JP2003019434A - 粉体のプラズマ処理方法およびその処理装置 - Google Patents
粉体のプラズマ処理方法およびその処理装置Info
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- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】放射性廃棄物等の粒状あるいは粉末状の物質を
プラズマガスと効率よく反応させて処理する方法を得
る。 【解決手段】被処理粉体をサイクロン２に導入し、高速
にラセン運動させてプラズマ処理手段１へと送り、処理
ガスの活性化プラズマ１０と化学反応させて処理する。
プラズマ処理手段１の排ガスは粉末除去用サイクロン３
１を経たのち排気手段４、排ガス無害化処理手段へと送
る。また、プラズマ処理手段１に蓄積した残さは、処理
運転終了後に取り出す。
プラズマガスと効率よく反応させて処理する方法を得
る。 【解決手段】被処理粉体をサイクロン２に導入し、高速
にラセン運動させてプラズマ処理手段１へと送り、処理
ガスの活性化プラズマ１０と化学反応させて処理する。
プラズマ処理手段１の排ガスは粉末除去用サイクロン３
１を経たのち排気手段４、排ガス無害化処理手段へと送
る。また、プラズマ処理手段１に蓄積した残さは、処理
運転終了後に取り出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所で生
じる放射性廃棄物やＰＣＢによる汚染土壌等の粒状およ
び粉末状物質の処理方法、およびその処理装置に関す
る。
じる放射性廃棄物やＰＣＢによる汚染土壌等の粒状およ
び粉末状物質の処理方法、およびその処理装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、原子力発電所で生じる放射性廃棄
物の処理には、バーナーを利用した焼却法、不燃ガス中
で高温に加熱して分解する熱分解法、さらには過酸化水
素を用いた酸化分解法が使用され、あるいはその適用が
検討されている。また、低気圧下で酸素プラズマにより
酸化分解して灰化減容処理する方法や、特願平2000―12
7020号に示されているようなプラズマにより燃焼させて
灰化減容処理する方法も提案されている。
物の処理には、バーナーを利用した焼却法、不燃ガス中
で高温に加熱して分解する熱分解法、さらには過酸化水
素を用いた酸化分解法が使用され、あるいはその適用が
検討されている。また、低気圧下で酸素プラズマにより
酸化分解して灰化減容処理する方法や、特願平2000―12
7020号に示されているようなプラズマにより燃焼させて
灰化減容処理する方法も提案されている。
【０００３】また、有害金属や放射性核種を含む廃液の
処理には、加熱蒸発させて分離する方法や吸着材に吸着
させて分離する方法が用いられているほか、特願平2001
―069017号に示されているような、プラズマにより燃焼
させて処理する方法も提案されている。また、粉体の処
理には、リアクターを用いて溶液中で化学反応処理する
方式の装置や、オートクレーブ反応炉、アニール炉等が
用いられている。
処理には、加熱蒸発させて分離する方法や吸着材に吸着
させて分離する方法が用いられているほか、特願平2001
―069017号に示されているような、プラズマにより燃焼
させて処理する方法も提案されている。また、粉体の処
理には、リアクターを用いて溶液中で化学反応処理する
方式の装置や、オートクレーブ反応炉、アニール炉等が
用いられている。
【０００４】この他、ＰＣＢやダイオキシンで汚染され
た土壌から汚染物質を除去する際にも、上記と同様のバ
ーナーを用いた焼却法が用いられている。
た土壌から汚染物質を除去する際にも、上記と同様のバ
ーナーを用いた焼却法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
焼却法による廃棄物の処理においては、廃棄物の燃焼に
伴って発生するガスに加えて、燃焼用の高温空気を得る
ためのバーナーからの燃焼排ガスが生じ、さらには不完
全燃焼を防止するための二次燃焼用の高温空気の導入も
必要となるので、処理装置全体から発生する排気ガス量
が膨大となり、大規模な排ガス処理装置を付設しなけれ
ばならないという問題点がある。また、焼却法による処
理においては、焼却炉の炉壁材が高温に曝されるので損
傷を生じやすく、頻繁に補修する必要があるので、メン
テナンス費用が高くなるという難点がある。
焼却法による廃棄物の処理においては、廃棄物の燃焼に
伴って発生するガスに加えて、燃焼用の高温空気を得る
ためのバーナーからの燃焼排ガスが生じ、さらには不完
全燃焼を防止するための二次燃焼用の高温空気の導入も
必要となるので、処理装置全体から発生する排気ガス量
が膨大となり、大規模な排ガス処理装置を付設しなけれ
ばならないという問題点がある。また、焼却法による処
理においては、焼却炉の炉壁材が高温に曝されるので損
傷を生じやすく、頻繁に補修する必要があるので、メン
テナンス費用が高くなるという難点がある。
【０００６】一方、上記の熱分解法による廃棄物の処理
においては、熱分解に伴い例えば放射性核種を含有する
多量のタール質のミストが発生するので、これを捕捉す
るために後段に大容量のフィルタを備える必要があり、
システムが大型化するという問題点がある。また、この
