JP2017062143A - 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 - Google Patents
放射性セシウムの除去方法及び除去装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017062143A JP2017062143A JP2015186556A JP2015186556A JP2017062143A JP 2017062143 A JP2017062143 A JP 2017062143A JP 2015186556 A JP2015186556 A JP 2015186556A JP 2015186556 A JP2015186556 A JP 2015186556A JP 2017062143 A JP2017062143 A JP 2017062143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radioactive cesium
- coarse powder
- solid
- water
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 117
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 110
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims abstract description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 33
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 15
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 17
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 11
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 45
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 23
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 16
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 8
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 7
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 7
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 7
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 5
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- -1 NaCl and KCl Chemical class 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-OUBTZVSYSA-N cesium-134 Chemical compound [134Cs] TVFDJXOCXUVLDH-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N cesium-137 Chemical compound [137Cs] TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】放射性セシウムを含有する廃棄物の減容化の際に生じる加熱生成物の放射性セシウム濃度を低いレベルに維持しながら減容化が図れる放射性セシウムの除去方法及び除去装置を提供する。
【解決手段】放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗと、酸化カルシウム源と、塩素源とを調合する原料調合装置２と、調合装置からの調合物Ｍを加熱する加熱炉３１と、加熱炉の排ガスＧを冷却する冷却塔４１と、冷却塔の排ガスＧ１に含まれるダストを粗粉Ｃと微粉とに分級する分級機４６と、分級機で分級された粗粉を水洗する水洗装置４４と、水洗装置で水洗された粗粉を固液分離する固液分離機４５と、固液分離機で固液分離された粗粉を含む固体側を加熱炉へ供給する供給装置とを備える放射性セシウムの除去装置１。冷却塔は、固液分離機からのろ液Ｆを用いて加熱炉の排ガスを冷却することができ、分級機で分級された粗粉にカルシウム源を添加する添加装置を設けてもよい。
【選択図】図１
【解決手段】放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗと、酸化カルシウム源と、塩素源とを調合する原料調合装置２と、調合装置からの調合物Ｍを加熱する加熱炉３１と、加熱炉の排ガスＧを冷却する冷却塔４１と、冷却塔の排ガスＧ１に含まれるダストを粗粉Ｃと微粉とに分級する分級機４６と、分級機で分級された粗粉を水洗する水洗装置４４と、水洗装置で水洗された粗粉を固液分離する固液分離機４５と、固液分離機で固液分離された粗粉を含む固体側を加熱炉へ供給する供給装置とを備える放射性セシウムの除去装置１。冷却塔は、固液分離機からのろ液Ｆを用いて加熱炉の排ガスを冷却することができ、分級機で分級された粗粉にカルシウム源を添加する添加装置を設けてもよい。
