JP2005507494A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、処理対象材を溶融するための方法及び装置に関する。厳密には、本発明は、中で溶融を行い、而して被処理材を1段階で処分する方法を実施可能にするコンテナを備えた装置に関している。 The present invention relates to a method and apparatus for melting a material to be processed. Strictly speaking, the present invention relates to an apparatus with a container which melts in it and thus makes it possible to carry out a method in which the material to be treated is disposed in one stage.
汚染された土又は廃棄物(以後、処理対象材と称する)を安全に廃棄するためにガラス化法を利用することは、当該技術分野では広く知られている。そのような方法の例は、米国特許第4,376,598号、第5,024,556号、第5,536,114号、第5,443,618号及びRE第35,782号に提供されている。これら特許の開示を、参考文献としてここに援用する。 The use of the vitrification method to safely dispose of contaminated soil or waste (hereinafter referred to as material to be treated) is widely known in the art. Examples of such methods are provided in US Pat. Nos. 4,376,598, 5,024,556, 5,536,114, 5,443,618 and RE 35,782. Has been. The disclosures of these patents are incorporated herein by reference.
一般的に、既知のガラス化法では、処理対象材を、ガラス化チャンバ又は容器へ入れる。次に、処理対象材内に電極を挿入し、電極間に高電流を流す。電流は、処理対象材の温度が、その溶融開始点に上昇するまで継続的に掛けられ、更に、完全に溶融するまで継続して掛けられる。場合によって、処理対象材が適切な導電性を有していないときは、処理対象材を通る最初の導電性抵抗経路を作るために、他の添加材が必要となる。抵抗経路が出来て、材料の溶融が始まると、溶融した材料自体が電流を流し続ける。 In general, in known vitrification methods, the material to be treated is placed in a vitrification chamber or vessel. Next, an electrode is inserted into the material to be processed, and a high current is passed between the electrodes. The electric current is continuously applied until the temperature of the material to be processed rises to its melting start point, and is further applied until it is completely melted. In some cases, when the material to be treated does not have the proper conductivity, other additives are required to create the first conductive resistance path through the material to be treated. When a resistance path is created and the material starts to melt, the melted material itself continues to pass current.
材料を溶融する過程で、有機成分は破壊されるか又は蒸発し、気体は、通常、適したガス先浄器、冷却器、フィルター又は他の既知の装置又は方法を通して排気される。
材料が十分に溶融し、全有機成分が処理されると、電気供給は停止され、溶融した材料が冷却されることになる。冷却の結果、ガラス質及び/結晶質の固体材料が出来る。この方法では、無機汚染物質は、硬いガラス質の塊の中に固定されるので、確実に汚染物質が閉じ込められ、容易に廃棄できるようになる。
In the process of melting the material, the organic components are destroyed or evaporated, and the gas is typically evacuated through a suitable gas precleaner, cooler, filter or other known device or method.
When the material is sufficiently melted and all organic components are processed, the electrical supply is stopped and the molten material is cooled. The result of cooling is a glassy and / or crystalline solid material. In this way, the inorganic contaminants are fixed in a hard glassy mass, ensuring that the contaminants are trapped and easily discarded.
既知の方法では、ガラス化は、複雑な耐火内張溶融装置又は土の中に掘られたピット内で行なわれる。米国特許第5,543,618号では、永久に(処理施設内のような)所定の場所にあるチャンバか、取り壊して所望の場所に再構築できるチャンバかの何れかを備えたガラス化装置の例が提供されている。何れの場合も、溶融された塊は、チャンバから取り出され、更に別に処理される。そのような別の処理とは、ガラス化された及び/又は結晶質の塊の埋設又は別の種類の処分を伴うものである。ガラス化処理を実施するための当該技術分野で既知の装置は、通常、様々な電気供給システム、廃棄物供給システム、溶融ガラス放出システム、冷却システム及び排気システムを含む複雑な構造体である。このようなシステムでは、溶融された塊を溶融状態で取り出さねばならないので、上記溶融ガラス放出システムが必要である。これらの場合、溶融体は、溶融した液体として、受け入れコンテナへ注ぎ込まれるか又は流し込まれる。 In known methods, vitrification takes place in complex refractory lining melters or in pits dug in the soil. In US Pat. No. 5,543,618, a vitrification apparatus having either a chamber in place permanently (such as in a processing facility) or a chamber that can be demolished and reconstructed in a desired location. An example is provided. In either case, the molten mass is removed from the chamber and processed further. Such another treatment involves the embedding of vitrified and / or crystalline mass or another type of disposal. Devices known in the art for performing vitrification processes are usually complex structures including various electrical supply systems, waste supply systems, molten glass discharge systems, cooling systems and exhaust systems. In such a system, the molten glass discharge system is necessary because the molten mass must be removed in a molten state. In these cases, the melt is poured or poured into the receiving container as a molten liquid.
