JP2017138261A - 放射性物質除去方法及び放射性物質除去システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質除去技術において、エネルギ消費量の増加を抑制しながら、処理対象物から効率良く放射性物質を揮発除去することができる技術を提供する。【解決手段】処理対象物Ｘ０に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理部１０と、添加処理後の処理対象物Ｘ１を加熱室Ｒで加熱する加熱処理部２と、加熱室Ｒから排出された排ガスＥ１から放射性物質を分離する放射性物質分離処理４とを備えた放射性物質除去システムにおいて、放射性物質分離処理後の塩素系ガスを含む塩素系ガス含有排ガスＥ３の一部を再循環排ガスＥ３ｒとして加熱室Ｒに再循環させる排ガス再循環処理部８を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理とを実行する放射性物質除去方法、及び、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理を実行する添加処理部と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理を実行する放射性物質分離処理部とを備えた放射性物質除去システムに関する。

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、処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤としてカルシウム化合物及び塩化化合物を添加し、当該揮発促進剤を添加した処理対象物を加熱することで、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。）。

このように揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する場合には、加熱室から排出された排ガスには、放射性物質に加えて、未反応の塩素が塩化水素など塩素系ガスの形態で含まれることになる。そして、従来、かかる排ガスを無害化した上で適宜大気に放出するために、例えば、その排ガスに含まれる塩素系ガスを、消石灰などの脱塩素剤の添加により塩化物とした上で、バグフィルタや湿式スクラバなどにより、放射性物質やそれが付着した粉塵と共に分離除去していた。

特開２０１４−１７４０８９号公報

上記のような放射性物質除去技術により放射性物質が除去された処理後の処理対象物の埋め立て処理を促進させるためには、放射性物質の除去効率を一層向上させることが要求されている。
また、かかる放射性物質除去技術において、放射性物質の除去効率を向上させるための方法として、加熱処理における加熱温度を高温化する、又は、揮発促進剤の添加量を増量化する、などの方法が考えられるが、何れの方法もエネルギ消費量の増加の要因となり、好ましい方法とは言えない。

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に対し揮発促進剤を添加した上で加熱することで、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去する放射性物質除去技術において、エネルギ消費量の増加を抑制しながら、処理対象物から効率良く放射性物質を揮発除去することができる技術を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
塩素系ガスを含む前記放射性物質分離処理後の塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行する点にある。

本構成によれば、上記添加処理により、揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を処理対象物に添加するので、後の上記加熱処理において、処理対象物から脱離された放射性物質を塩化化合物の加熱により生成された塩素と結合させて塩化物として良好に揮発させることができる。この場合、加熱室から排出された排ガスには、放射性物質に加えて、未反応の塩素が塩化水素など塩素系ガスの形態で含まれることになる。

上記放射性物質分離処理により、排ガスに塩素系ガスを残存させる形態で、加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離するので、当該放射性物質分離処理後の排ガスは、放射性物質が分離除去された上で塩素系ガスを含む塩素系ガス含有排ガスとなる。

そして、上記排ガス再循環処理により、この塩素系ガス含有排ガスの一部を加熱部に再循環させることで、揮発促進剤による塩化化合物の添加だけでなく、塩素系ガス含有排ガスによる塩素系ガスも加えることができ、加熱室における塩素濃度がより高いものに維持されることになるので、加熱室における放射性物質と塩素との結合がより一層促進されることになる。
結果、揮発促進剤の添加量の減量化を行ってエネルギ消費量の増加を抑制しながら、処理対象物から効率良く放射性物質を除去することができる放射性物質除去技術を実現することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記塩素系ガス含有排ガスの残部から塩素系ガスを除去する塩素系ガス除去処理を実行する点にある。