フィルタはタール質のミストによって容易に目詰まりす
るため、頻繁に交換する必要があり、メンテナンス費用
も高くなるという難点がある。
においては、熱分解に伴い例えば放射性核種を含有する
多量のタール質のミストが発生するので、これを捕捉す
るために後段に大容量のフィルタを備える必要があり、
システムが大型化するという問題点がある。また、この
フィルタはタール質のミストによって容易に目詰まりす
るため、頻繁に交換する必要があり、メンテナンス費用
も高くなるという難点がある。
【０００７】この他、前述のようにＰＣＢやダイオキシ
ンで汚染された土壌から汚染物質を除去する際にも焼却
法が用いられているが、効率よく除去するには至ってい
ない。また、 SiF6 等の地球温暖化ガスをプラズマ化
し、粉末の CaOや MgOと反応させて無害化する方法や、
二酸化チタン粉末を水素プラズマにより処理して可視光
応答性を持たせる方法（化学と工業 第53巻 12号(200
0) p.1425 参照）など、粉末状化学物質とプラズマ化し
たガスとを反応させて処理する技術が近年発表されてき
たが、多量の粉体をプラズマ処理する効果的な装置は未
だ発明には至っていない。
ンで汚染された土壌から汚染物質を除去する際にも焼却
法が用いられているが、効率よく除去するには至ってい
ない。また、 SiF6 等の地球温暖化ガスをプラズマ化
し、粉末の CaOや MgOと反応させて無害化する方法や、
二酸化チタン粉末を水素プラズマにより処理して可視光
応答性を持たせる方法（化学と工業 第53巻 12号(200
0) p.1425 参照）など、粉末状化学物質とプラズマ化し
たガスとを反応させて処理する技術が近年発表されてき
たが、多量の粉体をプラズマ処理する効果的な装置は未
だ発明には至っていない。
【０００８】本発明は、上記のごとき技術の現状を考慮
してなされたもので、本発明の目的は、例えば、放射性
廃棄物、ＰＣＢにより汚染された土壌、ダイオキシンに
より汚染された土壌、あるいは金属酸化物や触媒等の粒
状あるいは粉末状の物質が、プラズマ化されたガスと効
率よく化学反応して、高速で化学処理される粉体のプラ
ズマ処理方法、ならびにその処理装置を提供することに
ある。
してなされたもので、本発明の目的は、例えば、放射性
廃棄物、ＰＣＢにより汚染された土壌、ダイオキシンに
より汚染された土壌、あるいは金属酸化物や触媒等の粒
状あるいは粉末状の物質が、プラズマ化されたガスと効
率よく化学反応して、高速で化学処理される粉体のプラ
ズマ処理方法、ならびにその処理装置を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、（１）粒状あるいは粉末状の
被処理物質よりなる粉体、例えば、放射性廃棄物、ある
いはＰＣＢにより汚染された土壌、あるいはダイオキシ
ンにより汚染された土壌、あるいは金属酸化物、あるい
は触媒の粉体を、サイクロンによりラセン状に運動させ
てプラズマ処理容器に供給し、前記サイクロン、あるい
は前記プラズマ処理容器のガス導入口より導入された処
理ガスの活性化プラズマと化学反応させて処理すること
とする。
めに、本発明においては、（１）粒状あるいは粉末状の
被処理物質よりなる粉体、例えば、放射性廃棄物、ある
いはＰＣＢにより汚染された土壌、あるいはダイオキシ
ンにより汚染された土壌、あるいは金属酸化物、あるい
は触媒の粉体を、サイクロンによりラセン状に運動させ
てプラズマ処理容器に供給し、前記サイクロン、あるい
は前記プラズマ処理容器のガス導入口より導入された処
理ガスの活性化プラズマと化学反応させて処理すること
とする。
【００１０】また、この粉体のプラズマ処理方法を適用
する処理装置を、（２）粒状あるいは粉末状の被処理物
質よりなる粉体、例えば、放射性廃棄物、あるいはＰＣ
Ｂにより汚染された土壌、あるいはダイオキシンにより
汚染された土壌、あるいは金属酸化物、あるいは触媒の
粉体を導入する粉体導入手段と、導入された粉体にラセ
ン運動を生じさせるサイクロン手段と、導入された処理
ガスの活性化プラズマを生成し、サイクロン手段より送
られたラセン運動をする粉体にこの活性化プラズマを作
用させて化学反応処理するプラズマ処理手段と、化学反
応処理された処理済物質を回収する処理済物質回収手段
と、プラズマ処理手段およびサイクロン手段を排気する
排気手段と、排気手段より排出されるガスを無害化する
排出ガス無害化処理手段を備えて構成することとし、さ
らに、上記の（２）の粉体の処理装置において、プラズ
マ処理手段を、（３）円筒状の電気絶縁管とこの電気絶
縁管の外側に同軸に配された誘導コイルとこの誘導コイ
ルに高周波電流を通電する高周波電源を備えて構成し、
処理ガスを導入し、誘導コイルに高周波電流を通電して
電気絶縁管内に誘導結合プラズマを発生させ、この誘導
結合プラズマによってサイクロン手段より送られたラセ
ン運動をする粉体を化学反応処理するプラズマ処理手段
とする。あるいは、（４）電気絶縁性窓を備えた金属製
反応容器とこの電気絶縁性窓に対向して配された電極と
電極に高周波電圧を印加する高周波電源を備えて構成
し、処理ガスを導入し、電極に高周波電圧を印加して金
属製反応容器の内部に容量結合プラズマを発生させ、こ
の容量結合プラズマによってサイクロン手段より送られ
たラセン運動をする粉体を化学反応処理するプラズマ処
理手段とする。あるいは、（５）対向電極を内蔵する反
