JP2019093321A - Processing method and processor of concrete - Google Patents
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、コンクリートの処理方法と処理装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method and apparatus for treating concrete.
原子力発電所の廃止措置時には多種多様な廃棄物が発生する。なかでも、原子力発電所の構造躯体として使用されている鉄筋コンクリートの廃棄物量が非常に多くなるため、全量を埋設処分するためには巨大なトレンチ処分場が必要となる。鉄筋コンクリートが放射性物質で汚染されている場合や放射化されている場合には、コンクリートピット中に廃棄物を埋設処分することが必要になり、廃棄物の処理費用がさらに増大する。そのため、放射性廃棄物として廃棄及び管理されるコンクリートの物量を低減させるための技術が開発されている。 During the decommissioning of nuclear power plants a wide variety of waste is generated. Above all, because the amount of waste of reinforced concrete used as a structural body of a nuclear power plant becomes very large, a huge trench disposal site is required to dispose all the waste. When reinforced concrete is contaminated with radioactive material or activated, it becomes necessary to bury the waste in the concrete pit, which further increases the cost of waste disposal. Therefore, techniques have been developed to reduce the amount of concrete that is disposed and managed as radioactive waste.
放射性物質で汚染された鉄筋コンクリートや放射化された鉄筋コンクリートの処理方法として、原子炉容器の外周に設けられる生体遮蔽壁などの高濃度放射化コンクリートにジェット水を吹き付けて、セメントなどを切断・剥離しスラリー化する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a method of treating reinforced concrete contaminated with radioactive materials and activated reinforced concrete, jet water is sprayed on highly concentrated activated concrete such as a biological shielding wall provided on the outer periphery of a reactor vessel to cut and peel cement etc. A method of slurrying is known (see, for example, Patent Document 1).
また、放射化したコンクリートを破砕して粗骨材とモルタル部分に分離し、それぞれの放射性核種濃度を測定し、測定結果に応じて処分区分を決定する方法も知られている(例えば、特許文献2参照。)。また、放射化コンクリートを粉砕後、硝酸を用いて放射性物質、セメント成分などを溶解させた後、pH調整、溶媒抽出などの手法を用い、放射性物質を除去する方法もある(例えば、特許文献3参照。)。放射化コンクリートを、塩素又は塩素化合物の存在下で加熱して溶融減容化するとともに、放射化コンクリートに含まれる放射性核種の塩化物を気化させ冷却して捕集する方法もある(例えば、特許文献4参照。)。 There is also known a method of crushing activated concrete and separating it into coarse aggregate and mortar parts, measuring the concentration of each radionuclide, and determining the disposal category according to the measurement result (for example, patent document 2)). There is also a method of removing radioactive substances using a method such as pH adjustment or solvent extraction after dissolving radioactive substances, cement components and the like using nitric acid after crushing radioactive concrete. reference.). In addition to heating and volume reduction of activated concrete in the presence of chlorine or chlorine compounds, there is also a method of vaporizing, cooling and collecting chlorides of radionuclides contained in the activated concrete (for example, patent) Reference 4).
しかしながら、これら従来の方法では、処理時間が増大したり、多量の薬剤を使用するために処理費用が増大したりする。そのため、放射性廃棄物として廃棄及び管理されるコンクリートの物量を効率よく減容することは困難であった。 However, these conventional methods increase the processing time or the processing cost due to the use of a large amount of drug. Therefore, it has been difficult to efficiently reduce the volume of concrete that is discarded and managed as radioactive waste.
本発明は、多量の薬剤を用いずに、簡易にコンクリートを減容することのできるコンクリートの処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a concrete processing apparatus and processing method which can easily reduce the volume of concrete without using a large amount of chemicals.
本発明のコンクリートの処理装置の一態様は、内部に溶融塩を収容し、コンクリートを前記溶融塩に浸漬させて、前記溶融塩に前記コンクリートを溶解させる溶融塩浸漬槽と、前記溶融塩に不溶の残渣を洗浄液によって洗浄する洗浄装置と、内部に前記コンクリートを収容する収容容器と、前記収容容器を前記溶融塩浸漬槽と前記洗浄装置に順に搬送する搬送装置とを備える。 One aspect of the apparatus for treating concrete according to the present invention is a molten salt immersion tank for containing molten salt inside, immersing concrete in the molten salt, and dissolving the concrete in the molten salt, and insoluble in the molten salt A cleaning device for cleaning the residue with a cleaning solution, a storage container for storing the concrete therein, and a transfer device for sequentially transferring the storage container to the molten salt immersion tank and the cleaning device.