本構成によれば、加熱室から排出された排ガスに対して、上記放射性物質分離処理と上記塩素系ガス除去処理との二段階の排ガス処理が直列的に実行することになる。即ち、前段の放射性物質分離処理により放射性物質を分離すると共に、後段の塩素系ガス除去処理により塩素系ガスを除去することで、加熱室から排出された排ガスを無害化して、適宜大気に放出することができる。
このように後段の上記塩素系ガス除去処理において排ガスから塩素系ガスを除去するので、前段の上記放射性物質分離処理を、塩素系ガスを除去することなく放射性物質を除去する処理とすることができる。よって、放射性物質分離処理後の排ガスを、塩素系ガスが残存する塩素系ガス含有排ガスとすることができ、当該塩素系ガス含有排ガスの一部を上記再循環排ガスとして加熱室に再循環させることができる。
更に、塩素系ガス含有排ガスの一部が再循環排ガスとして取り出され、その再循環排ガスに含まれる塩素系ガスが加熱室において放射性物質と結合し消費されることになるので、上記塩素系ガス除去処理の負荷を軽減することができ、例えば排ガスに添加すべき脱塩素剤の量を低減させることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記添加処理後の処理対象物を前記加熱室に供給する供給部を設け、
前記排ガス再循環処理において、前記再循環排ガスを、前記供給部に導入することで、前記加熱室に再循環させる点にある。

本構成によれば、排ガス再循環処理において再循環排ガスを上記供給部に導入することで、当該供給部に導入された再循環排ガスを、当該供給部から供給される処理対象物と共に、加熱室に供給することができる。よって、供給部を介した加熱室への再循環排ガスの供給分に対応して、供給部を介した加熱室への意図しない空気の流入を抑制することができ、結果、当該流入する空気量の増加に伴う排ガス量の増加を抑制して、当該排ガスに対する排ガス処理を簡素化することができる。
例えば、供給部が外部と区画された空間である場合、その空間を再循環排ガスで満たすように、供給部に再循環排ガスを導入すれば、当該供給部を介した加熱室への空気の流入を一層抑制することができる。

本発明の第４特徴構成は、前記加熱室に燃料と燃焼用空気を供給する燃焼部を設け、
前記排ガス再循環処理において、前記再循環排ガスを、前記燃焼部により前記加熱室に供給される燃焼用空気に混合することで、前記加熱室に再循環させる点にある。

本構成によれば、燃焼部により燃料を燃焼させて加熱室を加熱する構成において、上記排ガス再循環処理において再循環排ガスを燃焼用空気に混合することで、当該燃焼用空気に混合された再循環排ガスを、燃焼部により加熱室に供給される燃焼用空気と共に、加熱室に供給することができる。
この場合、再循環排ガスが混合された燃焼用空気の酸素濃度が低下するので、燃焼部による燃料の燃焼を緩慢化して、加熱室の急激な温度変化を抑制することができる。

本発明の第５特徴構成は、前記放射性物質除去処理前の排ガスを冷却する冷却処理を実行し、
前記加熱室の温度に基づいて前記再循環排ガスの前記加熱室への再循環量を制御して、前記加熱室の温度を安定化させる温度安定化処理を実行する点にある。

本構成によれば、上記放射性物質分離処理では、上記冷却処理により冷却された排ガスから放射性物質を分離することになるので、当該放射性物質分離処理のための装置構成を低温仕様の簡素なものとすることができる。
更に、加熱室へは冷却後の再循環排ガスを再循環させるので、その再循環量を変化させれば、それに追従して加熱室の温度を迅速に変化させることができる。
よって、加熱室で過剰な温度上昇が発生した場合には再循環排ガスの加熱室への再循環量を一時的に増加させて当該過剰な温度上昇を回避する形態で、加熱室の温度に基づいて再循環排ガスの加熱室への再循環量を制御することで、加熱室の温度を安定化させることができ、加熱室の過剰な温度上昇による機器の熱損傷や処理対象物の溶融などを回避することができる。

本発明の第６特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理を実行する添加処理部と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理を実行する放射性物質分離処理部とを備えた放射性物質除去システムであって、
前記放射性物質分離処理後の塩素系ガスを含む塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行する排ガス再循環処理部を備えた点にある。

本構成によれば、前述の第１特徴構成におけ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することができる。即ち、放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤を添加した処理対象物を加熱して、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、エネルギ消費量の増加を抑制しながら、処理対象物から効率良く放射性物質を揮発除去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。

第１実施形態の放射性物質除去システムの概略構成図 第２実施形態の放射性物質除去システムの概略構成図 第３実施形態の放射性物質除去システムの概略構成図

〔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）を含む処理対象物Ｘ０、例えば土壌や焼却灰などの無機性廃棄物、都市ゴミや汚泥などの有機性廃棄物、枝葉類などの木質系廃棄物など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。