応容器とこの対向電極に直流電圧あるいは交流電圧を印
加する電源を備えて構成し、処理ガスを導入し、対向電
極に直流電圧あるいは交流電圧を印加して反応容器内部
にプラズマを発生させ、このプラズマによってサイクロ
ン手段より送られたラセン運動をする粉体を化学反応処
理するプラズマ処理手段とする。
する処理装置を、（２）粒状あるいは粉末状の被処理物
質よりなる粉体、例えば、放射性廃棄物、あるいはＰＣ
Ｂにより汚染された土壌、あるいはダイオキシンにより
汚染された土壌、あるいは金属酸化物、あるいは触媒の
粉体を導入する粉体導入手段と、導入された粉体にラセ
ン運動を生じさせるサイクロン手段と、導入された処理
ガスの活性化プラズマを生成し、サイクロン手段より送
られたラセン運動をする粉体にこの活性化プラズマを作
用させて化学反応処理するプラズマ処理手段と、化学反
応処理された処理済物質を回収する処理済物質回収手段
と、プラズマ処理手段およびサイクロン手段を排気する
排気手段と、排気手段より排出されるガスを無害化する
排出ガス無害化処理手段を備えて構成することとし、さ
らに、上記の（２）の粉体の処理装置において、プラズ
マ処理手段を、（３）円筒状の電気絶縁管とこの電気絶
縁管の外側に同軸に配された誘導コイルとこの誘導コイ
ルに高周波電流を通電する高周波電源を備えて構成し、
処理ガスを導入し、誘導コイルに高周波電流を通電して
電気絶縁管内に誘導結合プラズマを発生させ、この誘導
結合プラズマによってサイクロン手段より送られたラセ
ン運動をする粉体を化学反応処理するプラズマ処理手段
とする。あるいは、（４）電気絶縁性窓を備えた金属製
反応容器とこの電気絶縁性窓に対向して配された電極と
電極に高周波電圧を印加する高周波電源を備えて構成
し、処理ガスを導入し、電極に高周波電圧を印加して金
属製反応容器の内部に容量結合プラズマを発生させ、こ
の容量結合プラズマによってサイクロン手段より送られ
たラセン運動をする粉体を化学反応処理するプラズマ処
理手段とする。あるいは、（５）対向電極を内蔵する反
応容器とこの対向電極に直流電圧あるいは交流電圧を印
加する電源を備えて構成し、処理ガスを導入し、対向電
極に直流電圧あるいは交流電圧を印加して反応容器内部
にプラズマを発生させ、このプラズマによってサイクロ
ン手段より送られたラセン運動をする粉体を化学反応処
理するプラズマ処理手段とする。
【００１１】（６）さらに、上記の（２）〜（５）にお
いて、排気手段の前段に、例えばサイクロンあるいはプ
ラズマ式二次燃焼室のごとき粉末除去手段を備えること
とする。上記の（１）のごとく、放射性廃棄物、あるい
はＰＣＢにより汚染された土壌、あるいはダイオキシン
により汚染された土壌、あるいは金属酸化物、あるいは
触媒等の粒状あるいは粉末状の被処理物質よりなる粉体
を、サイクロンによりラセン状に運動させてプラズマ処
理容器に供給し、サイクロンあるいはプラズマ処理容器
のガス導入口より導入した処理ガスの活性化プラズマと
化学反応させて処理することとすれば、被処理用の粉体
は、サイクロンによりラセン状に高速運動しながら活性
化プラズマと接触して化学反応を生じることとなるの
で、活性化プラズマとの接触確立が向上し、より早い速
度で処理されることとなる。
いて、排気手段の前段に、例えばサイクロンあるいはプ
ラズマ式二次燃焼室のごとき粉末除去手段を備えること
とする。上記の（１）のごとく、放射性廃棄物、あるい
はＰＣＢにより汚染された土壌、あるいはダイオキシン
により汚染された土壌、あるいは金属酸化物、あるいは
触媒等の粒状あるいは粉末状の被処理物質よりなる粉体
を、サイクロンによりラセン状に運動させてプラズマ処
理容器に供給し、サイクロンあるいはプラズマ処理容器
のガス導入口より導入した処理ガスの活性化プラズマと
化学反応させて処理することとすれば、被処理用の粉体
は、サイクロンによりラセン状に高速運動しながら活性
化プラズマと接触して化学反応を生じることとなるの
で、活性化プラズマとの接触確立が向上し、より早い速
度で処理されることとなる。
【００１２】また、上記（２）のごとく粉体の処理装置
を構成し、プラズマ処理手段を、例えば（３）、あるい
は（４）、あるいは（５）のごとく構成すれば、上記の
（１）のごとき処理方法での粉体のプラズマ処理が可能
となる。さらに（６）のごとくに構成すれば、排出ガス
に含まれる粉体が効果的に捕捉され、効率がよく、かつ
より安全な粉体のプラズマ処理が可能となる。
を構成し、プラズマ処理手段を、例えば（３）、あるい
は（４）、あるいは（５）のごとく構成すれば、上記の
（１）のごとき処理方法での粉体のプラズマ処理が可能
となる。さらに（６）のごとくに構成すれば、排出ガス
に含まれる粉体が効果的に捕捉され、効率がよく、かつ
より安全な粉体のプラズマ処理が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を用いて説
明する。 ＜実施例１＞図１は、本発明の粉体の処理装置の第１の
実施例の基本構成を示す模式図である。図において、１
はプラズマ処理手段、２は被処理用の粉体をラセン状に
高速運動させながらプラズマ反応手段へと供給するサイ
クロンである。また、３は粉末除去手段、４は排気手
段、５は無害化処理手段である。
明する。 ＜実施例１＞図１は、本発明の粉体の処理装置の第１の