本発明のコンクリートの処理方法の一態様は、コンクリートを溶融塩に浸漬して前記溶融塩に前記コンクリートを溶解させる溶融塩浸漬工程と、前記溶融塩に不溶の残渣を洗浄液によって洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程で洗浄後の残渣を回収する残渣回収工程とを有し、前記溶融塩浸漬工程、前記洗浄工程及び前記回収工程を連続的に行う。 One aspect of the method for treating concrete according to the present invention includes a molten salt immersion step of immersing concrete in molten salt to dissolve the concrete in the molten salt, and a cleaning step of cleaning a residue insoluble in the molten salt with a cleaning liquid And collecting the residue after washing in the washing step, and continuously performing the molten salt immersion step, the washing step, and the collecting step.
本発明によれば、多量の薬剤を用いずに、簡易にコンクリートを減容することのできるコンクリートの処理装置及び処理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the processing apparatus and processing method of concrete which can reduce a volume of concrete easily can be provided, without using many chemical | medical agents.
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1に示すように、第1の実施形態に係るコンクリートの処理装置10は、例えば、汚染・放射化した鉄筋コンクリートの廃棄物(コンクリート1)を処理する。コンクリートの処理装置10は、内部に溶融した塩(溶融塩2)を収容する溶融塩浸漬槽12と、溶融塩2に不溶の残渣3を洗浄液5によって洗浄する洗浄装置13と、コンクリート1を収容する収容容器16と、収容容器16を溶融塩浸漬槽12と洗浄装置13に順次搬送する搬送装置11とを備えている。また、コンクリートの処理装置10は、収容容器16内に残留した洗浄後の残渣3を回収する残渣回収装置14を備えている。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
First Embodiment
As shown in FIG. 1, the
搬送装置11は、内部にコンクリート1を収容した収容容器16を、例えば水平方向及び鉛直方向に適宜移動させて、収容容器16を溶融塩浸漬槽12と洗浄装置13に順次移動させる。搬送装置11は、例えば、溶融塩浸漬槽12及び洗浄装置13の上方に配設されたリフト及びコンベヤからなる。
The
コンクリートの処理装置10におけるコンクリート1の処理は次のように行われる。まず、搬送装置11が内部にコンクリート1を収容した収容容器16を水平方向に移動させて、溶融塩浸漬槽12の上部に配置させる。
The treatment of concrete 1 in the
収容容器16は、耐熱性、耐食性の高い材料、例えばステンレス等で構成されたかご状の容器である。収容容器16はコンクリート1又は残渣3の出し入れが可能なように例えば上部に開口を有している。また、収容容器16は、溶融塩2に浸漬されることで、内部のコンクリート1と溶融塩2を接触させることができるように、例えば、壁面に網目構造を有している。
The
収容容器16を溶融塩浸漬槽12の上部から下方に移動させることで、コンクリート1を収容した収容容器16が溶融塩浸漬槽12内に投入される。これにより、コンクリート1を収容した収容容器16が溶融塩2に浸漬されて、溶融塩2が収容容器16の壁面を通過し、収容容器16内で、溶融塩2とコンクリート1が接触する。
The
溶融塩浸漬槽12内に収容される溶融塩2は、高温の無機化合物(塩)からなる液体であり、金属塩の溶解が可能、高温のため反応速度が速い、耐放射線性が高い、浄化することで溶融塩の再利用が可能、などの特徴を有する。溶融塩2としては例えば、金属ハロゲン化物、金属水酸化物、金属硫酸塩、金属炭酸塩などを用いることができる。溶融塩2として、具体的には、炭酸リチウム−炭酸ナトリウム−炭酸カリウム三元共晶塩を用いることが好ましい。溶融塩2は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。溶融塩浸漬槽12内の溶融塩2の温度は、その融点以上であり、300〜1000℃程度が好ましい。なお、溶融塩浸漬槽12は、耐熱性、耐食性の高い材料、例えばSUS304、SUS310S、SUS316等のステンレス鋼や、インコネル600(登録商標)等のニッケル基合金などを用いて構成される。
