセット２Ａ、または、カセット２Ｂと接続することも、いずれのカセットとも接続させないこともできる。また、カセット２は、吸着したキセノンを精製するためのキセノン精製工程（図示せず）と、キセノン排出弁６を介して接続されている。
【００４１】
キセノン回収室４は、使用済みのキセノンを封入した機器３を複数設置することができる。また、キセノン回収室４には、室内の圧力をモニターする圧力計７と、真空ポンプ８が接続されており、キセノン回収室４内の空気をキセノン回収前に吸引除去し、回収するキセノンに不純物として空気が混入することを抑制する。
【００４２】
次に、本実施の形態１によるキセノン回収方法を以下に説明する。
【００４３】
まず、キセノン回収室４へ使用済みのキセノンを封入した機器３を設置したのち、キセノン回収室４を密封する。
【００４４】
続いて、真空ポンプ８によりキセノン回収室４内を減圧とする。減圧の条件は、特に指定するものではないが、空気の混入を防ぐためにはより低い圧力であることが望ましい。この真空引きの間、キセノン導入弁５は閉じた状態である。
【００４５】
キセノン回収室４が、任意圧力まで真空引きされたことを圧力計７により確認し、使用済みのキセノンを封入した機器３からキセノンを開放するための操作を行う。この操作の手段は、特に指定するものではないが、機器が設置された環境が任意圧力まで減圧されると、封入したキセノンが自動開放される弁を設置する方法や、キセノン回収室４内部にキセノンを封入した機器３の一部を破壊してキセノンを開放する機構を備える方法などが利用できる。
【００４６】
次にカセット２Ａとキセノン回収室４が連通となるようキセノン導入弁５を開ける。このとき、カセット２Ａ内のゼオライト１は、キセノン脱離処理を終え、キセノン吸着活性な状態である。キセノン導入弁５を開けることにより、４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト１がキセノンを吸着する挙動が、圧力計７の値によりモニターでき、圧力計７の圧力値が一定になれば、吸着平衡に達し吸着が終了したと見なして、キセノン導入弁５を閉じる。
【００４７】
このカセット２Ａによるキセノン吸着が行われている間に、カセット２Ｂ内のゼオライト１は、吸着したキセノンの脱離操作を行っている。キセノンの脱離方法は、特に指定するものではないが、加熱や真空ポンプによる吸引などで脱離させることができる。
【００４８】
例えば、カセット２Ｂの周囲にヒーター（図示せず）を設置しておき、キセノン吸着終了後にキセノン導入弁５を閉じ、キセノン排出弁６を開けて、ヒーターに通電することにより、吸着されていたキセノンは、ゼオライト１から脱離し、キセノン排出弁を介してキセノン精製工程へ排出される。
【００４９】
カセット２Ａと、カセット２Ｂとが交互にキセノンの吸着および脱離を繰り返し行うことにより、効率的なキセノンの回収を実現することができる。
【００５０】
本構成により、ガス吸着材として４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いることにより、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することが可能となる。
【００５１】
本発明に利用できるゼオライトは、４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトであり、その理由はキセノンを吸着する目的に対し、キセノンのファンデルワールス径が４．３２Åであることから、キセノン分子との相互作用により吸着能を発現するためには４．５Å以上は必要であり、かつ、細孔径が大きすぎると細孔壁とキセノン分子との相互作用力が低下するため７．３Å以下が望ましいと考える。
【００５２】
実際に、我々は、細孔径が７．１ÅのＢＥＴＡ型ゼオライトや、７．３ÅのＡＦＩ型ゼオライトでは、良好なキセノン吸着特性を示すのに対し、細孔径が７．４ÅのＸ型ゼオライトではキセノン吸着量が低いことを確認した。
【００５３】
本発明に利用できるゼオライトは、望ましくは、ＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型ゼオライトを含み、より望ましくは、ＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、さらに銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトであることが望ましい。また、これらの混合物であっても、他のキセノンを吸着可能なガス吸着材が含まれていても良い。また、ガス吸着材は、粉体であっても、ペレット化、成形などを施してあっても良い。
【００５４】
また、本発明のゼオライトにより吸着回収されたキセノンは、次工程で吸引脱離または、加熱による脱離が可能であり、簡便にキセノンを回収し、再利用することができる。再利用時のプロセスについては、特に限定するものではないが、高純度キセノンを使用した機器から回収されたキセノンであるため、回収時に混入する可能性のある空気成分以外の不純物ガスが比較的少ないため、従来既存の不純物分離精製プロセスで簡易に高純度化可能である。
【００５５】
以下、本発明の実施の形態１について、ガス吸着材として用いるゼオライトの種類を種々変えた場合のガス吸着デバイスのキセノン吸着評価結果を実施例１から５に示す。
【００５６】
キセノン吸着特性は、大気圧でのゼオライト１ｇあたりのキセノン吸着量、および、キセノン回収室のキセノン分圧が３００００Ｐａの場合のゼオライト１ｇあたりのキセノン吸着量、および、特に低圧でのキセノン吸着を比較するために、１０Ｐａ下でのゼオライト１ｇあたりのキセノン吸着量の評価を行った。
【００５７】
また、キセノン回収室に設置した圧力計による残留キセノン分圧（キセノンを吸着可能な限界圧力に相当）でも評価を行った。また、比較例として、従来例に用いられたゼオライトについての評価結果を示す。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
