JP2017009453A - Method and system for removing radioactive material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行する放射性物質除去方法、及び、同加熱処理を実行する加熱処理部を備えた放射性物質除去システムに関する。 The present invention relates to a radioactive substance removal method for performing a heat treatment for heating a treatment object containing a radioactive substance in contact with a combustion gas in a heating chamber, and a radioactive substance removal provided with a heat treatment unit for performing the heat treatment About the system.
従来、放射性物質を含む災害廃棄物の焼却に伴って発生する焼却灰や汚染土壌などの処理対象物から放射性セシウムなどの放射性物質を除去する放射性物質除去技術として、焼却灰を塩化化合物などの揮発促進剤を添加した上で加熱する加熱処理を実行することで、処理対象物から放射性物質を揮発除去するものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。 Conventionally, incineration ash is volatilized such as chlorinated compounds as a technology for removing radioactive substances such as radioactive cesium from incineration ash generated from incineration of disaster waste containing radioactive materials and contaminated soil. It is known that a radioactive substance is volatilized and removed from an object to be treated by performing a heat treatment that is performed after adding an accelerator (see, for example, Patent Document 1).
このような放射性物質除去技術では、処理対象物を比較的高温に加熱する必要があるため、一般的には、ロータリーキルンなどの直接燃焼式の加熱炉を利用して、処理対象物を加熱炉の内部に形成された加熱室で燃焼ガスに直接接触させて加熱する。 In such a radioactive material removal technology, it is necessary to heat the object to be processed to a relatively high temperature. Therefore, in general, a direct combustion type heating furnace such as a rotary kiln is used to remove the object to be processed in the heating furnace. Heating is performed in direct contact with the combustion gas in a heating chamber formed inside.
上記のような処理対象物には、放射性セシウムなどの放射性物質以外に、鉛、カドミウム、クロム、ヒ素、セレンなどの重金属類などが含まれる場合がある。このような重金属を含む処理対象物を直接燃焼式の加熱炉で燃焼ガスに直接接触させる形態で加熱処理を施すと、鉛、カドミウム、ヒ素などの低沸点重金属類については揮発除去することも可能であるが、クロムやセレンなどの重金属類については、加熱室で燃焼ガスに接触し酸化することで、6価クロムや亜セレン酸などの有害物質に変化し、加熱処理後の処理対象物に溶出可能な状態で残存するという問題があった。 In addition to radioactive materials such as radioactive cesium, the processing object as described above may include heavy metals such as lead, cadmium, chromium, arsenic, and selenium. When heat treatment is performed in such a manner that a processing object containing such heavy metals is directly brought into contact with combustion gas in a direct combustion type heating furnace, low boiling point heavy metals such as lead, cadmium and arsenic can be volatilized and removed. However, heavy metals such as chromium and selenium change into harmful substances such as hexavalent chromium and selenious acid by contacting with combustion gas in the heating chamber and oxidizing them. There was a problem of remaining in a state where it could be eluted.
このような重金属類の酸化による有害物質の生成を抑制するために、直接燃焼式の加熱炉における空気比を1未満に低下させることがあるが、重金属類の燃焼ガスとの接触酸化を完全に阻止することができないため、有害物質の生成抑制効果を十分に発揮することができない場合があった。 In order to suppress the generation of harmful substances due to the oxidation of heavy metals, the air ratio in the direct combustion furnace may be reduced to less than 1, but the contact oxidation of heavy metals with the combustion gas is completely eliminated. Since it cannot be prevented, there are cases in which the effect of suppressing the generation of harmful substances cannot be fully exhibited.
また、加熱処理後の処理対象物に固化剤などを添加することで、有害物質を封じ込めて不溶化する方法が知られているが、この方法では土壌としての再利用が困難になるという別の問題が生じる。 In addition, there is a known method to contain hazardous substances and insolubilize them by adding a solidifying agent to the object to be treated after heat treatment, but this method makes it difficult to reuse as soil. Occurs.
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行して、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去するにあたり、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図りながら加熱処理後の処理対象物に含まれる重金属類を無害化することができる放射性物質除去技術を提供する点にある。 In view of this situation, the main object of the present invention is to execute a heat treatment in which a processing object containing a radioactive substance is heated by contacting the combustion gas in a heating chamber to volatilize and remove the radioactive substance from the processing object. Another object of the present invention is to provide a radioactive substance removing technique capable of detoxifying heavy metals contained in a processing object after heat treatment while improving energy saving with a rational configuration.
本発明の第1特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行する放射性物質除去方法であって、
前記加熱処理後の処理対象物を還元雰囲気に維持された還元室に所定の還元時間に亘って保持する還元処理を実行すると共に、
前記還元処理において、前記加熱処理の排熱を利用して前記還元室で前記処理対象物を還元させる点にある。
A first characteristic configuration of the present invention is a radioactive substance removing method for performing a heating process in which a processing object containing a radioactive substance is heated in contact with a combustion gas in a heating chamber,
While performing the reduction process which hold | maintains the process target after the said heat processing over the predetermined | prescribed reduction | restoration time in the reduction | restoration chamber maintained by the reducing atmosphere,
In the reduction treatment, the object to be treated is reduced in the reduction chamber using the exhaust heat of the heat treatment.