ピット内のガラス化処理については、米国特許第4,376,598号及びRE第35,782号に説明されている。この場合は、処理対象材が、地中のピット又は溝の中に落とし込まれ、土又は他の種類のキャップがカバーとして掛けられる。次に、電極が挿入され、上記のようにガラス化処理が実施される。処理が完了すると、ガラス化された及び/又は結晶質の塊は地中に埋め込まれたままにされる。理解頂けるように、放射性廃棄物等のような或る種の汚染物質は、法律で定められた埋設場所に廃棄しなければならないので、この方法で安全に廃棄することはできない。 Vitrification in the pit is described in US Pat. No. 4,376,598 and RE 35,782. In this case, the material to be treated is dropped into underground pits or grooves, and dirt or other types of caps are hung as a cover. Next, an electrode is inserted and vitrification is performed as described above. When processing is complete, the vitrified and / or crystalline mass is left embedded in the ground. As can be appreciated, certain types of contaminants such as radioactive waste must be disposed of in a legally established burial site and cannot be safely disposed of in this manner.
一般的に、既知の方法は費用が掛かり、代替策のない困難な状況で使用されている。従って、先行技術の様々な欠点を克服するガラス化装置及び方法が必要とされている。
而して、或る実施形態では、本発明は、処理対象材を溶融するためのプロセスを提供しており、前記プロセスは、概ね、以下の代表的な段階、即ち、
処理対象材をコンテナ内に設置する段階と、
処理対象材を、コンテナ内で、溶融して溶融材となるまで加熱する段階と、
溶融材を、コンテナ内で、固体化するまで冷却する段階とで構成されている。
Thus, in one embodiment, the present invention provides a process for melting a material to be processed, said process generally comprising the following representative steps:
Installing the material to be processed in a container;
Heating the material to be treated in a container until it is melted to become a molten material;
The molten material is cooled in the container until solidified.
処理対象材は、(a)放射性又は非放射性物質を含んでいる土の様な汚染土か、(b)何らかの種類の有害物か、(c)何らかの廃棄物である。処理対象材は、加熱の方法によって変わるが、処理対象材内に少なくとも1つの加熱要素即ち少なくとも2つの電極を配置し、電極の間に、而して処理対象材を通して電流を流し(或いは、加熱要素から熱を流し)て加熱するのが望ましい。電流及び/又は加熱要素は、処理対象材を加熱し、溶融した処理対象材が、冷却した後では固体化したガラス状及び/又は水晶質の塊を形成するほど、十分に溶融する。固体化した物質は、コンテナに入れたまま処分してもよいし(即ち、当該物質とコンテナの両方を処分する)、冷却後にコンテナから取り出して、それだけを廃棄することによって処分してもよい。 The material to be treated is (a) contaminated soil such as soil containing radioactive or non-radioactive materials, (b) some kind of harmful material, or (c) some waste. The material to be treated varies depending on the heating method, but at least one heating element, that is, at least two electrodes, is arranged in the material to be treated, and an electric current is passed between the electrodes and thus through the material to be treated (or heated). It is desirable to heat the element). The current and / or heating element is sufficiently melted to heat the material to be treated and the molten material to be processed forms a solidified glassy and / or quartz mass after cooling. The solidified material may be disposed of in a container (ie, dispose of both the material and the container) or may be disposed of by removing it from the container after cooling and disposing of it alone.
別の実施形態では、本発明は、1つ又は複数の断熱材の層と、1つ又は複数の耐熱材の層、又はそれらの組み合わせから成る内部ライニングを有するボックスを備えている、対象材を処理するためのコンテナを提供している。 In another embodiment, the present invention provides a target material comprising a box having an internal lining comprised of one or more layers of thermal insulation and one or more layers of refractory, or combinations thereof. Provides containers for processing.
本発明の好適な実施形態の上記及びその他の特徴は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。
上記の様に、従来のガラス化処理は、ピット又は複雑なチャンバ内で実施されてきた。しかしながら、本発明は、処理対象材を入れ、その中で溶融処理を実施するコンテナを提供する。更に、このコンテナは、少ない費用で、溶融処理が完了すると容易に処分できるように製造されている。これにより、ガラス化した及び/又は結晶質の塊を取り出して取り扱う必要がなくなるので、安全で容易な廃棄物処分手段が提供される。
These and other features of preferred embodiments of the present invention will become apparent upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
As mentioned above, conventional vitrification processes have been performed in pits or complex chambers. However, the present invention provides a container in which a material to be processed is placed and a melting process is performed therein. Furthermore, the container is manufactured at low cost so that it can be easily disposed of when the melting process is complete. This eliminates the need to remove and handle vitrified and / or crystalline masses, thus providing a safe and easy waste disposal means.
