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公開番号2025152037
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053742
出願日2024-03-28
発明の名称濃縮方法
出願人アサヒプリテック株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類C01B 5/02 20060101AFI20251002BHJP(無機化学)
要約【課題】濃縮処理を効率よく行うことができる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による濃縮方法は、第1濃縮工程と、第1混合工程と、第2濃縮工程とを含む。第1濃縮工程は、特定の成分に関して第1の濃度範囲を有する液体に含まれる特定の成分を濃縮して、第1の濃度範囲よりも濃度が高い第2の濃度範囲を有する第1の濃縮液体を生成する。第1混合工程は、第1濃縮工程で得られた第1の濃縮液体と、第2の濃度範囲を有する別の液体とを混合する。第2濃縮工程は、第1混合工程で得られた混合液に含まれる特定の成分を濃縮して、第2の濃度範囲よりも濃度が高い第3の濃度範囲を有する第2の濃縮液体を生成する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
特定の成分に関して第１の濃度範囲を有する液体に含まれる前記特定の成分を濃縮して、前記第１の濃度範囲よりも濃度が高い第２の濃度範囲を有する第１の濃縮液体を生成する第１濃縮工程と、
前記第１濃縮工程で得られた前記第１の濃縮液体と、前記第２の濃度範囲を有する別の液体とを混合する第１混合工程と、
前記第１混合工程で得られた混合液に含まれる前記特定の成分を濃縮して、前記第２の濃度範囲よりも濃度が高い第３の濃度範囲を有する第２の濃縮液体を生成する第２濃縮工程と、
を含む濃縮方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
特定の成分に関して第１の濃度範囲を有する液体を、前記第１の濃度範囲よりも濃度が高い第２の濃度範囲を有する第１の濃縮液体と、前記第１の濃度範囲よりも濃度が低い第４の濃度範囲を有する第１の希薄液体とに分配する分配工程と、
前記分配工程で得られた前記第１の希薄液体と、前記第４の濃度範囲を有する別の液体とを混合する第２混合工程と、
前記第２混合工程で得られた混合液に含まれる前記特定の成分を濃縮して、前記第１の濃度範囲を有する液体を生成する第３濃縮工程と、
を含む濃縮方法。
【請求項３】
特定の成分に関して第１の濃度範囲を有する液体を、前記第１の濃度範囲よりも濃度が高い第２の濃度範囲を有する第１の濃縮液体と、前記第１の濃度範囲よりも濃度が低い第４の濃度範囲を有する第１の希薄液体とに分配する分配工程と、
前記分配工程で得られた前記第１の濃縮液体と、前記第２の濃度範囲を有する別の液体とを混合する第１混合工程と、
前記第１混合工程で得られた混合液に含まれる前記特定の成分を濃縮して、前記第２の濃度範囲よりも濃度が高い第３の濃度範囲を有する第２の濃縮液体を生成する第２濃縮工程と、
前記分配工程で得られた前記第１の希薄液体と、前記第４の濃度範囲を有する別の液体とを混合する第２混合工程と、
前記第２混合工程で得られた混合液に含まれる前記特定の成分を濃縮して、前記第１の濃度範囲を有する液体を生成する第３濃縮工程と、
を含む濃縮方法。
【請求項４】
前記第２の濃度範囲の幅は、６％以内である
請求項１～３のいずれか一つに記載の濃縮方法。
【請求項５】
前記第１混合工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する濃縮装置の内部において行われる
請求項１または３に記載の濃縮方法。
【請求項６】
前記第２混合工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する濃縮装置の内部において行われる
請求項２または３に記載の濃縮方法。
【請求項７】
前記第１濃縮工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する第１の濃縮装置において行われ、
前記第２濃縮工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する第２の濃縮装置において行われる
請求項１に記載の濃縮方法。
【請求項８】
前記分配工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する第１の濃縮装置において行われ、
前記第２濃縮工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する第２の濃縮装置において行われる
請求項３に記載の濃縮方法。
【請求項９】
前記分配工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する第１の濃縮装置において行われ、
前記第３濃縮工程は、液体に含まれる前記特定の成分を濃縮する第３の濃縮装置において行われる
請求項２または３に記載の濃縮方法。
【請求項１０】
前記第２の濃度範囲の幅は、前記第１の濃度範囲の幅よりも狭く、
前記第３の濃度範囲の幅は、前記第２の濃度範囲の幅よりも狭い
請求項１または３に記載の濃縮方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、濃縮方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
重水は、水素よりも質量数の大きい重水素や三重水素を含み、通常の水よりも比重が大きい。従来から、重水は原子炉の減速材や冷却材として使用されているが、他にもＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance：核磁気共鳴）などの解析技術における重溶媒（重水素化溶媒）など、様々な用途で使用されている。
【０００３】
原料水に含まれる重水を濃縮して、高濃度の重水を製造する技術としては、交換反応法、電解法、蒸留法、二重温度交換法などが知られている。これらの製造技術のうち、電解法は、重水の電気分解速度が通常の水よりも遅いという性質を利用して、重水を含む原料水から重水を濃縮、分離して、高濃度の重水を製造している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－１６７７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、所望の濃度よりも低い濃度の原料液を濃縮して、所望の濃度の濃縮液を得る濃縮処理では、効率よく濃縮処理を行うという点で更なる改善の余地があった。特に、原料液から各成分を選択的に抽出できない場合、効率的な濃縮処理は難しい。
【０００６】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、液体に含まれる特定の成分を濃縮する濃縮処理を効率よく行うことができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様による濃縮方法は、第１濃縮工程と、第１混合工程と、第２濃縮工程とを含む。第１濃縮工程は、特定の成分に関して第１の濃度範囲を有する液体に含まれる前記特定の成分を濃縮して、前記第１の濃度範囲よりも濃度が高い第２の濃度範囲を有する第１の濃縮液体を生成する。第１混合工程は、前記第１濃縮工程で得られた前記第１の濃縮液体と、前記第２の濃度範囲を有する別の液体とを混合する。第２濃縮工程は、前記第１混合工程で得られた混合液に含まれる前記特定の成分を濃縮して、前記第２の濃度範囲よりも濃度が高い第３の濃度範囲を有する第２の濃縮液体を生成する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、濃縮処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に係る濃縮装置の構成の一例を示すブロック図である。
図２は、実施形態に係る濃縮機構の構成の一例を示す模式図である。
図３は、実施形態に係る濃縮装置が実行する濃縮処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図４は、実施形態に係る濃縮処理の一連の流れを説明するための図である。
図５は、濃度範囲が異なる液体同士を混合した場合に自ずと発生する効率の低下について説明するための図である。
図６は、原料液（濃度８５．０％）の重水濃度と、濃縮処理に必要な電解率との関係を示す図である。
図７は、実施形態に係る濃縮処理の具体例を説明するための図である。
図８は、実施形態に係る濃縮処理の具体例を説明するための図である。
図９は、実施形態に係る濃縮処理の具体例を説明するための図である。
図１０は、別の実施形態に係る濃縮システムの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する濃縮方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、特に断りがなければ「％」は重量％を表すものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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