実施例の基本構成を示す模式図である。図において、１
はプラズマ処理手段、２は被処理用の粉体をラセン状に
高速運動させながらプラズマ反応手段へと供給するサイ
クロンである。また、３は粉末除去手段、４は排気手
段、５は無害化処理手段である。
【００１４】このうち、プラズマ処理手段１は、誘導結
合プラズマを発生させる方式のもので、円筒状の電気絶
縁管１１と、この電気絶縁管１１の外側に同軸に配され
た誘導コイル１２と、この誘導コイル１２に高周波電流
を通電する高周波電源１３を備えて構成されており、さ
らに電気絶縁管１１の下端には処理済物質を回収するた
めの開閉用シャッター１４が組み込まれてる。また、電
気絶縁管１１は、内筒と外筒の二重円筒からなり、二つ
の円筒の間隙に冷却水を通水することによって高温のプ
ラズマから保護されている。また、プラズマ処理手段１
の上部に組み込まれたサイクロン２は、図２に平面図を
示したごとく、円筒状のサイクロン本体２１とこれに偏
心して取付けられた粉体の導入口２２により構成されて
おり、導入口２２から供給される粉体を軸方向流と旋回
流とからなるキャリアガスによって送りこみ、さらに得
られた粉体の旋回流がサイクロン本体２１内部を旋回し
つつ、ラセン運動をしながら下部のプラズマ処理手段１
のプラズマ処理空間に達するよう構成されている。
合プラズマを発生させる方式のもので、円筒状の電気絶
縁管１１と、この電気絶縁管１１の外側に同軸に配され
た誘導コイル１２と、この誘導コイル１２に高周波電流
を通電する高周波電源１３を備えて構成されており、さ
らに電気絶縁管１１の下端には処理済物質を回収するた
めの開閉用シャッター１４が組み込まれてる。また、電
気絶縁管１１は、内筒と外筒の二重円筒からなり、二つ
の円筒の間隙に冷却水を通水することによって高温のプ
ラズマから保護されている。また、プラズマ処理手段１
の上部に組み込まれたサイクロン２は、図２に平面図を
示したごとく、円筒状のサイクロン本体２１とこれに偏
心して取付けられた粉体の導入口２２により構成されて
おり、導入口２２から供給される粉体を軸方向流と旋回
流とからなるキャリアガスによって送りこみ、さらに得
られた粉体の旋回流がサイクロン本体２１内部を旋回し
つつ、ラセン運動をしながら下部のプラズマ処理手段１
のプラズマ処理空間に達するよう構成されている。
【００１５】また、プラズマ処理手段１のプラズマ処理
空間に連結された排気配管６には、プラズマ処理後の排
気ガス中に含まれる粉末を除去するための粉末除去手段
３として粉末除去用サイクロン３１が組み込まれてい
る。また、排気手段４として、圧力調整バルブ４１、メ
カニカルブースターポンプ４２、ドライポンプ４３が組
み込まれている。また、大気に放出する排ガスを無害化
するための排ガス無害化処理手段として、可燃性フィル
ター５１、ＨＥＰＡフィルター５２、スクラバー５３が
組み込まれている。被処理物に塩素やイオウ、窒素原子
を含む場合には化学反応に伴って HClや SOx、NOx が生
じるので、本実施例の装置では、排ガス無害化処理手段
に小型のスクラバー５３が付加されている。
空間に連結された排気配管６には、プラズマ処理後の排
気ガス中に含まれる粉末を除去するための粉末除去手段
３として粉末除去用サイクロン３１が組み込まれてい
る。また、排気手段４として、圧力調整バルブ４１、メ
カニカルブースターポンプ４２、ドライポンプ４３が組
み込まれている。また、大気に放出する排ガスを無害化
するための排ガス無害化処理手段として、可燃性フィル
ター５１、ＨＥＰＡフィルター５２、スクラバー５３が
組み込まれている。被処理物に塩素やイオウ、窒素原子
を含む場合には化学反応に伴って HClや SOx、NOx が生
じるので、本実施例の装置では、排ガス無害化処理手段
に小型のスクラバー５３が付加されている。
【００１６】本処理装置における粉体のプラズマ処理は
以下のごとく行われる。まず、サイクロン２の導入口２
１より粉体を含まない処理ガスを導入し、排気手段４に
より排気し、圧力調整バルブ４１を調整してプラズマ処
理手段１のプラズマ処理空間の内部圧力を設定する。次
いで、プラズマ処理手段１の電気絶縁管１１の円筒の間
隙に冷却水を通水し、13.56 MHz の高周波電力を高周波
電源１３より誘導コイル１２へと供給して、プラズマ処
理空間の内部に処理ガスの誘導結合プラズマを発生させ
る。次に、導入口２１より被処理用の粉体と処理ガスを
導入する。導入された粉体はサイクロン２中をラセン状
に高速運動しながら下部のプラズマ処理空間へと移行
し、処理ガスの誘導結合プラズマにより加熱され化学反
応処理される。反応の進行に伴ってプラズマ処理空間の
下部に堆積した残さは、処理作業終了後、下端の開閉用
シャッター１４を開けて外部へと回収される。また、排
気ガス中に含まれる被処理物の粉体は、粉末除去用サイ
クロン３１において除去、回収される。
以下のごとく行われる。まず、サイクロン２の導入口２
１より粉体を含まない処理ガスを導入し、排気手段４に
より排気し、圧力調整バルブ４１を調整してプラズマ処
理手段１のプラズマ処理空間の内部圧力を設定する。次
いで、プラズマ処理手段１の電気絶縁管１１の円筒の間
隙に冷却水を通水し、13.56 MHz の高周波電力を高周波
電源１３より誘導コイル１２へと供給して、プラズマ処
理空間の内部に処理ガスの誘導結合プラズマを発生させ