本発明のコンテナは、事実上全ての型式の溶融処理に用いることができる。本発明のコンテナは、溶融することができるか又は溶融した材料によって処理することができる事実上全ての材料と共に用いることができる。例えば、本コンテナ及び処理は、重金属、放射性核種、有機及び無機化合物のような様々な種類の汚染物質に用いることができる。汚染の濃度はどの様な範囲であってもよい。更に、本発明は、例えば、砂、沈泥、粘土等の種類のシリカ又は土の様な、溶融することのできるあらゆる対象材と共に利用することができる。対象材は、湿っていてもよいし、汚泥、堆積物又は灰を含んでいてもよい。 The container of the present invention can be used for virtually all types of melt processing. The container of the present invention can be used with virtually any material that can be melted or treated with molten material. For example, the container and process can be used for various types of contaminants such as heavy metals, radionuclides, organic and inorganic compounds. The concentration of contamination can be in any range. Furthermore, the present invention can be used with any material that can be melted, such as sand, silt, clay, or other types of silica or soil. The target material may be wet or may contain sludge, deposits, or ash.
先に述べた様に、一般的な溶融処理は、有機汚染物を分解し、有害な無機物及び放射性物質を完全性の高いガラス化された及び/又は結晶質の産品内に固定するために、汚染された土又は他の地中材の様な処理対象材を電気的に溶融する段階を伴っている。電気的溶融の段階は、ジュール加熱及びプラズマ加熱のような異なる種類の加熱処理を利用して起こる。この処理は、処理対象材内に、少なくとも2つの電極又は少なくとも1つの加熱要素を配置し、その後、随意で、少なくとも2つの電極の間に導電性の始動経路材を設置することによって開始される。電力が掛けられると、電流は、始動経路を通って流れ、経路を、隣接する土と廃棄物を溶融する点まで加熱する。隣接する土と廃棄物が溶融すると、それらは導電性になり、その時点から、溶融した材料は、処理のための加熱要素として作用する。熱は、溶融した塊から隣接する溶融していない材料へ伝わり、溶融点まで加熱し、その時点で、溶融していなかった材料も導電性加熱要素の一部となる。処理は、溶融する材料の量を増やすことによって、電力の供給が終るまで続く。溶融処理の間、気体廃棄物は全て捕捉され、必要であれば、適する既知の方法で処理される。固体化した塊は、ガラス化した及び/又は結晶質の産品に似ており、重金属及び放射性核種の様な気体化されていない汚染物質を固定する。溶融処理は、鋼、木、コンクリート、巨石、プラスチック、ビチューメン、タイヤ等の様な廃棄物に対して高い受容性を有している。 As noted above, common melting processes are used to decompose organic contaminants and to fix harmful inorganic and radioactive materials within highly vitrified and / or crystalline products. It involves the step of electrically melting the material to be treated, such as contaminated soil or other underground material. The stage of electrical melting occurs using different types of heat treatments such as Joule heating and plasma heating. This process is initiated by placing at least two electrodes or at least one heating element in the material to be treated, and then optionally placing a conductive starting path material between the at least two electrodes. . When energized, current flows through the startup path, heating the path to a point where adjacent soil and waste melt. As adjacent soil and waste melt, they become conductive and from that point on, the melted material acts as a heating element for processing. Heat is transferred from the molten mass to the adjacent unmelted material and heated to the melting point, at which point the unmelted material becomes part of the conductive heating element. The process continues until the supply of power is finished by increasing the amount of material to be melted. During the melting process, all gaseous waste is captured and, if necessary, processed in a suitable known manner. The solidified mass resembles a vitrified and / or crystalline product and fixes non-gasified contaminants such as heavy metals and radionuclides. Melt processing is highly receptive to waste such as steel, wood, concrete, megaliths, plastics, bitumen, tires and the like.
代表的な自然にできた土の材料では、溶融処理は、主に溶融される材料の組成によって変わるが、約1400°から2000°の温度範囲内で実行される。様々な大きさ及び形状の溶融体を作ることができる。本発明の溶融処理を実行する温度には、決まった範囲は無いと理解頂きたい。そうではなく、温度範囲は、本発明に結び付けて用いられる添加剤次第で上昇したり下降したりする。温度が高いほど、溶融処理がコスト高になる。 For typical naturally occurring soil materials, the melting process is carried out within a temperature range of about 1400 ° to 2000 °, depending mainly on the composition of the material being melted. Melts of various sizes and shapes can be made. It should be understood that there is no fixed range for the temperature at which the melting process of the present invention is performed. Rather, the temperature range will increase or decrease depending on the additive used in connection with the present invention. The higher the temperature, the more expensive the melting process.
