JP2000018831A - Thermal decomposer and thermal decomposition method for used ion exchange resin - Google Patents

Thermal decomposer and thermal decomposition method for used ion exchange resin

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JP2000018831A JP10184229A JP18422998A JP2000018831A JP 2000018831 A JP2000018831 A JP 2000018831A JP 10184229 A JP10184229 A JP 10184229A JP 18422998 A JP18422998 A JP 18422998A JP 2000018831 A JP2000018831 A JP 2000018831A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform the reduction of volume by thermal decomposition of a waste ion exchange resin, without needing hands for treatment of substance to be treated adhering to the inner face of a rotating cylinder. SOLUTION: Adhesion preventive mechanisms consisting of one sheet or plural sheets of flat plates 21 which are inserted in the axial direction of a rotating cylinder so that the end face of its one end may contact with the inner face of the rotating cylinder 1 and rotates relatively to the rotation of the rotating cylinder 1 are arranged at the section on the upstream side in the shifting direction of the ion exchange resin within the rotating cylinder 1 constituting a thermal decomposer for used ion exchange resin. Adhesion preventive mechanisms consisting of one piece or plural pieces of hexagonal or octagonal bars which are arranged in axial direction in contact with the inside periphery of the rotating cylinder 1 and are supported so that they can rotate freely around the bars themselves are provided downstream of it.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済みイオン交
換樹脂、特に原子力発電所などの放射性物質取り扱い施
設から発生する使用済みイオン交換樹脂の熱分解装置お
よび熱分解方法に係わり、さらに詳しくは使用済みイオ
ン交換樹脂を外熱式ロータリーキルンを用いて連続的に
熱分解するための装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyrolysis apparatus and a pyrolysis method for a spent ion exchange resin, particularly a spent ion exchange resin generated from a facility for handling radioactive materials such as a nuclear power plant. The present invention relates to an apparatus and a method for continuously pyrolyzing a used ion exchange resin using an externally heated rotary kiln.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子力発電所などの放射性物質取り扱い
施設においては、水を浄化するために多量のイオン交換
樹脂が使用されている。イオン交換樹脂の交換容量には
限りがあるため、一定期間使用したイオン交換樹脂は、
それ以上使用不可能な廃イオン交換樹脂となるが、この
廃イオン交換樹脂には放射性物質が含まれているため、
これを再生して再利用するのはなはだ困難である。この
ため、数々の廃イオン交換樹脂の処理・処分方法がこれ
までに検討されてきた。
2. Description of the Related Art In radioactive substance handling facilities such as nuclear power plants, a large amount of ion exchange resin is used to purify water. Since the exchange capacity of the ion exchange resin is limited, the ion exchange resin used for a certain period
It becomes a waste ion exchange resin that can no longer be used, but since this waste ion exchange resin contains radioactive substances,
It is extremely difficult to reproduce and reuse this. For this reason, various methods for treating and disposing of waste ion exchange resin have been studied so far.

【0003】現在行われている最も一般的な処理方法
は、セメント又はアスファルトで固化し所定の施設で保
管・管理するものである。しかしながらセメント固化で
は元の廃樹脂の体積に対して固化体の体積が数倍に増加
してしまう。アスファルト固化も同様に体積が増加する
上に、可燃性となるため管理方法に配慮が必要となる。
近い将来、放射性廃棄物の保管場所の確保が次第に困難
になる可能性があり、廃イオン交換樹脂の減容と安定化
を可能とする新たな処理方法が求められている。
[0003] The most common treatment method currently performed is to solidify with cement or asphalt and store and manage it in a predetermined facility. However, in the solidification of cement, the volume of the solidified body increases several times with respect to the volume of the original waste resin. Asphalt solidification similarly increases the volume and becomes flammable, so it is necessary to consider the management method.
In the near future, it may become increasingly difficult to secure a storage place for radioactive waste, and a new treatment method that enables volume reduction and stabilization of waste ion exchange resin is required.

【0004】これまでに、廃イオン交換樹脂を減容安定
化する処理方法として、酸分解法と焼却法が提案されて
いる。酸分解法は、200〜350℃の温度で濃硫酸と
硝酸もしくは過酸化水素を用いて樹脂を溶解酸化処理す
る方法であり、その詳細はたとえば特開昭53−885
00号公報に示されている。酸分解法は焼却法に比べて
装置が小さくなるといわれているが、濃硫酸等を扱うた
め材料面での制約が多く、また廃酸が大量に発生しその
処理などに問題が残る。
Heretofore, an acid decomposition method and an incineration method have been proposed as treatment methods for reducing and stabilizing the volume of a waste ion exchange resin. The acid decomposition method is a method in which a resin is dissolved and oxidized using concentrated sulfuric acid and nitric acid or hydrogen peroxide at a temperature of 200 to 350 ° C. The details thereof are described in, for example, JP-A-53-885.
No. 00 publication. The acid decomposition method is said to require a smaller apparatus than the incineration method. However, since concentrated sulfuric acid and the like are handled, there are many restrictions on the material side, and a large amount of waste acid is generated.

【0005】一方、焼却法は廃イオン交換樹脂を焼却
し、放射性物質を含む焼却灰は固化剤で固化して保管す
るというものである。焼却処理は一見容易に思えるが、
廃イオン交換樹脂は50%近い水分を含んだスチレン系
の高分子粒子もしくは粉末であり、これを安定に焼却さ
せるのはかなり困難な作業である。このような難燃物の
焼却には流動床が適しており、たとえは特開昭57−1
2400号公報には流動床焼却炉を用いた廃イオン交換
樹脂の処理方法が示されている。
On the other hand, in the incineration method, waste ion exchange resin is incinerated, and incinerated ash containing radioactive substances is solidified by a solidifying agent and stored. Although incineration seems easy at first glance,
The waste ion exchange resin is styrene-based polymer particles or powder containing about 50% of water, and it is quite difficult to stably incinerate it. Fluidized beds are suitable for the incineration of such flame-retardant materials.
No. 2400 discloses a method for treating waste ion exchange resin using a fluidized bed incinerator.

【0006】しかしながら、流動床焼却は放射性物質を
含む大量のの燃焼排ガスが発生するため、排ガスフィル
タの負荷が大きい、排ガスの脱硫、脱硝処理によって多
量の二次放射性廃棄物が生じる等の問題があり、未だ実
用に至っていない。
However, fluidized bed incineration generates a large amount of combustion exhaust gas containing radioactive materials, and thus has a problem that the load on the exhaust gas filter is large and a large amount of secondary radioactive waste is generated by desulfurization and denitration of the exhaust gas. Yes, not yet in practical use.

【0007】このように、酸分解法、焼却法ともに未解
決の問題を有しているため、これらに代わる方法として
熱分解法が検討されている。熱分解法は廃イオン交換樹
脂を還元雰囲気下で熱分解して炭素が主体の熱分解残渣
にする方法である。熱分解残渣中には放射性物質が含ま
れておりこれを固化剤で固化して保管する。熱分解残渣
は元の廃イオン交換樹脂の1/4から1/10程度の体
積に減容される上、80〜90重量%が炭素であり化学
的にもきわめて安定である。また、熱分解残渣は廃イオ
ン交換樹脂に比べて遥かに容易に燃焼させることができ
るので、流動床以外の形式の燃焼炉でも焼却処理が可能
である。
As described above, both the acid decomposition method and the incineration method have unsolved problems. Therefore, a thermal decomposition method is being studied as an alternative method. The pyrolysis method is a method of pyrolyzing a waste ion exchange resin in a reducing atmosphere to form a pyrolysis residue mainly composed of carbon. The pyrolysis residue contains a radioactive substance, which is solidified with a solidifying agent and stored. The pyrolysis residue is reduced in volume to about 1/4 to 1/10 the volume of the original waste ion exchange resin, and 80 to 90% by weight of carbon is chemically very stable. Further, since the pyrolysis residue can be burned much more easily than waste ion exchange resin, incineration can be performed even in a combustion furnace other than a fluidized bed.