【選択図】図１
Description
本発明は、放射性セシウムを含有する廃棄物から放射性セシウムを除去する方法及び装置に関し、特に、放射性セシウムを含有する廃棄物を減容化すると共に、加熱生成物の放射性セシウム濃度を低減する方法等に関する。
土壌に取り込まれた放射性セシウムを除去するため、例えば、特許文献１には、放射性セシウムで汚染された土壌をロータリーキルンで加熱し、キルン排ガスを冷却して放射性セシウムを含む微粉を生じさせ、キルン排ガス中の粗粉を回収してロータリーキルンに返送し、キルン排ガスから微粉を捕集する技術が記載されている。この技術により、放射性セシウムが微粉として高濃度に濃縮されて減容化が図られ、中間貯蔵又は最終処分の負担を軽減することができ、放射性セシウム濃度が低減された焼成物を得ることができる。
上記放射性セシウムの除去技術では、キルン排ガスに含まれる粗粉を回収してロータリーキルンに返送しているが、この粗粉には、微粉ほど高くはないものの元の廃棄物よりも高濃度の放射性セシウムが含まれており、これが循環濃縮することにより焼成物の放射性セシウム濃度が増加する要因となり得る。また、ＮａＣｌやＫＣｌ等のアルカリ塩素化合物も多く含まれているために溶融し易く、この溶融により粗粉中の放射性セシウムの揮発が妨げられるため、これも焼成物の放射性セシウム濃度が増加する要因となり得る。その結果、これらが焼成物を土工資材等に利用する上で障害となる虞がある。
上記問題を回避するため、粗粉をロータリーキルンに返送せずに微粉と共に回収すると、焼成物の放射性セシウム濃度を低減することはできるものの、キルン排ガスからの回収物（微粉及び粗粉）の放射性セシウム濃度が低下し、かつ回収物の量も増加するため、放射性セシウム含有廃棄物の減容化の意図に反する。
そこで、本発明は、上記解決課題に鑑みてなされたものであって、放射性セシウムを含有する廃棄物の減容化の際に生じた加熱生成物（焼成物）の放射性セシウム濃度を低いレベルに維持しながら、放射性セシウム含有廃棄物の減容化を図ることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、放射性セシウムの除去方法であって、放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源と、塩素源とを調合し、調合物を加熱して前記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、前記調合物の加熱により生じたガスを冷却し、冷却後のガスに含まれるダストを粗粉と微粉とに分級し、分級後の粗粉を水洗して固液分離し、固液分離後の前記粗粉を含む固体側を前記調合物と共に加熱することを特徴とする。
本発明によれば、冷却後のガスを分級して得られた粗粉を水洗することにより、粗粉に含まれるＮａＣｌやＫＣｌ等のアルカリ塩素化合物を溶解させて除去することで、水洗後の粗粉自体の溶融を防止し、かつ調合原料に粗粉が混合されて溶融し易くなることを防止して放射性セシウムの揮発を促進させることができる。また、ＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムを溶解させて除去することで、放射性セシウムの循環濃縮を抑制することができるため、加熱生成物の放射性セシウム濃度を低いレベルに維持しながら、放射性セシウム含有廃棄物の減容化を図ることができる。尚、粗粉水洗後の固液分離は、厳密ものである必要はない。すなわち、固体側にろ液の一部が多少混入していてスラリー状となっていてもよく、逆にろ液に粗粉が多少混入していてもよい。
上記放射性セシウムの除去方法において、前記分級後の粗粉に水を添加してスラリーとした後該スラリーを固液分離することにより前記水洗を行い、前記粗粉を含む固体側として脱水ケーキを得ることができる。これにより、粗粉に含まれるアルカリ塩素化合物やＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムをより確実に除去することができる。また、脱水ケーキの比表面積が水洗前の粗粉と比較して減少したことで、脱水ケーキを加熱する際に溶融を防止して放射性セシウムの揮発を促進することができる。
また、前記固液分離後のろ液を、前記加熱により生じたガスの冷却に用いることができる。これにより、ろ液の水分を蒸発させ、ろ液に溶解するＣｓＣｌ等を固体状の放射性セシウムとして回収することができる。また、冷却水の使用量を抑えることができ、また、排水処理設備を別途設けなくて済むため、コストを抑えることができる。
前記分級後の粗粉にカルシウム源を添加した後、前記水洗を行うことができ、これにより、水洗後の粗粉自体の溶融をより確実に防止することができる。また、水洗された粗粉の固液分離が容易となる。