本構成によれば、加熱処理後の処理対象物に対して上記還元処理を実行するので、加熱処理後の処理対象物に含まれる6価クロムや亜セレン酸などの有害物質を還元させて無害化することができる。更に、上記還元処理では、還元室で処理対象物を還元させるために、上記加熱処理の排熱を利用するので、還元室に当該排熱以外の別の熱を与える構成を省略又は簡略化して、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図ることができる。
従って、本発明により、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行して、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去するにあたり、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図りながら加熱処理後の処理対象物に含まれる重金属類を無害化することができる放射性物質除去方法を実現することができる。
According to this configuration, the reduction treatment is performed on the treatment target after the heat treatment, and thus harmful substances such as hexavalent chromium and selenite contained in the treatment target after the heat treatment are reduced to be harmless. Can be Further, in the reduction process, since the exhaust heat of the heat treatment is used to reduce the object to be processed in the reduction chamber, the configuration for supplying heat other than the exhaust heat to the reduction chamber is omitted or simplified. Thus, energy saving can be improved with a rational configuration.
Therefore, according to the present invention, a heat treatment is performed in which a processing object containing a radioactive substance is heated in contact with a combustion gas in a heating chamber, and the radioactive substance is volatilized and removed from the processing object with a rational configuration. It is possible to realize a radioactive substance removing method capable of detoxifying heavy metals contained in the object to be processed after the heat treatment while improving energy saving.
本発明の第2特徴構成は、前記還元処理において、前記加熱処理の排熱を利用するにあたり、前記加熱室から払い出された高温状態の処理対象物を当該高温状態のまま前記還元室に投入する点にある。 According to the second characteristic configuration of the present invention, when the exhaust heat of the heat treatment is used in the reduction treatment, the high-temperature treatment target discharged from the heating chamber is put into the reduction chamber in the high-temperature state. There is in point to do.
本構成によれば、加熱室から払い出された高温状態の処理対象物は加熱室での加熱処理の排熱を保有しているものと言える。そして、その処理対象物を高温状態のまま還元室に投入することで、当該処理対象物の保有熱により還元室で処理対象物を還元させることができる。 According to this configuration, it can be said that the high-temperature processing object dispensed from the heating chamber holds the exhaust heat of the heating processing in the heating chamber. Then, by putting the processing object into the reduction chamber in a high temperature state, the processing object can be reduced in the reduction chamber by the heat retained by the processing object.
本発明の第3特徴構成は、前記還元室として、前記加熱処理後の処理対象物を収容し当該収容した処理対象物を前記還元時間経過後に払い出すバッチ式還元室を複数設け、
前記複数のバッチ式還元室に対して前記加熱処理後の処理対象物を順次払い出す点にある。
The third characteristic configuration of the present invention is provided with a plurality of batch type reduction chambers as the reduction chambers that contain the processing object after the heat treatment and discharge the stored processing object after the reduction time has elapsed.
The processing object after the heat treatment is sequentially dispensed to the plurality of batch type reduction chambers.
本構成によれば、比較的構成が簡素な上記バッチ式還元室を、加熱処理後の処理対象物を還元処理するための還元室として採用することで、更なる構成の合理化を図ることができる。更に、そのバッチ式還元室を複数配置し、当該複数のバッチ式還元室に対して加熱処理後の処理対象物を順次払い出すことで、加熱室から略連続的に払い出される高温状態の処理対象物を、加熱室から払い出されてからバッチ式還元室に投入されるまでの滞留時間を極力無くした状態で略連続的に、上記バッチ式還元室に投入することができる。よって、加熱処理の排熱である加熱室から払い出された処理対象物の保有熱を、滞留時間による放熱を抑制した状態で有効に還元室に伝達することができる。 According to this configuration, the above-described batch type reduction chamber having a relatively simple configuration is employed as a reduction chamber for reducing the object to be processed after the heat treatment, thereby further streamlining the configuration. . Furthermore, a plurality of batch-type reduction chambers are arranged, and a processing object in a high temperature state that is discharged almost continuously from the heating chamber by sequentially discharging the processing object after the heat treatment to the plurality of batch-type reduction chambers. The product can be fed into the batch reduction chamber substantially continuously with the residence time from being discharged from the heating chamber to being charged into the batch reduction chamber being minimized. Therefore, the retained heat of the processing object delivered from the heating chamber, which is the exhaust heat of the heat treatment, can be effectively transmitted to the reduction chamber in a state where heat dissipation due to the residence time is suppressed.
本発明の第4特徴構成は、前記還元室として、前記加熱処理後の処理対象物が前記還元時間に亘って搬送される連続式還元室を設けた点にある。 The 4th characteristic structure of this invention exists in the point which provided the continuous reduction chamber as which the said process target after the said heat processing was conveyed over the said reduction | restoration time as said reduction | restoration chamber.
本構成によれば、処理対象物を略連続的に投入可能な上記連続式還元室を、加熱処理後の処理対象物を還元処理するための還元室として採用することで、加熱室から略連続的に払い出される高温状態の処理対象物を、加熱室から払い出されてから連続式還元室に投入されるまでの滞留時間を極力無くした状態で略連続的に、上記連続式還元室に投入することができる。よって、加熱処理の排熱である加熱室から払い出された処理対象物の保有熱を、滞留時間による放熱を抑制した状態で還元室での還元に利用することができる。 According to this configuration, by adopting the continuous reduction chamber in which the processing object can be introduced substantially continuously as a reduction chamber for reducing the processing object after the heat treatment, the continuous reduction chamber is substantially continuous from the heating chamber. The processing object in a high-temperature state that is automatically discharged is charged into the continuous reduction chamber almost continuously with minimal residence time from being discharged from the heating chamber to being charged into the continuous reduction chamber. can do. Therefore, the retained heat of the processing object delivered from the heating chamber, which is the exhaust heat of the heat treatment, can be used for the reduction in the reduction chamber in a state where heat dissipation due to the residence time is suppressed.
