JP2011058874A - Electromagnetic induction heating toc removing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic induction heating TOC removing device having high thermal efficiency and superior controllability. <P>SOLUTION: The electromagnetic induction heating TOC removing device 1 removes at least an organic carbonaceous material (TOC) from a waste liquid includes: a distillation still 2 performing vacuum distillation of the waste liquid and fractionating it into a residue containing organic carbonaceous materials and vapor; and an electromagnetic induction coil 3 provided at the distillation still 2 and heating the waste liquid in the distillation still 2 to a distillation temperature by electromagnetic induction heating of the distillation still 2 itself. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、廃液から少なくとも有機炭素物質を除去する電磁誘導加熱式TOC(Total Organic Carbon:全有機炭素)除去装置に関し、有機炭素物質と共に放射性物質を除去することができる電磁誘導加熱式TOC除去装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic induction heating type TOC (Total Organic Carbon) removal device that removes at least organic carbon material from waste liquid, and relates to an electromagnetic induction heating type TOC removal device that can remove radioactive materials together with organic carbon material. About.

原子力施設からは、同施設の放射線管理区域で用いられた工具、配管を洗浄した廃液などの低レベル放射性廃液が発生する。放射性廃液は、所定の基準まで放射能レベルが低下しなければ、発電所敷地内に保管したり、所定の場所に長期間保管したりしなければならず、通常の水処理施設で処理することができない規定になっている。   The nuclear facilities generate low-level radioactive liquid waste, such as the waste liquid that was used to clean the tools and pipes used in the radiation control area of the facility. The radioactive liquid waste must be stored in the power plant premises or stored for a long period of time if the radioactivity level does not decrease to the specified standard, and should be processed in a normal water treatment facility. It is a rule that can not be.

近年は、放射性物質の除去だけではなく、廃液中のTOC濃度を所定の法令等によって規定された基準まで低下させることが求められている。TOCの除去に関して、特許文献1には、原子力発電所から発生するフィルタースラッジ又はイオン交換樹脂膜からなる放射性有機廃棄物に、過酸化水素を作用して放射性有機廃棄物を湿式分解したものを触媒燃焼装置で処理し、TOCを含まない凝縮水と無害無臭の排ガスに分離する方法が開示されている。   In recent years, it has been required not only to remove radioactive substances, but also to reduce the TOC concentration in the waste liquid to a standard defined by prescribed laws and regulations. Regarding the removal of TOC, Patent Document 1 discloses a catalyst obtained by wet decomposition of radioactive organic waste by the action of hydrogen peroxide on radioactive organic waste made of filter sludge or ion exchange resin membrane generated from a nuclear power plant. A method is disclosed in which it is treated with a combustion device and separated into condensed water containing no TOC and harmless and odorless exhaust gas.

放射性物質とCODの除去に関して、特許文献2には、放射性排水を酸化・不溶化処理した後、ろ過、重力沈降、凝集沈殿、遠心分離又は浮上分離により固液分離し、放射性物質及びCOD原因物質を除去する方法が開示されている。   Regarding the removal of radioactive substances and COD, Patent Document 2 describes that after radioactive wastewater is oxidized and insolubilized, it is separated into solid and liquid by filtration, gravity sedimentation, coagulation sedimentation, centrifugal separation or flotation separation. A method of removing is disclosed.

放射性物質の除去に関して、特許文献3には、放射性廃液を蒸留器により濃縮処理し、蒸留液を脱塩塔に送り浄化したのち系外へ放出する一方、濃縮液を固化処理する方法が開示されている。   Regarding the removal of radioactive substances, Patent Document 3 discloses a method of concentrating radioactive waste liquid with a distiller, sending the distilled liquid to a desalting tower, purifying it, and releasing it from the system, while solidifying the concentrated liquid. ing.

また、一般的に、減圧を行う蒸留装置においては、封止されたオイルと、抵抗を有し、抵抗に通電することによって、抵抗を発熱させてオイルを加熱し、加熱されたオイルによって、蒸留釜を加熱するオイルヒータ、又はスチームヒータを用いて加熱している。   In general, in a distillation apparatus that performs pressure reduction, a sealed oil and a resistor have resistance, and when the resistor is energized, the resistor is heated to heat the oil, and the heated oil distills the distillation. It is heated using an oil heater or steam heater that heats the kettle.

特開2000−65986号公報JP 2000-65986 A 特開2002−228795号公報JP 2002-228895 A 特開平3−13897号公報JP-A-3-13897

特許文献1には、廃液処理や放射性物質の除去に関する記載はなく、同文献に係る発明の処理対象は、フィルタースラッジ又はイオン交換樹脂膜からなる、固体の廃棄物、特に、放射性有機廃棄物であって、液体の廃液ではない。   In Patent Document 1, there is no description regarding waste liquid treatment or removal of radioactive substances, and the processing object of the invention according to the document is solid waste, particularly radioactive organic waste, composed of filter sludge or ion exchange resin membrane. It is not a liquid waste.

特許文献2には、ろ過や重力沈降等により、放射性物質及びCOD原因物質を除去する方法が記載されている。しかし、ろ過や重力沈降のような固液分離方式では、TOC濃度が10,000ppmオーダーの廃液を、TOC濃度が10ppmオーダーの精製水にすることも困難である。また、放射性物質の除去に、ろ過フィルタを直ちに用いた場合、このろ過フィルタが放射能汚染され、却って、放射性廃棄物が増加するという問題が生じる。   Patent Document 2 describes a method for removing radioactive substances and COD-causing substances by filtration, gravity sedimentation, or the like. However, in solid-liquid separation methods such as filtration and gravity sedimentation, it is difficult to convert waste liquid having a TOC concentration of the order of 10,000 ppm into purified water having a TOC concentration of the order of 10 ppm. In addition, when a filtration filter is immediately used to remove radioactive substances, the filtration filter is radioactively contaminated, and on the contrary, there is a problem that radioactive waste increases.

特許文献3には、TOCやその除去に関する記載はない。   Patent Document 3 has no description regarding TOC and its removal.

また、蒸留釜をオイルヒータやスチームヒータにより加熱する場合には、間接加熱となるため熱効率が低くなるという問題がある。その理由は、オイルやスチーム等の蓄熱体を所定温度まで予熱することが必要となり、この蓄熱体を加熱する過程で、放散する熱量が多いためである。これによって、蒸留釜の素早い昇降温制御が困難であるという、さらなる問題も生じる。   In addition, when the distillation kettle is heated by an oil heater or a steam heater, there is a problem that the heat efficiency is lowered because of indirect heating. This is because it is necessary to preheat a heat storage body such as oil or steam to a predetermined temperature, and a large amount of heat is dissipated in the process of heating the heat storage body. This causes another problem that it is difficult to quickly control the temperature rise and fall of the still.

本発明の目的は、熱効率が高く、制御性に優れた電磁誘導加熱式TOC除去装置を提供することである。本発明の別の目的は、熱効率が高く、制御性に優れ、TOCと共に放射性物質を除去可能な電磁誘導加熱式TOC除去装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an electromagnetic induction heating type TOC removing device having high thermal efficiency and excellent controllability. Another object of the present invention is to provide an electromagnetic induction heating type TOC removal device that has high thermal efficiency, excellent controllability, and can remove radioactive materials together with TOC.

本発明は、第1の視点において、廃液から少なくとも有機炭素物質を除去する装置であって、前記廃液を減圧蒸留して、前記有機炭素物質を含む残渣と、蒸気とに分留する蒸留釜と、前記蒸留釜に付設され、該蒸留釜自体を電磁誘導加熱することにより、前記蒸留釜内の廃液を蒸留可能な温度に加熱する電磁誘導コイルと、を有する電磁誘導加熱式TOC除去装置を提供する。   The present invention, in a first aspect, is an apparatus for removing at least an organic carbon substance from a waste liquid, wherein the waste liquid is distilled under reduced pressure to fractionate the residue containing the organic carbon substance and steam, An electromagnetic induction heating type TOC removing device, which is attached to the distillation kettle and has an electromagnetic induction coil that heats the waste liquid in the distillation kettle to a temperature at which the distillation kettle can be distilled by electromagnetic induction heating. To do.

本発明者らは、平成20(2008)年3月31日出願の特願2008−090796号において、減圧蒸留を用いた放射性物質及びTOCの除去方法及び除去装置を提案している(例えば、請求項1、7及び明細書の段落0024参照)。さらに、本発明者らは、研究を進めた結果、熱効率が高く制御性が良好なTOC等の除去装置の開発に成功したものである。   The present inventors have proposed a method and an apparatus for removing radioactive substances and TOC using vacuum distillation in Japanese Patent Application No. 2008-090796 filed on Mar. 31, 2008 (for example, claim) Paragraphs 1 and 7 and paragraph 0024 of the description). Furthermore, as a result of research, the present inventors have succeeded in developing a removal device such as TOC that has high thermal efficiency and good controllability.

本発明の電磁誘導加熱式TOC除去装置によれば、蒸留釜に付設された電磁誘導コイルに通電することにより、蒸留釜に誘導電流が発生して蒸留釜自体が発熱する。このように、蒸留釜が直接加熱されることにより、蒸留釜の外部に逃げる熱量が減少する。また、電磁誘導コイルは、オイルヒータ等と異なり、熱媒体の予熱が不要であるため、本発明の電磁誘導加熱式TOC除去装置によれば、減圧蒸留中の熱効率だけでなく、起動、さらに昇温から減圧蒸留終了までの総合的な熱効率が大幅に改善され、80%以上の熱効率(実施例6参照)を得ることができる。   According to the electromagnetic induction heating type TOC removing device of the present invention, when an electromagnetic induction coil attached to the distillation pot is energized, an induction current is generated in the distillation pot and the distillation pot itself generates heat. Thus, the amount of heat escaping to the outside of the distillation kettle is reduced by directly heating the distillation kettle. In addition, unlike an oil heater or the like, an electromagnetic induction coil does not require preheating of a heat medium. Therefore, according to the electromagnetic induction heating type TOC removal apparatus of the present invention, not only the thermal efficiency during vacuum distillation but also startup and further increase The overall thermal efficiency from the temperature to the end of vacuum distillation is greatly improved, and a thermal efficiency of 80% or more (see Example 6) can be obtained.

また、電磁誘導コイルは、全体ないし広い空間を暖めてしまうオイルヒータに比べて、局所的で素早い加熱が可能であり、減圧蒸留のための加熱処理において、例えば、処理する廃液の量、種類に応じて、様々な制御が可能となる。さらに、電磁誘導コイルは、通電のオンオフ、出力度合いの調整を簡単に行うことができ、蒸留釜ないしその中の廃液の温度制御が容易となるため、本発明によれば、蒸留釜内の雰囲気に応じて、最大の熱効率でかつ安全に、減圧蒸留を実行することができる。なお、減圧蒸留においては、蒸留釜内の圧力を真空ないし真空に近い圧力まで低下させてもよい。   In addition, the electromagnetic induction coil can be heated locally and quickly compared to an oil heater that warms the whole or a wide space. In the heat treatment for vacuum distillation, for example, the amount and type of waste liquid to be treated Various controls can be performed accordingly. Furthermore, since the electromagnetic induction coil can be easily turned on / off and the output level can be adjusted, and the temperature of the distillation pot or the waste liquid therein can be easily controlled. Accordingly, the vacuum distillation can be performed safely with maximum thermal efficiency. In vacuum distillation, the pressure in the distillation pot may be reduced to a vacuum or a pressure close to vacuum.