さらに、本発明は、放射性セシウムの除去装置であって、放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源と、塩素源とを調合する原料調合装置と、該調合装置からの調合物を加熱する加熱炉と、該加熱炉の排ガスを冷却する冷却塔と、該冷却塔の排ガスに含まれるダストを粗粉と微粉とに分級する分級機と、該分級機で分級された粗粉を水洗する水洗装置と、該水洗装置で水洗された粗粉を固液分離する固液分離機と、該固液分離機で固液分離された前記粗粉を含む固体側を前記加熱炉へ供給する供給装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、冷却後のガスを分級して得られた粗粉を水洗することにより、粗粉に含まれるＮａＣｌやＫＣｌ等のアルカリ塩素化合物を溶解させて除去することで、水洗後の粗粉自体の溶融を防止し、かつ調合原料に粗粉が混合されて溶融し易くなることを防止して放射性セシウムの揮発を促進させることができ、また、ＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムを溶解させて除去することで、放射性セシウムの循環濃縮を防止することができるため、加熱生成物の放射性セシウム濃度を低いレベルに維持しながら、放射性セシウム含有廃棄物の減容化を図ることができる。尚、固液分離機での固液分離は、厳密ものである必要はない。すなわち、固体側にろ液の一部が多少混入していてスラリー状となっていてもよく、逆にろ液に粗粉が多少混入していてもよい。
上記放射性セシウムの除去装置において、前記供給装置は、前記固液分離機からの前記粗粉を含む脱水ケーキを前記加熱炉へ供給することができる。これにより、粗粉に含まれるアルカリ塩素化合物やＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムをより確実に除去することができる。また、脱水ケーキの比表面積が水洗前の粗粉と比較して減少したことで、脱水ケーキを加熱する際に溶融を防止して放射性セシウムの揮発を促進することができる。
前記冷却塔は、前記固液分離機からのろ液を投入する噴霧装置を備えることができる。これにより、ろ液の水分を蒸発させ、ろ液に溶解するＣｓＣｌ等を固体状の放射性セシウムとして回収することができる。また、冷却水の使用量を抑えることができ、除去装置で発生した熱を有効活用でき、除去装置に設けられたセシウムダストの回収装置も活用するので排水処理設備を別途設けなくて済むため、コストを抑えることができる。
前記分級機で分級された粗粉にカルシウム源を添加する添加装置を設けることができ、カルシウム源の添加によって水洗後の粗粉自体の溶融をより確実に防止することができる。
以上のように、本発明によれば、放射性セシウムを含有する廃棄物の減容化の際に生じた加熱生成物の放射性セシウム濃度を低いレベルに維持しながら、放射性セシウム含有廃棄物の減容化を図ることができる。
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において、放射性セシウムとは、セシウムの放射性同位体であるセシウム１３４及びセシウム１３７である。
図１は、本発明に係る放射性セシウムの除去装置の一実施の形態を示し、この放射性セシウム除去装置１は、原料調合装置２と、焼成装置３と、排ガス処理装置４とで構成される。
原料調合装置２は、放射性セシウムで汚染された土壌や焼却灰等の廃棄物Ｗを貯留する貯槽２１と、反応促進剤としての酸化カルシウム源（以下「ＣａＯ源」という。）を貯留する貯槽２２と、反応促進剤としての塩素源（以下「Ｃｌ源」という。）を貯留する貯槽２３と、貯槽２１〜２３に貯留される廃棄物Ｗ、ＣａＯ源及びＣｌ源を引き出して調合する定量供給機（不図示）と、調合原料Ｍを貯留する貯槽２４とを備える。
上記ＣａＯ源として炭酸カルシウム、生石灰、消石灰、石灰石、ドロマイト、高炉スラグ等を含む物を用いることができる。また、Ｃｌ源としては、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩素を有する廃プラスチック等があるが、このうちＣａＣｌ２は、効果的に放射性セシウムを除去できるので好ましい。
焼成装置３は、ロータリーキルン（加熱炉）３１と、クーラ３２とで構成され、ロータリーキルン３１は、原料調合装置２からの調合原料Ｍが供給される投入口３１ａや、微粉炭等の化石燃料を噴出して調合原料Ｍ等を焼成するためのバーナ３１ｂを備える。
排ガス処理装置４は、焼成装置３の後段に配置され、ロータリーキルン３１から排出された排ガスＧを冷却する冷却塔４１と、冷却塔４１の後段に配置されたサイクロン４２と、サイクロン４２で回収された粗粉Ｃを貯留する貯槽４３と、粗粉Ｃ１を水洗する水洗装置４４と、水洗装置４４からのスラリーＳを固液分離する固液分離機４５と、第１集塵機４６と、第２集塵機４７と、両集塵機４６、４７によって濃縮セシウム塩等のダストが除去された排ガスＧ４を脱硝する脱硝装置４８と、脱硝装置４８の排ガスＧ５を系外へ排気する煙突４９とで構成される。
冷却塔４１は、ロータリーキルン３１の排ガスＧを冷却し、廃棄物Ｗから揮発した放射性セシウム等を固体状として回収するために備えられる。排ガスＧの冷却は、冷却塔４１の下端部に設置された散水装置４１ａから水や後述するろ液Ｆを噴霧することにより行う。尚、この散水装置４１ａは、揮発した塩化セシウム等の放射性セシウムを固体状となるまで冷却して回収し得る程度の機能を備えていればよい。水による冷却ではなく、冷却塔内に冷却空気を導入することによって冷却してもよく、水と冷却空気を併用してもよい。
分級機としてのサイクロン４２は、高濃度の放射性セシウムを含む微粉を第１集塵機４６で捕集し、カルシウムやシリカ成分を主体とする粗粉Ｃを回収するために設けられる。