具体的に、本システム１００には、放射性セシウムを含む処理対象物Ｘ０に放射性セシウムの揮発を促進する揮発促進剤Ｐ１を添加する添加処理を実行する添加処理部１０と、当該添加処理後の処理対象物Ｘ１を加熱室Ｒで加熱する加熱処理を実行する加熱処理部２と、当該加熱処理で生成された排ガスＥ２から放射性セシウムを分離する放射性物質分離処理を実行する放射性物質分離処理部４とが設けられている。

添加処理部１０は、粉体を一定量で供給する粉体定量供給装置等で構成されており、処理対象物Ｘ０に対し、揮発促進剤Ｐ１として、炭酸カルシウムと塩化ナトリウム（塩化化合物の一例）を添加する。
炭酸カルシウムの添加量は、処理対象物Ｘ０と炭酸カルシウムとの混合物中における炭酸カルシウムの割合が３質量％〜３０質量％の範囲内となるように調整される。
一方、塩化ナトリウムの添加量は、処理対象物Ｘ０と炭酸カルシウムとの混合物の合計量に対して０．５質量％〜５質量％の範囲内となるように調整される。

このように、処理対象物Ｘ０に対し揮発促進剤Ｐ１として炭酸カルシウムと塩化ナトリウムとを添加することで、後の加熱処理部２の加熱処理において、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３０分以上１２０分以下、好ましくは３０分以上６０分以下の加熱により、添加処理後の処理対象物Ｘ１中の放射性セシウムを良好に揮発させることができる。これは、添加処理後の処理対象物Ｘ１を加熱することで、炭酸カルシウムが処理対象物Ｘ１と反応し、放射性セシウムの処理対象物Ｘ１からの脱離が促進され、更に脱離された放射性セシウムが塩化ナトリウムに由来する塩素と結合し、処理対象物Ｘ１中に含有されていた放射性セシウムが（放射性の）塩化セシウムとして揮発するためであると推察される。

揮発促進剤Ｐ１として、塩化ナトリウムの代わりに、塩化カルシウムや塩化カリウムなどの他の塩化化合物を利用することもできる。また、これら揮発促進剤Ｐ１としては、少なくとも塩化化合物を含むものであればよく、種類、添加順序、及び添加量等の他の条件については適宜変更可能である。また、本実施形態では、かかる添加処理部１０を加熱処理部２の直前に配置したが、処理対象物Ｘ０と揮発促進剤Ｐ１とを別の場所で事前に混合し、それを加熱処理部２に搬送し投入しても構わない。

加熱処理部２は、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２ａと先端側を覆う排出側ケーシング２ｂとの間で回転駆動が可能なように横架され、内部に加熱室Ｒを形成する円筒状のキルン本体２ｃを備える。
また、この加熱処理部２において、供給側ケーシング２ａ側には、揮発促進剤Ｐ１が添加された添加処理後の処理対象物Ｘ１を加熱室Ｒに送出するスクリューコンベア１が設けられており、供給側ケーシング２ａ側には、加熱室Ｒに供給した燃料Ｆを同じく加熱室Ｒに供給した燃焼用空気Ａにより燃焼させるバーナ２ｄが設けられている。

スクリューコンベア１は、投入ホッパ１ａに投入された添加処理後の処理対象物Ｘ１を、スクリュー１ｃを回転駆動させることにより搬送路１ｂ（供給部の一例）を通じて加熱室Ｒの基端側に送り込むように構成されている。尚、本実施形態では、添加処理後の処理対象物Ｘ１を加熱室Ｒに搬送する搬送路１ｂを、スクリューコンベア１のスクリュー１ｃが設けられた通路としたが、別に、処理対象物Ｘ１を自重で加熱室Ｒに搬送する通路等や別の搬送装置の通路であっても良い。

加熱室Ｒの基端側に投入された処理対象物Ｘ１は、加熱室Ｒにおいて、キルン本体２ｃの回転駆動により基端側から先端側に向けて搬送され、同時に供給側ケーシング２ａに設けられたバーナ２ｄ（燃焼部の一例）から吹き込まれる高温の燃焼ガスにより、加熱処理が施されることになる。加熱処理後の処理対象物Ｘ２は、キルン本体２ｃの先端部からそれを覆う排出側ケーシング２ｂの底部に落下し、当該排出側ケーシング２ｂの底部に形成された払出口より払い出される。