一般に、原子力発電所の放射線管理区域においては、洗浄装置の設置スペースが限られており、洗浄装置を大型化すると、その他の装置の設置スペースが減少する。本発明は、電磁誘導コイルを用いることにより、TOC除去装置の大型化を容易にすると共に、素早い昇温が可能であるため、廃液処理量の増大に対応でき、放射線管理区域に省スペースで設置することができる。   Generally, in the radiation control area of a nuclear power plant, the installation space for the cleaning device is limited. When the cleaning device is enlarged, the installation space for other devices is reduced. The present invention makes it easy to increase the size of the TOC removal device by using an electromagnetic induction coil, and can quickly increase the temperature of the TOC removal device. can do.

減圧蒸留によって、TOCは残渣中に含有され、蒸気ないし蒸留液中には含有されず、例えば、放流又は再利用可能な、純水レベルの清浄な蒸留水を得ることができる。また、残渣中のTOCには、その他の物質が吸着するため、本発明の減圧蒸留によれば、TOC以外の余分な物質を除去することができる。   By distillation under reduced pressure, TOC is contained in the residue, not in the vapor or the distillate, and, for example, clean distilled water having a pure water level that can be discharged or reused can be obtained. Further, since other substances are adsorbed on the TOC in the residue, extra substances other than the TOC can be removed according to the vacuum distillation of the present invention.

また、本発明の電磁誘導加熱式TOC除去装置によれば、上記した特願2008−090796号の装置と同様に、有機炭素物質を含む放射性廃液を減圧蒸留して、残渣と蒸留液とに分留し、前記残渣に前記有機炭素物質と共に放射性物質を含有させることにより、前記放射性物質が除去され及び前記有機炭素物質が減少した前記蒸留液を生成することができる。このような、有機炭素物質を含む放射性廃液を減圧蒸留は、下記の利点を有する。   Further, according to the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus of the present invention, the radioactive liquid waste containing the organic carbon substance is distilled under reduced pressure to separate the residue and the distillate, similarly to the apparatus of Japanese Patent Application No. 2008-090796 described above. It is possible to produce the distillate from which the radioactive substance is removed and the organic carbon substance is reduced by adding the radioactive substance together with the organic carbon substance to the residue. Vacuum distillation of such a radioactive liquid waste containing an organic carbon substance has the following advantages.

(1)放射性廃液の減圧蒸留によって、該廃液を低温処理により残渣と蒸留液に分留することができるため、放射性物質の飛散が防止される。
(2)残渣に、放射性物質と有機炭素物質が互いに混在した状態で含有されるため、両者の効率的な除去が達成されて、蒸留液側の清浄度が向上される。
(3)放射性廃液を直接にろ過手段、例えば、ろ過フィルタにかける場合は、ろ過フィルタが放射性物質で大きく汚染されて、このろ過フィルタが放射性廃棄物となるため、却って、放射性廃棄物が増加するという問題がある。しかし、本発明によれば、放射性廃液をまず減圧蒸留して放射性物質を除去するため、このような問題の発生が防止される。
(4)放射性廃液の減圧蒸留によって、TOC濃度10ppm以下、好ましくは5ppm以下の蒸留液を得ることができ、更には、1ppm以下のような検出限界値以下のTOC濃度を有する純水を得ることが容易である(実施例7参照)。これによって、全国の湖沼、河川、海域等公共用水域にも放流することができる。なお、水道法に基づく水道水質基準(平成20年 厚生労働省令第174号)によれば、有機物(TOC)は3mg/l(3ppm)以下と規定されている。また、水質汚濁防止法では、水中の有機物量を表す指標として、BOD(生物化学的酸素要求量)、COD(化学的酸素要求量)があり、これらの排水基準は、いずれも160mg/l(日間平均120mg/l)以下[TOCで評価してもほぼ近い数値]と規定されている。
(5)放射性物質を含有する残渣からは液分が除去されるため、放射性廃棄物が減容され、一方、蒸留液からは、原子力施設等の構内水処理施設で再利用又は処理可能又は容易な水準まで、TOC及び放射性物質が除去される。また、得られた蒸留液は、放射性汚染物の洗浄液の希釈剤として再利用可能である。
(1) Since the waste liquid can be fractionated into a residue and a distillate by low-temperature treatment by vacuum distillation of the radioactive waste liquid, scattering of radioactive substances is prevented.
(2) Since the radioactive substance and the organic carbon substance are included in the residue in a mixed state, efficient removal of both is achieved, and the cleanliness on the distillate side is improved.
(3) When the radioactive waste liquid is directly applied to a filtering means, for example, a filtration filter, the filtration filter is largely contaminated with radioactive substances, and this filtration filter becomes radioactive waste. On the contrary, the radioactive waste increases. There is a problem. However, according to the present invention, since radioactive waste liquid is first distilled under reduced pressure to remove radioactive substances, occurrence of such a problem is prevented.
(4) By distilling the radioactive liquid waste under reduced pressure, a distillate having a TOC concentration of 10 ppm or less, preferably 5 ppm or less can be obtained, and furthermore, pure water having a TOC concentration of 1 ppm or less and a detection limit value or less is obtained. Is easy (see Example 7). As a result, it can be released into public waters such as lakes, rivers, and seas throughout the country. According to the water quality standard based on the Water Supply Law (2008 Ministry of Health, Labor and Welfare Ordinance No. 174), organic matter (TOC) is defined as 3 mg / l (3 ppm) or less. In the Water Pollution Control Law, there are BOD (Biochemical Oxygen Demand) and COD (Chemical Oxygen Demand) as indicators that represent the amount of organic substances in water. These wastewater standards are both 160 mg / l ( Daily average of 120 mg / l) or less [a value that is almost similar even when evaluated by TOC].
(5) Since the liquid is removed from the residue containing radioactive material, the volume of radioactive waste is reduced. On the other hand, the distillate can be reused or processed at the on-site water treatment facility such as a nuclear facility or easily. The TOC and radioactive material are removed to a reasonable level. Moreover, the obtained distillate can be reused as a diluent for a cleaning solution for radioactive contaminants.

(A)及び(B)は、本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置の構成を示す説明図であって、(A)は、正面図であり、(B)は、側面図である。(A) And (B) is explanatory drawing which shows the structure of the electromagnetic induction heating type TOC removal apparatus which concerns on one Example of this invention, (A) is a front view, (B) is a side surface. FIG. 図1に示した電磁誘導加熱式TOC除去装置の詳細な構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the detailed structure of the electromagnetic induction heating type TOC removal apparatus shown in FIG. 図1及び図2に示した電磁誘導加熱式TOC除去装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the electromagnetic induction heating type TOC removal apparatus shown in FIG.1 and FIG.2. 本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置において、廃液の液面高さを維持するための運転パターンの一例を示す制御図である。It is a control diagram which shows an example of the operation pattern for maintaining the liquid level height of a waste liquid in the electromagnetic induction heating type TOC removal apparatus which concerns on one Example of this invention.

本発明の好ましい実施の形態において、前記電磁誘導コイルは、少なくとも上下方向に分割された、複数の電磁誘導コイルユニットから構成される。この形態によれば、例えば、複数の電磁誘導コイルユニットのうち、減圧蒸留に必要な電磁誘導コイルユニットのみをオン(通電)し、不要な電磁誘導コイルユニットはオフ(通電停止)することにより、省エネルギーを図ること、及び、蒸留釜の過熱を防止すること、ができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the electromagnetic induction coil is composed of a plurality of electromagnetic induction coil units divided at least in the vertical direction. According to this form, for example, by turning on (energizing) only the electromagnetic induction coil unit necessary for vacuum distillation among the plurality of electromagnetic induction coil units, and turning off (energization stop) unnecessary electromagnetic induction coil units, Energy saving and overheating of the still can be prevented.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記蒸留釜内の廃液の液面高さに応じて、上下方向に分割された前記複数の電磁誘導コイルユニットのオンオフを個別に制御自在な制御部を有する。この形態によれば、例えば、蒸留釜内の廃液の液面高さよりも上方に位置する、一又は複数の電磁誘導コイルユニットをオフし、省エネルギーを図ること、及び、蒸留釜の過熱を防止すること、ができる。なお、廃液面高さは、蒸留釜の部分的な温度を検出自在な複数の温度センサ、又は、その他の方式の液面検知センサを用いて検出することができる。   In preferable embodiment of this invention, it has a control part which can control individually on / off of these electromagnetic induction coil units divided | segmented into the up-down direction according to the liquid level height of the waste liquid in the said distillation pot. . According to this embodiment, for example, one or a plurality of electromagnetic induction coil units located above the liquid level of the waste liquid in the distillation pot are turned off to save energy and prevent the distillation tank from overheating. be able to. The height of the waste liquid level can be detected by using a plurality of temperature sensors that can detect the partial temperature of the distillation kettle, or other types of liquid level detection sensors.

本発明の好ましい実施の形態において、前記電磁誘導コイルは、少なくとも上下方向に分割された、複数の電磁誘導コイルユニットから構成され、前記蒸留釜の温度を検出する温度センサと、前記温度センサによる温度検出に基づいて、上下方向に分割された前記複数の電磁誘導コイルユニットのオンオフを個別に制御自在な制御部と、を有する。この形態によれば、温度センサを利用して、例えば、蒸留釜内の廃液の液面高さ、或いは、廃液量を検知し、この検知に基づいて、減圧蒸留に必要な電磁誘導コイルユニットのみをオンし、不要な電磁誘導コイルユニットはオフすることにより、省エネルギーを図ること、及び、蒸留釜の過熱を防止すること、ができる。また、センサ数を減少させることができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the electromagnetic induction coil is composed of a plurality of electromagnetic induction coil units divided at least in the vertical direction, a temperature sensor for detecting the temperature of the distillation kettle, and a temperature by the temperature sensor And a control unit capable of individually controlling on / off of the plurality of electromagnetic induction coil units divided in the vertical direction based on the detection. According to this embodiment, the temperature sensor is used to detect, for example, the liquid level height of the waste liquid in the distillation kettle or the amount of the waste liquid, and based on this detection, only the electromagnetic induction coil unit necessary for vacuum distillation is detected. By turning on and turning off unnecessary electromagnetic induction coil units, energy can be saved and overheating of the still can be prevented. In addition, the number of sensors can be reduced.