【0008】特開昭58−19600号公報には廃イオ
ン交換樹脂を熱分解によって液化せしめ、さらにこの液
化物を燃焼してガス化することを特徴とする処理方法
が、また特開昭58−155399号公報には内部に分
散媒体充填部を有する炉内で廃イオン交換樹脂を熱分解
し、しかる後熱分解残渣を充填部より回収しこれを焼却
処理する方法が開示されている。特開昭59−1073
00号公報には熱分解温度を変えて二段階で廃イオン交
換樹脂を熱分解する方法が示されている。特開昭60−
41000号公報には廃イオン交換樹脂を赤外線あるい
はレーザー光線等で加熱して炭化し、さらに焼却する方
法が記載されている。特開昭60−162999号公報
では不活性ガス雰囲気下で350℃〜420℃の温度で
熱分解を行うことを特徴とする熱分解方法が、特開昭6
0−235100号公報では残渣中の硫黄、窒素、水素
原子の炭素原子に対するモル比が特定の範囲の値となる
ことを特徴とする熱分解方法が示されている。特開昭6
1−205899号公報では特定の温度で熱分解を行っ
た後、熱分解残渣を界面活性剤を添加した固化剤で固化
することを特徴とする処理方法が開示されている。ま
た、特開昭62−19798号公報では廃イオン交換樹
脂を熱分解し、その残渣をホットプレスによってペレッ
ト化する処理方法が述べられている。特開昭62−29
7796号公報、特開昭62−297797号公報は、
廃イオン交換樹脂を特定範囲の温度、滞留時間で熱分解
したのち残渣を焼却処理することを特徴とする処理方法
と処理装置に関するものであり、特開昭62−2977
98号公報は熱分解タールを還元雰囲気で再分解してか
ら焼却することを特徴とする処理方法に関するものであ
る。特開平4−59600号公報は熱分解温度を変えて
二段階で廃イオン交換樹脂を熱分解し、しかる後に残渣
をホットプレスで成型する方法が述べられている。ま
た、特開平5−88440号公報は、乾燥した廃イオン
交換樹脂に炭素を加え通電加熱によって熱分解した後、
残渣と炭素を焼却する処理方法を開示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-19600 discloses a processing method characterized in that waste ion exchange resin is liquefied by thermal decomposition, and the liquefied material is burned to be gasified. No. 155399 discloses a method in which a waste ion exchange resin is thermally decomposed in a furnace having a dispersing medium filling section therein, and then the pyrolysis residue is recovered from the filling section and incinerated. JP-A-59-1073
No. 00 discloses a method of thermally decomposing a waste ion exchange resin in two stages by changing the thermal decomposition temperature. JP-A-60-
No. 41000 describes a method in which a waste ion exchange resin is heated by infrared rays or a laser beam, carbonized, and then incinerated. Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-162999 discloses a pyrolysis method characterized by performing pyrolysis at a temperature of 350 to 420 ° C. in an inert gas atmosphere.
JP-A-235100 discloses a pyrolysis method characterized in that the molar ratio of sulfur, nitrogen and hydrogen atoms in the residue to carbon atoms is in a specific range. JP 6
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-205899 discloses a processing method characterized in that after pyrolysis is performed at a specific temperature, a pyrolysis residue is solidified with a solidifying agent to which a surfactant is added. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-19798 describes a treatment method in which waste ion exchange resin is thermally decomposed and the residue is pelletized by hot pressing. JP-A-62-29
No. 7796, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-297797,
The present invention relates to a processing method and a processing apparatus characterized in that a waste ion exchange resin is thermally decomposed at a specific range of temperature and residence time, and then the residue is incinerated.
Japanese Patent Publication No. 98 relates to a processing method characterized in that pyrolysis tar is re-decomposed in a reducing atmosphere and then incinerated. JP-A-4-59600 describes a method in which the waste ion exchange resin is thermally decomposed in two stages by changing the thermal decomposition temperature, and then the residue is molded by hot pressing. JP-A-5-88440 discloses that after adding carbon to dried waste ion-exchange resin and thermally decomposing it by applying electric current,
A treatment method for incineration of residue and carbon is disclosed.

【0009】上記の発明の中では種々の形式の熱分解装
置が提案されている。特開昭58−19600号公報は
連続式の充填塔反応器を提案している。特開昭58−1
55399号公報は分散媒体充填部を有する縦型焼却炉
を想定しており、特開昭59−107300号公報およ
び特開昭60−162999号公報では回分式の反応器
を用いると述べている。特開昭60−235100号公
報では流動床、ロータリーキルン、多段炉の連続式装置
でも可能としながらも、熱分解の制御の点で回分式反応
器が望ましいとしている。特開昭61−205899号
公報および特開昭62−19798号公報は連続式ロー
タリーキルンと回分式反応器のどちらでも可能としてい
る。特開昭62−297796号、297797号、2
97798号各公報は、スクリューキルンを実施例に示
している。特開平4−59600号公報は回分式の反応
器を提案しており、特開平5−88440号公報は通電
加熱のための電極を有する縦型の流通反応器を提案して
いる。
In the above invention, various types of pyrolysis devices have been proposed. JP-A-58-19600 proposes a continuous packed-bed reactor. JP-A-58-1
No. 55399 assumes a vertical incinerator having a dispersing medium filling section, and JP-A-59-107300 and JP-A-60-162999 state that a batch reactor is used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-235100 states that a batch type reactor is desirable from the viewpoint of controlling the thermal decomposition, while it is possible to use a continuous apparatus such as a fluidized bed, a rotary kiln and a multistage furnace. JP-A-61-205899 and JP-A-62-19798 make it possible to use either a continuous rotary kiln or a batch reactor. JP-A-62-297796, 297797, 2
No. 97798 discloses a screw kiln as an example. JP-A-4-59600 proposes a batch-type reactor, and JP-A-5-88440 proposes a vertical flow reactor having electrodes for electric heating.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】これまで述べたよう
に、廃イオン交換樹脂の熱分解に関しては多くの研究が
なされ、様々な方法が提案されている。にもかかわら
ず、放射性廃イオン交換樹脂を熱分解方法で処理する装
置が実用化された例はいまだない。これにはいくつかの
理由があるが、最も大きな理由は装置化にあたって樹脂
および残渣の取り扱いが難しいという点にある。
As described above, many studies have been made on the thermal decomposition of waste ion exchange resin, and various methods have been proposed. Nevertheless, there has been no practical application of an apparatus for treating a radioactive waste ion exchange resin by a thermal decomposition method. There are several reasons for this, but the biggest reason is that it is difficult to handle the resin and the residue when implementing the apparatus.

【0011】廃イオン交換樹脂は500μm以上の粒子
もしくは400メッシュ以上の微粉末である。その熱分
解残渣もまた粒状もしくは微分状の粉粒体である。一般
的に粉粒体の取り扱いは気体および液体の取り扱いに比
べて困難な点が多い。気体および液体がおおむね圧力勾
配に沿って配管中を流動するのに対し、粉粒体は粒子間
および粒子と管壁の摩擦力が大きいため単に圧力をかけ
ただけでは流動しないため、エアレーションで流動化す
るか、もしくはベルトコンベアやスクリューコンベアな
どの特別な搬送機器が必要とされる。また粉粒体では、
貯槽出入口などの狭隘部や配管の屈曲部などで閉塞を生
じたり、壁面に付着してデッドボリュームを生じるとい
うトラブルもしばしば発生する。
The waste ion exchange resin is particles of 500 μm or more or fine powder of 400 mesh or more. The pyrolysis residue is also a granular or differential powder. Generally, handling of powder and granules has many difficulties as compared with handling of gas and liquid. Gases and liquids flow in pipes generally along a pressure gradient, whereas powders do not flow simply by applying pressure due to the large frictional force between particles and between particles and the pipe wall. Or a special conveyor such as a belt conveyor or a screw conveyor is required. In addition, in the granular material,
Troubles often occur such as clogging at narrow portions such as storage tank entrances or bent portions of pipes, or dead volume due to adhesion to wall surfaces.