本発明の第5特徴構成は、前記還元室に不活性ガスを充填して、当該還元室を前記還元雰囲気に維持すると共に、
前記還元処理において、前記加熱処理の排熱を利用するにあたり、前記還元室に供給される不活性ガスを前記加熱処理の排熱で予熱する点にある。
According to a fifth feature of the present invention, the reducing chamber is filled with an inert gas, and the reducing chamber is maintained in the reducing atmosphere.
In the reduction process, in using the exhaust heat of the heat treatment, the inert gas supplied to the reduction chamber is preheated with the exhaust heat of the heat treatment.
本構成によれば、還元室に窒素ガスなどの不活性ガスを充填することで、還元室を低酸素状態の還元雰囲気に維持することができる。更に、還元室に供給される不活性ガスを加熱処理の排熱で予熱することで、不活性ガスの保有熱により還元室で処理対象物を還元させることができる。即ち、この場合には、還元室に供給される不活性ガスが加熱処理の排熱を還元室に伝達する熱伝達媒体として機能するため、別の熱伝達媒体を利用する構成を省略又は簡略化して、更なる構成の合理化を図ることができる。 According to this configuration, the reducing chamber can be maintained in a reducing atmosphere in a low oxygen state by filling the reducing chamber with an inert gas such as nitrogen gas. Furthermore, by preheating the inert gas supplied to the reduction chamber with the exhaust heat of the heat treatment, the object to be treated can be reduced in the reduction chamber by the retained heat of the inert gas. That is, in this case, since the inert gas supplied to the reduction chamber functions as a heat transfer medium that transmits the exhaust heat of the heat treatment to the reduction chamber, the configuration using another heat transfer medium is omitted or simplified. Thus, further rationalization of the configuration can be achieved.
本発明の第6特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行する加熱処理部を備えた放射性物質除去システムであって、
前記加熱処理部から払い出された処理対象物を還元雰囲気に維持された還元室に保持する還元処理部を備えると共に、
前記還元処理部が、前記加熱処理の排熱を利用して前記還元室で前記処理対象物を還元させるように構成されている点にある。
A sixth characteristic configuration of the present invention is a radioactive substance removal system including a heat treatment unit that performs a heat treatment for heating a treatment target containing a radioactive substance in contact with a combustion gas in a heating chamber,
A reduction processing unit that holds the processing object discharged from the heating processing unit in a reduction chamber maintained in a reduction atmosphere;
The reduction processing unit is configured to reduce the processing object in the reduction chamber using exhaust heat of the heat treatment.
本構成によれば、前述の第1特徴構成を有する放射性物質除去方法が有する各処理を実行するための各処理部を備えているので、当該放射性物質除去方法と同様の作用効果を奏し、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行して、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去するにあたり、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図りながら加熱処理後の処理対象物に含まれる重金属類を無害化することができる放射性物質除去システムを実現することができる。 According to this structure, since each process part for performing each process which the radioactive substance removal method which has the above-mentioned 1st characteristic structure has is provided, there exists an effect similar to the said radioactive substance removal method, and there exists radioactive. When heat treatment is performed in which a processing object containing a substance is heated by contacting the combustion gas in a heating chamber, and the radioactive material is volatilized and removed from the processing object, energy saving is improved with a rational configuration. Thus, it is possible to realize a radioactive substance removal system capable of detoxifying heavy metals contained in the object to be treated after the heat treatment.
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態について図1に基づいて説明する。
図1に示す放射性物質除去システム100(以下、「本システム100」と呼ぶ。)は、放射性セシウム(放射性物質の一例)を含む汚染土壌などの処理対象物X0から放射性セシウムを揮発除去するための放射性物質除去方法を実施するためのシステムとして構成されている。よって、本システム100には、当該処理対象物X0を加熱室R1で燃焼ガスCに接触させて加熱する加熱処理を実行する加熱処理部1が設けられている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A radioactive
尚、加熱処理が施される処理対象物X0には、セシウム揮発促進剤が予め添加されている。このようなセシウム揮発促進剤の種類や加熱条件等については、公知技術を採用でき、例えば、無機カルシウム化合物又は有機カルシウム化合物と塩化化合物をセシウム揮発促進剤として添加すれば、加熱処理において比較的低温の900℃以上1200℃以下、好ましくは950℃以上1100℃以下、且つ比較的短時間の120分以下、好ましくは30分以上60分以下の加熱により、主灰中の放射性セシウムを良好に揮発させることができる。 Note that a cesium volatilization accelerator is added in advance to the processing object X0 to be heat-treated. For such types of cesium volatilization accelerators and heating conditions, publicly known techniques can be employed. For example, if an inorganic calcium compound or an organic calcium compound and a chloride compound are added as cesium volatilization accelerators, the heat treatment is performed at a relatively low temperature. 900 ° C to 1200 ° C, preferably 950 ° C to 1100 ° C and a relatively short time of 120 minutes or less, preferably 30 minutes to 60 minutes or less, to volatilize radioactive cesium in the main ash well. be able to.
上記加熱処理部1は、直接燃焼式のロータリーキルンで構成されており、基端部を覆う供給側ケーシング11と先端側を覆う排出側ケーシング13との間で回転駆動可能に横架され、内部に加熱室R1を形成する円筒状のキルン本体12を備える。そして、供給側ケーシング11に設けられた投入ホッパ14から加熱室R1の基端側に投入された処理対象物X0が、キルン本体12の回転駆動により、当該キルン本体12の内部に形成された加熱室R1を基端側から先端側に向けて搬送される。同時に、この加熱室R1では、排出側ケーシング13に設けられたバーナ16から吹き込まれた燃料Fが燃焼用空気供給口18から供給された燃焼用空気Aを利用して燃焼し、高温状態の燃焼ガスCが生成される。
これにより、加熱室R1では、処理対象物X0を燃焼ガスCに直接接触させて加熱する加熱処理が実行されることになる。
The heat treatment unit 1 is composed of a direct combustion type rotary kiln, and is horizontally mounted so as to be rotationally driven between a
Thereby, in the heating chamber R1, the heating process is performed in which the processing object X0 is directly brought into contact with the combustion gas C and heated.
加熱室R1で加熱処理が施された加熱処理後の処理対象物X1は、キルン本体12の先端部からそれを覆う排出側ケーシング13の内部に落下し、当該排出側ケーシング13の底部に形成された払出口15より、当該払出口15に設けられたシャッター30が開放されたタイミングで払い出される。尚、この払出口15から払い出された加熱処理後の処理対象物X1は、その直前まで燃焼ガスCに晒され加熱処理が施されていたことから、当該加熱処理の排熱を保有して高温状態に維持されている。
The processing object X1 after the heat treatment subjected to the heat treatment in the heating chamber R1 falls from the tip of the kiln
一方、加熱室R1において処理対象物X0から揮発除去された放射性セシウムを含む排ガスEは、供給側ケーシング11の天井部に形成された排気口19から排ガス管路31に排出される。この排ガス管路31に排出された放射性セシウムを含む排ガスEは、図示は省略するが、適宜冷却された後に、バグフィルタなどの乾式集塵手段や湿式スクラバのような湿式捕集手段に供給されて、放射性セシウムやそれが付着した粉塵が分離除去される。その後、排ガスEは、必要に応じて脱硝処理のような高度処理が行われた上で、大気中へと排気される。
On the other hand, the exhaust gas E containing radioactive cesium volatilized and removed from the processing object X0 in the heating chamber R1 is discharged to the
以上のような直接燃焼式の加熱処理部1では、加熱室R1において処理対象物X0に含まれる3価クロムやセレンなどの重金属が燃焼ガスCに直接接触して酸化することで、6価クロムや亜セレン酸などの有害物質が生成され、その有害物質が加熱処理後の処理対象物X1と共に払出口15から払い出されるという問題がある。
そこで、本システム100及びそれが実施する放射性物質除去方法では、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図りながら加熱処理後の処理対象物X1に含まれる重金属類を無害化するための特徴を有しており、その詳細について以下に説明を加える。
In the direct combustion type heat treatment unit 1 as described above, heavy metal such as trivalent chromium and selenium contained in the processing object X0 directly contacts the combustion gas C and oxidizes in the heating chamber R1, thereby hexavalent chromium. And harmful substances such as selenious acid are generated, and the harmful substances are discharged from the
Therefore, the
本システム100には、加熱処理部1の払出口15から払い出された加熱処理後の処理対象物X1を還元雰囲気に維持された還元室R2に所定の還元時間に亘って保持する還元処理を実行する還元処理部2が設けられている。
In the
尚、還元雰囲気とは、還元室R2に投入された処理対象物X1の還元が促される低酸素且つ高温(例えば300℃以上)の雰囲気を示す。
また、上記還元雰囲気において、還元室R2の酸素濃度は、5%以下、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下が好適であり、この低酸素状態を維持するべく、還元室R2には、窒素ガスなどの不活性ガスIが不活性ガス管路25を通じて充填されている。還元室R2を通流した排ガスEは還元室排ガス管路26を通じて排ガス管路31に排出される。この還元室排ガス管路26には、還元室R2から排出された排ガスEの酸素濃度を検出する酸素センサ27が設けられており、この酸素センサ27の検出結果に基づいて不活性ガス管路25に設けられた流量調整弁28を制御することで、還元室R2から排出される排ガスEの酸素濃度即ち還元室R2の酸素濃度が所望の酸素濃度に維持される。
更に、上記所定の還元時間とは、上記還元雰囲気において有害物質が無害化されるまでに必要な時間を示し、例えば、30分〜60分程度に設定される。
Note that the reducing atmosphere refers to an atmosphere of low oxygen and high temperature (for example, 300 ° C. or higher) that promotes the reduction of the processing object X1 charged into the reducing chamber R2.
In the reducing atmosphere, the oxygen concentration in the reducing chamber R2 is preferably 5% or less, preferably 3% or less, more preferably 1% or less. In order to maintain this low oxygen state, the reducing chamber R2 An inert gas I such as nitrogen gas is filled through an
Furthermore, the predetermined reduction time indicates a time required until the harmful substance is rendered harmless in the reducing atmosphere, and is set to about 30 to 60 minutes, for example.