る。次に、導入口２１より被処理用の粉体と処理ガスを
導入する。導入された粉体はサイクロン２中をラセン状
に高速運動しながら下部のプラズマ処理空間へと移行
し、処理ガスの誘導結合プラズマにより加熱され化学反
応処理される。反応の進行に伴ってプラズマ処理空間の
下部に堆積した残さは、処理作業終了後、下端の開閉用
シャッター１４を開けて外部へと回収される。また、排
気ガス中に含まれる被処理物の粉体は、粉末除去用サイ
クロン３１において除去、回収される。
【００１７】本処理装置において、 MgO粉末を被処理粉
体とし、アルゴンガスと SF6ガスとの混合ガスを処理ガ
スとして実施した処理実験によれば、 MgO粉末を 5 g/m
in、処理ガスを200 sccm導入し、 0.6 kPaの圧力下で
1.5 kW のプラズマを照射して処理を行ったとき、、排
気系より排出されるガスの成分分析により、プラズマ照
射によって SF6が 85 ％以上分解し、 MgOが無害の MgF
2 と MgSO4に変化していることが確認された。
体とし、アルゴンガスと SF6ガスとの混合ガスを処理ガ
スとして実施した処理実験によれば、 MgO粉末を 5 g/m
in、処理ガスを200 sccm導入し、 0.6 kPaの圧力下で
1.5 kW のプラズマを照射して処理を行ったとき、、排
気系より排出されるガスの成分分析により、プラズマ照
射によって SF6が 85 ％以上分解し、 MgOが無害の MgF
2 と MgSO4に変化していることが確認された。
【００１８】なお、図１の処理装置では、プラズマ化さ
せる処理ガスを被処理用粉体の導入口と同一の導入口か
ら供給する構成が採られているが、プラズマ処理手段１
あるいはサイクロン２に別途処理ガスの導入口を設置す
る構成としてもよい。また、本実施例の構成の処理装置
において、排気手段に水封式ポンプを組み込み、真空封
止用の水を化学調整して循環使用する構成とすれば、排
気系へと散逸する有害物質が効果的に捕捉され、分離回
収することが可能となる。
せる処理ガスを被処理用粉体の導入口と同一の導入口か
ら供給する構成が採られているが、プラズマ処理手段１
あるいはサイクロン２に別途処理ガスの導入口を設置す
る構成としてもよい。また、本実施例の構成の処理装置
において、排気手段に水封式ポンプを組み込み、真空封
止用の水を化学調整して循環使用する構成とすれば、排
気系へと散逸する有害物質が効果的に捕捉され、分離回
収することが可能となる。
【００１９】また、本実施例の構成の処理装置におい
て、排ガス無害処理手段に水シャワーを備えれば、排ガ
ス中に含まれる金属を効果的に回収することができる。 ＜実施例２＞図３は、本発明の粉体の処理装置の第２の
実施例の基本構成を示す模式図である。
て、排ガス無害処理手段に水シャワーを備えれば、排ガ
ス中に含まれる金属を効果的に回収することができる。 ＜実施例２＞図３は、本発明の粉体の処理装置の第２の
実施例の基本構成を示す模式図である。
【００２０】本実施例の処理装置の特徴は、プラズマ処
理手段１のプラズマ処理空間に連結された排気配管６に
組み込まれた粉末除去手段３として、第１の実施例の粉
末除去用サイクロン３１に替わって、図３に見られるご
とくプラズマ式の二次燃焼室３２が組み込まれているこ
とにあり、他の構成要素の構成は第１の実施例と同一で
ある。
理手段１のプラズマ処理空間に連結された排気配管６に
組み込まれた粉末除去手段３として、第１の実施例の粉
末除去用サイクロン３１に替わって、図３に見られるご
とくプラズマ式の二次燃焼室３２が組み込まれているこ
とにあり、他の構成要素の構成は第１の実施例と同一で
ある。
【００２１】本実施例の処理装置に組み込まれているプ
ラズマ式の二次燃焼室３２は、管外に同軸に巻かれたコ
イルに高周波電力を供給することによって管内を流れる
ガスをプラズマ化して加熱するものである。この二次燃
焼室３２によって、プラズマ処理手段１からの排ガスに
含まれる未処理の粉体の処理が行われ、第１の実施例と
同様の効果が得られることとなる。
ラズマ式の二次燃焼室３２は、管外に同軸に巻かれたコ
イルに高周波電力を供給することによって管内を流れる
ガスをプラズマ化して加熱するものである。この二次燃
焼室３２によって、プラズマ処理手段１からの排ガスに
含まれる未処理の粉体の処理が行われ、第１の実施例と
同様の効果が得られることとなる。
【００２２】＜実施例３＞図４は、本発明の粉体の処理
装置の第３の実施例の要部の基本構成を示す模式図であ
る。本実施例の処理装置の実施例１あるいは２との差
は、粉体と反応させる処理ガスプラズマの発生方式にあ
り、実施例１あるいは２の処理装置では誘導結合プラズ
マが用いられているのに対して、本実施例の処理装置で
は容量結合プラズマが用いられている。その他の構成は
実施例１あるいは２と同一である。
装置の第３の実施例の要部の基本構成を示す模式図であ
る。本実施例の処理装置の実施例１あるいは２との差
は、粉体と反応させる処理ガスプラズマの発生方式にあ
り、実施例１あるいは２の処理装置では誘導結合プラズ
マが用いられているのに対して、本実施例の処理装置で
は容量結合プラズマが用いられている。その他の構成は
実施例１あるいは２と同一である。
【００２３】すなわち、本実施例の処理装置のプラズマ
処理手段は、電気絶縁性窓１６を備えた金属製反応容器
１５と、この電気絶縁性窓１６に対向して配された電極