貯槽４３は、サイクロン４２から供給された粗粉Ｃにカルシウム源（以下「Ｃａ源」という。）を添加して粗粉Ｃ１を貯留するために設けられる。Ｃａ源として、炭酸カルシウム、生石灰、消石灰、石灰石、ドロマイト、高炉スラグ等を含む物を用いることができる。このＣａ源は、後述する脱水ケーキＤＣの溶融を防止する効果を奏する。
水洗装置４４は、貯槽４３から供給された粗粉Ｃ１を水洗し、粗粉Ｃ１に含まれるＮａＣｌやＫＣｌ等のアルカリ塩素化合物及びＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムを溶解させるために設けられ、粗粉Ｃ１に水を添加してスラリー状とし、撹拌する撹拌羽根を有する撹拌槽等が用いられる。
固液分離機４５は、水洗装置４４からのスラリーＳを、脱水ケーキＤＣと、ろ液Ｆとに分離するために設けられ、粗粉Ｃ１に含まれるＮａＣｌやＫＣｌ等のアルカリ塩素化合物及びＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムをろ液Ｆ側に除去することで、脱水ケーキＤＣ自体の溶融や、それが調合原料に混合することによる調合原料の溶融を防止して放射性セシウムの揮発を促進させ、かつ放射性セシウムの循環濃縮を防止する。また、脱水ケーキＤＣの比表面積が水洗前の粗粉Ｃ１と比較して減少したことで、脱水ケーキＤＣを加熱する際に溶融を防止して放射性セシウムの揮発を促進する。ここで、脱水ケーキＤＣの粒径が１００ｍｍより大きいと脱水ケーキＤＣの供給装置が過大となってコストが増加し、一方、１ｍｍを下回ると比表面積が大きくなって好ましくないため、上記粒径範囲に収まるように、必要に応じて脱水ケーキＤＣの解砕や造粒を行うことが好ましい。
第１集塵機４６は、サイクロン４２の排ガスＧ２から、上述のようにして濃縮されたセシウム塩等を含むダストＤ１を集塵するために備えられ、バグフィルタ等が用いられる。
第２集塵機４７は、セシウム塩等を除去した後の排ガスＧ３に含まれる酸性ガス等を除去するために設けられ、カルシウム成分を含んでいる中和剤Ｎを中和剤添加装置（不図示）から添加し、酸性ガス等を吸着したダストＤ２を回収する。この第２集塵機４７にもバグフィルタ等が用いられる。
脱硝装置４８は、第２集塵機４７の排ガスＧ４にアンモニアガス（ＮＨ３）を注入してＮＯｘを窒素に還元して無害化するために設けられる。
次に、上記構成を有する放射性セシウムの除去装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。
原料調合装置２において、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗと、反応促進剤としてのＣａＯ源及びＣｌ源を貯槽２１〜２３から引き出して調合して調合原料Ｍを得る。ここで、Ｃｌ源を廃棄物Ｗに含まれる放射性セシウムに対して当量以上となるように調合する。
貯槽２４から調合原料Ｍを投入口３１ａを介してロータリーキルン３１に投入し、１２００℃以上１５５０℃以下で焼成して焼成物Ｂを得る。この焼成物Ｂは、セメント混合材や土工資材として有効利用することができる。ここで、ロータリーキルン３１内の酸素分圧を３％以上、好ましくは５％以上とする。これにより、ロータリーキルン３１内での硫黄化合物の分解が抑制され、硫黄分の循環が抑制されるので、中和剤使用量の増加及びロータリーキルン３１や冷却塔４１へのコーチング付着量の増加を抑制することができる。
また、焼成物Ｂの酸化カルシウム濃度が５０質量％以上となるように、上記調合及び焼成を行うことが好ましい。これにより、硫黄分が焼成物Ｂ中に保持されたり、後述する第１集塵機４６において硫黄化合物として、排ガスＧ２のダストＤ１として集塵されるため、硫黄分の循環をより一層抑制することができる。
一方、調合原料Ｍの廃棄物Ｗに含まれていた放射性セシウムは、ロータリーキルン３１内でＣｌ源から生じた塩素と反応して塩化セシウムとなって揮発し、排ガスＧに含まれた状態で冷却塔４１へ導入される。
排ガスＧは、冷却塔４１において、散水装置４１ａから噴霧された水やろ液Ｆによって急激に冷却され、排ガスＧに含まれていた塩化セシウムは固体状のセシウム塩となる。
冷却塔４１の排ガスＧ１に含まれるダストをサイクロン４２で分級し、分級して得られた粗粉Ｃを貯槽４３に一時的に貯留し、Ｃａ源を添加して粗粉Ｃ１とする。ここで、粗粉Ｃ１中のＣａＯ、ＳｉＯ２及びＭｇＯの関係が（ＣａＯ＋１．３９×ＭｇＯ）／ＳｉＯ２＝１．０〜３．０となるようにＣａ源を添加することが好ましい。左辺の質量比が１未満であると、焼成温度が高温になるにつれて粗粉Ｃ１が溶融し易くなるため、放射性セシウムの揮発が阻害される。一方、上記質量比が３を超えると、得られる焼成物Ｂに含まれるフリーライム（遊離石灰）が増加するため膨張破壊等が発生する虞がある。
Ｃａ源添加後の粗粉Ｃ１は、水洗装置４４によって水洗された後、スラリーＳとして固液分離機４５に供給されて固液分離される。得られた脱水ケーキＤＣはロータリーキルン３１に戻す。
固液分離機４５からのろ液Ｆは、散水装置４１ａを介して噴霧することで、ろ液Ｆの水分を蒸発させ、固体状の放射性セシウムを後述する第１集塵機４６でダストＤ１として回収する。
一方、セシウム塩を含有するサイクロン４２からの排ガスＧ２は、第１集塵機４６に導入され、固体状の濃縮セシウム塩を含むダストＤ１が回収される。回収したダストＤ１は、必要に応じて圧縮、水洗、吸着等により、さらに減容化処置をした後、コンクリート製の容器等に密閉して保管することができ、放射性セシウムを含む廃棄物を外部に漏洩させることなく減容化し、保管することができる。