溶融処理の間に、処理対象材の溶融によって一般的に体積が縮小する。従って、或る随意の実施形態では、能動的又は受動的供給法を使って、コンテナに追加の材料を加えて、コンテナ内で処理対象材の量を最大にする。受動的供給は、溶融処理が開始する前に、追加の処理対象材をコンテナの上部に蓄えていると起こる。溶融処理の間に、処理対象材が溶融すると、追加の処理対象材がコンテナ内に下がってきて、その結果、追加の処理対象材が処理される。能動的供給の場合、追加の処理対象材が、溶融処理の間にコンテナに追加される。 During the melting process, the volume is generally reduced by melting the material to be processed. Accordingly, in certain optional embodiments, active or passive feeding methods are used to add additional material to the container to maximize the amount of material to be processed in the container. Passive feeding occurs when additional material to be processed is stored at the top of the container before the melting process begins. When the processing target material is melted during the melting process, the additional processing target material is lowered into the container, and as a result, the additional processing target material is processed. In the case of active supply, additional material to be processed is added to the container during the melting process.
本発明の或る好適な実施形態では、溶融処理では、普通に入手できる市販の「ロールオフ・ボックス」の様な鋼製コンテナを使用することになる。本発明によれば、コンテナは、断熱処理して熱の伝達を防止し、更にボックスの内側に耐熱性ライニングを装着して、溶融段階の間にボックスを保護している。耐熱性ライニングと断熱材料は、同一材料で構成しても、異なる材料で構成してもよい。耐熱性ライニングは、れんが、砂又はコンクリート、それらの混合物、断熱ボード、又何らかの他の高溶融点を有する材料の様な、事前に製作された材料又は自然に出来た耐熱材料で構成してもよい。少なくとも2つの電極又は少なくとも1つの加熱要素が、ボックス内に設置される。次に、処理対象材がボックス内に入れられ、溶融処理が、上記のように実施される。溶融が完了すると、ボックスの内容物は、冷却されて固体化する。その後、ボックスは、ガラス化した及び/又は結晶質の内容物と共に処分される。代替実施形態では、ガラス化した及び/又は結晶質の内容物をボックスから取り外して別々に処分することができるので、ボックスは再利用できる。 In a preferred embodiment of the invention, the melt process will use a commercially available steel container such as a commercially available “roll-off box”. In accordance with the present invention, the container is insulated to prevent heat transfer, and a heat resistant lining is mounted inside the box to protect the box during the melting phase. The heat resistant lining and the heat insulating material may be composed of the same material or different materials. The refractory lining may consist of prefabricated or naturally produced refractory materials, such as brick, sand or concrete, mixtures thereof, insulation boards, or any other material with a high melting point. Good. At least two electrodes or at least one heating element are placed in the box. Next, the material to be processed is placed in the box, and the melting process is performed as described above. When melting is complete, the contents of the box cool and solidify. The box is then disposed with vitrified and / or crystalline contents. In an alternative embodiment, the box can be reused because the vitrified and / or crystalline contents can be removed from the box and disposed of separately.
図1は、本発明の或る実施形態による処理コンテナを示している。図示のように、コンテナ10は、側壁12と底部14を有するボックスである。コンテナ10には、各側壁12と底部14に、断熱層16が設けられている。断熱体16は、れんが、砂又はコンクリート、それらの混合物、断熱ボード、又は何らかの他の高溶融点を有する材料の様な材料で構成することができる。断熱体を配置した後で、コンテナには、耐熱材18で内張される。耐熱材は、コンテナの底だけでなく側面にも内張される。この様にして、空間20が残され、この中に処理対象材が入れられる。或る好適な実施形態では、自由液体が本発明に結び付けて用いられる場合、耐熱材上に、更にプラスチック製ライナー19の様な液体不透過ライナー19の内張が施される。 FIG. 1 illustrates a processing container according to an embodiment of the present invention. As shown, the container 10 is a box having a side wall 12 and a bottom 14. The container 10 is provided with a heat insulating layer 16 on each side wall 12 and bottom 14. The insulation 16 can be constructed of a material such as brick or sand, a mixture thereof, a thermal insulation board, or some other material having a high melting point. After placing the heat insulator, the container is lined with a heat-resistant material 18. The heat-resistant material is lined not only on the bottom but also on the side of the container. In this way, the space 20 is left, and the material to be processed is placed therein. In a preferred embodiment, when a free liquid is used in conjunction with the present invention, a liquid impervious liner 19 lining such as a plastic liner 19 is further applied over the refractory material.
図2は、本発明の或る実施形態を示している。図示のように、図1のコンテナに、蓋又はカバー22が設けられている。蓋又はカバー22は、コンテナ10の上に配置され、その上部を密閉している。蓋又はカバーには開口部24が設けられ、少なくとも2つの電極又は少なくとも1つの加熱要素26が貫通し伸張している。 FIG. 2 illustrates an embodiment of the present invention. As shown, the container of FIG. 1 is provided with a lid or cover 22. The lid or cover 22 is disposed on the container 10 and seals the upper part thereof. The lid or cover is provided with an opening 24 through which at least two electrodes or at least one heating element 26 extends.