１７と、この電極に高周波電圧を印加する高周波電源１
８を備えており、さらに、この金属製反応容器１５の上
部にサイクロン手段２Ａが組み込まれている。本実施例
の処理装置では、導入口より処理ガスを導入し、電極１
７に高周波電圧を印加して金属製反応容器１５の内部に
容量結合プラズマ１０Ｂを発生させ、サイクロン手段２
Ａより送られたラセン運動をする粉体をこの容量結合プ
ラズマ１０Ｂによって化学反応処理することによって、
粉体のプラズマ処理が行われる。金属製反応容器１５で
プラズマ処理された後の排気ガスは、排出口１５ａより
図１に示した粉末除去手段３、排気手段４、無害化処理
手段５を備えた排気系統へと送られ、粉末除去および無
害化処理が行われ、同時に金属製反応容器１５の内圧の
制御が行われる。
処理手段は、電気絶縁性窓１６を備えた金属製反応容器
１５と、この電気絶縁性窓１６に対向して配された電極
１７と、この電極に高周波電圧を印加する高周波電源１
８を備えており、さらに、この金属製反応容器１５の上
部にサイクロン手段２Ａが組み込まれている。本実施例
の処理装置では、導入口より処理ガスを導入し、電極１
７に高周波電圧を印加して金属製反応容器１５の内部に
容量結合プラズマ１０Ｂを発生させ、サイクロン手段２
Ａより送られたラセン運動をする粉体をこの容量結合プ
ラズマ１０Ｂによって化学反応処理することによって、
粉体のプラズマ処理が行われる。金属製反応容器１５で
プラズマ処理された後の排気ガスは、排出口１５ａより
図１に示した粉末除去手段３、排気手段４、無害化処理
手段５を備えた排気系統へと送られ、粉末除去および無
害化処理が行われ、同時に金属製反応容器１５の内圧の
制御が行われる。
【００２４】＜実施例４＞図５は、本発明の粉体の処理
装置の第４の実施例の要部の基本構成を示す模式図であ
る。本実施例の処理装置の特徴も、粉体と反応させる処
理ガスプラズマの発生手法にあり、本実施例では対向電
極間に直流電圧を印加して生じるプラズマが用いられて
いる。その他の構成は実施例１、２あるいは３と同一で
ある。
装置の第４の実施例の要部の基本構成を示す模式図であ
る。本実施例の処理装置の特徴も、粉体と反応させる処
理ガスプラズマの発生手法にあり、本実施例では対向電
極間に直流電圧を印加して生じるプラズマが用いられて
いる。その他の構成は実施例１、２あるいは３と同一で
ある。
【００２５】すなわち、本実施例の処理装置のプラズマ
処理手段は、対向電極１７Ａを内蔵する反応容器１５Ａ
と，この対向電極１７Ａに直流電圧を印加する電源１９
を備えて構成されており、さらに反応容器１５Ａの上部
にサイクロン手段２Ｂが組み込まれている。本実施例の
処理装置では、導入口より処理ガスを導入し、対向電極
１７Ａに直流電圧を印加して反応容器１５Ａの内部にプ
ラズマ１０Ｃを発生させ、サイクロン手段２Ｂより送ら
れたラセン運動をする粉体をこのプラズマ１０Ｃによっ
て化学反応処理することによって、粉体のプラズマ処理
が行われる。なお、反応容器１５Ａの排出口１５ｂは、
金属製反応容器１５Ａの内圧の制御と粉末除去および無
害化処理を行う図示しない排気系統へと接続される。
処理手段は、対向電極１７Ａを内蔵する反応容器１５Ａ
と，この対向電極１７Ａに直流電圧を印加する電源１９
を備えて構成されており、さらに反応容器１５Ａの上部
にサイクロン手段２Ｂが組み込まれている。本実施例の
処理装置では、導入口より処理ガスを導入し、対向電極
１７Ａに直流電圧を印加して反応容器１５Ａの内部にプ
ラズマ１０Ｃを発生させ、サイクロン手段２Ｂより送ら
れたラセン運動をする粉体をこのプラズマ１０Ｃによっ
て化学反応処理することによって、粉体のプラズマ処理
が行われる。なお、反応容器１５Ａの排出口１５ｂは、
金属製反応容器１５Ａの内圧の制御と粉末除去および無
害化処理を行う図示しない排気系統へと接続される。
【００２６】なお、本実施例では対向電極１７Ａに直流
電圧を印加してプラズマを発生させることとしている
が、対向電極１７Ａに交流電圧を印加してプラズマを発
生させることとしてもよい。
電圧を印加してプラズマを発生させることとしている
が、対向電極１７Ａに交流電圧を印加してプラズマを発
生させることとしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、
（１）請求項１、さらには請求項２に記載のごとき方法
によって、粒状あるいは粉末状の被処理物質の粉体を化
学反応処理することとしたので、被処理物質の粉体がプ
ラズマ化されたガスと効率よく化学反応することとな
り、高速で化学処理することができることとなった。
によって、粒状あるいは粉末状の被処理物質の粉体を化
学反応処理することとしたので、被処理物質の粉体がプ
ラズマ化されたガスと効率よく化学反応することとな
り、高速で化学処理することができることとなった。
【００２８】（２）また、粒状あるいは粉末状の被処理
物質の粉体の処理装置を請求項３、さらには請求項４〜
１２に記載のごとく構成することとしたので、上記の
（１）のごとき高速でのプラズマ処理が可能で、かつ、
周辺への汚染の危険性のない処理装置が得られることと
なった。
物質の粉体の処理装置を請求項３、さらには請求項４〜
１２に記載のごとく構成することとしたので、上記の
（１）のごとき高速でのプラズマ処理が可能で、かつ、
周辺への汚染の危険性のない処理装置が得られることと