一方、加熱室Ｒにおいて処理対象物Ｘ１から揮発除去された放射性セシウムを含む排ガスＥ１は、排出側ケーシング２ｂの天井部に形成された排気口から排出される。このように加熱室Ｒから排出された排ガスＥ１は、放射性セシウムに加えて、未反応の塩素が塩化水素など塩素系ガスの形態で含まれていることになる。このように加熱室Ｒから排出された排ガスＥ１が、適宜減温塔３で冷却処理が施され、当該冷却後の排ガスＥ２が、放射性物質分離処理部４に供給される。

放射性物質分離処理部４は、バグフィルタなどの乾式集塵装置で構成されており、当該排ガスＥ２から放射性セシウム（塩化セシウム）やそれが付着した粉塵を放射性の捕集物Ｘ３として除去する。更に、この放射性物質分離処理部４に供給される排ガスＥ２には、消石灰などの脱塩素剤は添加されていない。よって、放射性物質分離処理部４では、排ガスＥ２に含まれている塩素系ガスは分離除去されずに残存することになる。

以上のように本システム１００を構成することによって、放射性物質分離処理部４から排出された放射性物質分離処理後の排ガスＥ３は、低温であり、放射性物質が除去され、塩素系ガスが残存するものとなり、この排ガスＥ３を、塩素系ガス含有排ガスと呼ぶ。
そして、本システム１００では、このような塩素系ガス含有排ガスＥ３を利用して、エネルギ消費量の増加を抑制しながら、処理対象物Ｘ１から効率良く放射性セシウムを揮発除去するという課題を解決することができる構成を備えており、その詳細な構成について以下に説明を加える。

本システム１００には、放射性物質分離処理部４から排出された放射性物質分離処理後の塩素系ガス含有排ガスＥ３の一部を再循環排ガスＥ３ｒとして取り出して、当該再循環排ガスＥ３ｒを加熱室Ｒに再循環させる排ガス再循環処理を実行する排ガス再循環処理部８が設けられている。
具体的に、この排ガス再循環処理部８は、放射性物質分離処理部４の排ガス排出口側の通路と加熱処理部２において加熱室Ｒの上流側に設けられた供給側ケーシング２ａとを接続する再循環通路８ａと、その再循環通路８ａに設けられて当該再循環通路８ａ内のガスを放射性物質分離処理部４側から加熱処理部２側に送出する送風ファン８ｂとで構成されている。

そして、この送風ファン８ｂを駆動させることにより、放射性物質分離処理部４の排ガス排出口側から取り出された再循環排ガスＥ３ｒが、再循環通路８ａを通じて、加熱処理部２の供給側ケーシング２ａに導入される。よって、その供給側ケーシング２ａ内に導入された再循環排ガスＥ３ｒは、供給側ケーシング２ａ内から加熱室Ｒに供給されて、当該加熱室Ｒを通過し、その通過後の再循環排ガスＥ３ｒは、加熱室Ｒにおいて処理対象物Ｘ１から揮発除去された放射性セシウムを含む排ガスＥ１と共に、排出側ケーシング２ｂを介して加熱室Ｒから排出されることになる。

このように塩素系ガスが残存する再循環排ガスＥ３ｒが加熱室Ｒに再循環されることで、加熱室Ｒが、再循環を行わない場合よりも塩素濃度が高い塩素富化の状態に維持されることになる。すると、加熱室Ｒにおいて、処理対象物Ｘ１から脱離された放射性セシウムと塩素との結合が促進される、即ち、放射性セシウムの塩化セシウムとして揮発が促進されることになる。これは、加熱室Ｒにおいて、放射性セシウムと塩化ナトリウムとの溶融塩が塩素富化の条件下に晒されることで、当該溶融塩からの塩化セシウムの揮発が促進されたものと推測される。

結果、本システム１００では、添加処理部１０での添加処理における塩化ナトリウムなどの揮発促進剤Ｐ１の添加量の減量化を行って、エネルギ消費量の増加を抑制しながら、処理対象物Ｘ１から効率良く放射性セシウムを除去することができる。