本発明の好ましい実施の形態において、前記温度センサは、前記複数の電磁誘導コイルユニットにそれぞれ付設された複数の温度センサから構成され、各々の前記温度センサは、当該温度センサが付設された当該電磁誘導コイルユニット近傍の前記蒸留釜の部分的な温度を検出自在である。この形態によれば、複数の温度センサを利用して、蒸留釜の部分的な温度を検知し、この検知に基づいて、減圧蒸留に必要な電磁誘導コイルユニットのみをオンし、不要な電磁誘導コイルユニットはオフすることにより、省エネルギーを図ること、及び、蒸留釜の過熱を防止すること、ができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the temperature sensor includes a plurality of temperature sensors respectively attached to the plurality of electromagnetic induction coil units, and each of the temperature sensors includes the electromagnetic sensor to which the temperature sensor is attached. A partial temperature of the distillation pot near the induction coil unit can be detected. According to this embodiment, the partial temperature of the distillation kettle is detected using a plurality of temperature sensors, and only the electromagnetic induction coil unit necessary for vacuum distillation is turned on based on this detection, and unnecessary electromagnetic induction is performed. By turning off the coil unit, energy can be saved and overheating of the still can be prevented.

本発明の好ましい実施の形態において、前記複数の温度センサがそれぞれ検出する前記蒸留釜の部分的な温度に応じて、前記蒸留釜に廃液が追加供給される。これによって、時間当たり廃液処理量を増加し、又、蒸留釜の過熱が防止される。また、液面センサにより、蒸留釜又は廃液タンク内などの廃液液面高さを検出し、それに基づいて、蒸留釜への廃液供給を制御するとか、あるいは蒸留量を計量し追加給液を行ってもよい。   In a preferred embodiment of the present invention, waste liquid is additionally supplied to the distillation kettle according to the partial temperature of the distillation kettle detected by the plurality of temperature sensors. As a result, the amount of waste liquid treated per hour is increased, and overheating of the still is prevented. In addition, the liquid level sensor detects the level of the liquid level in the distillation pot or waste liquid tank, and controls the supply of the waste liquid to the distillation pot based on that level, or measures the amount of distillation and supplies additional liquid. May be.

一般的に、蒸留が生じる条件においては、温度と圧力の一方を定めれば、他方が定まる。すなわち、本発明において、減圧蒸留を発生させるには、廃液の種類によって定まる蒸気圧曲線に基づき、圧力と温度を相互に対応して設定すればよい。基本的には、減圧蒸留において、圧力を比較的高く設定する場合は温度を比較的高温に設定し、圧力を比較的低くする場合は温度を比較的低温に設定すればよい。但し、本発明の減圧蒸留においては、減圧蒸留が工業的に有効に生じるよう、例えば、減圧蒸留処理時間を考慮して、圧力と温度を設定することが好ましい。さらに、残渣となる物質の蒸留液側への混入防止、蒸留釜の耐圧及び減圧にするためのポンプ能力、を考慮して、減圧蒸留における圧力及び温度を定めることが好ましい。また、低温に設定すると火災等の事故が高度に防止され、高温にすると処理時間が短縮される観点に基づいて、蒸留条件を定めることが好ましい。   Generally, under conditions where distillation occurs, if one of temperature and pressure is determined, the other is determined. That is, in the present invention, in order to generate the vacuum distillation, the pressure and temperature may be set corresponding to each other based on the vapor pressure curve determined by the type of waste liquid. Basically, in vacuum distillation, when the pressure is set relatively high, the temperature is set at a relatively high temperature, and when the pressure is set relatively low, the temperature may be set at a relatively low temperature. However, in the vacuum distillation of the present invention, it is preferable to set the pressure and temperature in consideration of, for example, the vacuum distillation treatment time so that the vacuum distillation is industrially effective. Furthermore, it is preferable to determine the pressure and temperature in the vacuum distillation in consideration of the prevention of mixing of the substance as a residue into the distillate side, the pressure resistance of the distillation kettle and the pumping capacity for reducing the pressure. Moreover, it is preferable to determine distillation conditions based on the viewpoint that accidents such as fires are highly prevented when the temperature is set low, and the processing time is shortened when the temperature is high.

本発明の好ましい実施の形態においては、廃液ないし放射性廃液が水性であり、得られる蒸留液が蒸留水である場合、減圧蒸留の温度を20〜85℃、好ましくは30〜80℃、さらに好ましくは40〜60℃の範囲に設定し、このときの圧力は、基本的に、水の蒸気圧曲線を参照して、上記温度範囲に対応して定める。例えば、減圧蒸留の圧力を、基本的には、0.0023〜0.057MPa、好ましくは、0.0041〜0.047MPa、さらに好ましくは0.0072〜0.02MPa、に設定する。また、減圧蒸留の圧力を、真空又は真空に近い圧力に設定してもよい。   In a preferred embodiment of the present invention, when the waste liquid or radioactive waste liquid is aqueous and the resulting distillate is distilled water, the temperature of the vacuum distillation is 20 to 85 ° C, preferably 30 to 80 ° C, more preferably. The pressure is set in the range of 40 to 60 ° C., and the pressure at this time is basically determined according to the temperature range with reference to the vapor pressure curve of water. For example, the pressure of vacuum distillation is basically set to 0.0023 to 0.057 MPa, preferably 0.0041 to 0.047 MPa, and more preferably 0.0072 to 0.02 MPa. Moreover, you may set the pressure of vacuum distillation to the pressure near a vacuum or a vacuum.

本発明の好ましい実施の形態において、廃液ないし放射性廃液は、水性或いは有機溶剤系である。例えば、有機溶剤としては、トリクロロエチレン又はパークロロエチレン等が例示される。減圧蒸留の温度及び圧力は、基本的に、その有機溶剤の蒸気圧曲線に基づいて定めればよい。   In a preferred embodiment of the present invention, the waste liquid or radioactive waste liquid is an aqueous or organic solvent system. For example, trichloroethylene or perchloroethylene is exemplified as the organic solvent. The temperature and pressure of the vacuum distillation may be basically determined based on the vapor pressure curve of the organic solvent.

本発明によって処理される放射性廃液は、例えば、放射性汚染物を水性或いは有機溶剤系の除染液で除染した後の廃液である。   The radioactive waste liquid treated by the present invention is, for example, a waste liquid after decontaminating radioactive contaminants with an aqueous or organic solvent-based decontamination liquid.

本発明の好ましい実施の形態においては、得られる蒸留液のTOC濃度が少なくとも10ppm以下、好ましくは、5ppm以下となる。さらに好ましくは、前記蒸留液をろ過して、前記蒸留液のTOC濃度を1ppm以下とすることが容易である。   In a preferred embodiment of the present invention, the TOC concentration of the obtained distillate is at least 10 ppm or less, preferably 5 ppm or less. More preferably, it is easy to filter the distillate so that the TOC concentration of the distillate is 1 ppm or less.

本発明の好ましい実施の形態においては、放射性物質が除去された前記蒸留液を生成する。なお、放射性物質が除去された蒸留液中の放射性物質濃度は3σ法による検出限界値未満となる。   In a preferred embodiment of the present invention, the distillate from which radioactive substances have been removed is generated. In addition, the radioactive substance concentration in the distillate from which the radioactive substance has been removed is less than the detection limit value by the 3σ method.

本発明の好ましい実施の形態において、残渣に含有される有機炭素は、放射性汚染物に付着した有機炭素物質、放射性汚染物を除染した除染液に含有される有機炭素物質、及び/又は前記減圧蒸留前に添加した添加物に含有される有機炭素物質が由来である。例えば、前記残渣に含有される前記有機炭素は、放射性汚染物に付着したスケールや錆に含有される有機物、除染液中の有機酸、又は油分洗浄剤等の添加物含有の有機物に由来するものであり、残渣中に、この有機炭素(TOC)と放射性物質が化学的又は物理的に吸着して存在する。   In a preferred embodiment of the present invention, the organic carbon contained in the residue is an organic carbon substance adhering to radioactive contaminants, an organic carbon substance contained in a decontamination liquid decontaminated with radioactive contaminants, and / or The organic carbon substance contained in the additive added before vacuum distillation originates. For example, the organic carbon contained in the residue is derived from organic substances contained in scales and rust attached to radioactive contaminants, organic acids contained in decontamination liquid, or additives such as oil cleaning agents. This organic carbon (TOC) and radioactive material are present in the residue by chemical or physical adsorption.

本発明の好ましい実施の形態においては、減圧蒸留前、廃液ないし放射性廃液のpHに応じて中和剤を添加し、前記残渣に前記中和剤の成分を含有させる。これによって、得られる蒸留液が中性化され、処理又は放流容易となる。また、得られた残渣においては、中和剤中の有機炭素物質に放射性物質が化学的又は物理的に吸着して存在することになる。また、本発明の好ましい実施の形態に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置は、上記中和処理を行う中和手段、例えば、中和タンクを有する。   In a preferred embodiment of the present invention, before the distillation under reduced pressure, a neutralizing agent is added according to the pH of the waste liquid or radioactive waste liquid, and the residue contains the components of the neutralizing agent. As a result, the obtained distillate is neutralized and can be easily treated or discharged. Moreover, in the obtained residue, a radioactive substance exists in the organic carbon substance in the neutralizing agent by chemical or physical adsorption. Moreover, the electromagnetic induction heating type TOC removal apparatus which concerns on preferable embodiment of this invention has the neutralization means which performs the said neutralization process, for example, a neutralization tank.

例えば、前記放射性廃液が酸性である場合、前記中和剤として水酸化カルシウム又は水酸化ナトリウムを添加し、アルカリ性である場合には酸を添加すればよい。   For example, when the radioactive liquid waste is acidic, calcium hydroxide or sodium hydroxide may be added as the neutralizing agent, and when it is alkaline, an acid may be added.

本発明の好ましい実施の形態においては、減圧蒸留の雰囲気ないし処理時間を、放射性廃液100%に対して、蒸留液95%以上、残渣5%以下となるよう、調整する。   In a preferred embodiment of the present invention, the atmosphere or treatment time of vacuum distillation is adjusted so that the distillation liquid is 95% or more and the residue is 5% or less with respect to 100% of the radioactive waste liquid.

本発明の好ましい実施の形態においては、残渣の液分、例えば、水分含有量が30%以下、さらに好ましくは10%以下になるよう、減圧蒸留の温度及び圧力、並びに蒸留時間を設定する。なお、蒸留時間を長くすれば、残渣の液分含有率を減少(その結果、残渣も減少)させることができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the temperature and pressure of vacuum distillation and the distillation time are set so that the liquid content of the residue, for example, the water content is 30% or less, more preferably 10% or less. In addition, if distillation time is lengthened, the liquid content rate of a residue can be reduced (as a result, a residue is also reduced).