そして、還元処理部2が実行する還元処理では、加熱処理部1における加熱処理の排熱を利用して、還元室R2で処理対象物X1を高温に維持して還元させることで、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図るように構成されている。 In the reduction process performed by the reduction processing unit 2, the waste heat of the heat processing in the heat processing unit 1 is used to reduce the processing object X1 while maintaining the processing object X1 at a high temperature in the reduction chamber R2. The structure is configured to improve energy saving.
具体的には、上記還元室R2を加熱室R1から高温状態の処理対象物X1が払い出される払出口15の直下に配置することにより、加熱室R1から払い出された高温状態の処理対象物X1を当該高温状態のまま還元室R2に投入して、当該還元室R2で処理対象物X1を還元させるように構成されている。このことで、処理対象物X1自身が熱伝達媒体として機能して、加熱室R1における加熱処理の排熱が、加熱室R1から払い出された処理対象物X1の保有熱として還元室R2に伝達され、結果、還元室R2で処理対象物X1が比較的高温に維持されることになる。
Specifically, the reduction chamber R2 is disposed immediately below the
このような還元処理部2では、加熱室R1から払い出されてから還元室R2に投入されるまでの滞留時間が長くなると、その滞留時間における放熱量が増加して、還元室R2で処理対象物X1を高温に維持することができなくなる場合がある。よって、加熱室R1から略連続的に払い出される高温状態の処理対象物X1を放熱の原因となる滞留時間を極力無くした状態で略連続的に還元室R2に投入することが望まれる。
そこで、還元室R2として、加熱処理後の処理対象物X1を収容し当該収容した処理対象物X1を上記還元時間経過後に払い出すバッチ式還元室20a,20bが複数設けられている。
In such a reduction processing unit 2, when the residence time from the discharge from the heating chamber R1 to the introduction into the reduction chamber R2 becomes longer, the amount of heat released during the residence time increases, and the reduction chamber R2 performs processing. The object X1 may not be maintained at a high temperature. Therefore, it is desired that the processing object X1 in a high temperature state that is almost continuously discharged from the heating chamber R1 is continuously input into the reduction chamber R2 in a state in which the residence time that causes heat dissipation is eliminated as much as possible.
Therefore, as the reduction chamber R2, there are provided a plurality of batch
即ち、払出口15の直下には、当該払出口15から払い出された処理対象物X1の供給先を、夫々のバッチ式還元室20a,20bに通じる夫々の分岐管路21に順次切替可能な切替ダンパー22が設けられている。更に、バッチ式還元室20a,20bの底部には、開閉可能なシャッター24が配置されている。
That is, immediately below the
よって、切替ダンパー22の切替えに伴ってバッチ式還元室20a,20bに投入された処理対象物X1は、当該バッチ式還元室20a,20bにおいて上記還元時間の間滞留して還元処理が施され、その後にシャッター24が開放されることで、還元処理後の無害化された処理対象物X2が払い出されることになる。このことで、加熱室R1から払出口15を介して略連続的に払い出される高温状態の処理対象物X1は、略連続的に上記バッチ式還元室20a,20bの何れかに投入されて還元処理が施されることになる。
Therefore, the processing object X1 thrown into the batch
更に、還元処理部2が実行する還元処理では、加熱室R1から払い出された高温状態の処理対象物X1を当該高温状態のまま還元室R2に投入する構成以外にも、加熱処理部1における加熱処理の排熱を利用して、還元室R2で処理対象物X1を還元させる構成を有している。 Furthermore, in the reduction process performed by the reduction processing unit 2, in addition to the configuration in which the high temperature processing object X1 discharged from the heating chamber R1 is put into the reduction chamber R2 in the high temperature state, the heating processing unit 1 Using the exhaust heat of the heat treatment, the processing object X1 is reduced in the reduction chamber R2.
具体的には、不活性ガス管路25を通じて還元室R2に供給される不活性ガスIを、加熱室R1から排ガス管路31に排出された高温状態の排ガスEとの熱交換により加熱する熱交換器32が設けられている。このことで、加熱室R1から排出された排ガスE及び還元室R2に供給される不活性ガスIが熱伝達媒体として機能して、加熱室R1における加熱処理の排熱が排ガスE及び不活性ガスIの保有熱として還元室R2に伝達され、結果、還元室R2で処理対象物X1が比較的高温に維持されることになる。
Specifically, heat that heats the inert gas I supplied to the reduction chamber R2 through the
尚、加熱室R1から払い出された加熱処理後の処理対象物X1には、当該加熱室R1から払い出された直後に還元室R2に投入されて比較的高温で保持されるため、6価クロムや亜セレン酸などの有害物質を無害化することに加えて、ダイオキシン類等の有機ハロゲン化合物についても、還元、脱ハロゲン化して無害化することが期待できる。 Note that the heat treatment target object X1 discharged from the heating chamber R1 is put into the reduction chamber R2 immediately after being discharged from the heating chamber R1, and is kept at a relatively high temperature. In addition to detoxifying harmful substances such as chromium and selenious acid, organic halogen compounds such as dioxins can be expected to be detoxified by reduction and dehalogenation.