蓋又はカバー22とコンテナ10の間に、蓋又はカバー22をコンテナ10に接続するコネクタ28を配置してもよい。
図2に示す例で示しているように、断熱体16と耐熱材18をコンテナ10内に装着した後、処理対象材30が、空間20内に入れられる。例えば、本発明に結び付けてドラム缶を使用する場合、ドラム缶は、標準的な55又は30ガロンのドラム缶である。しかしながら、本発明と共に用いるドラム又はコンテナの大きさには、何ら制限は無いものと理解頂きたい。ドラム缶30の間の空所は、土32で満たされる。そのような土32は、更に、ドラム缶を覆うように入れられている。更に、覆われたドラム缶の上に、覆土の層34が載せられ、コネクタ28内へ伸張している。電極又は加熱要素設置管36は、覆土34を貫通して伸張している。処理プロセスのための、少なくとも2つの電極又は少なくとも1つの加熱要素24は、設置管36を通って伸張している。
A connector 28 that connects the lid or cover 22 to the container 10 may be disposed between the lid or cover 22 and the container 10.
As shown in the example illustrated in FIG. 2, after the heat insulator 16 and the heat-resistant material 18 are mounted in the container 10, the processing target material 30 is placed in the space 20. For example, when using a drum can in connection with the present invention, the drum can is a standard 55 or 30 gallon drum. However, it should be understood that there is no limitation on the size of the drum or container used with the present invention. The space between the drums 30 is filled with soil 32. Such soil 32 is further placed over the drum. In addition, a layer of overburden 34 rests on the covered drum and extends into the connector 28. The electrode or heating element installation tube 36 extends through the cover 34. At least two electrodes or at least one heating element 24 for the treatment process extends through the installation tube 36.
図3は本発明の別の代表的な実施形態を示しており、コンテナ10内には、図2に示している円筒形ドラム缶の代わりに、圧縮されたドラム管30a又は何らかの処理対象材が入れられている。 FIG. 3 shows another exemplary embodiment of the present invention. In the container 10, a compressed drum tube 30a or some material to be treated is placed in place of the cylindrical drum shown in FIG. It has been.
以後、段階を追って本発明を説明する。先ず、コンテナは、上記の様に、断熱ボードで内張し、次いで、滑動型枠を設置して、耐熱材の層を装着し易くする。次に、液体不透過ライナーをコンテナ内に設置して、処理対象材及び土を液体不透過ライナー内に詰め込めるようにする。液体不透過ライナーは、処理対象材がかなりの液体を含んでいる場合、処理前に液体を入れるのに使うこともできる。一旦処理対象材を据え付けると、滑動型枠は取り外してもよい。 Hereinafter, the present invention will be described step by step. First, as described above, the container is lined with a heat insulating board, and then a sliding mold is installed to facilitate mounting of the heat-resistant material layer. Next, a liquid impervious liner is installed in the container so that the material to be treated and the soil can be packed in the liquid impervious liner. Liquid impervious liners can also be used to fill the liquid prior to processing if the material being processed contains significant liquid. Once the material to be treated is installed, the sliding form may be removed.
以下に例を挙げて説明するように、処理対象材は、ドラム缶に入れてコンテナ内に入れることができる。ドラム缶内で、処理対象材は、処理対象材の量を最大にするために圧縮することができる。代わりに、別の実施形態では、処理対象材は、ドラム缶を使わず直接コンテナ内に入れることができる。別の実施形態では、処理対象材を、袋又はボックスに入れてコンテナ内に入れることができる。更に別の実施形態では、液体廃棄物は、土又は他の吸収体と混合して、コンテナ内に入れることができる。 As will be described below by way of example, the material to be processed can be put in a drum can and placed in a container. Within the drum, the material to be processed can be compressed to maximize the amount of material to be processed. Instead, in another embodiment, the material to be processed can be placed directly into the container without using a drum. In another embodiment, the material to be processed can be placed in a container in a bag or box. In yet another embodiment, liquid waste can be mixed with soil or other absorbent and placed in a container.
当業者には理解頂けるように、処理対象材に様々な添加剤を加えて、本発明の処理を改良又は強化することができる。例えば、このような添加剤は、処理対象材の導電率を高め(例えば、Na+)、又は処理対象材に含まれている金属の酸化(例えばサッカロース、KMnO4)を助長する。ガラス化された及び/又は結晶質の塊(即ち、固体化した材料)の耐久性を改良するための添加剤、又はPCBのような塩化有機物の崩壊を促すために加えられる化学薬品の様な他の添加剤を使用してもよい。更に、添加剤は、溶融温度を上昇させたり下降させたりして、溶融温度に影響を与えることもある。 As will be appreciated by those skilled in the art, various additives can be added to the material to be treated to improve or enhance the treatment of the present invention. For example, such an additive increases the electrical conductivity of the material to be treated (for example, Na + ), or promotes oxidation of a metal contained in the material to be treated (for example, saccharose, KMnO 4 ). Such as additives to improve the durability of vitrified and / or crystalline masses (ie solidified materials), or chemicals added to promote the decay of chlorinated organics such as PCBs Other additives may be used. Furthermore, the additive may affect the melting temperature by raising or lowering the melting temperature.