【0012】通常、このようなトラブルに対しては人力
による対応が行われるが、放射性廃棄物を扱う場合は人
力での対応は極力避けねばならない。このため、廃イオ
ン交換樹脂の処理プロセスの設計では通常の粉粒体プロ
セスの場合よりもよりメンテナンスフリーな構造が求め
られる。
Normally, such troubles are dealt with manually, but when dealing with radioactive waste, it is necessary to avoid handling them manually as much as possible. For this reason, in the design of the treatment process of the waste ion exchange resin, a structure that is more maintenance-free than in the case of the ordinary powder process is required.

【0013】多くの場合、廃イオン交換樹脂はスラリー
状で固液分離した状態で貯蔵されている。このような状
態のイオン交換樹脂は粒子間の付着力が非常に強く、ま
た容器や配管の内壁などにも容易に付着する性質があ
る。本発明の発明者らは数種類のイオン交換樹脂を用い
て何度も熱分解試験を行ったが、すべてのイオン交換樹
脂が強固な粒子間および容器や配管への付着性を示し
た。含水状態のイオン交換樹脂では安息角が90度とい
う場合も珍しくない。特に粉状のイオン交換樹脂の場
合、水切りしただけの含水状態での性状は粘土に酷似し
ており、非常に扱いにくい。
In many cases, the waste ion exchange resin is stored in the form of a slurry in a state of solid-liquid separation. The ion-exchange resin in such a state has a very strong adhesive force between particles, and has a property of easily adhering to the inner wall of a container or a pipe. The inventors of the present invention performed thermal decomposition tests many times using several types of ion exchange resins, and all of the ion exchange resins showed strong adhesion between particles and to containers and pipes. It is not uncommon for a water-containing ion exchange resin to have a repose angle of 90 degrees. In particular, in the case of a powdery ion-exchange resin, the properties in a water-containing state only by draining are very similar to clay, and are very difficult to handle.

【0014】一方、熱分解残渣の性状は廃イオン交換樹
脂のそれとは全く異なっており、また同じ熱分解残渣で
も陽イオン交換樹脂の熱分解残渣と陰イオン交換樹脂の
熱分解残渣ではかなり性状が異なる。陽イオン交換樹脂
の熱分解残渣は、体積は減少しているもののおおむね元
の粒子の形状を保持しており、粒子間および容器や配管
への付着性は強くない。一方、陰イオン交換樹脂の熱分
解残渣は大幅に密度が減少し、多孔質の粉体となる。粒
子間の付着力が比較的強く軽石状の塊を形成することも
ある。また、機器の壁面に容易に付着し、なかなか剥離
しない。付着した残渣の上にさらに残渣が付着し、壁面
が残渣でコーティングされたような状態になることもあ
る。
On the other hand, the properties of the thermal decomposition residue are completely different from those of the waste ion exchange resin, and the same thermal decomposition residue is considerably different in the thermal decomposition residue of the cation exchange resin and the thermal decomposition residue of the anion exchange resin. different. Although the thermal decomposition residue of the cation exchange resin is reduced in volume, it generally retains the shape of the original particles, and does not have strong adhesion between the particles and to containers and pipes. On the other hand, the thermal decomposition residue of the anion exchange resin significantly decreases in density and becomes a porous powder. Adhesion between particles is relatively strong and may form pumice-like lumps. In addition, it easily adheres to the wall surface of the device and does not easily peel off. The residue may further adhere to the adhered residue, and the wall surface may be coated with the residue.

【0015】とはいえ粉体の貯蔵、移送用には多種多様
な機器が開発されており、上記のような性質の粉体とい
えども適切な機器を選定すればトラブル無しで貯蔵、移
送することは可能である。問題となるのは熱分解装置の
内部であって、ここでは熱分解の進行に伴って粉粒体の
性質が大きく変化する。回分式装置の場合は時間に伴っ
て取り扱う粉粒体の性質が変わり、連続式の場合は装置
の部位によって取り扱う粉粒体の性質が変わるのであ
る。
Nevertheless, a wide variety of devices have been developed for storing and transferring powders. Even if the powder has the above-mentioned properties, proper devices can be selected for storing and transferring without trouble. It is possible. The problem is in the interior of the pyrolysis apparatus, where the properties of the granular material change significantly with the progress of the pyrolysis. In the case of a batch type apparatus, the properties of the granular material to be handled change with time, and in the case of the continuous type, the properties of the granular material to be handled vary depending on the parts of the apparatus.

【0016】例えば、特開昭54−7971号公報に
は、ロータリーキルン内周面への付着物をキルン内部に
配置した篭状体で掻き取るようにした装置が開示され、
特開平9−279161号公報には、ロータリーキルン
内周面への付着物をキルン内部に配置したパドルやねじ
羽根を回転させることで掻き取るようにした装置が開示
されている。しかし、これらの装置はいずれも、被処理
物である粉流体の性質が熱分解の進行に伴って変化する
ことが考慮されておらず、キルン上流端から下流端まで
同一構成の装置で付着物を掻き取るようになっているた
め、掻き取り装置への被処理物の付着が避けられず、こ
れを除去するために人手を要することとなる。
For example, Japanese Patent Laying-Open No. 54-7971 discloses an apparatus in which a substance attached to the inner peripheral surface of a rotary kiln is scraped off by a basket-like body arranged inside the kiln.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-279161 discloses an apparatus in which a deposit on an inner peripheral surface of a rotary kiln is scraped off by rotating a paddle or a screw blade disposed inside the kiln. However, none of these devices take into account that the properties of the powder fluid to be processed change with the progress of thermal decomposition, and the same configuration from the upstream end to the downstream end of the kiln applies , The adherence of the processing object to the scraping device is unavoidable, and human labor is required to remove it.

【0017】これまで提案されてきた熱分解装置はこの
問題を考慮していなかったため、実際の装備化にあたっ
て粉粒体の取り扱いに困難を生じることになったのであ
る。
The thermal decomposition apparatus proposed so far does not take this problem into account, so that it becomes difficult to handle the powder or granular material in actual equipment.

【0018】本発明の課題は、回転円筒の内面に付着し
た被処理物の処理に人手を要することなく、廃イオン交
換樹脂の熱分解減容を行うにある。
An object of the present invention is to reduce the volume of waste ion-exchange resin by thermal decomposition without requiring any manpower to treat the object adhered to the inner surface of the rotating cylinder.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは廃イ
オン交換樹脂の熱分解について多くの実験を行い、廃イ
オン交換樹脂を連続的に安定して熱分解できる熱分解装
置の構造を考案するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention conducted many experiments on the thermal decomposition of waste ion exchange resin, and found that the structure of a thermal decomposition apparatus capable of continuously and stably pyrolyzing waste ion exchange resin was developed. I came up with the idea.

【0020】本発明の熱分解装置は、使用済みのイオン
交換樹脂を還元雰囲気で熱分解して減容するための連続
操作の熱分解装置であって、前記イオン交換樹脂をその
内部で軸方向に移動させつつ加熱する回転円筒と、該回
転円筒内に配置された複数の種類の付着防止機構と、を
有してなる外熱式ロータリーキルンであることを特徴と
する使用済みのイオン交換樹脂の熱分解装置である。す
なわち熱分解によって大きく変化する粉粒体の性状に合
わせて、各々に適した付着防止機構を用いることによっ
て、廃イオン交換樹脂を連続的に安定して熱分解するこ
とが可能となったのである。
The pyrolysis apparatus according to the present invention is a continuous operation pyrolysis apparatus for pyrolyzing a used ion exchange resin in a reducing atmosphere to reduce the volume thereof. A rotary cylinder for heating while moving to a rotating cylinder, and a plurality of types of adhesion preventing mechanisms arranged in the rotary cylinder, and an externally heated rotary kiln comprising: It is a pyrolysis device. In other words, by using an anti-adhesion mechanism suitable for each of the properties of the granular material that greatly changes due to thermal decomposition, it has become possible to continuously and stably thermally decompose the waste ion exchange resin. .