ここで、揮発促進剤Ｐ１の添加量について、例えば、加熱室Ｒが塩素富化の条件となるだけの揮発促進剤Ｐ１を添加すると、再循環排ガスＥ３ｒの再循環によって、加熱室Ｒにおける塩素濃度がより高くなり、より一層塩素富化の条件となって、塩化セシウムの揮発をより一層促進させることができる。また、例えば、加熱室Ｒが塩素富化の条件となる量よりも少量の揮発促進剤Ｐ１を添加しても、再循環排ガスＥ３ｒの再循環によって、加熱室Ｒを塩素富化の条件とすることができ、塩化セシウムの揮発促進化と揮発促進剤Ｐ１の減量化とを図ることができる。

更に、本システム１００には、再循環排ガスＥ３ｒを取り出した残部の塩素系ガス含有排ガスＥ３から塩素系ガスを除去する塩素系ガス除去処理を実行する塩素系ガス除去処理部５が設けられている。この塩素系ガス除去処理部５は、具体的に、粉体定量供給装置等で構成され、塩素系ガス含有排ガスＥ３に消石灰などの脱塩素剤Ｐ２を添加する脱塩素剤添加処理を実行する脱塩素剤添加処理部５１と、バグフィルタなどの乾式集塵装置で構成され、当該脱塩素剤添加処理後の排ガスＥ４から塩化物Ｘ４を分離する塩化物分離処理を実行する塩化物分離処理部５２とで構成されている。尚、塩素系ガス除去処理部５を、湿式スクラバなどの湿式集塵装置で構成しても構わない。この場合、消石灰などの脱塩素剤Ｐ２の添加が不要となる。

即ち、加熱室Ｒから排出された排ガスＥ１に対して、上記放射性物質分離処理部４と塩素系ガス除去処理部５とが二段階の排ガス処理として直列的に配置されることになる。即ち、加熱室Ｒから排出された排ガスＥ１は、前段の放射性物質分離処理部４により放射性物質が分離された上に、後段の塩素系ガス除去処理部５により塩素系ガスが除去されて無害化される。そして、この無害化された排ガスＥ５は、図示は省略するが適宜必要に応じて脱硝処理やダイオキシン処理のような高度処理が行われた上で、送風ファン６及び煙突７を介して大気に放出することができる。

また、上述した排ガス再循環処理部８では、放射性物質分離処理部４による放射性物質分離処理後且つ塩素系ガス除去処理部５による塩素系ガス除去処理前の塩素系ガス含有排ガスＥ３の一部が再循環排ガスＥ３ｒとして取り出されて、加熱室Ｒに再循環されることになる。その再循環排ガスＥ３ｒに含まれる塩素系ガスは、加熱室Ｒにおいて放射性セシウムと結合し消費されることになるので、上記塩素系ガス除去処理部５の負荷、例えば脱塩素剤添加処理部５１の脱塩素剤Ｐ２の添加量や塩化物分離処理部５２の塩化物Ｘ４の分離量等、を軽減することができる。

このように構成された本システム１００では、加熱室Ｒから排出された排ガスＥ１は減温塔３により冷却されるので、排ガス再循環処理部８において、加熱室Ｒに再循環される再循環排ガスＥ３ｒについても冷却後のものとなる。そして、本システム１００の運転を制御する制御部（図示省略）は、所定のプログラムを実行することで温度安定化処理部９として機能し、この温度安定化処理部９は、温度センサ９ａで計測される加熱室Ｒの温度に基づいて送風ファン８ｂを制御して再循環排ガスＥ３ｒの再循環量を調整することで、加熱室Ｒの温度を安定化させる温度安定化処理を実行する。