本発明の好ましい実施の形態においては、減圧蒸留によって得られた蒸留液をろ過する。これによって、蒸留液からさらに有機炭素物質が除去され、TOC濃度がさらに低下する。本発明の好ましい実施の形態に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置においては、例えば、ろ過処理手段として、カーボンフィルタ、イオン交換樹脂を一段又は多段に配置する。   In a preferred embodiment of the present invention, the distillate obtained by distillation under reduced pressure is filtered. This further removes organic carbon material from the distillate, further reducing the TOC concentration. In the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, for example, a carbon filter and an ion exchange resin are arranged in one or more stages as filtration means.

本発明の好ましい実施の形態に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置においては、蒸留釜の加熱手段ないし熱源として電磁誘導加熱装置、蒸留釜の減圧手段としてポンプ又はエジェクタ、蒸留液回収手段として蒸留液タンク、残渣回収手段として残渣容器をそれぞれ用いる。   In an electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, an electromagnetic induction heating device as a heating means or a heat source of a distillation pot, a pump or an ejector as a decompression means of the distillation pot, and a distillate tank as a distillate recovery means Each of the residue containers is used as a residue collecting means.

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図1(A)及び図1(B)は、本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置の構成を示す模式図であって、図1(A)は、正面図、図1(B)は、側面図である。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic views showing a configuration of an electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a front view, FIG. (B) is a side view.

図1(A)及び図1(B)を参照すると、本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置1は、廃液から少なくとも有機炭素物質(TOC)を除去する装置であって、廃液を減圧蒸留して、有機炭素物質を含む残渣と、蒸気とに分留する蒸留釜2と、蒸留釜2に付設され、蒸留釜2自体を電磁誘導加熱することにより、蒸留釜2内の廃液を蒸留可能な温度に加熱する電磁誘導コイル3と、を有している。   Referring to FIGS. 1A and 1B, an electromagnetic induction heating TOC removing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is an apparatus that removes at least an organic carbon substance (TOC) from a waste liquid. The waste liquid is distilled under reduced pressure, and the distillation pot 2 attached to the distillation pot 2 and the distillation pot 2 for fractionating into an organic carbon substance-containing residue and steam, and by heating the distillation pot 2 itself by electromagnetic induction heating, And an electromagnetic induction coil 3 for heating the waste liquid to a temperature at which it can be distilled.

電磁誘導コイル3は、上下方向に分割された、第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eから構成されている。第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eは、蒸留釜2の底側の外周面に、約30度ピッチで互いに離間して取り付けられている。第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eは、蒸留釜2の中心軸方向に沿って延在している。第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eは、図1(B)に示すように、誘導コイル30をそれぞれ内蔵している。誘導コイル30に交流電流が通電されることにより、蒸留釜2に誘導電流が流れて、蒸留釜2自体が発熱する。減圧蒸留工程において、第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eの予熱は、基本的に不要であるため、電磁誘導加熱式TOC制御装置1の熱効率が向上される。   The electromagnetic induction coil 3 includes first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e that are divided in the vertical direction. The first to fifth electromagnetic induction coil units 3 a to 3 e are attached to the outer peripheral surface on the bottom side of the distillation still 2 at a pitch of about 30 degrees. The first to fifth electromagnetic induction coil units 3 a to 3 e extend along the central axis direction of the distillation pot 2. As shown in FIG. 1B, the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e each incorporate an induction coil 30. When an alternating current is applied to the induction coil 30, an induced current flows through the distillation pot 2, and the distillation pot 2 itself generates heat. In the vacuum distillation step, since preheating of the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e is basically unnecessary, the thermal efficiency of the electromagnetic induction heating type TOC control device 1 is improved.

さらに、電磁誘導加熱式TOC除去装置1は、蒸留釜2の温度を検出する温度センサ4と、温度センサ4による温度検出に基づいて、上下方向に分割された第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eのオンオフ(通電及びその停止)を個別に制御自在な制御部(制御盤)5と、を有している。加熱中、制御部5は、不要となった第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eを選択的にオフし、熱効率を向上させ、省エネルギーを図ることができる。また、制御部5は、第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eの出力度合いを調整してもよい。   Furthermore, the electromagnetic induction heating type TOC removing device 1 includes a temperature sensor 4 that detects the temperature of the distillation pot 2, and first to fifth electromagnetic induction coils that are divided in the vertical direction based on temperature detection by the temperature sensor 4. And a control unit (control panel) 5 that can individually control ON / OFF (energization and stoppage) of the units 3a to 3e. During heating, the control unit 5 can selectively turn off the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e that are no longer necessary, thereby improving the thermal efficiency and saving energy. Moreover, the control part 5 may adjust the output degree of the 1st-5th electromagnetic induction coil units 3a-3e.

温度センサ4は、第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eにそれぞれ付設ないし隣接して蒸留釜2の外周面に設置された第1〜第5の温度センサ4a〜4eから構成されている。各々の第1〜第5の温度センサ4a〜4eは、それが付設された第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3e近傍の蒸留釜2の部分的な温度を検出自在である。   The temperature sensor 4 includes first to fifth temperature sensors 4a to 4e that are attached to or adjacent to the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e, respectively, and are installed on the outer peripheral surface of the distillation still 2. Yes. Each of the first to fifth temperature sensors 4a to 4e can detect the partial temperature of the distillation pot 2 in the vicinity of the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e to which the first to fifth temperature sensors 4a to 4e are attached.

廃液の液面高さによって、蒸留釜2の部分的な温度は変化する。特に、減圧蒸留処理が進行して、蒸留釜2内の廃液が減少すると、廃液の液面高さよりも上方に位置する蒸留釜2の壁面は、相対的に高温となる。したがって、制御部5は、第1〜第5の温度センサ4a〜4eが検出する蒸留釜2の部分的な温度から、蒸留釜2内の廃液の液面高さを検出し、この液面高さに応じて、上下方向に分割された第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eのオンオフを個別に制御自在である。   The partial temperature of the still 2 varies depending on the level of the waste liquid. In particular, when the vacuum distillation process proceeds and the waste liquid in the distillation pot 2 decreases, the wall surface of the distillation pot 2 located above the liquid level of the waste liquid becomes relatively high. Therefore, the control unit 5 detects the level of the waste liquid in the still 2 from the partial temperature of the still 2 detected by the first to fifth temperature sensors 4a to 4e. Accordingly, on / off of the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e divided in the vertical direction can be individually controlled.

さらに、図1に示した電磁誘導加熱式TOC除去装置の詳細な構成を説明する。図2は、図1に示した電磁誘導加熱式TOC除去装置の詳細な構成を説明するブロック図である。図2を参照すると、図1に示した電磁誘導加熱式TOC除去装置1は、廃液のPH、泡立ちなどを改善する各種添加剤を供給する添加剤タンク11a,11b,・・・と、減圧蒸留処理される廃液を貯留する廃液タンク12と、添加剤タンク11bと廃液タンク12に接続され、廃液を適宜中和する中和槽13と、廃液タンク12から廃液が、或いは、中和槽13から中和処理された廃液が、廃液注入口2aを通じて供給され、場合によっては、添加剤タンク11aから添加剤が供給される蒸留釜2と、蒸留釜2内の上部空間に蒸気口2bを通じて接続され、減圧蒸留により発生した蒸気を熱交換により凝縮させて蒸留液を発生させるコンデンサ6と、コンデンサ6を介して蒸留釜2内ないし蒸留系配管を減圧する減圧ポンプ7と、コンデンサ6に接続され、生成された蒸留水を一時的に貯留又は急激な圧力変動等を防止するバッファタンク8と、蒸留釜2の側面下部に設置され、蒸留釜2内の底面上に生成した残渣を、ピストン9aの操作により掻き出して、外部の残渣容器14に排出自在な残渣排出器9と、バッファタンク8に接続され蒸留液をろ過自在なろ過器15と、不図示の電源と第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eの間に電気的に接続され、制御部5によって制御されて高周波電流を生成するIHインバータ16と、第1〜第5の温度センサ4a〜4eが出力する検出信号に基づき、IHインバータ16を介して第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eのオンオフを制御し、さらに減圧ポンプ7の動作を制御する制御部5と、を有している。   Furthermore, the detailed structure of the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the electromagnetic induction heating TOC removing apparatus shown in FIG. Referring to FIG. 2, the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes additive tanks 11 a, 11 b,... A waste liquid tank 12 for storing waste liquid to be treated, an additive tank 11b and a waste liquid tank 12, connected to a neutralization tank 13 for neutralizing the waste liquid as appropriate, and a waste liquid from the waste liquid tank 12, or from a neutralization tank 13 The neutralized waste liquid is supplied through the waste liquid injection port 2a. In some cases, the distillation tank 2 to which the additive is supplied from the additive tank 11a and the upper space in the distillation tank 2 are connected through the steam port 2b. A condenser 6 for condensing the vapor generated by the vacuum distillation by heat exchange to generate a distillate, a vacuum pump 7 for reducing the pressure in the distillation tank 2 or the distillation system pipe via the condenser 6, and a condenser 6, a buffer tank 8 that temporarily stores the generated distilled water or prevents sudden pressure fluctuations, etc., and a residue generated on the bottom surface of the distillation kettle 2 installed at the lower side of the distillation kettle 2 Are scraped out by operating the piston 9a, a residue discharger 9 that can be discharged to the external residue container 14, a filter 15 that is connected to the buffer tank 8 and can filter the distillate, and a power source (not shown) The IH inverter 16 that is electrically connected between the fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e and is controlled by the control unit 5 to generate a high-frequency current, and the first to fifth temperature sensors 4a to 4e output. On the basis of the detection signal, the controller 5 controls the on / off of the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e via the IH inverter 16, and further controls the operation of the decompression pump 7.

例えば、廃液が酸性又はアルカリ性である場合、廃液は、中和槽13に供給されて、中和用添加剤が添加・混合され、pH調整が行われる。廃液が中性である場合には、廃液を、廃液タンク12から直接、蒸留釜2に投入してもよい。蒸留釜2に供給される廃液は、原液でもよく、或いは、中和、油分除去などの前処理をしたものでもよい。また、添加剤タンク11a,11b,・・・からは、消泡剤、中和剤などの各種添加剤を供給することができる。バッファタンク8は、蒸留液を一時的に貯留し、急激な圧力変動等を防止する。減圧ポンプ7は、蒸留釜2内を所定圧力に減圧すると共に、バッファタンク8内の圧力を大気圧程度に維持することができる。バッファタンク8内の蒸留液を、蒸留釜2に循環供給してもよい。   For example, when the waste liquid is acidic or alkaline, the waste liquid is supplied to the neutralization tank 13 and the neutralizing additive is added and mixed to adjust the pH. When the waste liquid is neutral, the waste liquid may be fed directly from the waste liquid tank 12 into the distillation pot 2. The waste liquid supplied to the distillation kettle 2 may be a stock solution or may be pretreated such as neutralization and oil removal. Further, various additives such as an antifoaming agent and a neutralizing agent can be supplied from the additive tanks 11a, 11b,. The buffer tank 8 temporarily stores the distillate and prevents sudden pressure fluctuations. The decompression pump 7 can decompress the inside of the distillation pot 2 to a predetermined pressure and maintain the pressure in the buffer tank 8 at about atmospheric pressure. The distillate in the buffer tank 8 may be circulated and supplied to the distillation pot 2.

図3は、図1及び図2に示した電磁誘導加熱式TOC除去装置の動作を説明するためのフローチャートである。図3を参照しながら、図1及び図2に示した本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置の動作を説明する。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus shown in FIGS. 1 and 2. The operation of the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG.

[減圧]
ステップS1において、制御部5は、減圧ポンプ7を作動させて、蒸留釜2を減圧する。蒸留釜2内が減圧されることにより、廃液中の液成分は比較的低温で気化することができるため、操業の安全性が高く、放射性物質等の飛散が防止される。
[Decompression]
In step S <b> 1, the control unit 5 operates the decompression pump 7 to decompress the distillation pot 2. By reducing the pressure in the distillation pot 2, the liquid components in the waste liquid can be vaporized at a relatively low temperature, so that the safety of operation is high and the scattering of radioactive substances and the like is prevented.

[廃液供給]
ステップS2において、廃液タンク12から又は中和槽13を介して、蒸留釜2内に廃液が供給される。廃液は、蒸留釜2内における廃液の液面高さが、最上部に位置する第4及び第5の電磁誘導コイルユニット3d,3eの高さに対応する位置まで、好ましくは、それらの高さを僅かに超えるまで、蒸留釜2内に供給される。廃液の供給は、制御部5が制御する不図示の給液ポンプ又は真空吸引によって、断続又は連続的に行うことができる。
[Waste liquid supply]
In step S <b> 2, waste liquid is supplied into the distillation still 2 from the waste liquid tank 12 or via the neutralization tank 13. Preferably, the liquid level of the waste liquid in the distillation pot 2 is such that the height of the liquid level corresponds to the height of the fourth and fifth electromagnetic induction coil units 3d and 3e located at the top. Is fed into the still 2 until it slightly exceeds. The supply of the waste liquid can be performed intermittently or continuously by a liquid supply pump (not shown) controlled by the control unit 5 or vacuum suction.

[誘導加熱開始]
ステップS3において、制御部5は、全ての、すなわち、第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eに通電をさせる(オン制御する)。第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eに高周波電流が通電されることにより、蒸留釜2に誘導電流が発生して蒸留釜2自体が発熱し、短時間で、蒸留釜2内の廃液の温度は、気化可能な所定温度に到達する。加えてに、第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eの予熱は不要であるため、電磁誘導加熱式TOC除去装置1の熱効率は、格段に向上される。
[Induction heating start]
In step S <b> 3, the control unit 5 energizes all the first to fifth electromagnetic induction coil units 3 a to 3 e (on-controls them). When a high-frequency current is applied to the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e, an induction current is generated in the distillation pot 2, and the distillation pot 2 itself generates heat. The temperature of the waste liquid reaches a predetermined temperature at which vaporization is possible. In addition, since preheating of the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e is unnecessary, the thermal efficiency of the electromagnetic induction heating type TOC removing device 1 is remarkably improved.

[減圧蒸留開始]
蒸留釜2内の廃液の温度が、所定温度(理想的には蒸留釜2内所定圧の飽和蒸気温度)に到達すると、ステップS4において、減圧蒸留処理が開始される。すなわち、蒸留釜2内が、所定圧まで減圧され、廃液が所定圧に対応する蒸留温度に到達すると、廃液中の気化した液体成分が蒸気となって、蒸留釜2内からコンデンサ6に入り、コンデンサ6で凝縮して、蒸留液が生成し、バッファタンク8に一時的に貯留される。減圧蒸留の進行と共に、廃液の液面高さは低下していく。
[Start vacuum distillation]
When the temperature of the waste liquid in the still 2 reaches a predetermined temperature (ideally, a saturated steam temperature at a predetermined pressure in the still 2), a vacuum distillation process is started in step S4. That is, when the inside of the distillation pot 2 is depressurized to a predetermined pressure and the waste liquid reaches a distillation temperature corresponding to the predetermined pressure, the vaporized liquid component in the waste liquid becomes vapor and enters the condenser 6 from the inside of the distillation pot 2. The condensed liquid is condensed by the condenser 6 and temporarily stored in the buffer tank 8. As the vacuum distillation progresses, the liquid level of the waste liquid decreases.

[電磁誘導コイルユニット制御]
ステップS5〜S10において、制御部5は、第1〜第5の温度センサ4a〜4eが出力する検出信号に基づき、IHインバータ16を介して第1〜第5の電磁誘導コイルユニット3a〜3eの通電及びその停止(オンオフ)を制御する。すなわち、ステップS5においては、制御部5は、最上部に位置する第4又は第5の温度センサ4d又は4eが、第1の温度T1(=温度センサ4d又は4e部の蒸留釜2が空焚きとなる温度)を検出したかどうかを判定し、検出した場合には、廃液の液面高さが、第4又は第5の電磁誘導コイルユニット3d又は3eよりも低い位置に到達したと判断して、ステップS6で第4又は第5の電磁誘導コイルユニット3d又は3eの通電を停止する。第4又は第5の温度センサ4d又は4eが、第1の温度T1を検出していない場合には、第4又は第5の電磁誘導コイルユニット3d又は3eの通電は継続される。
[Electromagnetic induction coil unit control]
In steps S5 to S10, the control unit 5 controls the first to fifth electromagnetic induction coil units 3a to 3e via the IH inverter 16 based on the detection signals output from the first to fifth temperature sensors 4a to 4e. Control energization and its stop (on / off). In other words, in step S5, the control unit 5 determines that the fourth or fifth temperature sensor 4d or 4e located at the uppermost part is empty of the first temperature T1 (= the temperature sensor 4d or 4e part of the distillation pot 2 is empty. If it is detected, it is determined that the level of the waste liquid has reached a position lower than that of the fourth or fifth electromagnetic induction coil unit 3d or 3e. In step S6, the energization of the fourth or fifth electromagnetic induction coil unit 3d or 3e is stopped. When the fourth or fifth temperature sensor 4d or 4e does not detect the first temperature T1, the energization of the fourth or fifth electromagnetic induction coil unit 3d or 3e is continued.

ステップS5又はS6に引き続くステップS7においては、制御部5は、中段に位置する第2又は第3の温度センサ4b又は4cが、第1の温度T1を検出したかどうかを判定し、検出した場合には、廃液の液面高さが、第2又は第3の電磁誘導コイルユニット3b又は3cよりも低い位置に到達したと判断して、ステップS8で第2又は第3の電磁誘導コイルユニット3b又は3cの通電を停止する。第2又は第3の温度センサ4b又は4cが、第1の温度T1を検出していない場合には、第2又は第3の電磁誘導コイルユニット3b又は3cの通電は継続される。   In step S7 following step S5 or S6, the control unit 5 determines whether or not the second or third temperature sensor 4b or 4c located in the middle stage has detected the first temperature T1. Is determined that the liquid level of the waste liquid has reached a position lower than that of the second or third electromagnetic induction coil unit 3b or 3c, and the second or third electromagnetic induction coil unit 3b is determined in step S8. Or energization of 3c is stopped. When the second or third temperature sensor 4b or 4c does not detect the first temperature T1, energization of the second or third electromagnetic induction coil unit 3b or 3c is continued.

ステップS7又はS8に引き続くステップS9においては、制御部5は、底部に位置する第1の温度センサ4aが、第1の温度T1を検出したかどうかを判定し、検出した場合には、廃液液面高さが、第1の電磁誘導コイルユニット3aよりも低い位置に到達したと判断して、ステップS10で第1の電磁誘導コイルユニット3aの通電を停止して、減圧蒸留処理が終了される。   In step S9 following step S7 or S8, the control unit 5 determines whether or not the first temperature sensor 4a located at the bottom has detected the first temperature T1. It is determined that the surface height has reached a position lower than that of the first electromagnetic induction coil unit 3a, the energization of the first electromagnetic induction coil unit 3a is stopped in step S10, and the vacuum distillation process is ended. .

このようにして、蒸留釜2内の廃液の液面高さ(廃液残量)に応じて、液面高さより下方に位置する電磁誘導コイルユニットのみが通電され、液面高さより上方に位置する電磁誘導コイルユニットの通電が停止される。この結果、電磁誘導加熱式TOC除去装置1の熱効率は格段に向上され、又、蒸留釜2の過熱が防止される。   In this manner, only the electromagnetic induction coil unit positioned below the liquid level is energized and positioned above the liquid level according to the liquid level height (waste liquid remaining amount) of the waste liquid in the distillation still 2. The energization of the electromagnetic induction coil unit is stopped. As a result, the thermal efficiency of the electromagnetic induction heating type TOC removing device 1 is remarkably improved, and overheating of the distillation pot 2 is prevented.

[残渣]
以上説明した減圧蒸留処理によって、蒸留釜2内の底には、廃液に含有されていたTOCを含む残渣が残る。残渣は、ピストン9aをストローク操作すると、残渣排出器の弁が開放され、残渣容器14内に落下する。
[Residue]
By the vacuum distillation process described above, a residue containing the TOC contained in the waste liquid remains at the bottom in the distillation pot 2. When the piston 9a is stroked, the residue opens the residue discharger valve and falls into the residue container 14.

[蒸留液]
かくして、蒸留液からは、検出限界以下まで、TOCを除去することができる。よって、バッファタンク8からの蒸留液を、場合によっては、さらにろ過器15を介した蒸留液を、通常又は既存の施設で再利用することができる。また、蒸留液を全国の湖沼、河川、海域等公共用水域にも放流することも可能である。
[Distillate]
Thus, TOC can be removed from the distillate up to the detection limit. Therefore, the distillate from the buffer tank 8 and, depending on the case, the distillate through the filter 15 can be reused in normal or existing facilities. The distillate can also be discharged into public waters such as lakes, rivers, and seas throughout the country.

減圧蒸留処理する廃液が放射性廃液である場合、残渣には、TOCに吸着された状態で放射性物質が含有される。このように、残渣中に、有機炭素物質と共に放射性物質が含有されることにより、気化した蒸留液からは、放射性物質も除去される。これによって、ろ過器15を用いる場合であっても、ろ過器15に放射性物質が吸着することがないため、ろ過器15を通常の方式で廃棄処分することができる。   When the waste liquid to be distilled under reduced pressure is a radioactive waste liquid, the residue contains a radioactive substance in a state of being adsorbed on the TOC. In this way, the radioactive substance is removed from the vaporized distillate by containing the radioactive substance together with the organic carbon substance in the residue. Thereby, even when the filter 15 is used, the radioactive substance is not adsorbed on the filter 15, and therefore the filter 15 can be disposed of in a normal manner.

[試運転]
本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置を製作し、廃液を蒸留釜に最初に供給した後、廃液の追加供給を行わず、図2に示した工程に準じて減圧蒸留処理を行い、廃液液面の低下と共に、液面下の電磁誘導コイルユニットに対する通電を停止し、廃液処理量の変化を測定した。試運転の条件は下記のとおりである。
[Test run]
An electromagnetic induction heating type TOC removing device according to an embodiment of the present invention is manufactured, and after the waste liquid is first supplied to the distillation kettle, the waste liquid is not additionally supplied, and the vacuum distillation process is performed according to the process shown in FIG. As the liquid level of the waste liquid decreased, power supply to the electromagnetic induction coil unit below the liquid level was stopped, and the change in the amount of waste liquid treated was measured. The conditions for the test run are as follows.

[試運転の条件]
蒸留釜の材質:SUS430
加熱手段:電磁誘導コイルユニット7kW×5台
廃液の加熱温度40℃(常温20℃→蒸留温度60℃)
廃液の比熱:1.0
廃液の気化熱:539.35cal/g
廃液のTOC濃度:処理前 19,000ppm(処理後は未検出)
真空度:−91〜−93kPa
[Test run conditions]
Distillation kettle material: SUS430
Heating means: Electromagnetic induction coil unit 7kW x 5 units Heating temperature of waste liquid 40 ℃ (room temperature 20 ℃ → distillation temperature 60 ℃)
Specific heat of waste liquid: 1.0
Waste heat of vaporization: 539.35 cal / g
Waste liquid TOC concentration: 19,000 ppm before treatment (not detected after treatment)
Degree of vacuum: -91 to -93 kPa

[試運転の結果]
試運転の結果、五台の電磁誘導コイルユニット3a〜3e(図2参照)がフル稼働したときの廃液処理量は、約41リットル/hであった。減圧蒸留処理の進行に伴い、廃液液面が低下し、三台の電磁誘導コイルユニット3a〜3cのみに通電がされたときの廃液処理量は、約30リットル/hであった。
[Test run results]
As a result of the trial operation, the waste liquid treatment amount when the five electromagnetic induction coil units 3a to 3e (see FIG. 2) were fully operated was about 41 liter / h. With the progress of the vacuum distillation process, the liquid level of the waste liquid was lowered, and the waste liquid treatment amount when only the three electromagnetic induction coil units 3a to 3c were energized was about 30 liter / h.

電磁誘導コイルユニット3a〜3eの運転台数が減少すると、廃液処理量が低下する。これを防止するため、全部の電磁誘導コイルユニット3a〜3eが通電オンされた状態が維持されるよう、廃液の液面高さが自動的に維持する運転パターンを、下記のように設定した。   When the number of operating electromagnetic induction coil units 3a to 3e decreases, the waste liquid processing amount decreases. In order to prevent this, an operation pattern in which the liquid level of the waste liquid is automatically maintained is set as follows so that the state where all the electromagnetic induction coil units 3a to 3e are energized is maintained.

図4は、本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置において、廃液の液面高さを維持するための運転パターンの一例を示す制御図である。   FIG. 4 is a control diagram showing an example of an operation pattern for maintaining the liquid level of the waste liquid in the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to one embodiment of the present invention.

図2及び図4を参照すると、制御部5は、温度センサ4(4a〜4e)又は廃液タンク12等に設置される液面センサの検出出力に基づいて、減圧蒸留時、蒸留釜2内の廃液の液面高さが維持され、すなわち、液面高さが最上部の温度センサ4d,4eと同じか上方に位置するよう、廃液タンク12に接続された給液ポンプ17を制御して、蒸留釜2内に廃液を追加供給することができる。好ましくは、図4に示した、廃液追加供給の運転パターンに、図2に示した過熱防止制御を組み合わせることにより、多量の廃液を安全に減圧蒸留処理することができる。   Referring to FIGS. 2 and 4, the control unit 5 determines whether or not the inside of the distillation pot 2 is at the time of vacuum distillation based on the detection output of the temperature sensor 4 (4 a to 4 e) or the liquid level sensor installed in the waste liquid tank 12 or the like. The liquid level of the waste liquid is maintained, that is, the liquid feed pump 17 connected to the waste liquid tank 12 is controlled so that the liquid level is the same as or above the uppermost temperature sensors 4d and 4e, The waste liquid can be additionally supplied into the distillation pot 2. Preferably, a combination of the waste liquid additional supply operation pattern shown in FIG. 4 and the overheat prevention control shown in FIG. 2 allows a large amount of waste liquid to be safely distilled under reduced pressure.

本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置の熱効率を、下記の条件で計算した。また、比較例として、本実施例の電磁誘導コイルに代えてオイルヒータを用いた場合の熱効率を計算した。なお、下記の熱効率計算は、減圧蒸留中の熱効率に関し、予熱に要する熱量は考慮されていない。   The thermal efficiency of the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to one embodiment of the present invention was calculated under the following conditions. As a comparative example, thermal efficiency was calculated when an oil heater was used instead of the electromagnetic induction coil of this example. In addition, the following thermal efficiency calculation does not consider the amount of heat required for preheating regarding the thermal efficiency during vacuum distillation.

[計算条件]
(1)前提条件
廃液の加熱温度40℃(常温20℃→蒸留温度60℃)
廃液の比熱:1.0
廃液の気化熱:539.35cal/g
(2)熱効率の計算式:
電力量×(860kcal×熱効率)=発生熱量
発生熱量=蒸留処理量×加熱温度×比熱+気化熱+蒸留処理量
(3a)電磁誘導加熱式TOC除去装置の条件“実施例”
蒸留釜の定格:30〜50リットル/h
加熱手段:電磁誘導コイルユニット7kW×5台(全ユニットオン)
廃液処理量:41リットル/h(実施例1の結果より設定)
(3b)オイルヒータ加熱式TOC除去装置の条件“比較例”
蒸留釜の定格:8〜10リットル/h
加熱手段:オイルヒータ8kW
廃液処理量:8リットル/h(運転実績より設定)
[Calculation condition]
(1) Preconditions Waste liquid heating temperature 40 ° C (room temperature 20 ° C → distillation temperature 60 ° C)
Specific heat of waste liquid: 1.0
Waste heat of vaporization: 539.35 cal / g
(2) Formula for calculating thermal efficiency:
Electricity amount × (860 kcal × thermal efficiency) = generated heat amount generated heat amount = distillation processing amount × heating temperature × specific heat + heat of vaporization + distillation processing amount (3a) Conditions of electromagnetic induction heating type TOC removal device “Example”
Distilling pot rating: 30-50 liters / h
Heating means: Electromagnetic induction coil unit 7kW x 5 units (all units on)
Waste liquid treatment amount: 41 l / h (set based on the result of Example 1)
(3b) Conditions for oil heater heating type TOC removal device “Comparative example”
Distilling pot rating: 8-10 liters / h
Heating means: Oil heater 8kW
Waste liquid treatment amount: 8 liters / h (set based on actual operation)

上述した条件で熱効率を計算すると、本実施例に係る電磁誘導コイルを用いた電磁誘導加熱式TOC除去装置の熱効率は、79%であり、比較例に係るオイルヒータ加熱式TOC除去装置の熱効率は、63%であった。すなわち、本実施例の電磁誘導加熱式TOC除去装置によれば、15%以上(相対値25%以上)の大幅な熱効率の改善が達成された。なお、比較例のオイルヒータは、オイルの予熱が必要であるため、予熱を含めた総合的な熱効率は、本実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置の方がさらに優れていると考察される。   When the thermal efficiency is calculated under the above-described conditions, the thermal efficiency of the electromagnetic induction heating TOC removal device using the electromagnetic induction coil according to the present embodiment is 79%, and the thermal efficiency of the oil heater heating TOC removal device according to the comparative example is 63%. That is, according to the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus of this example, a significant improvement in thermal efficiency of 15% or more (relative value of 25% or more) was achieved. In addition, since the oil heater of the comparative example requires preheating of oil, it is considered that the overall thermal efficiency including preheating is further superior to the electromagnetic induction heating type TOC removing device according to the present embodiment. The

前記実施例4に係る条件で、前記実施例4に係る電磁誘導コイルを用いた本発明による電磁誘導加熱式TOC除去装置を用いて、TOC濃度19,000mgc/リットルの廃液を減圧蒸留処理したところ、得られた蒸留液中のTOC濃度は1ppm以下であることが確認され、純水が生成されたことが確認された。また、この減圧蒸留は、閉鎖系で行われているため、廃液中に含有されていたTOCは、残渣に移行したものと考察される。   Using the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to the present invention using the electromagnetic induction coil according to Example 4 under the conditions according to Example 4, the waste liquid having a TOC concentration of 19,000 mgc / liter was subjected to vacuum distillation treatment. The TOC concentration in the obtained distillate was confirmed to be 1 ppm or less, and it was confirmed that pure water was produced. In addition, since this vacuum distillation is performed in a closed system, it is considered that the TOC contained in the waste liquid has moved to the residue.

本発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式TOC除去装置の熱効率を、起動から終了までの全期間を下記の5期間に区分して計測した。   The thermal efficiency of the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to one embodiment of the present invention was measured by dividing the entire period from start to end into the following five periods.

[測定条件]
廃液の加熱温度40℃(常温20℃→蒸留温度60℃)
廃液の比熱:1.0
廃液の気化熱:539.35cal/g
蒸留釜の容量:長さ1500×φ750
蒸留釜の定格:30〜50リットル/h
加熱手段:電磁誘導コイルユニット 最大出力7kW×5台
真空度:−88〜−95kPa
[Measurement condition]
Waste liquid heating temperature 40 ° C (room temperature 20 ° C → distillation temperature 60 ° C)
Specific heat of waste liquid: 1.0
Waste heat of vaporization: 539.35 cal / g
Capacity of distillation kettle: Length 1500 × φ750
Distilling pot rating: 30-50 liters / h
Heating means: Electromagnetic induction coil unit Maximum output 7 kW x 5 Vacuum degree: -88 to -95 kPa

(1)起動時:0〜60分間
全電磁誘導コイルユニットを80%運転、総ヒータ電力量:28kWH
蒸留量:26リットル/h
熱効率:62%
(1) Start-up: 0-60 minutes 80% operation of all electromagnetic induction coil units, total heater power: 28 kWh
Distillation amount: 26 l / h
Thermal efficiency: 62%

(2)80%運転−減圧蒸留時:60〜160分間
全電磁誘導コイルユニットを80%運転、総ヒータ電力量:28kWH
蒸留量:37リットル/h
熱効率:89%
(2) 80% operation-reduced-pressure distillation: 60 to 160 minutes All electromagnetic induction coil units are operated 80%, total heater power: 28 kWh
Distillation amount: 37 l / h
Thermal efficiency: 89%

(3)100%運転−減圧蒸留時:160〜315分間
全電磁誘導コイルユニットを100%運転、総ヒータ電力量:35kWH
蒸留量:42リットル/h
熱効率:81%
(3) 100% operation-reduced pressure distillation: 160 to 315 minutes 100% operation of all electromagnetic induction coil units, total heater power: 35 kWh
Distillation amount: 42 l / h
Thermal efficiency: 81%