ある実施形態では、本発明のコンテナは、10から40立方ヤードの範囲の体積を有する標準的「ロールオフ」ボックスであってもよい。そのようなコンテナ又はボックスは、長さ、幅及び高さ寸法が様々である。当業者には理解頂けるように、ボックスの寸法は、ボックスに取り付けねばならない装置の要件によってのみ制限される。別の実施形態では、本発明のコンテナは、標準的な55ガロンの鋼製ドラム缶の様な金属製のドラム缶を含んでいる。そのようなドラム缶には、ここに論じているような、必要な断熱体及び/又は耐熱材層が備えられている。本発明のコンテナの壁厚さも、様々であってよい。通常、標準的なボックスは、10から12ゲージの範囲の壁厚さを有しているが、当業者には自明のように、他の寸法でも構わない。 In some embodiments, the container of the present invention may be a standard “roll-off” box having a volume in the range of 10 to 40 cubic yards. Such containers or boxes vary in length, width and height dimensions. As will be appreciated by those skilled in the art, the dimensions of the box are limited only by the requirements of the equipment that must be attached to the box. In another embodiment, the container of the present invention includes a metal drum such as a standard 55 gallon steel drum. Such drums are provided with the necessary insulation and / or refractory layers as discussed herein. The wall thickness of the container of the present invention may also vary. A typical box typically has a wall thickness in the range of 10 to 12 gauge, but other dimensions may be used, as will be apparent to those skilled in the art.
一般的に言えば、事前に製作された断熱及び耐熱材は、コンテナ内側にライナー又はライナーシステムを形成する。そのようなライナーは、コンテナ内に熱を維持し溶融処理の効率を上げる働きをする。このことを考慮すれば、耐熱材も、断熱層として働くことを理解頂けよう。そのような場合、コンテナ内の耐熱材の厚さを上げて、必要な断熱値を得ることもできる。代わりに、耐熱材を省いて、断熱層だけをコンテナ内に設けてもよい。耐熱層と別体の断熱層の両方を用いる場合、耐熱材は、断熱層への熱の伝達を遅くする働きもする。そのような場合、溶融処理後にコンテナから断熱層を取り出し、それを再利用することができる。別の実施形態では、複数の断熱層及び/又は耐熱性ライナーが使用されている。理解頂けるように、断熱及び/又は耐熱材の量は、判定基準の中でも、処理する土及び材料の性質に依って決まる。例えば、そのような土及び処理対象材の溶融温度が高い場合、余分な断熱及び/又は耐熱材が必要となる。
実施例
本発明を、土の中に存在するウラニウム片の様な放射性物質に関わる特定の例に関して説明する。本例は、本発明の範囲を限定する意図は全く無いものと理解して頂きたい。
Generally speaking, pre-fabricated thermal and refractory materials form a liner or liner system inside the container. Such a liner serves to maintain heat in the container and increase the efficiency of the melting process. If this is taken into consideration, it will be understood that the heat-resistant material also works as a heat-insulating layer. In such a case, the necessary heat insulation value can be obtained by increasing the thickness of the heat-resistant material in the container. Alternatively, the heat-resistant material may be omitted and only the heat insulating layer may be provided in the container. When both a heat-resistant layer and a separate heat-insulating layer are used, the heat-resistant material also functions to slow down the heat transfer to the heat-insulating layer. In such a case, the thermal insulation layer can be removed from the container after the melting process and reused. In another embodiment, multiple thermal insulation layers and / or heat resistant liners are used. As can be appreciated, the amount of thermal insulation and / or refractory material depends, among other criteria, on the nature of the soil and material being treated. For example, when the melting temperature of such soil and the material to be treated is high, extra heat insulation and / or heat resistant material is required.
EXAMPLES The present invention will be described with reference to specific examples involving radioactive materials such as uranium pieces present in the soil. It should be understood that this example is not intended to limit the scope of the invention in any way.
先ず、処理対象材を30ガロンのドラム缶内に入れる。次に、処理対象材が入ったドラム缶を圧縮又は縮小し、50ガロンのドラム缶内に入れ、土を詰め込んで密閉する。次にこの50ガロンのドラム缶を処理コンテナ10内に入れる。以下に詳細に説明するが、小さい方のドラム缶を圧縮する間に、処理対象材内の油を取り除いて、別々に処理しなければならない。 First, the material to be treated is placed in a 30 gallon drum. Next, the drum can containing the material to be treated is compressed or reduced, placed in a 50 gallon drum, and filled with soil and sealed. The 50 gallon drum is then placed in the processing container 10. As will be described in detail below, while compressing the smaller drum, the oil in the material to be treated must be removed and treated separately.