〔第2実施形態〕
本発明の第2実施形態について図2に基づいて説明する。
尚、図2に示す放射性物質除去システム200(以下、「本システム200」と呼ぶ。)は、上述した第1実施形態に対して、還元処理に関する構成のみが異なる。よって、他の同様の構成については、図面において同じ符号を付すとともに、詳細な説明は割愛する場合がある。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Note that the radioactive
本システム200には、上述した第1実施形態と同様に、加熱処理部1の払出口15から払い出された加熱処理後の処理対象物X1を還元雰囲気に維持された還元室R2に所定の還元時間に亘って保持する還元処理を実行する還元処理部4が設けられている。
In the
更に、上記還元室R2を加熱室R1から高温状態の処理対象物X1が払い出される払出口15の直下に配置することにより、加熱室R1から払い出された高温状態の処理対象物X1を当該高温状態のまま還元室R2に投入して、当該還元室R2で処理対象物X1を還元させるように構成されている。
Further, the reduction chamber R2 is disposed immediately below the
このような還元室R2を設けた本システム200では、加熱室R1から略連続的に払い出される高温状態の処理対象物X1を放熱の原因となる滞留時間を極力無くした状態で略連続的に還元室R2に投入するために、還元室R2として、加熱処理後の処理対象物X1が上記還元時間に亘って搬送される連続式還元室40が設けられている。
In the
具体的には、還元処理部4は、スクリュー式コンベアで構成されている。このことにより、円筒状のコンベア本体41内に連続式還元室40が形成され、その連続式還元室40に投入された高温状態の処理対象物X1が、同連続式還元室40に横架されたスクリュー42の回転駆動により、上記還元時間に亘って基端側から先端側に向けて搬送されながら還元処理が施され、先端側の排出部44から還元処理後の無害化された処理対象物X2が払い出されることになる。
尚、連続式還元室40への処理対象物X1の投入部及び排出部には、ロータリーバルブ45,46が設けられている。これにより、不活性ガス管路25を通じて連続式還元室40に供給された不活性ガスIが当該連続式還元室40に滞留し易くなり、当該連続式還元室40が好適に低酸素状態に維持される。
Specifically, the
In addition,
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、還元室R2での還元処理において、加熱室R1での加熱処理の排熱を利用して還元室R2で処理対象物X1を還元させるための構成として、加熱室R1から払い出された高温状態の処理対象物X1を当該高温状態のまま還元室R2に投入する構成に加えて、還元室R2に供給される不活性ガスIを加熱室R1から排出された排ガスEとの熱交換により予熱する構成を採用したが、高温状態の処理対象物X1を当該高温状態のまま還元室R2に投入するだけで還元室R2で処理対象物X1が十分高温に維持される場合などにおいて、かかる不活性ガスIを予熱する構成を適宜省略しても構わない。また、加熱室R1での加熱処理の排熱を利用して還元室R2で処理対象物X1を還元させるための構成としては、例えば、加熱室R1から排出された排ガスEを熱源として還元室R2を加熱する構成など、上記以外の構成を採用することができる。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, in the reduction process in the reduction chamber R2, the heating chamber R1 is configured as a configuration for reducing the processing object X1 in the reduction chamber R2 using the exhaust heat of the heating process in the heating chamber R1. In addition to the configuration in which the high-temperature processing target object X1 discharged from the reactor is put into the reduction chamber R2 in the high-temperature state, the inert gas I supplied to the reduction chamber R2 is discharged from the heating chamber R1. In the case where the processing object X1 is maintained at a sufficiently high temperature in the reduction chamber R2 simply by putting the processing object X1 in a high temperature state into the reduction chamber R2 in the high temperature state. In such a case, the configuration for preheating the inert gas I may be omitted as appropriate. Further, as a configuration for reducing the processing object X1 in the reduction chamber R2 using the exhaust heat of the heat treatment in the heating chamber R1, for example, the reduction chamber R2 using the exhaust gas E discharged from the heating chamber R1 as a heat source. It is possible to adopt a configuration other than the above, such as a configuration for heating the plate.
(2)上記実施形態では、加熱処理部1を燃焼ガスCが処理対象物X0に対向して流れる対向流方式のロータリーキルンで構成したが、並行流方式に構成しても構わない。また、加熱処理部1としては、処理対象物X0が投入された加熱室R1において、当該処理対象物X0が燃焼ガスCに直接接触して加熱される直接燃焼式のものであれば、ストーカ炉や流動床炉などの別の加熱炉で構成しても構わない。 (2) In the above-described embodiment, the heat treatment unit 1 is configured by a counterflow type rotary kiln in which the combustion gas C flows to face the object to be processed X0, but may be configured in a parallel flow type. In addition, the heat treatment unit 1 may be a stoker furnace as long as it is a direct combustion type in which the treatment object X0 is heated in direct contact with the combustion gas C in the heating chamber R1 into which the treatment object X0 is charged. Or another heating furnace such as a fluidized bed furnace.