【0021】具体的には、前記複数の種類の付着防止機
構を、前記回転円筒の軸方向に順に配置する。例えば、
前記回転円筒の軸方向上流側に配置される付着防止機構
は、前記回転円筒内周面に対向する位置が変動しない構
成であり、それよりも下流側に配置される付着防止機構
は、前記回転円筒内周面に対向する位置が前記回転円筒
の回転に伴って変動する構成とする。
Specifically, the plurality of types of adhesion preventing mechanisms are sequentially arranged in the axial direction of the rotating cylinder. For example,
The anti-adhesion mechanism disposed on the upstream side in the axial direction of the rotary cylinder has a configuration in which a position facing the inner peripheral surface of the rotary cylinder does not change. The position facing the inner peripheral surface of the cylinder is configured to change with the rotation of the rotary cylinder.

【0022】付着防止機構としては、一方の端面が回転
円筒内の内面に接するように回転円筒の軸方向に沿って
挿入された、回転円筒の回転に対し相対的に逆回転す
る、1枚もしくは複数枚の平板であるものや、一方の端
面が回転円筒の内面に接するように回転円筒の軸方向に
沿って挿入された、回転円筒の回転に対し、相対的に逆
回転する、螺旋状に巻かれた板であるもの、回転円筒の
内周面に接して軸方向に沿って配置され、棒自体の軸周
りに自由に回転できるように支持された1本もしくは複
数本の六角もしくは八角の棒であるもの、回転円筒の内
周面に接するようにたるませて回転円筒の軸方向に沿っ
て張られた、一本もしくは複数本のチェーンもしくは数
珠状の連結体であるもの、などがある。
As the adhesion preventing mechanism, one or more sheets, which are inserted in the axial direction of the rotating cylinder such that one end face thereof is in contact with the inner surface of the rotating cylinder and rotate relatively in reverse to the rotation of the rotating cylinder, are provided. In the form of a plurality of flat plates or a helical shape that rotates relatively opposite to the rotation of the rotating cylinder, inserted along the axial direction of the rotating cylinder so that one end surface is in contact with the inner surface of the rotating cylinder, One or more hexagonal or octagonal rolls, one or more hexagonal or octagonal, which are arranged along the axial direction in contact with the inner peripheral surface of the rotating cylinder and are rotatable around the axis of the rod itself There is a rod, a single or plural chains or a bead-shaped connecting body that is sagged in contact with the inner peripheral surface of the rotating cylinder and stretched along the axial direction of the rotating cylinder. .

【0023】これらの付着防止機構を、回転円筒内の位
置によって変化する廃イオン交換樹脂の性質に合わせて
組み合わせればよい。例えば、回転円筒内のイオン交換
樹脂移動方向上流側部分に、一方の端面が回転円筒内の
内面に接するように回転円筒の軸方向に沿って挿入され
た、回転円筒の回転に対し相対的に逆回転する、1枚も
しくは複数枚の平板である付着防止機構や、一方の端面
が回転円筒の内面に接するように回転円筒の軸方向に沿
って挿入された、回転円筒の回転に対し、相対的に逆回
転する、螺旋状に巻かれた板である付着防止機構を配置
し、それよりも下流側に、前記回転円筒の内周面に接し
て軸方向に沿って配置され、棒自体の軸周りに自由に回
転できるように支持された1本もしくは複数本の六角も
しくは八角の棒である付着防止機構や、回転円筒の内周
面に接するようにたるませて回転円筒の軸方向に沿って
張られた、一本もしくは複数本のチェーンもしくは数珠
状の連結体である付着防止機構を配置する。
These anti-adhesion mechanisms may be combined in accordance with the nature of the waste ion exchange resin which changes depending on the position in the rotating cylinder. For example, relative to the rotation of the rotating cylinder, the one end face is inserted along the axial direction of the rotating cylinder such that one end surface is in contact with the inner surface of the rotating cylinder in an upstream portion of the ion-exchange resin moving direction in the rotating cylinder. The anti-adhesion mechanism, which is one or more flat plates that rotate in the reverse direction, or the rotation of the rotating cylinder, which is inserted along the axial direction of the rotating cylinder such that one end surface is in contact with the inner surface of the rotating cylinder, The anti-adhesion mechanism, which is a spirally wound plate that rotates in the opposite direction, is disposed.On the downstream side, the anti-adhesion mechanism is disposed along the axial direction in contact with the inner peripheral surface of the rotating cylinder. One or more hexagonal or octagonal sticks, which are supported so that they can rotate freely around the axis, and an anti-adhesion mechanism, or slack so as to be in contact with the inner peripheral surface of the rotating cylinder, along the axial direction of the rotating cylinder. One or more chains Or arranging the adhesion preventing mechanism is a beaded coupling body.

【0024】上述の構成の装置を用いて使用済みのイオ
ン交換樹脂を還元雰囲気で熱分解して減容する。具体的
には、使用済みのイオン交換樹脂を還元雰囲気の回転円
筒中で軸方向に移動させつつ連続的に加熱熱分解して減
容する連続操作の熱分解方法において、前記回転円筒の
上流側にある前記イオン交換樹脂は、前記回転円筒の内
周面とのそれ自体の接触位置が変化しない付着防止機構
により回転円筒の内周面から掻き取り、前記回転円筒の
それよりも下流側にある前記イオン交換樹脂は、前記回
転円筒の内周面とのそれ自体の接触位置が随時変化する
付着防止機構により回転円筒の内周面から掻き取るよう
にする。
The used ion exchange resin is thermally decomposed in a reducing atmosphere to reduce the volume by using the apparatus having the above-described structure. Specifically, in a continuous operation pyrolysis method in which the used ion-exchange resin is axially moved in a rotating cylinder in a reducing atmosphere while being continuously heated and pyrolyzed to reduce the volume, an upstream side of the rotating cylinder is provided. The ion exchange resin is scraped from the inner peripheral surface of the rotating cylinder by an adhesion preventing mechanism that does not change its own contact position with the inner peripheral surface of the rotating cylinder, and is located on the downstream side of the rotating cylinder. The ion exchange resin is scraped off from the inner peripheral surface of the rotating cylinder by an adhesion preventing mechanism whose contact position with the inner peripheral surface of the rotating cylinder changes as needed.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例に係る装置に
ついて図を用いて説明する。本発明の実施例である熱分
解装置は、図1〜5に示されるような外熱式のロータリ
ーキルンである。ロータリーキルンは、廃イオン交換樹
脂を軸方向に移動させつつ加熱して熱分解を行わせる反
応部分である回転円筒1、回転円筒を支える架台3、回
転円筒を回転させるモータ5、回転円筒1の軸方向上下
流端に相対回転可能に結合された固定部7、9、前記固
定部7に結合され該固定部7を介して回転円筒1に廃イ
オン交換樹脂を供給する粉体の供給ホッパーとフィーダ
ー11、前記固定部9に設けられた残渣の受器13と熱
分解ガス出口15、前記回転円筒1の外周に配置された
加熱源17、を含んで構成されている。回転円筒1に内
装された付着防止機構については後述する。加熱源とし
て電熱ヒーター、スチーム、燃焼ガス等何を用いても本
発明の効果の発現には影響はないが、操作の簡便性から
は電熱ヒーターが最も好ましい。なお、装置を制御する
制御装置は図示を省略してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The thermal decomposition apparatus according to the embodiment of the present invention is an external heat type rotary kiln as shown in FIGS. The rotary kiln includes a rotating cylinder 1 as a reaction part for heating and thermally decomposing the waste ion exchange resin while moving the waste ion exchange resin in the axial direction, a gantry 3 supporting the rotating cylinder, a motor 5 for rotating the rotating cylinder, and a shaft of the rotating cylinder 1. Parts 7, 9 which are connected to the upper and lower ends in the direction so as to be relatively rotatable, a powder supply hopper and a feeder which are connected to the fixed part 7 and supply waste ion exchange resin to the rotary cylinder 1 via the fixed part 7. 11, a residue receiver 13 provided in the fixed part 9, a pyrolysis gas outlet 15, and a heating source 17 arranged on the outer periphery of the rotary cylinder 1. The adhesion preventing mechanism provided inside the rotary cylinder 1 will be described later. Use of an electric heater, steam, combustion gas, or the like as a heating source does not affect the manifestation of the effects of the present invention, but an electric heater is most preferable in terms of simplicity of operation. The control device for controlling the device is not shown.