圧縮された処理対象材(例えば、ウラニウムと油)のドラム缶をコンテナ10内へ入れるのは、二通りの方法で実行することができる。第1の方法は、圧縮された小さい方のドラム缶と土を保持している55ガロンのドラム缶の中身をコンテナ10にあけるやり方である。圧縮されたドラム缶は、直ぐに土で覆われ、空気に自由に曝されることはない。この方法では、圧縮されたドラム缶は、処理に備え互いにより近づけて配置され、ウラニウムをより多く詰め込むことが出来る。更に、圧縮されたドラム缶を55ガロンのドラム缶から取り除くと、ガラス化段階の間に蒸気を逃がすために、55ガロンのドラム缶を壊すか又は密封解除する必要がなくなる。 Putting a drum of compressed material to be processed (eg, uranium and oil) into the container 10 can be performed in two ways. The first method is to place the contents of the compressed smaller drum and the 55 gallon drum holding the soil into the container 10. The compressed drum is immediately covered with soil and is not freely exposed to air. In this way, the compressed drums can be placed closer together for processing and can be packed with more uranium. Further, removing the compressed drum from the 55 gallon drum eliminates the need to break or unseal the 55 gallon drum to escape the vapor during the vitrification stage.
代わりに、圧縮されたドラム缶が入っている55ガロンのドラム缶を、処理するための廃棄物処理コンテナ内へ直接置いてもよい。この場合、ドラム缶に通気孔を設けて、処理中に蒸気を逃がし易くする。 Alternatively, a 55 gallon drum containing the compressed drum can be placed directly into a waste disposal container for processing. In this case, a vent hole is provided in the drum to facilitate escape of steam during processing.
小さい方(30ガロン)のドラム缶の圧縮段階の間に取り出される汚染された油の一部を、コンテナの処理容積内の土に加え、ウラニウムのドラム缶と共に処理することもできる。液体不透過ライナー19は、処理対象材から耐熱性砂材料18へ自由油が移動するのを阻止する。滑動型枠は、廃棄物、土及び耐熱性砂のレベルが上がると同時に、コンテナが所望レベルに満たされるまで引き上げられる。その時点で、滑動型枠は、保管場所に取り払われる。 A portion of the contaminated oil removed during the compression phase of the smaller (30 gallon) drum can be added to the soil in the container processing volume and processed with the uranium drum. The liquid impervious liner 19 prevents free oil from moving from the material to be treated to the heat resistant sand material 18. The sliding formwork is raised until the level of waste, soil and refractory sand is increased and at the same time the container is filled to the desired level. At that point, the sliding formwork is removed to the storage location.
清浄な土の層が、設置された廃棄物及び耐熱性砂の上に載せられる。次に電極が、土の層内に設置される。電極の設置は、電極26を後で配置するために空所を確保している、事前に設置されていた管を利用して行われる。或いは、清浄な土の層を、設置された廃棄物及び耐熱性砂の上に載せる前に、電極の対が、設置された廃棄物及び耐熱性砂の中に配設される。次に、電極の間の土の中に、始動経路が配設される。最後に、追加の清浄な覆土34が、始動経路31上に被せられる。これで、処理コンテナ内の廃棄物の設置が終了する。廃棄物を設置した後の廃棄物処理コンテナの構成を図2及び図3に示している。 A clean soil layer is placed on the installed waste and heat-resistant sand. The electrodes are then placed in the soil layer. The electrode is installed using a previously installed tube that reserves a space for the electrode 26 to be placed later. Alternatively, a pair of electrodes is placed in the installed waste and heat resistant sand before the clean soil layer is placed on the installed waste and heat resistant sand. Next, a starting path is disposed in the soil between the electrodes. Finally, an additional clean cover 34 is placed over the starting path 31. This completes the installation of the waste in the processing container. The configuration of the waste treatment container after the waste is installed is shown in FIGS.
上記のように廃棄物処理コンテナ10に廃棄物が設置されると、次に、気体廃棄物処理システムに接続されている気体廃棄物回収フード22が被せられる。次いで、電極フィーダー29を支持するために、電極フィーダー支持フレーム27が、コンテナフードアッセンブリ22上に配置されるが、但し、両者がフードアッセンブリの一体の部品である場合は、既に所定の位置に配置されていることになる。次に少なくとも2つの電極26が、フィーダ29を通して、フード22内へ、そして始動経路31の端部に配置されている管36内へと挿入される。追加の始動経路材が管36内に配置されると、確実に始動経路31と良好に接続される。最後に、管の残りの部分が、清浄な覆土34で一杯にされる。これで、溶融のための材料の準備が完了する。理解頂けるように、上記議論は少なくとも2つの電極について行ったが、当業者には明白なように、システムでは、少なくとも1つの加熱要素を使用してもよい。 When waste is installed in the waste treatment container 10 as described above, the gaseous waste collection hood 22 connected to the gaseous waste treatment system is then covered. Next, in order to support the electrode feeder 29, the electrode feeder support frame 27 is disposed on the container hood assembly 22, provided that both are already disposed at predetermined positions when they are integral parts of the hood assembly. Will be. At least two electrodes 26 are then inserted through the feeder 29 into the hood 22 and into the tube 36 located at the end of the starting path 31. Placing additional start path material in the tube 36 ensures a good connection with the start path 31. Finally, the remaining part of the tube is filled with a clean cover 34. This completes the preparation of the material for melting. As can be appreciated, the above discussion has been done for at least two electrodes, but as will be apparent to those skilled in the art, at least one heating element may be used in the system.