(3)上記第1実施形態では、還元室R2としてバッチ式還元室20a,20bを複数設け、それら複数のバッチ式還元室20a,20bに対して加熱処理後の処理対象物X1を順次払い出すことで、略連続的な還元処理を実行可能としたが、別に、単一のバッチ式還元室を設けて、還元処理をバッチ式に実行しても構わない。
(3) In the first embodiment, a plurality of
(4)上記第2実施形態では、還元処理部4を、内部に加熱処理後の処理対象物X1が還元時間に亘って搬送される連続式還元室40を形成したスクリュー式コンベアで構成したが、連続式還元室40を形成可能なものであれば、還元処理部4を耐熱ベルト式コンベアなど別の形態の搬送手段で構成しても構わない。
(4) In the said 2nd Embodiment, although the
(5)上記実施形態では、還元室R2で処理対象物X1を還元させるために必要な熱源の全てを、加熱室R1における加熱処理の排熱を利用して確保したが、別に、排熱以外の熱源を利用して還元室R2を加熱可能な加熱手段を追加して、その加熱手段により必要な熱源の一部を確保しても構わない。 (5) In the above embodiment, all the heat sources necessary for reducing the processing object X1 in the reduction chamber R2 are secured using the exhaust heat of the heat treatment in the heating chamber R1, but apart from the exhaust heat It is also possible to add a heating means capable of heating the reduction chamber R2 using the heat source and to secure a part of the necessary heat source by the heating means.
1 加熱処理部
2,4 還元処理部
20a,20b バッチ式還元室
40 連続式還元室
100,200 放射性物質除去システム
C 燃焼ガス
I 不活性ガス
R1 加熱室
R2 還元室
X0、X1,X2 処理対象物
1
本発明の第1特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行する放射性物質除去方法であって、
前記加熱処理後の処理対象物を還元雰囲気に維持された還元室に所定の還元時間に亘って保持する還元処理を実行すると共に、
前記還元処理において、前記加熱処理の排熱を利用して前記還元室で前記処理対象物を還元させると共に、前記加熱処理の排熱を利用するにあたり、前記還元室を前記加熱室から高温状態の処理対象物が払い出される払出口の直下に配置して、前記加熱室から払い出された高温状態の処理対象物を当該高温状態のまま前記還元室に投入し、
前記還元室に不活性ガスを充填して、当該還元室を前記還元雰囲気に維持すると共に、前記還元室に対する不活性ガスの充填を、前記処理対象物の出口側から供給して前記処理対象物の入口側から排出させる形態で行なう点にある。
A first characteristic configuration of the present invention is a radioactive substance removing method for performing a heating process in which a processing object containing a radioactive substance is heated in contact with a combustion gas in a heating chamber,
While performing the reduction process which hold | maintains the process target after the said heat processing over the predetermined | prescribed reduction | restoration time in the reduction | restoration chamber maintained by the reducing atmosphere,
In the reduction process, the reduction target is reduced in the reduction chamber using the exhaust heat of the heat treatment, and the reduction chamber is brought into a high temperature state from the heating chamber when the exhaust heat of the heat treatment is used. Arranged just below the outlet from which the processing object is paid out, and put the processing object in a high temperature state discharged from the heating chamber into the reduction chamber in the high temperature state,
The reducing chamber is filled with an inert gas to maintain the reducing chamber in the reducing atmosphere, and the inert gas filling to the reducing chamber is supplied from the outlet side of the processing object. It is in the point which carries out with the form discharged from the entrance side .
本構成によれば、加熱処理後の処理対象物に対して上記還元処理を実行するので、加熱処理後の処理対象物に含まれる6価クロムや亜セレン酸などの有害物質を還元させて無害化することができる。更に、上記還元処理では、還元室で処理対象物を還元させるために、上記加熱処理の排熱を利用するので、還元室に当該排熱以外の別の熱を与える構成を省略又は簡略化して、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図ることができる。
従って、本発明により、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行して、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去するにあたり、
合理的な構成で省エネルギ性の向上を図りながら加熱処理後の処理対象物に含まれる重金属類を無害化することができる放射性物質除去方法を実現することができる。
更に、本構成によれば、加熱室から払い出された高温状態の処理対象物は加熱室での加熱処理の排熱を保有しているものと言える。そして、その処理対象物を高温状態のまま還元室に投入することで、当該処理対象物の保有熱により還元室で処理対象物を還元させることができる。
According to this configuration, the reduction treatment is performed on the treatment target after the heat treatment, and thus harmful substances such as hexavalent chromium and selenite contained in the treatment target after the heat treatment are reduced to be harmless. Can be Further, in the reduction process, since the exhaust heat of the heat treatment is used to reduce the object to be processed in the reduction chamber, the configuration for supplying heat other than the exhaust heat to the reduction chamber is omitted or simplified. Thus, energy saving can be improved with a rational configuration.
Therefore, according to the present invention, in performing a heat treatment in which a processing object containing a radioactive substance is heated in contact with a combustion gas in a heating chamber, the radioactive substance is volatilized and removed from the processing object.
It is possible to realize a radioactive substance removing method capable of detoxifying heavy metals contained in an object to be processed after heat treatment while improving energy saving with a rational configuration.
Furthermore, according to this configuration, it can be said that the high-temperature processing object dispensed from the heating chamber holds the exhaust heat of the heating processing in the heating chamber. Then, by putting the processing object into the reduction chamber in a high temperature state, the processing object can be reduced in the reduction chamber by the heat retained by the processing object.
本発明の第2特徴構成は、前記還元室として、前記加熱処理後の処理対象物を収容し当該収容した処理対象物を前記還元時間経過後に払い出すバッチ式還元室を複数設け、
前記複数のバッチ式還元室に対して前記加熱処理後の処理対象物を順次払い出す点にある。
The second characteristic configuration of the present invention is provided with a plurality of batch type reduction chambers as the reduction chambers that contain the processing object after the heat treatment and discharge the stored processing object after the reduction time has elapsed.