即ち、加熱室Ｒへは冷却後の再循環排ガスＥ３ｒを再循環させるので、その再循環量を変化させれば、それに追従して加熱室Ｒの温度が迅速に変化させることができる。このことを利用して、温度安定化処理部９は、温度センサ９ａで計測される加熱室Ｒの温度が過剰な温度上昇を示すものである場合には、送風ファン８ｂの出力を上昇させて、再循環排ガスＥ３ｒの加熱室Ｒへの再循環量を増加させる。すると、低温の再循環排ガスＥ３ｒの供給による加熱室Ｒの冷却量が増加されて、当該加熱室Ｒの過剰な温度上昇が回避される。そして、排ガスＥ３ｒの加熱室Ｒへの再循環量を増加させることで、温度センサ９ａで計測される加熱室Ｒの温度が低下してその低下した状態が継続されて安定すると、送風ファン８ｂの出力を低下させて、再循環排ガスＥ３ｒの加熱室Ｒへの再循環量を元の再循環量に戻す。このように、温度安定化処理部９が、加熱室Ｒの温度に基づいて再循環排ガスＥ３ｒの加熱室Ｒへの再循環量を制御することで、加熱室Ｒの温度を安定化させることができ、加熱室Ｒの過剰な温度上昇による機器の熱損傷や処理対象物Ｘ１の溶融などが回避されることになる。

尚、上記加熱室Ｒの温度を計測するための温度センサ９ａの設置箇所に関し、本実施形態では、加熱室Ｒの温度を直接計測可能なようにキルン本体２ｃに温度センサ９ａを設けたが、例えば排出側ケーシング２ｂ側等に設けて加熱室Ｒから排出された排ガスＥ１の温度から加熱室Ｒの温度を間接的に推定するなどのように、加熱室Ｒの温度を直接的又は間接的に計測可能な箇所であれば、温度センサ９ａの設置箇所を適宜変更しても構わない。

〔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、排ガス再循環処理部８による再循環排ガスＥ３ｒの導入箇所のみが異なる。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共に、詳細な説明は割愛する。

本システム２００では、放射性物質分離処理部４の排ガス排出口側に接続されて当該接続部から再循環排ガスＥ３ｒが取り込まれる再循環通路８ａの下流側端部が、添加処理後の処理対象物Ｘ１を加熱室Ｒに供給する供給部である搬送路１ｂに接続されている。即ち、排ガス再循環処理部８は、排ガス再循環処理において、再循環排ガスＥ３ｒを、搬送路１ｂに導入することで、加熱室Ｒに再循環させる。

このように再循環排ガスＥ３ｒを搬送路１ｂに導入することで、当該搬送路１ｂに導入された再循環排ガスＥ３ｒは、当該搬送路１ｂが送出する処理対象物Ｘ１と共に、加熱室Ｒに供給されることになり、その再循環排ガスＥ３ｒの供給分に対応して、搬送路１ｂを介した加熱室Ｒへの意図しない空気の流入を抑制することができる。すると、加熱室Ｒへ流入する空気量の増加に伴う加熱室Ｒからの排ガスＥ１の排出量の増加が抑制されることになるので、当該排ガスＥ１に対する放射性物質分離処理や塩素系ガス除去処理などの排ガス処理の簡素化が図られている。

更に、スクリューコンベア１の搬送路１ｂは、外部と区画された空間であり、この搬送路１ｂに再循環排ガスＥ３ｒが供給されると、当該搬送路２ｂの空間は再循環排ガスＥ３ｒで満たされることになる。即ち、上記搬送路１ｂに存在する空気が再循環排ガスＥ３ｒで置換されることになって、当該搬送路１ｂを介した加熱室Ｒへの空気の流入が一層抑制される。

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態について図３に基づいて説明する。
尚、図３に示す放射性物質除去システム３００（以下、「本システム３００」と呼ぶ。）は、上述した第１及び第２実施形態に対して、排ガス再循環処理部８による再循環排ガスＥ３ｒの導入箇所のみが異なる。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共に、詳細な説明は割愛する。

本システム３００では、放射性物質分離処理部４の排ガス排出口側に接続されて当該接続部から再循環排ガスＥ３ｒが取り込まれる再循環通路８ａの下流側端部が、バーナ２ｄの燃焼用空気Ａの通路に接続されている。即ち、排ガス再循環処理部８は、排ガス再循環処理において、再循環排ガスＥ３ｒを、バーナ２ｄにより加熱室Ｒに供給される燃焼用空気Ａに混合することで、加熱室Ｒに再循環させる。