実施例１においては、細孔径７．３ÅのＡＦＩ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では３０ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは１０ｃｃ／ｇ、１０Ｐａではほぼ０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は４０Ｐａであった。
【００５９】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあるため、比較例１及び２と比較すると、大気圧でのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より１オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６０】
（実施例２）
実施例２においては、細孔径７．１ÅのＢＥＴＡ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では４０ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは１８ｃｃ／ｇ、１０Ｐａではほぼ０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は２０Ｐａであった。
【００６１】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあるため、かつ、ＢＥＴＡ型ゼオライトをガス吸着材をして用いた結果、比較例１及び２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より１オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６２】
（実施例３）
実施例３においては、細孔径６．８ÅのＭＯＲ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では５０ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは４０ｃｃ／ｇ、１０Ｐａではほぼ０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は１０Ｐａであった。
【００６３】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあり、かつ、ＭＯＲ型ゼオライトをガス吸着材をして用いた結果、比較例１および２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より１オーダーの優位性が得られたことからキセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６４】
（実施例４）
実施例４においては、５．５ÅのＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では５５ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは３５ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは０．１ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は３Ｐａであった。
【００６５】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあり、かつ、ＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５をガス吸着材をして用いた結果、比較例１および２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａ、１０Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より２オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６６】
（実施例５）
実施例５においては、細孔径５．５ÅのＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５市販品を銅イオン交換したもの用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では５５ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは３５ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは３ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は０．００５Ｐａであった。
【００６７】
細孔径が４．５Å以上７．３Å以下の範囲にあり、かつ、ＭＦＩ型ゼオライトであるＺＳＭ−５を銅イオン交換したゼオライトを用いた結果、比較例１および２と比較すると、大気圧および３００００Ｐａ、１０Ｐａでのキセノン吸着量に優位であり、残留キセノン分圧も比較例１より５オーダーの優位性が得られたことから、キセノン吸着量に優れ、残留キセノン分圧も低く、常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率にキセノンを回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができる。
【００６８】
特に、低圧領域でのキセノン吸着特性が実施例１から４と比較しても優れ、残留キセノン分圧も非常に低いことから、効率的なキセノン回収が可能であるといえる。
【００６９】
ここで、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトの作製は、市販されているＺＳＭ−５型ゼオライトの銅イオン交換と、水洗と、乾燥、熱処理のプロセスを経て行う。
【００７０】
銅イオン交換は、既知の方法にて行うことが出来るが、塩化銅水溶液やアンミン酸銅水溶液など銅の可溶性塩の水溶液に浸漬する方法が一般的であり、中でもプロピオン酸銅（II）や酢酸銅（II）などカルボキシラトを含むＣｕ2+溶液を用いた方法で調整されたものは、化学吸着活性が高い。
【００７１】
水洗は、イオン交換後に十分に行う。
【００７２】
次いで、加熱乾燥または減圧下乾燥を行い、表面付着水を除去する。
【００７３】
その後、低圧下にて適切な熱処理を行う。これは、イオン交換により導入されたＣｕ2+をＣｕ+へと還元し、化学吸着能を発現させるために必要である。熱処理時の圧力は、１０ｍＰａ以下、好ましくは１ｍＰａ以下であり、温度はＣｕ+への還元を進行させるため、３００℃以上、好ましくは５００℃〜６００℃程度である。
【００７４】
（比較例１）
比較例１においては、細孔径７．４ÅのＮａ−Ｘ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では１８ｃ／ｇ、３００００Ｐａでは９ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は８００Ｐａであった。
【００７５】
これは、おそらくは細孔径がキセノンのファンデルワールス径よりも大きすぎるため、キセノン分子との相互作用力が、本発明が限定するゼオライトよりも小さいことに起因すると考える。
【００７６】
その結果、残留キセノン分圧も比較的大きく、Ｘ型ゼオライトは特許文献２、および、非特許文献１にて、キセノン吸着剤として適用されているが、本発明への適用には不適当であると考える。なお、Ｎａ−Ｘ型以外にも、Ｌｉ−Ｘ型、Ａｇ−Ｘ型、Ｃａ−Ｘ型の評価も実施したが、ほぼ同等の結果となった。
【００７７】
（比較例２）
比較例２においては、細孔径４．１ÅのＡ型ゼオライト市販品を用いて評価を行ったところ、キセノン吸着量は、大気圧では３ｃｃ／ｇ、３００００Ｐａではほぼ１ｃｃ／ｇ、１０Ｐａでは０ｃｃ／ｇであった。また、残留キセノン分圧は２８０００Ｐａであった。
【００７８】
これは、細孔径がキセノンのファンデルワールス径よりも小さく、キセノン分子の吸着には適さないことに起因すると考える。その結果、残留キセノン分圧も大きく、Ａ型ゼオライトは特許文献３および４にてキセノン吸着剤として適用されているが、本発明への適用には不適当であると考える。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明にかかるガス回収方法は、機器に封入されたキセノンを常温・常圧、または常圧・低キセノン分圧条件下で、高効率に回収することができ、そのため、キセノンの回収工程に加圧や冷却のための特殊な設備導入がなくても、キセノンを大気中に放出することなく効率よく回収でき、また、機器の分解分別作業者がキセノンを吸入することのない、ガス回収方法を提供することができるため、プラズマディスプレイなどのようなキセノンを封入した機器のリサイクル時や、メンテナンスのため一時的にキセノンを安全に除去したい用途などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ ４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライト
３ キセノンを封入した機器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収する方法であって、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いてキセノンを吸着する工程を含むことを特徴とするガス回収方法。
【請求項２】
ゼオライトが、少なくともＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１記載のガス回収方法。
【請求項３】
ゼオライトが、少なくともＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１記載のガス回収方法。
【請求項４】
ゼオライトが、少なくとも銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１記載のガス回収方法。
【請求項１】
少なくともキセノンを封入した機器からキセノンを回収する方法であって、少なくとも４．５Å以上７．３Å以下の細孔径を有するゼオライトを用いてキセノンを吸着する工程を含むことを特徴とするガス回収方法。
【請求項２】
ゼオライトが、少なくともＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１記載のガス回収方法。
【請求項３】
ゼオライトが、少なくともＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１記載のガス回収方法。
【請求項４】
ゼオライトが、少なくとも銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１記載のガス回収方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−５７４９１（Ｐ２０１１−５７４９１Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７７１９（Ｐ２００９−２０７７１９）
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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