濃縮セシウム塩を回収した後の排ガスＧ３は、酸性ガス等の有害ガスが含まれているため、排ガスＧ３に中和剤Ｎを中和剤添加装置から添加した後、第２集塵機４７によって、排ガスＧ３から酸性ガス等を吸着したダストＤ２を回収する。ここで、中和剤Ｎとして、消石灰、生石灰、ドロマイト、軽焼ドロマイト及び水酸化ドロマイトからなる群から選択される一以上を含むものを用いることができる。
第２集塵機４７で集塵したダストＤ２は、消石灰、石膏、塩化カルシウムが主成分であるので、ＣａＯ源やＣｌ源、Ｃａ源として原料調合装置２に戻して廃棄物Ｗに添加して再利用できる。
第２集塵機４７の排ガスＧ４にＮＯｘが含まれている場合は、脱硝装置４８で除去する。清浄化した排ガスＧ５は、煙突４９を介して系外に排気する。
以上のように、本実施の形態によれば、排ガスＧ２から集塵することで放射性セシウムが濃縮したダストＤ１を得て放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗの減容化を図る際に、排ガスＧ１中の粗粉Ｃを水洗した後固液分離することで、ＮａＣｌやＫＣｌ等のアルカリ塩素化合物及びＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムをろ液Ｆ側に除去し、その結果ロータリーキルン３１内での溶融を防止して放射性セシウムの揮発を促進させ、かつ放射性セシウムの循環濃縮を防止することで、焼成物Ｂの放射性セシウム濃度を低減することができる。
尚、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗとして、放射性セシウムで汚染された土壌、焼却灰を例示したが、これらの他に、伐採木、ごみ由来の溶融スラグ、下水汚泥、下水汚泥乾粉、浄水汚泥、建設汚泥、下水スラグ、貝殻、草木、がれき等の廃棄物であって放射性セシウムを含むものすべてを対象とすることができ、これらの群に含まれる１種を単独で、又は２種以上を組み合わせることができる。さらに、放射性セシウムをほとんど含まない部分（土壌の場合には、砂や石）を予め取り除いて得られる、放射性セシウムが濃縮された中間処理物も、本発明における放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗに含まれる。
また、上記実施の形態において、固液分離機４５からのろ液Ｆを冷却塔４１に供給する場合について説明したが、このろ液Ｆを、サイクロン４２の排ガスＧ２に添加してもよい。冷却塔４１にろ液Ｆを供給すると、ろ液Ｆに含まれる放射性セシウムがサイクロン４２の粗粉Ｃ側に付着して循環してしまう虞があるが、排ガスＧ２に添加することで、放射性セシウムの循環を確実に防止することができる。この場合、冷却塔で必ずしも放射性セシウムが固体となる温度まで冷却する必要はなく、第１集塵機４６で放射性セシウムが固体となる温度まで冷却すればよい。その結果、粗粉Ｃ１の放射線セシウム濃度は低くなり、ダストＤ１に放射性セシウムをより多く濃縮することができる。
さらに、上記固液分離機４５における固液分離を厳密に行う必要はなく、例えば、遠心分離や沈降分離のように、脱水ケーキＤＣにろ液Ｆの一部が多少混入していてスラリー状となっていてもよい。逆にろ液Ｆに粗粉が多少混入していてもよい。固液分離機４５には、好ましくはフィルタープレスを用いる。
尚、上記実施の形態では、調合原料Ｍを加熱するにあたって、ロータリーキルン３１及びクーラ３２を備えた焼成装置３を用いたが、他の加熱炉等を用いることもできる。その場合でも、加熱炉等から排出されたガスを冷却した後のガスに含まれるダストを粗粉と微粉とに分級し、分級後の粗粉を水洗した後加熱炉に戻すことで、粗粉自体の溶融を防止し、かつ調合原料に粗粉が混合されて溶融し易くなることを防止して放射性セシウムの揮発を促進させると共に、ＣｓＣｌ等の水溶性の放射性セシウムを溶解させて除去することができるため、加熱生成物の放射性セシウム濃度を低いレベルに維持しながら、放射性セシウム含有廃棄物の減容化を図ることができる。
１ 放射性セシウム除去装置
２ 原料調合装置
２１〜２４ 貯槽
３ 焼成装置
３１ ロータリーキルン
３１ａ 投入口
３１ｂ バーナ
３２ クーラ
４ 排ガス処理装置
４１ 冷却塔
４１ａ 散水装置
４２ サイクロン
４３ 貯槽
４４ 水洗装置
４５ 固液分離機
４６ 第１集塵機
４７ 第２集塵機
４８ 脱硝装置
４９ 煙突
Ｂ 焼成物
Ｃ、Ｃ１ 粗粉
Ｄ１、Ｄ２ ダスト
ＤＣ 脱水ケーキ
Ｆ ろ液
Ｇ、Ｇ１〜Ｇ５ 排ガス
Ｍ 調合原料
Ｎ 中和剤
Ｓ スラリー
Ｗ （放射性セシウムで汚染された）廃棄物
２ 原料調合装置
２１〜２４ 貯槽
３ 焼成装置
３１ ロータリーキルン
３１ａ 投入口
３１ｂ バーナ
３２ クーラ
４ 排ガス処理装置
４１ 冷却塔
４１ａ 散水装置
４２ サイクロン
４３ 貯槽
４４ 水洗装置
４５ 固液分離機
４６ 第１集塵機
４７ 第２集塵機
４８ 脱硝装置
４９ 煙突
Ｂ 焼成物
Ｃ、Ｃ１ 粗粉
Ｄ１、Ｄ２ ダスト
ＤＣ 脱水ケーキ
Ｆ ろ液
Ｇ、Ｇ１〜Ｇ５ 排ガス
Ｍ 調合原料
Ｎ 中和剤
Ｓ スラリー
Ｗ （放射性セシウムで汚染された）廃棄物
Claims (8)
- 放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源と、塩素源とを調合し、