このように再循環排ガスＥ３ｒを燃焼用空気Ａに混合することで、当該燃焼用空気Ａに混合された再循環排ガスＥ３ｒは、バーナ２ｄにより加熱室Ｒに供給される燃焼用空気Ａと共に、加熱室Ｒに供給されることになる。このような構成の場合、再循環排ガスＥ３ｒが混合された燃焼用空気Ａの酸素濃度が低下するので、加熱室Ｒにおける燃料Ｆの燃焼が緩慢化され、加熱室Ｒの急激な温度変化が抑制される。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、処理対象物Ｘ０に揮発促進剤Ｐ１として塩化ナトリウムを添加するように構成したが、塩化ナトリウムの代わりに、加熱により塩素系ガスが発生する他の塩化化合物を添加するように構成しても構わない。

（２）上記実施形態では、加熱処理部２をバーナ２ｄから吹き込まれる燃焼ガスが処理対象物Ｘ１に並行して流れる並行流方式のロータリーキルンで構成したが、対向流方式に構成しても構わない。ただし、対向流方式とした場合には、加熱処理部２において、再循環排ガスＥ３ｒを排出側ケーシング２ｂから供給し、排ガスＥ１を供給側ケーシング２ａから排出するように構成する必要がある。また、加熱処理部２としては、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。

（３）上記実施形態では、加熱室Ｒの温度に基づいて再循環排ガスＥ３ｒの加熱室Ｒへの再循環量を制御する温度安定化処理部９を設けて、加熱室Ｒの温度を許容範囲内に安定化させるように構成したが、例えば、加熱室Ｒの緩慢な温度変化に対してはバーナ２ｄの燃焼量（燃料Ｆの供給量）の制御で対応し、加熱室Ｒの急激な温度変化に対しては再循環排ガスＥ３ｒの再循環量の制御で対応して、加熱室Ｒの温度を安定化させるように構成しても構わない。

１ｂ 搬送路（供給部）
２ｄ バーナ（燃焼部）
２ 加熱処理部
４ 放射性物質分離処理部
５ 塩素ガス除去処理部
８ 排ガス再循環処理部
９ 温度安定化処理部
１０ 添加処理部
１００ 放射性物質除去システム
２００ 放射性物質除去システム
３００ 放射性物質除去システム
Ａ 燃焼用空気
Ｅ 排ガス
Ｅ３ 塩素系ガス含有排ガス
Ｅ３ｒ 再循環排ガス
Ｆ 燃料
Ｐ１ 揮発促進剤
Ｒ 加熱室
Ｘ 処理対象物

本発明の第１特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
前記放射性物質分離処理が、排ガスに塩素系ガスを残存させる形態で、前記加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する処理であり、
塩素系ガスを含む前記放射性物質分離処理後の塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行し、
前記塩素系ガス含有排ガスの残部から塩素系ガスを除去する塩素系ガス除去処理を実行する点にある。

そして、上記排ガス再循環処理により、この塩素系ガス含有排ガスの一部を加熱部に再循環させることで、揮発促進剤による塩化化合物の添加だけでなく、塩素系ガス含有排ガスによる塩素系ガスも加えることができ、加熱室における塩素濃度がより高いものに維持されることになるので、加熱室における放射性物質と塩素との結合がより一層促進されることになる。
結果、揮発促進剤の添加量の減量化を行ってエネルギ消費量の増加を抑制しながら、処理対象物から効率良く放射性物質を除去することができる放射性物質除去技術を実現することができる。
さらに、本構成によれば、加熱室から排出された排ガスに対して、上記放射性物質分離処理と上記塩素系ガス除去処理との二段階の排ガス処理が直列的に実行することになる。即ち、前段の放射性物質分離処理により放射性物質を分離すると共に、後段の塩素系ガス除去処理により塩素系ガスを除去することで、加熱室から排出された排ガスを無害化して、適宜大気に放出することができる。
このように後段の上記塩素系ガス除去処理において排ガスから塩素系ガスを除去するので、前段の上記放射性物質分離処理を、塩素系ガスを除去することなく放射性物質を除去する処理とすることができる。よって、放射性物質分離処理後の排ガスを、塩素系ガスが残存する塩素系ガス含有排ガスとすることができ、当該塩素系ガス含有排ガスの一部を上記再循環排ガスとして加熱室に再循環させることができる。
更に、塩素系ガス含有排ガスの一部が再循環排ガスとして取り出され、その再循環排ガスに含まれる塩素系ガスが加熱室において放射性物質と結合し消費されることになるので、上記塩素系ガス除去処理の負荷を軽減することができ、例えば排ガスに添加すべき脱塩素剤の量を低減させることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記添加処理において、前記加熱室が塩素富化の条件となる量よりも少量の揮発促進剤を添加する点にある。