The processing object after the heat treatment is sequentially dispensed to the plurality of batch type reduction chambers.
本発明の第3特徴構成は、前記還元室として、前記加熱処理後の処理対象物が前記還元時間に亘って搬送される連続式還元室を設けた点にある。 The 3rd characteristic structure of this invention has the point which provided the continuous reduction chamber as which the said process target after the said heat processing was conveyed over the said reduction | restoration time as said reduction | restoration chamber.
本発明の第4特徴構成は、前記還元処理において、前記加熱処理の排熱を利用するにあたり、前記還元室に供給される不活性ガスを前記加熱処理の排熱で予熱する点にある。 The fourth characteristic configuration of the present invention, prior SL reduction treatment, when utilizing the waste heat of the heat treatment, there inert gas supplied to the reducing chamber to a point of preheating by the exhaust heat of the heat treatment.
本発明の第5特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物を加熱室で燃焼ガスに接触させて加熱する加熱処理を実行する加熱処理部を備えた放射性物質除去システムであって、
前記加熱処理部から払い出された処理対象物を還元雰囲気に維持された還元室に保持する還元処理部を備えると共に、
前記還元処理部が、前記加熱処理の排熱を利用して前記還元室で前記処理対象物を還元させると共に、前記加熱処理の排熱を利用するにあたり、前記還元室を前記加熱室から高温状態の処理対象物が払い出される払出口の直下に配置して、前記加熱室から払い出された高温状態の処理対象物を当該高温状態のまま前記還元室に投入するように構成され、
前記還元室に不活性ガスを充填して、当該還元室を前記還元雰囲気に維持すると共に、前記還元室に対する不活性ガスの充填を、前記処理対象物の出口側から供給して前記処理対象物の入口側から排出させる形態で行なうように構成されている点にある。
A fifth characteristic configuration of the present invention is a radioactive substance removal system including a heat treatment unit that performs a heat treatment for heating a treatment object containing a radioactive substance in contact with a combustion gas in a heating chamber,
A reduction processing unit that holds the processing object discharged from the heating processing unit in a reduction chamber maintained in a reduction atmosphere;
When the reduction processing unit uses the exhaust heat of the heat treatment to reduce the object to be processed in the reduction chamber and uses the exhaust heat of the heat treatment, the reduction chamber is brought into a high temperature state from the heating chamber. Is disposed immediately below the payout outlet from which the processing object is discharged, and is configured to put the processing object in a high temperature state discharged from the heating chamber into the reduction chamber in the high temperature state,
The reducing chamber is filled with an inert gas to maintain the reducing chamber in the reducing atmosphere, and the inert gas filling to the reducing chamber is supplied from the outlet side of the processing object. It is in the point comprised so that it may discharge | emit from the entrance side of this.
Claims (6)
前記加熱処理後の処理対象物を還元雰囲気に維持された還元室に所定の還元時間に亘って保持する還元処理を実行すると共に、
前記還元処理において、前記加熱処理の排熱を利用して前記還元室で前記処理対象物を還元させる放射性物質除去方法。 A radioactive substance removing method for performing a heating process in which a processing object containing a radioactive substance is heated by contacting a combustion gas in a heating chamber,
While performing the reduction process which hold | maintains the process target after the said heat processing over the predetermined | prescribed reduction | restoration time in the reduction | restoration chamber maintained by the reducing atmosphere,
In the reduction treatment, a radioactive substance removing method for reducing the object to be treated in the reduction chamber using exhaust heat of the heat treatment.
前記複数のバッチ式還元室に対して前記加熱処理後の処理対象物を順次払い出す請求項1又は2に記載の放射性物質除去方法。 As the reduction chamber, a plurality of batch-type reduction chambers are provided that contain the processing object after the heat treatment and discharge the stored processing object after the reduction time has elapsed,
The radioactive substance removal method of Claim 1 or 2 which pays out sequentially the process target after the said heat processing with respect to these batch type reduction chambers.
前記還元処理において、前記加熱処理の排熱を利用するにあたり、前記還元室に供給される不活性ガスを前記加熱処理の排熱で予熱する請求項1〜4のいずれか1項に記載の放射性物質除去方法。 Filling the reducing chamber with an inert gas and maintaining the reducing chamber in the reducing atmosphere;
In the said reduction process, in utilizing the exhaust heat of the said heat processing, the radioactive gas of any one of Claims 1-4 which preheats the inert gas supplied to the said reduction | restoration chamber with the exhaust heat of the said heat processing. Substance removal method.
前記加熱処理部から払い出された処理対象物を還元雰囲気に維持された還元室に保持する還元処理部を備えると共に、
前記還元処理部が、前記加熱処理の排熱を利用して前記還元室で前記処理対象物を還元させるように構成されている放射性物質除去システム。 A radioactive substance removal system including a heat treatment unit that performs a heat treatment for heating a treatment object containing a radioactive substance in contact with a combustion gas in a heating chamber,
A reduction processing unit that holds the processing object discharged from the heating processing unit in a reduction chamber maintained in a reduction atmosphere;
The radioactive substance removal system comprised so that the said reduction process part may reduce | restore the said process target object in the said reduction | restoration chamber using the waste heat of the said heat processing.
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