調合物を加熱して前記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、
前記調合物の加熱により生じたガスを冷却し、
冷却後のガスに含まれるダストを粗粉と微粉とに分級し、
分級後の粗粉を水洗して固液分離し、
固液分離後の前記粗粉を含む固体側を前記調合物と共に加熱することを特徴とする放射性セシウムの除去方法。 - 前記分級後の粗粉に水を添加してスラリーとした後該スラリーを固液分離することにより前記水洗を行い、前記粗粉を含む固体側として脱水ケーキを得ることを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムの除去方法。
- 前記固液分離後のろ液を、前記加熱により生じたガスの冷却に用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射性セシウムの除去方法。
- 前記分級後の粗粉にカルシウム源を添加した後、前記水洗を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の放射性セシウムの除去方法。
- 放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源と、塩素源とを調合する原料調合装置と、
該調合装置からの調合物を加熱する加熱炉と、
該加熱炉の排ガスを冷却する冷却塔と、
該冷却塔の排ガスに含まれるダストを粗粉と微粉とに分級する分級機と、
該分級機で分級された粗粉を水洗する水洗装置と、
該水洗装置で水洗された粗粉を固液分離する固液分離機と、
該固液分離機で固液分離された前記粗粉を含む固体側を前記加熱炉へ供給する供給装置とを備えることを特徴とする放射性セシウムの除去装置。 - 前記供給装置は、前記固液分離機からの前記粗粉を含む脱水ケーキを前記加熱炉へ供給することを特徴とする請求項５に記載の放射性セシウムの除去装置。
- 前記冷却塔は、前記固液分離機からのろ液を投入する噴霧装置を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射性セシウムの除去装置。
- 前記分級機で分級された粗粉にカルシウム源を添加する添加装置を備えることを特徴とする請求項５、６又は７に記載の放射性セシウムの除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015186556A JP6508830B2 (ja) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015186556A JP6508830B2 (ja) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017062143A true JP2017062143A (ja) | 2017-03-30 |
| JP6508830B2 JP6508830B2 (ja) | 2019-05-08 |
Family
ID=58429466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015186556A Active JP6508830B2 (ja) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6508830B2 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013019734A (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Taiheiyo Cement Corp | 汚染土壌の処理システム及び処理方法 |
| JP2013036883A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Mitsubishi Materials Corp | 放射性セシウム処理方法 |
| JP2013122449A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-06-20 | Taiheiyo Cement Corp | 放射性セシウムの除去方法、及び、焼成物の製造方法 |
| JP2013210248A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 放射性セシウムの回収方法 |
| JP2013242194A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Kubota Corp | 放射性セシウム分離濃縮方法及び放射性セシウム分離濃縮装置 |
| WO2014002843A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 太平洋セメント株式会社 | 放射性セシウムの除去装置 |
| JP2014174115A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 土壌からの放射性セシウム除去方法 |
-
2015