本発明の第５特徴構成は、前記放射性物質分離処理前の排ガスを冷却する冷却処理を実行し、
前記加熱室の温度に基づいて前記再循環排ガスの前記加熱室への再循環量を制御して、
前記加熱室の温度を安定化させる温度安定化処理を実行する点にある。

本発明の第６特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理を実行する添加処理部と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理を実行する放射性物質分離処理部とを備えた放射性物質除去システムであって、
前記放射性物質分離処理が、排ガスに塩素系ガスを残存させる形態で、前記加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する処理であり、
前記放射性物質分離処理後の塩素系ガスを含む塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行する排ガス再循環処理部を備え、
前記塩素系ガス含有排ガスの残部から塩素系ガスを除去する塩素系ガス除去処理を実行する塩素系ガス除去処理部を備えた点にある。

本発明の第１特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
前記放射性物質分離処理が、排ガスに塩素系ガスを残存させる形態で、前記加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する処理であり、
前記放射性物質分離処理前の排ガスを冷却する冷却処理を実行し、
塩素系ガスを含む前記冷却処理後且つ前記放射性物質分離処理後の塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行し、
前記塩素系ガス含有排ガスの残部から塩素系ガスを除去する塩素系ガス除去処理を実行する点にある。

本発明の第５特徴構成は、前記加熱室の温度に基づいて前記再循環排ガスの前記加熱室への再循環量を制御して、前記加熱室の温度を安定化させる温度安定化処理を実行する点にある。

本発明の第６特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理を実行する添加処理部と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理を実行する放射性物質分離処理部とを備えた放射性物質除去システムであって、
前記放射性物質分離処理が、排ガスに塩素系ガスを残存させる形態で、前記加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する処理であり、
前記放射性物質分離処理前の排ガスを冷却する冷却処理を実行する冷却処理部を備え、
前記冷却処理後且つ前記放射性物質分離処理後の塩素系ガスを含む塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行する排ガス再循環処理部を備え、
前記塩素系ガス含有排ガスの残部から塩素系ガスを除去する塩素系ガス除去処理を実行する塩素系ガス除去処理部を備えた点にある。

Claims (6)

1. 放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
   塩素系ガスを含む前記放射性物質分離処理後の塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行する放射性物質除去方法。
2. 前記塩素系ガス含有排ガスの残部から塩素系ガスを除去する塩素系ガス除去処理を実行する請求項１に記載の放射性物質除去方法。
3. 前記添加処理後の処理対象物を前記加熱室に供給する供給部を設け、
   前記排ガス再循環処理において、前記再循環排ガスを、前記供給部に導入することで、前記加熱室に再循環させる請求項１又は２に記載の放射性物質除去方法。
4. 前記加熱室に燃料と燃焼用空気を供給する燃焼部を設け、
   前記排ガス再循環処理において、前記再循環排ガスを、前記燃焼部により前記加熱室に供給される燃焼用空気に混合することで、前記加熱室に再循環させる請求項１〜３の何れか１項に記載の放射性物質除去方法。
5. 前記放射性物質除去処理前の排ガスを冷却する冷却処理を実行し、
   前記加熱室の温度に基づいて前記再循環排ガスの前記加熱室への再循環量を制御して、前記加熱室の温度を安定化させる温度安定化処理を実行する請求項１〜４の何れか１項に記載の放射性物質除去方法。
6. 放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも塩化化合物を添加する添加処理を実行する添加処理部と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部と、当該加熱室から排出された排ガスから放射性物質を分離する放射性物質分離処理を実行する放射性物質分離処理部とを備えた放射性物質除去システムであって、
   前記放射性物質分離処理後の塩素系ガスを含む塩素系ガス含有排ガスの一部を再循環排ガスとして前記加熱室に再循環させる排ガス再循環処理を実行する排ガス再循環処理部を備えた放射性物質除去システム。
   
   

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