溶融処理を開始する前に、気体廃棄物の流し始めと準備完了の試験が行われる。溶融処理は、或る期間に亘って或る増加率(開始傾斜)で、そして所与の電力出力値で、電力が掛けられる。例えば、電力は、約15時間、約500kWの全出力レベルまで掛けられる。ウラニウムを含む廃棄物のドラム缶と油を処理するには、処理する廃棄物の種類、利用する電力レベル及びコンテナの大きさ次第であるが、完了するのに合計で2日から5日要するものと予測される。処理は、完了するまで、一日24時間ベースで実行される。 Before starting the melting process, the gaseous waste starts flowing and ready for testing. The melting process is powered by a certain rate of increase (starting ramp) over a period of time and at a given power output value. For example, power is applied to a total power level of about 500 kW for about 15 hours. Depending on the type of waste to be treated, the level of power used and the size of the container, it may take 2 to 5 days in total to process uranium waste drums and oil. is expected. Processing is performed on a 24 hour basis until complete.
図4aから4dは、コンテナ10内の材料の溶融の進行段階を示している。
以上、本発明を、或る特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者には自明のように、上記特許請求の範囲に概説する本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、これら実施形態には様々な修正を加えることができる。
FIGS. 4 a to 4 d show the progress stages of melting of the material in the container 10.
Although the present invention has been described in terms of certain specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that these embodiments can be made without departing from the spirit and scope of the invention as outlined in the following claims. Various modifications can be made to.
Claims (26)
土の中に掘ったピットではないコンテナに、前記処理すべき廃棄物及び/又は有害物の材料を入れる段階と、
前記コンテナ内で、前記材料が溶融して溶融廃棄物及び/又は有害物材料となるまで、前記廃棄物及び/又は有害物の材料を加熱する段階と、
前記溶融廃棄物及び/又は有害物材料を、前記コンテナ内で、ガラス化した廃棄物及び/又は有害物材料となるまで冷却する段階と、
から成るプロセス。 In the process for melting the material to be processed,
Placing the waste and / or hazardous material to be treated into a container that is not a pit dug in the soil ;
Heating the waste and / or hazardous material in the container until the material melts into molten waste and / or hazardous material ;
Cooling the molten waste and / or hazardous material into vitrified waste and / or hazardous material in the container ;
A process consisting of:
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DE3247349C1 (en) * | 1982-12-22 | 1984-05-24 | Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH, 3000 Hannover | Melting furnace for glazing highly radioactive waste |
JPH0778555B2 (en) * | 1989-05-20 | 1995-08-23 | 動力炉・核燃料開発事業団 | Electric melting furnace for solidification of waste |
US5443618A (en) * | 1991-12-09 | 1995-08-22 | Battelle Memorial Institute | Earth melter |
US5319669A (en) * | 1992-01-22 | 1994-06-07 | Stir-Melter, Inc. | Hazardous waste melter |
DE4217854C2 (en) * | 1992-05-29 | 1995-06-22 | Sorg Gmbh & Co Kg | Furnace for vitrifying waste, in particular dust from incinerators and asbestos |
US5536114A (en) * | 1994-05-20 | 1996-07-16 | Stir-Melter, Inc. | Apparatus for vitrifcation of hazardous waste |
US5673285A (en) * | 1994-06-27 | 1997-09-30 | Electro-Pyrolysis, Inc. | Concentric electrode DC arc systems and their use in processing waste materials |
DE19524215C2 (en) * | 1995-07-03 | 2003-04-17 | Alstom | Melting furnace for the thermal treatment of special waste containing heavy metals and / or dioxins |
GB9515299D0 (en) * | 1995-07-26 | 1995-09-27 | British Nuclear Fuels Plc | Waste processing method & apparatus |
US5678237A (en) * | 1996-06-24 | 1997-10-14 | Associated Universities, Inc. | In-situ vitrification of waste materials |
US6211424B1 (en) * | 1998-07-30 | 2001-04-03 | Radioactive Isolation Consortium, Llc | Advanced vitrification system |
US6283908B1 (en) * | 2000-05-04 | 2001-09-04 | Radioactive Isolation Consortium, Llc | Vitrification of waste with conitnuous filling and sequential melting |
US6558308B2 (en) * | 2001-05-07 | 2003-05-06 | Radioactive Isolation Consortium, Llc | AVS melting process |
US6485404B1 (en) * | 2002-04-04 | 2002-11-26 | Radioactive Isolation Consortium, Llc | Advanced vitrification system improvements |
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