【0026】ロータリーキルンは下流側が低くなるよう
に、回転円筒1の軸線を水平線から傾けて設置され、フ
ィーダー11によって回転円筒1内に供給された粉体は
回転円筒1の回転と重力の作用で次第に下流側に移動
し、最終的には回転円筒1の端から落下して受器13に
回収される。一般的に実装置では回転円筒1の軸線の傾
斜角は0.5度から2度の範囲である。
The rotary kiln is installed so that the axis of the rotary cylinder 1 is inclined from the horizontal so that the downstream side becomes lower, and the powder supplied into the rotary cylinder 1 by the feeder 11 gradually rotates by the rotation of the rotary cylinder 1 and the action of gravity. It moves downstream, and finally falls from the end of the rotating cylinder 1 and is collected in the receiver 13. Generally, in an actual apparatus, the inclination angle of the axis of the rotating cylinder 1 is in the range of 0.5 degrees to 2 degrees.

【0027】しかしながら廃イオン交換樹脂の熱分解で
は単に円筒の回転と重力の作用のみでは、先に述べたよ
うに、粉粒体の安定した移動が実現できない。このた
め、熱分解によって大きく変化する粉粒体の性状に合わ
せて、各々に最適な付着防止機構を用いることが必要と
されるのである。
However, in the thermal decomposition of the waste ion exchange resin, as described above, stable movement of the granular material cannot be realized merely by the action of the rotation of the cylinder and the action of gravity. For this reason, it is necessary to use an optimal anti-adhesion mechanism for each of the properties of the granular material which greatly changes due to thermal decomposition.

【0028】回転円筒1の上流部分にある含水状態の廃
イオン交換樹脂は比較的重くて内周面に付着するが、付
着防止機構自体への付着力は比較的に少ない。一方、熱
分解が進んだ廃イオン交換樹脂は、大幅に密度が減少し
て軽くなるが、付着防止機構自体へ付着しやすくなり、
付着したものはそのままだと付着したまま固まりやす
い。
The water-containing waste ion exchange resin upstream of the rotary cylinder 1 is relatively heavy and adheres to the inner peripheral surface, but has a relatively small adhesive force to the adhesion preventing mechanism itself. On the other hand, waste ion exchange resin that has undergone thermal decomposition has a significantly reduced density and lighter weight, but is more likely to adhere to the adhesion prevention mechanism itself,
If the substance is attached as it is, it tends to solidify with the substance attached.

【0029】含水状態の廃イオン交換樹脂、すなわち、
回転円筒1の上流部分に廃イオン交換樹脂の搬送には、
図1に示すような、一方の端面が回転円筒の内面に接す
るように回転円筒の軸方向に沿って挿入された、回転円
筒の回転に対し相対的に逆回転する、1枚もしくは複数
枚の平板で構成された付着防止機構が有効である。平板
21は回転円筒の内壁に端面を接して軸方向に伸びてお
り、平板21を支える支柱23によって籠状の構造を保
っている。その上流側は固定部7に繋がっており、平板
21は静止している。このため回転円筒1から見ると平
板21は相対的に逆回転することになり、回転円筒1の
内壁に付着した廃イオン交換樹脂を掻き取る働きをす
る。
The waste ion exchange resin in a hydrated state, that is,
For transporting the waste ion exchange resin to the upstream portion of the rotating cylinder 1,
As shown in FIG. 1, one or a plurality of ones, which are inserted in the axial direction of the rotating cylinder such that one end surface is in contact with the inner surface of the rotating cylinder, rotate relatively counter to the rotation of the rotating cylinder. An adhesion prevention mechanism composed of a flat plate is effective. The flat plate 21 extends in the axial direction with its end face in contact with the inner wall of the rotating cylinder, and maintains a cage-like structure by a support column 23 that supports the flat plate 21. The upstream side is connected to the fixed part 7, and the flat plate 21 is stationary. Therefore, when viewed from the rotating cylinder 1, the flat plate 21 relatively rotates in the reverse direction, and functions to scrape off the waste ion exchange resin attached to the inner wall of the rotating cylinder 1.

【0030】図1のA−A断面には6枚の平板が描かれ
ているが、静止の場合は1〜2枚でも効果がある。ま
た、平板を円筒とは逆向きに回転させてもよく、その場
合は4〜6枚の平板があった方が効果的である。
Although six flat plates are drawn in the AA cross section in FIG. 1, one or two flat plates are effective when stationary. Further, the flat plate may be rotated in the opposite direction to the cylinder, and in that case, it is more effective to have 4 to 6 flat plates.

【0031】また図2に示すような、一方の端面が回転
円筒1の内面に接するように回転円筒1の軸方向に沿っ
て挿入された、回転円筒1の回転に対し相対的に逆回転
する、螺旋状に巻かれた板25で構成された付着防止機
構も含水状態の廃イオン交換樹脂の搬送に効果的であ
る。螺旋状に巻かれた板25は回転円筒1の内壁に端面
を接して軸方向に沿って伸びており、支柱27によって
支えられている。その上流側は固定部7に繋がってお
り、板25は静止している。このため回転円筒1から見
ると板25は相対的に逆回転することになり、回転円筒
1の内壁に付着した廃イオン交換樹脂を掻き取る働きを
する。それのみか板25は螺旋に沿って樹脂を下流側に
搬送する機能があり、樹脂が上流に滞留するのを防ぐ効
果がある。
Further, as shown in FIG. 2, the one end face is inserted along the axial direction of the rotary cylinder 1 so as to be in contact with the inner surface of the rotary cylinder 1, and rotates relatively in reverse to the rotation of the rotary cylinder 1. The anti-adhesion mechanism constituted by the spirally wound plate 25 is also effective for transporting the water-containing waste ion exchange resin. The spirally wound plate 25 extends in the axial direction with its end face in contact with the inner wall of the rotary cylinder 1, and is supported by a support column 27. The upstream side is connected to the fixed part 7, and the plate 25 is stationary. Therefore, when viewed from the rotary cylinder 1, the plate 25 relatively rotates reversely, and functions to scrape the waste ion exchange resin adhered to the inner wall of the rotary cylinder 1. In addition, the plate 25 has a function of transporting the resin downstream along the spiral, and has an effect of preventing the resin from staying upstream.

【0032】図2では支柱27は固定されているが、板
25を回転させるような機構を設け、板25の回転円筒
1に対する相対速度を変化させれば、樹脂の搬送速度を
自由に調節することができる。すなわち下流側での搬送
速度と上流側での搬送速度を異なった値に設定できるの
である。
In FIG. 2, the column 27 is fixed, but if a mechanism for rotating the plate 25 is provided and the relative speed of the plate 25 to the rotating cylinder 1 is changed, the resin conveying speed can be freely adjusted. be able to. That is, the transport speed on the downstream side and the transport speed on the upstream side can be set to different values.

【0033】一方、熱分解残渣、すなわち、回転円筒1
の下流側部分の廃イオン交換樹脂の付着防止には図3に
示すような、回転円筒1の内周面に当接し軸方向に沿っ
て挿入された、棒自体の軸周りに自由に回転できる1本
もしくは複数本の六角もしくは八角の棒29からなる付
着防止機構が効果的である。棒29は下流側にずり落ち
ないように固定部9に鎖で繋がれている。このとき棒2
9が棒自体の軸周りに自由に回転できるように、360
度回転するジョイントを設けることが付着防止効果を得
るためには不可欠である。棒29が回転円筒1の回転に
伴って回転し、棒29の異なった面が回転円筒1内面と
接することで、一旦棒29に付着した付着した熱分解残
渣が剥がれ落ち、棒29自体への残渣の付着を防止する
ことができる。
On the other hand, the pyrolysis residue, that is, the rotating cylinder 1
In order to prevent the adhesion of the waste ion-exchange resin on the downstream side of the rod, as shown in FIG. 3, the rod can be freely rotated around the axis of the rod itself, which comes into contact with the inner peripheral surface of the rotary cylinder 1 and is inserted along the axial direction. An adhesion preventing mechanism composed of one or a plurality of hexagonal or octagonal rods 29 is effective. The rod 29 is connected to the fixing portion 9 by a chain so as not to slip down. At this time stick 2
360 so that 9 can rotate freely about the axis of the rod itself.
It is indispensable to provide a joint which rotates at an angle in order to obtain an adhesion preventing effect. When the rod 29 rotates with the rotation of the rotary cylinder 1, and different surfaces of the rod 29 come into contact with the inner surface of the rotary cylinder 1, the pyrolysis residue that has once adhered to the rod 29 is peeled off and the rod 29 itself is removed. Adhesion of residues can be prevented.

【0034】また、図4に示すような、回転円筒1の内
壁を掻き取ることができるように、回転円筒の軸方向に
沿って、かつ回転円筒1の内周面に当接するようにたわ
ませて張られた、1本もしくは複数本のチェーン31も
しくは数珠状の連結体で構成された付着防止機構も熱分
解残渣の搬送に効果的である。チェーン31は回転円筒
1の上流側から下流側に対角に張るが、回転円筒1の内
壁に接するように十分なたるみを持たせなければならな
い。熱分解残渣の性状によっては、チェーン31では回
転円筒1の内壁を掻き取るために必要な重みが得られな
い場合がある。この場合は鉄球や短い角柱を数珠状に連
結したものをチェーンの代わりに用いるのが好ましい。
As shown in FIG. 4, the inner wall of the rotary cylinder 1 is bent along the axial direction of the rotary cylinder 1 and in contact with the inner peripheral surface of the rotary cylinder 1 so that the inner wall of the rotary cylinder 1 can be scraped off. An anti-adhesion mechanism composed of one or more chains 31 or beads in a stretched configuration is also effective for transporting the pyrolysis residue. The chain 31 extends diagonally from the upstream side to the downstream side of the rotary cylinder 1, but must have sufficient slack so as to contact the inner wall of the rotary cylinder 1. Depending on the nature of the pyrolysis residue, the chain 31 may not have the necessary weight to scrape the inner wall of the rotating cylinder 1. In this case, it is preferable to use an iron ball or a short prism connected in a rosary instead of a chain.

【0035】本発明に係る装置は、図1又は図2に示し
た付着防止機構を回転円筒1の上流側に、図3又は図4
に示した付着防止機構を下流側に設け、熱分解によって
大きく変化する粉粒体の性状に合わせて、各々に適した
付着防止機構を用いることによって、廃イオン交換樹脂
を連続的に安定して熱分解することを可能とした熱分解
装置である。その一例として、図1に示す付着防止機構
を上流側に、図3に示す付着防止機構を下流側に設けた
本発明にかかる熱分解装置を図5に示す。
In the apparatus according to the present invention, the anti-adhesion mechanism shown in FIG. 1 or FIG.
The anti-adhesion mechanism shown in the figure below is provided on the downstream side, and by using the anti-adhesion mechanism suitable for each of the properties of the granular material that greatly changes by thermal decomposition, the waste ion exchange resin can be continuously and stably This is a pyrolysis device that can perform pyrolysis. As an example, FIG. 5 shows a pyrolysis apparatus according to the present invention in which the anti-adhesion mechanism shown in FIG. 1 is provided on the upstream side and the anti-adhesion mechanism shown in FIG. 3 is provided on the downstream side.

【0036】本発明の装置において、上流側とは主とし
て含水イオン交換樹脂の乾燥、脱水が行われる部分を指
し、下流側とは主にイオン交換樹脂の熱分解が進行する
部分を指す。熱分解装置のどの部分が上流側に相当する
のかは、含水イオン交換樹脂の乾燥、脱水に必要な熱量
と回転円筒での伝熱係数および内壁の単位長さ当たり表
面積から見積もることができる。
In the apparatus of the present invention, the upstream side mainly indicates a portion where drying and dehydration of the hydrated ion exchange resin are performed, and the downstream side mainly indicates a portion where thermal decomposition of the ion exchange resin proceeds. Which part of the thermal decomposition apparatus corresponds to the upstream side can be estimated from the amount of heat required for drying and dehydrating the hydrated ion exchange resin, the heat transfer coefficient in the rotating cylinder, and the surface area per unit length of the inner wall.

【0037】本発明の熱分解装置を用いれば放射性廃イ
オン交換樹脂を連続的に熱分解処理し、安定して熱分解
残渣を得ることが可能となる。図6に本発明の熱分解装
置を用いた放射性廃イオン交換樹脂熱分解プロセスのフ
ロー図の一例を示す。廃イオン交換樹脂は貯蔵容器から
受けホッパー51に移され、ついで脱水機53に送られ
る。脱水機53で水切り状態まで脱水した後、コンベア
55でフィードホッパー57に移送される。フィードホ
ッパー57に貯められた廃イオン交換樹脂はフィーダー
59で定量的にロータリーキルン61に送り込まれる。
ロータリーキルン61は本発明の熱分解装置であって、
ここで廃イオン交換樹脂は還元雰囲気で熱分解され熱分
解残渣と熱分解ガスに変わる。熱分解残渣は残渣ホッパ
ー63で一旦受けて冷却した後、固化処理に回される。
タールを含んだ熱分解ガスはアフターバーナー65に導
かれ完全燃焼する。燃焼排ガスはフィルター67で放射
性物質を含む飛灰を除去してから排気ブロワ69で吸引
され、さらに脱硫脱硝装置71で浄化され系外に放出さ
れる。熱分解処理では廃イオン交換樹脂中の灰分はほと
んどが残渣中に保持されるため、フィルター67の負荷
は非常に軽い。
The use of the pyrolysis apparatus of the present invention makes it possible to continuously pyrolyze radioactive waste ion-exchange resins and to stably obtain pyrolysis residues. FIG. 6 shows an example of a flow chart of a radioactive waste ion exchange resin pyrolysis process using the pyrolysis apparatus of the present invention. The waste ion exchange resin is transferred from the storage container to the receiving hopper 51, and then sent to the dehydrator 53. After being dewatered to a draining state by the dehydrator 53, it is transferred to the feed hopper 57 by the conveyor 55. The waste ion exchange resin stored in the feed hopper 57 is quantitatively sent to the rotary kiln 61 by the feeder 59.
The rotary kiln 61 is a pyrolysis device of the present invention,
Here, the waste ion exchange resin is thermally decomposed in a reducing atmosphere, and is converted into a pyrolysis residue and a pyrolysis gas. The pyrolysis residue is once received by the residue hopper 63, cooled, and then sent to a solidification process.
The pyrolysis gas containing tar is guided to the afterburner 65 and is completely burned. The combustion exhaust gas is removed by a filter 67 to remove fly ash containing a radioactive substance, then sucked by an exhaust blower 69, further purified by a desulfurization and denitration device 71, and discharged to the outside of the system. In the pyrolysis treatment, most of the ash in the waste ion exchange resin is retained in the residue, so that the load on the filter 67 is very light.