(4)第1の煮詰時:315〜375分間
四台の電磁誘導コイルユニット3a〜3dを100%運転、総ヒータ電力量:28kWH
蒸留量:34リットル/h
熱効率:81%
(4) During first cooking: 315 to 375 minutes Four electromagnetic induction coil units 3a to 3d are operated at 100%, and total heater power is 28 kWh.
Distillation amount: 34 l / h
Thermal efficiency: 81%

(5)第2の煮詰時:370〜395分間
三台の電磁誘導コイルユニット3a〜3cを80%運転、総ヒータ電力量:21kWH
蒸留量:25リットル/h
熱効率:79%
(5) During the second cooking: 370 to 395 minutes The three electromagnetic induction coil units 3a to 3c are operated at 80%, and the total heater power is 21 kWh.
Distillation volume: 25 l / h
Thermal efficiency: 79%

本発明による電磁誘導加熱式TOC除去装置によれば、電磁誘導コイルユニットの100%運転時の熱効率は、80%を超えており、実施例4で説明した比較例に係るオイルヒータ加熱式TOC除去装置に比べて、熱効率が20%以上改善されることが確認された。なお、(2)の運転期間だけでなく、(3)の100%運転時において、移動一時間値で最も熱効率の高い期間では、89%の熱効率が得られた。   According to the electromagnetic induction heating type TOC removing device according to the present invention, the thermal efficiency at the time of 100% operation of the electromagnetic induction coil unit exceeds 80%, and the oil heater heating type TOC removal according to the comparative example described in the fourth embodiment. It was confirmed that the thermal efficiency was improved by 20% or more compared to the apparatus. In addition to the operation period of (2), at the time of 100% operation of (3), a thermal efficiency of 89% was obtained in the period with the highest thermal efficiency at the moving hour value.

さらに、本発明による電磁誘導加熱式TOC除去装置によれば、起動開始後、25分経過すると、最初の蒸留液が排出され、起動から60分経過すると、26リットルもの蒸留液が生成された。一方、比較例に係るオイルヒータ加熱式TOC除去装置によれば、オイル温度は蒸留温度60℃よりも高い温度(130℃程度)に維持するため、一時間の予熱が加わり、この間は蒸留液を生成することができない。このため、もし仮に、この26リットルの蒸留液を生成させるには、約28kWHの動力が必要となる。したがって、総合的な熱効率は、本発明による電磁誘導加熱式TOC除去装置の方が、さらに優れていると考察される。また、煮詰運転時には、複数の電磁誘導コイルユニットを段階的に通電停止(オフ)することにより、過昇温防止及び省エネルギーが図られている。   Furthermore, according to the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to the present invention, the first distillate was discharged after 25 minutes from the start of the start, and as much as 26 liters of distillate was generated after 60 minutes from the start. On the other hand, according to the oil heater heating type TOC removing apparatus according to the comparative example, the oil temperature is maintained at a temperature higher than the distillation temperature of 60 ° C. (about 130 ° C.). Cannot be generated. For this reason, in order to produce this 26 liter of distillate, about 28 kWh of power is required. Therefore, it is considered that the overall thermal efficiency of the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to the present invention is further superior. Further, during boiling operation, excessive temperature rise prevention and energy saving are achieved by stepping off (turning off) the plurality of electromagnetic induction coil units in stages.

減圧蒸留に関して、本発明による装置と同様の原理で作動する、オイルヒータ加熱式TOC除去装置を用いた試験によると、減圧蒸留によって生成された残渣中に、TOCと共に放射性物質が含有され、蒸留液からはTOC及び放射性物質が除去されることが、本発明者らによる平成20(2008)年3月31日出願の特願2008−090796号において、下記のように確認されている。   According to the test using the oil heater heating type TOC removal device that operates on the same principle as the device according to the present invention with respect to the vacuum distillation, the residue produced by the vacuum distillation contains a radioactive substance together with the TOC, In the Japanese Patent Application No. 2008-090796 filed on March 31, 2008 by the present inventors, it has been confirmed that the TOC and radioactive substances are removed from the plant as follows.

[試験]
上記出願の発明に係る放射性物質及びTOCの除去装置を用いて、本発明の一実施例に係る放射性物質及びTOCの除去方法に従って、まず試験1として放射性廃液から放射性物質及びTOCを除去する試験を行い、得られた蒸留水中のTOC濃度及び放射能汚染濃度を測定した。また試験2として、本処理方法が「ケミアクリーン」以外の洗浄剤に対して有効である否かを確認するため、中性洗剤を使用した廃液による放射性物質及びTOCの除去試験を実施した。試験1及び2の試験条件は下記のとおりである。
[test]
Using the radioactive substance and TOC removal apparatus according to the invention of the above application, according to the radioactive substance and TOC removal method according to one embodiment of the present invention, first, a test for removing radioactive substance and TOC from the radioactive liquid waste is performed as Test 1. The TOC concentration and the radioactive contamination concentration in the distilled water obtained were measured. In addition, as a test 2, in order to confirm whether or not the present treatment method is effective for cleaning agents other than “Chemia Clean”, a removal test of radioactive substances and TOC by waste liquid using a neutral detergent was performed. Test conditions for Tests 1 and 2 are as follows.

・放射性物質及びTOCの除去装置:本出願人である大和化学工業株式会社製
・蒸留釜の処理能力:8〜10リットル/H
・蒸留釜内の圧力:0.090〜0.096MPa(減圧度:約−4〜10%)
・蒸留釜内の温度:40〜60℃
・付随するろ過手段:カーボンフィルタ及び多段イオン交換樹脂
・放射性廃液処理量:300リットル
・放射性廃液−
・・試験1:放射線管理区域で使用された工具を、本出願人である東電工業株式会社製の 除染剤「商品名:ケミアクリーン」で洗浄した後の廃液
「ケミアクリーン」:有機酸としてクエン酸、リンゴ酸、酒石酸及びギ酸 を総量で5%含有し残部水の水性除染剤
・・試験2:放射線管理区域で使用された工具を、一般的な洗濯用中性洗剤で洗浄した後 の廃液
・分析方法
・・TOC(全有機炭素量):JIS k0101 20
・ Radioactive substance and TOC removal device: manufactured by Daiwa Chemical Industry Co., Ltd. as the applicant ・ Processing capacity of distillation still: 8 to 10 l / H
-Pressure in the distillation kettle: 0.090-0.096 MPa (Decompression degree: about -4-10%)
・ Temperature in distillation kettle: 40-60 ° C
-Accompanying filtration means: carbon filter and multi-stage ion exchange resin-Amount of radioactive waste liquid: 300 liters-Radioactive waste liquid-
・ ・ Test 1: Waste liquid after cleaning the tool used in the radiation control area with the decontamination agent “trade name: Chemia Clean” manufactured by Toden Kogyo Co., Ltd.
“Chemia Clean”: Aqueous decontamination of residual water containing 5% total amount of citric acid, malic acid, tartaric acid and formic acid as organic acids. Test 2: Tools used in radiation control areas for general washing Waste liquid after washing with neutral detergent ・ Analysis method ・ TOC (total organic carbon): JIS k0101 20

[試験1]
上記試験1の放射性廃液(除染に使用した有機酸洗剤「ケミアクリーン」の廃液)に、上記出願に係る発明及び上記試験条件に従って、放射性物質及びTOCの除去処理を行い、得られた蒸留水中のTOC濃度及び放射能汚染濃度を測定した。本試験においては、減圧蒸留処理前に中和剤として水酸化カルシウムを添加した。ケース1では、減圧蒸留処理までを行い、ケース2では、ケース1に引き続いて、さらに、ろ過処理を行った。試験1の結果を下記の表1に示す。
[Test 1]
The radioactive waste liquid of the test 1 (the waste liquid of the organic acid detergent “Chemia Clean” used for decontamination) is subjected to a removal treatment of radioactive substances and TOC in accordance with the invention and the test conditions according to the application, TOC concentration and radioactive contamination concentration were measured. In this test, calcium hydroxide was added as a neutralizing agent before the vacuum distillation treatment. In case 1, up to vacuum distillation treatment was performed, and in case 2, subsequent to case 1, further filtration treatment was performed. The results of Test 1 are shown in Table 1 below.

[表1]

Figure 2011058874
(注):「<」は、3σ法による検出限界値未満を示す [Table 1]
Figure 2011058874
(Note): "<" indicates less than detection limit value by 3σ method

表1を参照して、本発明による減圧蒸留処理により、得られた蒸留水から、放射性物質が実質的に完全に除去されると共に、TOC濃度が10ppm以下となり、再利用可能なレベルまでTOCが除去された。また、この減圧蒸留処理に加えて、ろ過処理を行うことにより、得られた蒸留水中のTOC濃度は1ppm以下となり、純水のレベルまで、TOCが除去された。また、本除去方法及び除去装置は完全な閉鎖系であり、蒸留水側の放射能汚染濃度が顕著に減少(実質的に完全に除去)していることから、放射性廃液中の放射性物質は、残渣側に留まっていることが分かる。   Referring to Table 1, radioactive substances are substantially completely removed from the obtained distilled water by the vacuum distillation treatment according to the present invention, and the TOC concentration becomes 10 ppm or less, so that the TOC is reduced to a reusable level. Removed. Moreover, in addition to this vacuum distillation process, the TOC density | concentration in obtained distilled water became 1 ppm or less by performing a filtration process, and TOC was removed to the level of the pure water. In addition, since this removal method and removal apparatus is a completely closed system and the radioactive contamination concentration on the distilled water side is significantly reduced (substantially completely removed), the radioactive substances in the radioactive liquid waste are It can be seen that it remains on the residue side.

[試験2]
試験2の放射性廃液に、上記出願に係る発明及び上記試験条件に従って、放射性物質及びTOCの除去処理を行い、得られた蒸留水中のTOC濃度及び放射能汚染濃度を測定した。なお試験1では、有機酸洗剤「ケミアクリーン」を使用した廃液は酸性度が高いため、中和処理を施す必要があることから、中和剤として水酸化カルシウムを添加している。したがって、試験2では、この水酸化カルシウムの添加が、減圧蒸留処理による放射性物質及びTOCの除去に影響しているのか否かを確認するため、水酸化カルシウムを添加した場合と添加しない場合の試験も行い、その影響も確認した。
[Test 2]
The radioactive waste liquid of Test 2 was subjected to a removal treatment of radioactive substances and TOC in accordance with the invention according to the above application and the above test conditions, and the TOC concentration and the radioactive contamination concentration in the obtained distilled water were measured. In Test 1, since the waste liquid using the organic acid detergent “Chemia Clean” has high acidity and needs to be neutralized, calcium hydroxide is added as a neutralizing agent. Therefore, in Test 2, in order to confirm whether or not this addition of calcium hydroxide has an effect on the removal of radioactive materials and TOC by the vacuum distillation treatment, the test with and without the addition of calcium hydroxide. The effect was also confirmed.