なった。
【図１】本発明の粉体の処理装置の第１の実施例の基本
構成を示す模式図
構成を示す模式図
【図２】第１の実施例の粉体の処理装置に用いられてい
るサイクロンでの流れを示す平面図
るサイクロンでの流れを示す平面図
【図３】本発明の粉体の処理装置の第２の実施例の基本
構成を示す模式図
構成を示す模式図
【図４】本発明の粉体の処理装置の第３の実施例の要部
の基本構成を示す模式図
の基本構成を示す模式図
【図５】本発明の粉体の処理装置の第４の実施例の要部
の基本構成を示す模式図
の基本構成を示す模式図
１ プラズマ処理手段
２ サイクロン
３ 粉末除去手段
４ 排気手段
５ 無害化処理手段
６ 排気配管
１０ プラズマ
１１ 電気絶縁管
１２ 誘導コイル
１３ 高周波電源
１４ 開閉用シャッター
２１ サイクロン本体
２２ 導入口
３１ 粉末除去用サイクロン
３２ 二次燃焼室
４１ 圧力調整バルブ
４２ メカニカルブースターポンプ
４３ ドライポンプ
５１ 可燃性フィルター
５２ ＨＥＰＡフィルター
５３ スクラバー
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２３Ｃ 14/34 Ｇ２１Ｆ 9/32 Ｆ
16/509 Ｈ０５Ｈ 1/30
Ｇ２１Ｆ 9/32 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｋ
３０４Ｌ
Ｈ０５Ｈ 1/30 ３０４Ｚ
Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BA13 BB01 BD18
4D004 AA16 AA41 AA47 AA50 AB06
AB07 CA34 CB04 CB31 CB42
4G075 AA42 BA05 CA47 DA02 EA01
EA06 EB41 EC21 FB02 FC15
4K029 AA01 BD00 BD01 CA05 EA06
EA09 JA01
4K030 CA01 FA03 GA02 JA14 KA30
LA15 LA18
Claims (12)
- 【請求項１】粒状あるいは粉末状の被処理物質よりなる
粉体をサイクロンによりラセン状に運動させてプラズマ
処理容器に供給し、前記サイクロン、あるいは前記プラ
ズマ処理容器のガス導入口より導入された処理ガスの活
性化プラズマと化学反応させて処理することを特徴とす
る粉体のプラズマ処理方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の粉体のプラズマ処理方法
において、前記の粒状あるいは粉末状の被処理物質が、
放射性廃棄物、ＰＣＢにより汚染された土壌、ダイオキ
シンにより汚染された土壌、金属酸化物、触媒のうちの
いずれかであることを特徴とする粉体のプラズマ処理方
法。 - 【請求項３】粒状あるいは粉末状の被処理物質よりなる
粉体を導入する粉体導入手段と、導入された粉体にラセ
ン運動を生じさせるサイクロン手段と、導入された処理
ガスの活性化プラズマを生成し、サイクロン手段より送
られたラセン運動をする粉体に該活性化プラズマを作用
させて化学反応処理するプラズマ処理手段と、化学反応
処理された処理済物質を回収する処理済物質回収手段
と、プラズマ処理手段およびサイクロン手段を排気する
排気手段と、排気手段より排出されるガスを無害化する
排出ガス無害化処理手段を備えたことを特徴とする粉体
の処理装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の粉体の処理装置におい
て、前記プラズマ処理手段が、円筒状の電気絶縁管と、
該電気絶縁管の外側に同軸に配された誘導コイルと、該
誘導コイルに高周波電流を通電する高周波電源を備えて
なり、処理ガスを導入し、誘導コイルに高周波電流を通
電して電気絶縁管内に誘導結合プラズマを発生させ、該
誘導結合プラズマによって前記サイクロン手段より送ら
れたラセン運動をする粉体を化学反応処理するプラズマ
処理手段であることを特徴とする粉体の処理装置。 - 【請求項５】請求項３に記載の粉体の処理装置におい
て、前記プラズマ処理手段が、電気絶縁性窓を備えた金
属製反応容器と、該電気絶縁性窓に対向して配された電
極と、該電極に高周波電圧を印加する高周波電源を備え
てなり、処理ガスを導入し、前記の電極と金属製反応容
器との間に高周波電圧を印加して金属製反応容器の内部
に容量結合プラズマを発生させ、該容量結合プラズマに
よって前記サイクロン手段より送られたラセン運動をす
る粉体を化学反応処理するプラズマ処理手段であること
を特徴とする粉体の処理装置。 - 【請求項６】請求項３に記載の粉体の処理装置におい
て、前記プラズマ処理手段が、対向電極を内蔵する反応
容器と、該対向電極に直流電圧あるいは交流電圧を印加
する電源を備えてなり、処理ガスを導入し、前記の対向
電極に直流電圧、あるいは交流電圧を印加して反応容器
の内部にプラズマを発生させ、該プラズマによって前記
のサイクロン手段より送られたラセン運動をする粉体を
化学反応処理するプラズマ処理手段であることを特徴と
する粉体の処理装置。 - 【請求項７】請求項３乃至６のいずれかに記載の粉体の
処理装置において、前記排気手段が水封式ポンプを備え
てなることを特徴とする粉体の処理装置。 - 【請求項８】請求項３乃至６のいずれかに記載の粉体の
処理装置において、前記排気手段に、排出ガス中に含ま