【0038】以下で本発明の効果を実施例を用いて明ら
かにする。
Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified using examples.

【0039】以下に述べる実施例および比較例の実験は
ベンチスケールのロータリーキルン試験装置を用いて行
った。この試験装置は電気ヒータ外熱式で回転円筒の内
径が150mm、長さが2000mmである。熱分解温
度は500℃である。排気ポンプで熱分解ガスを吸引し
ているため、キルン内部は大気圧に対して水柱で50m
m前後の負圧に保たれている。また、下流側の固定部、
受器、熱分解ガス出口は熱分解によって生じるタールお
よび水蒸気の凝縮を防ぐため200℃に保温してある。
The experiments of the following Examples and Comparative Examples were performed using a bench-scale rotary kiln test apparatus. This test apparatus is an external heater with an electric heater, and has a rotating cylinder with an inner diameter of 150 mm and a length of 2000 mm. The thermal decomposition temperature is 500 ° C. Since the pyrolysis gas is sucked by the exhaust pump, the inside of the kiln is 50 m above the atmospheric pressure with a water column.
m is maintained at a negative pressure of about m. Also, a fixed part on the downstream side,
The receiver and the pyrolysis gas outlet are kept at 200 ° C. to prevent condensation of tar and steam generated by the pyrolysis.

【0040】〔実施例〕図1に示す付着防止機構を上流
側に、図3に示す付着防止機構を下流側に設けた試験装
置を用いて、粒径60〜400メッシュの微粉末状スチ
レン系強塩基性イオン交換樹脂の熱分解試験を行った。
ただし上流側の付着防止機構を構成する平板21は1枚
であり、固定部7に固定されている。また、下流側の棒
29は対辺20mmのステンレス製六角棒である。樹脂
の含水率は60wt%である。樹脂の供給速度は1kg
/h、回転円筒の傾斜角は2度、回転数は1rpmであ
った。
EXAMPLE Using a test apparatus provided with the anti-adhesion mechanism shown in FIG. 1 on the upstream side and the anti-adhesion mechanism shown in FIG. A pyrolysis test of a strongly basic ion exchange resin was performed.
However, the number of the flat plates 21 constituting the upstream-side adhesion prevention mechanism is one, which is fixed to the fixing portion 7. Further, the rod 29 on the downstream side is a hexagonal stainless steel rod having a length of 20 mm across flats. The water content of the resin is 60% by weight. Resin supply speed is 1kg
/ H, the angle of inclination of the rotating cylinder was 2 degrees, and the number of revolutions was 1 rpm.

【0041】総量5kgの樹脂を供給し、0.28kg
の熱分解残渣が回収された。熱分解残渣の形状は数mm
角の小片であった。上流側ではイオン交換樹脂が順調に
搬送され、下流側でも残渣の付着は全く観察されなかっ
た。
A total of 5 kg of resin is supplied and 0.28 kg
Was recovered. The shape of the pyrolysis residue is several mm
It was a small piece of corner. On the upstream side, the ion exchange resin was smoothly conveyed, and no adhesion of the residue was observed on the downstream side.

【0042】〔比較例1〕図1に示す付着防止機構が回
転円筒の全長にわたって設けられたキルンで、実施例と
同じイオン交換樹脂の熱分解試験を行った。ただし付着
防止機構を構成する平板21は1枚である。上流側では
イオン交換樹脂が順調に搬送されたが、下流側で熱分解
残渣が平板21に付着して成長し、平板21の片側で大
きな塊が生じた。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 The same ion exchange resin as in the example was subjected to a thermal decomposition test using a kiln in which the adhesion preventing mechanism shown in FIG. 1 was provided over the entire length of the rotating cylinder. However, the number of the flat plates 21 constituting the adhesion preventing mechanism is one. On the upstream side, the ion exchange resin was smoothly transported, but on the downstream side, the pyrolysis residue adhered to the flat plate 21 and grew, and a large lump was formed on one side of the flat plate 21.

【0043】〔比較例2〕図3に示す付着防止機構が回
転円筒の全長にわたって設けられたキルンで、実施例と
同じイオン交換樹脂の熱分解試験を行った。挿入した棒
29は対辺20mmのステンレス製六角棒である。上流
側でイオン交換樹脂の流れが滞留し一部が逆流した。下
流側では残渣の付着は全く観察されず、大部分の残渣は
数ミリ角の小片として回収された。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 The same ion exchange resin as in the example was subjected to a thermal decomposition test using a kiln provided with the adhesion preventing mechanism shown in FIG. 3 over the entire length of the rotary cylinder. The inserted rod 29 is a hexagonal stainless steel rod having a length of 20 mm across flats. The flow of the ion-exchange resin stayed on the upstream side, and a part of the flow returned. No residue was observed on the downstream side, and most of the residues were collected as small pieces of several mm square.

【0044】[0044]

【発明の効果】実施例より明らかなように、本発明の熱
分解装置を用いることによってイオン交換樹脂を連続的
に安定して熱分解することが可能となった。本発明の熱
分解装置は放射性廃イオン交換樹脂の熱分解処理におい
て残されていた樹脂のハンドリングの問題を解消し、熱
分解処理の実用化が可能となった。
As is clear from the examples, the use of the pyrolysis apparatus of the present invention makes it possible to continuously and stably pyrolyze the ion exchange resin. The thermal decomposition apparatus of the present invention has solved the problem of resin handling remaining in the thermal decomposition treatment of the radioactive waste ion exchange resin, and has enabled the practical use of the thermal decomposition treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の含水イオン交換樹脂の付着防止に有効
な機構の一例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a mechanism effective for preventing adhesion of a hydrated ion exchange resin of the present invention.

【図2】本発明の含水イオン交換樹脂の付着防止に有効
な機構の別の一例を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of a mechanism effective for preventing adhesion of the hydrated ion exchange resin of the present invention.

【図3】本発明の熱分解残渣の付着防止に有効な機構の
一例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a mechanism effective for preventing adhesion of a pyrolysis residue according to the present invention.

【図4】本発明の熱分解残渣の付着防止に有効な機構の
別の一例を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a mechanism effective for preventing adhesion of a pyrolysis residue according to the present invention.

【図5】本発明に係る熱分解装置の実施例を示す断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing an embodiment of the thermal decomposition apparatus according to the present invention.

【図6】本発明の熱分解装置を用いた廃イオン交換樹脂
熱分解プロセスのフロー図である。
FIG. 6 is a flow chart of a waste ion exchange resin pyrolysis process using the pyrolysis apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転円筒 3 架台 5 モータ 7 固定部 9 固定部 11 フィーダー 13 受器 15 熱分解ガス出口 17 加熱源 21 平板 23 支柱 25 螺旋状に巻かれた板 27 支柱 29 棒 31 チェーン 51 受けホッパー 53 脱水機 55 コンベア 57 フィードホッパー 59 フィーダー 61 ロータリーキルン 63 残渣ホッパー 65 アフターバーナー 67 フィルター 69 排気ブロワ 71 脱硫脱硝装置 Reference Signs List 1 rotating cylinder 3 gantry 5 motor 7 fixing part 9 fixing part 11 feeder 13 receiver 15 pyrolysis gas outlet 17 heating source 21 flat plate 23 support 25 spirally wound plate 27 support 29 rod 31 chain 51 receiving hopper 53 dehydrator 55 conveyor 57 feed hopper 59 feeder 61 rotary kiln 63 residue hopper 65 afterburner 67 filter 69 exhaust blower 71 desulfurization and denitration equipment

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片倉 正彦 東京都中央区築地5丁目6番4号 三井造 船株式会社内 (72)発明者 長原 聰 東京都中央区築地5丁目6番4号 三井造 船株式会社内 Fターム(参考) 4H012 HB03 HB04 HB09 4K061 AA08 BA07 DA03 DA05 EA03 EA06 FA01 GA09 HA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Katakura 5-6-4 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Nagahara 5-6-4 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Mitsui Shipbuilding Co., Ltd. F term (reference) 4H012 HB03 HB04 HB09 4K061 AA08 BA07 DA03 DA05 EA03 EA06 FA01 GA09 HA07