- 2015-09-24 JP JP2015186556A patent/JP6508830B2/ja active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013019734A (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Taiheiyo Cement Corp | 汚染土壌の処理システム及び処理方法 |
| JP2013036883A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Mitsubishi Materials Corp | 放射性セシウム処理方法 |
| JP2013122449A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-06-20 | Taiheiyo Cement Corp | 放射性セシウムの除去方法、及び、焼成物の製造方法 |
| JP2013210248A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 放射性セシウムの回収方法 |
| JP2013242194A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Kubota Corp | 放射性セシウム分離濃縮方法及び放射性セシウム分離濃縮装置 |
| WO2014002843A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 太平洋セメント株式会社 | 放射性セシウムの除去装置 |
| JP2014174115A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 土壌からの放射性セシウム除去方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6508830B2 (ja) | 2019-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104428843B (zh) | 放射性铯的去除装置 | |
| CA2853514C (en) | Radioactive cesium removal method and removal apparatus | |
| CN106642152A (zh) | 一种污泥和垃圾飞灰混合焚烧无害化处置及综合利用的方法 | |
| KR101743184B1 (ko) | 염소 바이패스 시스템 및 염소 바이패스 추기 가스의 처리 방법 | |
| JP6584344B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置並びに建築資材の製造方法及び製造装置 | |
| JP6543487B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 | |
| JP6508829B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 | |
| JP6474160B2 (ja) | 放射性セシウム汚染水の処理方法及び処理装置 | |
| JP6508830B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 | |
| JP6474153B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 | |
| JP4916397B2 (ja) | セメントキルン抽気ガスの処理システム及び処理方法 | |
| JP6632064B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 | |
| JP2017173127A (ja) | 放射性セシウムの除去方法及び除去装置 | |
| JP7143233B2 (ja) | 焼却灰の処理方法 | |
| JP4097573B2 (ja) | 廃棄物処理用加熱炉の排ガスの処理方法および処理システム | |
| JP6602822B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法および処理施設 | |
| JP6606132B2 (ja) | 放射性セシウムの除去方法および処理施設 | |
| JP2003136035A (ja) | ばいじんの処理方法及びばいじんの処理装置 | |
| CN115770775A (zh) | 一种水泥窑协同处置飞灰二噁英的系统及方法 | |
| JP2002257325A (ja) | 排ガス処理方法および装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180322 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190125 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190328 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190401 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6508830 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |