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公開番号2025064621
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174523
出願日2023-10-06
発明の名称重水素原料の再生方法および重水素原料の再生設備
出願人岩谷産業株式会社
代理人個人,個人
主分類B01D 59/40 20060101AFI20250410BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】重水素や重水を使用する設備から排出される排気ガスや排出液に含まれる重水素ガスや重水を回収し、リサイクルして再び重水素原料として利用することが可能である、重水素原料の再生方法および重水素原料の再生設備を提供すること。
【解決手段】重水素ガス(D₂)および重水(D₂O)の少なくともいずれかを含む処理対象物を、重水を含む回収液体として回収する回収工程と、前記回収液体から、金属イオンまたはパーティクルを含む不純物を除去して精製液体を得る精製工程と、前記精製液体における軽水(H₂O)に対する重水(D₂O)の比率を高めて重水素濃縮液体を得る濃縮工程と、を含み、前記濃縮工程は電解濃縮法を用いた濃縮ステップを含む、重水素原料の再生方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
重水素ガス（Ｄ
２
）および重水（Ｄ
２
Ｏ）の少なくともいずれかを含む処理対象物を、重水を含む回収液体として回収する回収工程と、
前記回収液体から、金属イオンまたはパーティクルを含む不純物を除去して精製液体を得る精製工程と、
前記精製液体における軽水（Ｈ
２
Ｏ）に対する重水（Ｄ
２
Ｏ）の比率を高めて重水素濃縮液体を得る濃縮工程と、を含み、
前記濃縮工程は電解濃縮法を用いた濃縮ステップを含む、
重水素原料の再生方法。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記回収工程が、
重水素ガスを酸化することによって重水素ガスを重水に転化する工程を含む、
請求項１に記載の重水素原料の再生方法。
【請求項３】
前記濃縮工程で得られた重水素濃縮液体を、重水を含む原料として貯蔵する工程をさらに含む、
請求項１または請求項２に記載の重水素原料の再生方法。
【請求項４】
重水素ガス（Ｄ
２
）および重水（Ｄ
２
Ｏ）の少なくともいずれかを含む処理対象物を受け入れ、前記処理対象物に含まれる重水素ガスを酸化して重水に転化する転化装置、および、生成した重水を凝縮させる凝縮装置を含む回収部と、
前記回収部に接続し、金属成分除去装置およびフィルター装置を含む精製部と、
前記精製部に接続し、軽水（Ｈ
２
Ｏ）に対する重水（Ｄ
２
Ｏ）の比率を高める濃縮装置を含む濃縮部と、
を備え、
前記濃縮部は、電解濃縮装置を含む、
重水素原料の再生設備。
【請求項５】
さらに、前記濃縮部と接続する再生重水貯蔵部を備える
請求項４に記載の重水素原料の再生設備。
【請求項６】
前記回収部と、前記精製部と、前記濃縮部とが、この順番に配置されている、
請求項４または請求項５に記載の重水素原料の再生設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、重水素原料の再生方法および重水素原料の再生設備に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造や有機ＥＬの製造において、重水素が用いられることがある。これに関連する技術として、例えば特許文献１には、半導体製造工程における重水素ガスを含む排気ガス中に重水を発生させる重水発生工程を含む、重水回収方法が記載されている。
【０００３】
特許文献２は、半導体デバイスの製造工程で用いる重水の貯蔵のために、重水を精製し、高純度の重水を貯蔵する方法を開示している。特許文献２の貯蔵方法に用いる設備は、貯蔵容器と、取出ラインおよび返送ラインを介して貯蔵容器に接続された重水精製ユニットと、を備える。また特許文献２は、半導体製造装置の反応チャンバから排出される重水蒸気含有ガスを回収して再利用する方法および装置を開示している。特許文献２の回収装置によれば、反応チャンバから排出される重水素含有ガスは、重水蒸気回収装置にて重水蒸気が他のガスから分離され、凝縮器にて凝縮される。重水蒸気回収装置として、分子ふるい膜や除湿膜が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－３１４０３号公報
特開２０１１－１４６６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
重水素ガス（Ｄ
２
）や重水（Ｄ
２
Ｏ）を含む原料（以下、まとめて重水素原料という。）の利用が広がっている。重水素原料は高価である一方でその利用効率は必ずしも高くない。重水素原料を使用する設備において重水素原料が使用された後に、その設備から排出される排気ガスや排出液には未利用の重水素ガスや重水が含まれている。そのような排出物から重水素ガスや重水を回収し、リサイクルすることが望まれる。特許文献１，２には、半導体製造装置から排出される重水素を回収することが開示されているが、回収した重水素を再び重水素原料として利用するための具体的な方法は開示されていない。
【０００６】
この状況に鑑み、本開示の目的の１つは、重水素や重水を使用する設備から排出される排気ガスや排出液に含まれる重水素ガスや重水を回収し、リサイクルして再び重水素原料として利用することが可能である、重水素原料の再生方法および重水素原料の再生設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に従った重水素原料の再生方法は、重水素（Ｄ
２
）および重水（Ｄ
２
Ｏ）の少なくともいずれかを含む処理対象物を、重水（Ｄ
２
Ｏ）を含む回収液体として回収する回収工程と、
前記回収液体から、金属イオンおよびパーティクルを含む不純物を除去して精製液体を得る精製工程と、
前記精製液体における軽水（Ｈ
２
Ｏ）に対する重水（Ｄ
２
Ｏ）の比率（すなわち同位体濃縮度）を高めて重水素濃縮液体を得る濃縮工程と、を含み、
前記濃縮工程は電解濃縮法を用いた濃縮ステップを含む。
。
【０００８】
本開示に従った重水素原料の再生設備は、重水素ガス（Ｄ
２
）および重水（Ｄ
２
Ｏ）の少なくともいずれかを含む処理対象物を受け入れ、前記処理対象物に含まれる重水素ガスを酸化して重水に転化する転化装置、および、生成した重水を凝縮させる凝縮装置を含む回収部と、
前記回収部に接続し、金属成分除去装置およびフィルター装置を含む精製部と、
前記精製部に接続し、軽水（Ｈ
２
Ｏ）に対する重水（Ｄ
２
Ｏ）の比率を高める濃縮装置を含む濃縮部と、
を備える。前記濃縮部は、電解濃縮装置を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、重水素や重水を使用する設備から排出される排気ガスや排出液に含まれる重水素ガスや重水を回収し、リサイクルして再び重水素原料として利用することが可能である、重水素原料の再生方法および重水素原料の再生設備を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施の形態にかかる再生設備の構成を示す模式図である。
図２は、実施の形態にかかる再生方法の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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