れる微量の金属物質を捕捉するための水シャワーが備え
られていることを特徴とする粉体の処理装置。 - 【請求項９】請求項３乃至８のいずれかに記載の粉体の
処理装置において、前記排気手段の前段に、プラズマ処
理手段より排出されるガスに含まれる粉体を除去する粉
体除去手段が備えられていることを特徴とする粉体の処
理装置。 - 【請求項１０】請求項９に記載の粉体の処理装置におい
て、前記粉体除去手段がサイクロンであることを特徴と
する粉体の処理装置。 - 【請求項１１】請求項９に記載の粉体の処理装置におい
て、前記粉体除去手段がプラズマを用いて加熱する二次
燃焼室であることを特徴とする粉体の処理装置。 - 【請求項１２】請求項３乃至１１のいずれかに記載の粉
体の処理装置において、前記の粒状あるいは粉末状の被
処理物質が、放射性廃棄物、ＰＣＢにより汚染された土
壌、ダイオキシンにより汚染された土壌、金属酸化物、
触媒のうちのいずれかであることを特徴とする粉体の処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207707A JP4507468B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 粉体のプラズマ処理方法およびその処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207707A JP4507468B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 粉体のプラズマ処理方法およびその処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003019434A true JP2003019434A (ja) | 2003-01-21 |
| JP4507468B2 JP4507468B2 (ja) | 2010-07-21 |
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|---|---|---|---|
| JP2001207707A Expired - Fee Related JP4507468B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 粉体のプラズマ処理方法およびその処理装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4507468B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005228727A (ja) * | 2003-04-24 | 2005-08-25 | Tokyo Electron Ltd | プラズマモニタリング方法、プラズマモニタリング装置及びプラズマ処理装置 |
| KR100556439B1 (ko) | 2004-10-04 | 2006-03-03 | 엘지전자 주식회사 | 사이클론 진공 청소기 |
| WO2007058567A1 (fr) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Joint Stock Company 'alliance-Gamma', Tarp Vao | Procede et installation de retraitement de dechets radioactifs |
| JP2010518576A (ja) * | 2007-02-12 | 2010-05-27 | ボリス ヒョードロビッチ ポルトラツキー | プラズマエネルギー変換器及びそれに用いる電磁反応炉 |
| JP2016095925A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | エア・ウォーター株式会社 | 大気圧プラズマ処理装置、それを用いた大気圧プラズマ処理方法、および、導電性材料からなる粉体の大気圧プラズマ処理方法 |
| RU2667149C1 (ru) * | 2017-12-06 | 2018-09-17 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Установка для переработки радиоактивных отходов |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614789A (ja) * | 1984-06-14 | 1986-01-10 | エスケ−エフ ステイ−ル エンジニアリング アクテイエボラ−グ | 炭質材料の部分燃焼及びガス化のための方法及び装置 |
| JPH0691162A (ja) * | 1991-11-25 | 1994-04-05 | Nisshin Flour Milling Co Ltd | 超微粒子の製造装置 |
-
2001
- 2001-07-09 JP JP2001207707A patent/JP4507468B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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