このため、ケース1では、減圧蒸留処理まで行い、ケース2では、ケース1の減圧蒸留処理前に水酸化カルシウムを添加(中和剤として)した試験を行い、ケース3では、ケース1の減圧蒸留処理後にろ過処理を行い、ケース4ではケース3の減圧蒸留処理前に水酸化カルシウムを添加した試験を行った。試験結果は次の表2に示す。なお、減圧蒸留処理により、減圧蒸留処理前の廃液は、約95%の蒸留水と、約5%の残渣(含水率30%以下)に分留された。   For this reason, in Case 1, a vacuum distillation treatment is performed, in Case 2, a test in which calcium hydroxide is added (as a neutralizer) before the vacuum distillation treatment in Case 1 is performed, and in Case 3, the vacuum distillation of Case 1 is performed. After the treatment, a filtration treatment was performed. In Case 4, a test was conducted in which calcium hydroxide was added before the vacuum distillation treatment in Case 3. The test results are shown in Table 2 below. The waste liquid before the vacuum distillation treatment was fractionated into about 95% distilled water and about 5% residue (water content 30% or less) by the vacuum distillation treatment.

[表2]

Figure 2011058874
(注):「<」は、3σ法による検出限界値未満を示す
[Table 2]
Figure 2011058874
(Note): "<" indicates less than detection limit value by 3σ method

表2を参照して、試験1の場合と同様に、本発明による減圧蒸留処理により、得られた蒸留水から、放射性物質が実質的に完全に除去されると共に、TOC濃度が10ppm以下となり、再利用可能なレベルまでTOCが除去された。また、この減圧蒸留処理に加えて、ろ過処理を行うことにより、得られた蒸留水中のTOC濃度は1ppm以下となり、純水のレベルまで、TOCが除去された。また、本除去方法及び除去装置は完全な閉鎖系であり、蒸留水側の放射能汚染濃度が顕著に減少(実質的に完全に除去)していることから、放射性廃液中の放射性物質は、残渣側に留まっていることが分かる。   Referring to Table 2, as in the case of Test 1, the reduced-pressure distillation treatment according to the present invention removes radioactive substances from the distilled water obtained substantially completely, and the TOC concentration becomes 10 ppm or less. The TOC has been removed to a reusable level. Moreover, in addition to this vacuum distillation process, the TOC density | concentration in obtained distilled water became 1 ppm or less by performing a filtration process, and TOC was removed to the level of the pure water. In addition, since this removal method and removal apparatus is a completely closed system and the radioactive contamination concentration on the distilled water side is significantly reduced (substantially completely removed), the radioactive substances in the radioactive liquid waste are It can be seen that it remains on the residue side.

なお、水酸化カルシウムの影響については、減圧蒸留処理後の状態及び更にろ過処理を施した状態のいずれも、水酸化カルシウムを添加した場合と、添加しない場合において、TOC濃度、放射能汚染濃度に実質的な差(若干、水酸化カルシウムを添加した方が高い)が認められなかった。これにより、水酸化カルシウムの添加が減圧蒸留処理による放射性物質及びTOCの除去に、またろ過処理によるTOCの除去に影響していないことも確認された。   In addition, about the influence of calcium hydroxide, both in the state after vacuum distillation treatment and the state where filtration treatment was applied, both in the case where calcium hydroxide is added and in the case where calcium hydroxide is not added, the TOC concentration and the radioactive contamination concentration. There was no substantial difference (somewhat higher when calcium hydroxide was added). Thereby, it was also confirmed that the addition of calcium hydroxide had no influence on the removal of radioactive substances and TOC by the vacuum distillation treatment and on the removal of TOC by the filtration treatment.

本発明による電磁誘導加熱式TOC除去装置は、有機炭素物質を含む廃液の処理に利用され、特に、省エネルギー、廃棄物の減量化が求められる発電所内の廃液処理に好適に利用される。さらに、本発明による電磁誘導加熱式TOC除去装置は、原子力施設等、例えば、原子力発電所、核燃料再処理施設、放射性廃棄物処分施設の放射線管理区域から発生する放射性廃液、特に、放射性汚染工具等を除染液で除染した放射性廃液の処理に適用される。また、本発明に従い得られた蒸留液は、放射線管理区域等での処理又は再利用が容易であり、例えば、蒸留液が水である場合、既存の水処理施設での処理又は再利用も可能である。   The electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to the present invention is used for processing a waste liquid containing an organic carbon substance, and is particularly preferably used for a waste liquid treatment in a power plant where energy saving and waste reduction are required. Further, the electromagnetic induction heating type TOC removing apparatus according to the present invention is a radioactive waste liquid generated from a radiation control area of a nuclear power facility, for example, a nuclear power plant, a nuclear fuel reprocessing facility, a radioactive waste disposal facility, in particular, a radioactive contamination tool, etc. It is applied to the treatment of radioactive waste liquid decontaminated with decontamination liquid. In addition, the distillate obtained according to the present invention can be easily treated or reused in a radiation control area or the like. For example, when the distillate is water, it can be treated or reused in an existing water treatment facility. It is.

1 電磁誘導加熱式TOC除去装置
2 蒸留釜
2a 廃液注入口
2b 蒸気口
3 電磁誘導コイル
3a 第1の電磁誘導コイルユニット(下部電磁誘導コイルユニット)
3b 第2の電磁誘導コイルユニット(中間電磁誘導コイルユニット)
3c 第3の電磁誘導コイルユニット(中間電磁誘導コイルユニット)
3d 第4の電磁誘導コイルユニット(上部電磁誘導コイルユニット)
3e 第5の電磁誘導コイルユニット(上部電磁誘導コイルユニット)
4 温度センサ
4a 第1の温度センサ(下部温度センサ)
4b 第2の温度センサ(中間温度センサ)
4c 第3の温度センサ(中間温度センサ)
4d 第4の温度センサ(上部温度センサ)
4e 第5の温度センサ(上部温度センサ)
5 制御部
6 コンデンサ(熱交換器)
7 減圧ポンプ
8 バッファタンク
9 残渣排出器
11a,11b 添加剤タンク
12 廃液タンク
13 中和槽
14 残渣容器
15 ろ過器
16 IHインバータ
17 給液ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic induction heating type TOC removal apparatus 2 Distilling pot 2a Waste liquid inlet 2b Steam port 3 Electromagnetic induction coil 3a 1st electromagnetic induction coil unit (lower electromagnetic induction coil unit)
3b Second electromagnetic induction coil unit (intermediate electromagnetic induction coil unit)
3c Third electromagnetic induction coil unit (intermediate electromagnetic induction coil unit)
3d Fourth electromagnetic induction coil unit (upper electromagnetic induction coil unit)
3e Fifth electromagnetic induction coil unit (upper electromagnetic induction coil unit)
4 Temperature sensor 4a First temperature sensor (lower temperature sensor)
4b Second temperature sensor (intermediate temperature sensor)
4c Third temperature sensor (intermediate temperature sensor)
4d Fourth temperature sensor (upper temperature sensor)
4e Fifth temperature sensor (upper temperature sensor)
5 Control unit 6 Condenser (heat exchanger)
7 Depressurization pump 8 Buffer tank 9 Residue discharger 11a, 11b Additive tank 12 Waste liquid tank 13 Neutralization tank 14 Residual container 15 Filter 16 IH inverter 17 Feed pump

Claims (6)

廃液から少なくとも有機炭素物質を除去する装置であって、
前記廃液を減圧蒸留して、前記有機炭素物質を含む残渣と、蒸気とに分留する蒸留釜と、
前記蒸留釜に付設され、該蒸留釜自体を電磁誘導加熱することにより、前記蒸留釜内の廃液を蒸留可能な温度に加熱する電磁誘導コイルと、
を有する、ことを特徴とする電磁誘導加熱式TOC除去装置。
An apparatus for removing at least organic carbon substances from waste liquid,
A distillation kettle for distilling the waste liquid under reduced pressure to fractionate the residue containing the organic carbon substance and steam;
An electromagnetic induction coil which is attached to the distillation kettle and heats the waste liquid in the distillation kettle to a temperature at which the distillation kettle can be distilled by electromagnetic induction heating of the distillation kettle itself;
An electromagnetic induction heating type TOC removing device characterized by comprising:
前記電磁誘導コイルは、少なくとも上下方向に分割された、複数の電磁誘導コイルユニットから構成される、ことを特徴とする請求項1記載の電磁誘導加熱式TOC除去装置。   2. The electromagnetic induction heating type TOC removing device according to claim 1, wherein the electromagnetic induction coil is composed of a plurality of electromagnetic induction coil units divided at least in the vertical direction. 前記蒸留釜内の廃液の液面高さに応じて、上下方向に分割された前記複数の電磁誘導コイルユニットのオンオフを個別に制御自在な制御部を有する、ことを特徴とする請求項2記載の電磁誘導加熱式TOC除去装置。   The control unit according to claim 2, further comprising a control unit capable of individually controlling on / off of the plurality of electromagnetic induction coil units divided in the vertical direction according to the liquid level of the waste liquid in the distillation pot. Electromagnetic induction heating TOC removal device. 前記電磁誘導コイルは、少なくとも上下方向に分割された、複数の電磁誘導コイルユニットから構成され、
前記蒸留釜の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによる温度検出に基づいて、上下方向に分割された前記複数の電磁誘導コイルユニットのオンオフを個別に制御自在な制御部と、
を有する、ことを特徴とする請求項1記載の電磁誘導加熱式TOC除去装置。
The electromagnetic induction coil is composed of a plurality of electromagnetic induction coil units divided at least in the vertical direction,
A temperature sensor for detecting the temperature of the distillation kettle;
Based on temperature detection by the temperature sensor, a control unit capable of individually controlling on / off of the plurality of electromagnetic induction coil units divided in the vertical direction;
The electromagnetic induction heating type TOC removing device according to claim 1, wherein
前記温度センサは、前記複数の電磁誘導コイルユニットにそれぞれ付設された複数の温度センサから構成され、
各々の前記温度センサは、当該温度センサが付設された当該電磁誘導コイルユニット近傍の前記蒸留釜の部分的な温度を検出自在である、ことを特徴とする請求項4記載の電磁誘導加熱式TOC除去装置。
The temperature sensor is composed of a plurality of temperature sensors respectively attached to the plurality of electromagnetic induction coil units,
5. The electromagnetic induction heating type TOC according to claim 4, wherein each of the temperature sensors is capable of detecting a partial temperature of the distillation pot near the electromagnetic induction coil unit to which the temperature sensor is attached. Removal device.
前記複数の温度センサがそれぞれ検出する前記蒸留釜の部分的な温度に応じて、前記蒸留釜に廃液が追加供給される、ことを特徴とする請求項5記載の電磁誘導加熱式TOC除去装置。   6. The electromagnetic induction heating type TOC removing device according to claim 5, wherein waste liquid is additionally supplied to the distillation kettle according to partial temperatures of the distillation kettle detected by the plurality of temperature sensors.
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