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 使用済みのイオン交換樹脂を還元雰囲気
で熱分解して減容するための連続操作の熱分解装置であ
って、前記イオン交換樹脂をその内部で軸方向に移動さ
せつつ加熱する回転円筒と、該回転円筒内に配置された
複数の種類の付着防止機構と、を有してなる外熱式ロー
タリーキルンであることを特徴とする使用済みイオン交
換樹脂の熱分解装置。
1. A continuous operation pyrolysis apparatus for thermally decomposing a used ion exchange resin in a reducing atmosphere to reduce its volume, wherein the ion exchange resin is heated while moving in the axial direction inside the resin. An apparatus for thermally decomposing a used ion exchange resin, which is an externally heated rotary kiln having a rotating cylinder and a plurality of types of adhesion preventing mechanisms disposed in the rotating cylinder.
【請求項2】 複数の種類の付着防止機構が、前記回転
円筒の軸方向に順に配置されていることを特徴とする請
求項1記載の使用済みイオン交換樹脂の熱分解装置。
2. The apparatus for thermally decomposing a used ion exchange resin according to claim 1, wherein a plurality of types of adhesion preventing mechanisms are arranged in order in the axial direction of said rotary cylinder.
【請求項3】 前記回転円筒の軸方向上流側に配置され
る付着防止機構は、前記回転円筒内周面に対向する位置
が変動しない構成であり、それよりも下流側に配置され
る付着防止機構は、前記回転円筒内周面に対向する位置
が前記回転円筒の回転に伴って変動する構成であること
を特徴とする請求項2記載の使用済みイオン交換樹脂の
熱分解装置。
3. The adhesion preventing mechanism disposed on the upstream side in the axial direction of the rotary cylinder has a configuration in which the position facing the inner peripheral surface of the rotary cylinder does not change, and the adhesion preventing mechanism disposed on the downstream side thereof. The apparatus according to claim 2, wherein the mechanism is configured such that a position facing the inner peripheral surface of the rotary cylinder changes with rotation of the rotary cylinder.
【請求項4】 回転円筒内の複数の種類の付着防止機構
の一つが、一方の端面が回転円筒内の内面に接するよう
に回転円筒の軸方向に沿って挿入された、回転円筒の回
転に対し相対的に逆回転する、1枚もしくは複数枚の平
板であることを特徴とする請求項1記載の使用済みイオ
ン交換樹脂の熱分解装置。
4. One of a plurality of types of anti-adhesion mechanisms in the rotating cylinder is adapted to rotate the rotating cylinder inserted along the axial direction of the rotating cylinder such that one end surface is in contact with the inner surface of the rotating cylinder. 2. The thermal decomposition apparatus for a used ion exchange resin according to claim 1, wherein the apparatus comprises one or a plurality of flat plates which rotate relatively in reverse.
【請求項5】 回転円筒内の複数の種類の付着防止機構
の一つが、一方の端面が回転円筒の内面に接するように
回転円筒の軸方向に沿って挿入された、回転円筒の回転
に対し、相対的に逆回転する、螺旋状に巻かれた板であ
ることを特徴とする請求項1記載の使用済みイオン交換
樹脂の熱分解装置。
5. One of a plurality of types of anti-adhesion mechanisms in the rotating cylinder, wherein one of the plurality of types of anti-adhesion mechanisms is provided along the axial direction of the rotating cylinder such that one end surface is in contact with the inner surface of the rotating cylinder. 2. The apparatus for pyrolyzing used ion exchange resin according to claim 1, wherein the apparatus is a spirally wound plate that rotates relatively in reverse.
【請求項6】 回転円筒内の複数の種類の付着防止機構
の一つが、回転円筒の内周面に接して軸方向に沿って配
置され、棒自体の軸周りに自由に回転できるように支持
された1本もしくは複数本の六角もしくは八角の棒であ
ることを特徴とする請求項1記載の使用済みイオン交換
樹脂の熱分解装置。
6. One of a plurality of types of anti-adhesion mechanisms in the rotating cylinder is disposed along the axial direction in contact with the inner peripheral surface of the rotating cylinder, and is supported so as to be freely rotatable around the axis of the rod itself. The apparatus for pyrolyzing a used ion exchange resin according to claim 1, wherein the apparatus is one or a plurality of hexagonal or octagonal rods.
【請求項7】 回転円筒内の複数の種類の付着防止機構
の一つが、回転円筒の内周面に接するようにたるませて
回転円筒の軸方向に沿って張られた、一本もしくは複数
本のチェーンもしくは数珠状の連結体であることを特徴
とする請求項1記載の使用済みイオン交換樹脂の熱分解
装置。
7. One or a plurality of ones of a plurality of types of adhesion preventing mechanisms in the rotating cylinder, which are slackened in contact with the inner peripheral surface of the rotating cylinder and stretched along the axial direction of the rotating cylinder. The apparatus for thermally decomposing a used ion exchange resin according to claim 1, wherein the apparatus is a chain or a bead-like connected body.
【請求項8】 回転円筒内のイオン交換樹脂移動方向上
流側部分に前記請求項4または5記載の付着防止機構が
配置され、それよりも下流側に、前記請求項6または7
記載の付着防止機構が配置されていることを特徴とする
請求項2記載の使用済みイオン交換樹脂の熱分解装置。
8. The anti-adhesion mechanism according to claim 4 or 5, wherein the anti-adhesion mechanism according to claim 4 is disposed at an upstream portion in the direction of movement of the ion-exchange resin in the rotary cylinder, and at a downstream side thereof.
The apparatus for thermally decomposing a used ion-exchange resin according to claim 2, wherein the adhesion preventing mechanism is disposed.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかに記載の装置
を用いて使用済みのイオン交換樹脂を還元雰囲気で熱分
解して減容することを特徴とする使用済みイオン交換樹
脂の熱分解方法。
9. Thermal decomposition of a used ion exchange resin, wherein the volume of the used ion exchange resin is reduced by thermal decomposition in a reducing atmosphere using the apparatus according to claim 1. Method.
【請求項10】 使用済みのイオン交換樹脂を還元雰囲
気の回転円筒中で軸方向に移動させつつ連続的に加熱熱
分解して減容する連続操作の熱分解方法において、前記
回転円筒の上流側にある前記イオン交換樹脂は、前記回
転円筒の内周面とのそれ自体の接触位置が変化しない付
着防止機構により回転円筒の内周面から掻き取られ、前
記回転円筒のそれよりも下流側にある前記イオン交換樹
脂は、前記回転円筒の内周面とのそれ自体の接触位置が
随時変化する付着防止機構により回転円筒の内周面から
掻き取られることを特徴とする使用済みのイオン交換樹
脂の熱分解方法。
10. A continuous operation pyrolysis method in which a used ion exchange resin is continuously heated and thermally decomposed and reduced in volume while being moved in a rotating cylinder in a reducing atmosphere in an axial direction. The ion exchange resin is scraped off from the inner peripheral surface of the rotating cylinder by an adhesion preventing mechanism that does not change its own contact position with the inner peripheral surface of the rotating cylinder, and on the downstream side of that of the rotating cylinder. The used ion exchange resin is characterized in that the ion exchange resin is scraped off from the inner peripheral surface of the rotating cylinder by an adhesion preventing mechanism whose contact position with the inner peripheral surface of the rotating cylinder changes at any time. Thermal decomposition method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001276818A (en) * 2000-03-31 2001-10-09 Kowa Eng:Kk On-vehicle type contaminated soil effluent treating device
JP2005076959A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Murata Mfg Co Ltd Continuous heat treatment equipment
JP2008045863A (en) * 2006-08-21 2008-02-28 Tdk Corp Kiln
JP2008106173A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Toshiba Corp Pyrolysis furnace system

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