The
溶融塩浸漬槽12内で溶融塩2とコンクリート1が接触されると、コンクリート1中の、酸化カルシウム(CaO)を多く含むセメント成分が優先的に溶融塩2中に溶解される。また、セメント成分に付着し、又はセメント成分に含有された放射性物質は、セメント成分の溶解に伴い、溶融塩2中に溶解する。放射性物質としては、Cs、Eu、Co、Ca、Ba、Mn、Fe等が挙げられる。
When the
セメント成分に比べて溶融塩2に溶解しにくい骨材、鉄筋は残渣3として残る。コンクリート1が溶解して残渣3を生成した後に、搬送装置11が収容容器16を上方に移動させることで、残渣3を溶融塩浸漬槽12から引き上げることができる。
The aggregate which is difficult to dissolve in the
これにより、コンクリート1の浸漬された溶融塩2から、放射性物質をほとんど含まない残渣3を取り出して回収することができる。溶融塩浸漬槽12中には、残渣3の除かれた溶融塩2が残る。そのため、溶融塩2中には、放射性物質とセメント成分が溶解されているため、放射性物質を溶融塩2中に分離することができる。
As a result, it is possible to take out and recover the
次いで、搬送装置11が内部に残渣3を収容した収容容器16を移動させて、洗浄装置13に搬送する。溶融塩2から回収された残渣3や収容容器16に溶融塩2が付着している場合、残渣3の表面や収容容器に、溶融塩2が冷却されて生じた塩6が付着する。塩6には放射性物質が含まれることがあるため、洗浄装置13において、残渣3や収容容器16に付着した塩6を洗浄液5によって洗浄除去する。洗浄装置13は、例えば洗浄槽内に収容した洗浄液5に残渣3を浸漬する装置、残渣3に洗浄液5をシャワー状にかけ流す装置又は残渣3にミスト化した洗浄液5を噴霧する装置を用いることができる。洗浄装置13としては上記した装置の1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Next, the
洗浄装置13が洗浄槽内に収容した洗浄液5に残渣3を浸漬する装置である場合、搬送装置11が、残渣3を収容した収容容器16を水平方向に移動して、洗浄装置13の上方に移動させ、この状態で、収容容器16を下方に移動させることで、収容容器16を洗浄槽内に投入する。洗浄槽内では、収容容器16の壁面を洗浄液5が通過して、洗浄液5と残渣3が接触する。これにより、残渣3に付着した塩6が洗浄液5によって洗浄されて、収容容器16内に洗浄後の残渣3が残留する。その後に、搬送装置11が収容容器16を上方に移動させることで、洗浄後の残渣3を洗浄槽から引き上げることができる。
When the cleaning device 13 is a device for immersing the
洗浄液5は純水、希酸水溶液、希塩基水溶液等である。例えば、残渣3を純水で洗浄する場合、残渣3に付着した塩6を、洗浄用の純水に溶解させて除去し、塩6の除去された残渣3を得ることができる。
The
洗浄液5は純水以外にも、上記したように希酸水溶液や希塩基水溶液を使用することができる。希酸水溶液に含まれる酸は、例えば、硝酸や塩酸等である。希塩基水溶液に含まれる塩基は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア等である。洗浄液5の濃度は、希酸水溶液や希塩基水溶液の場合、酸又は塩基の濃度が0.0001mol/L〜0.1mol/Lであればよい。また、洗浄液5の液性は、例えば、希酸水溶液の場合pH2以上であり、希塩基水溶液の場合pH10〜13程度である。
Besides the pure water, the
洗浄装置13において、残渣3に付着した塩6が洗浄液5中に溶解する。洗浄後の洗浄液5を加熱して水分を除去することで洗浄液5中に溶解した塩6を回収することができる。回収された塩6は、再度溶融塩浸漬槽12内に収容することで、溶融塩2として用いることができる。この際の洗浄液5の加熱にはヒーターを用いてもよいし、溶融塩浸漬槽12において溶融塩2から発生する熱を用いてもよい。
In the washing device 13, the
さらに、搬送装置11は、収容容器16を、例えば水平方向に移動させて、残渣回収用の回収容器15の上方に位置させる。ここで、残渣回収装置14によって収容容器16を傾ける、あるいは逆さにする等、その角度を変えることで、収容容器16内の残渣3を収容容器16から回収容器15内に排出し、回収することができる。
Furthermore, the
本実施形態のコンクリートの処理装置10によれば、搬送装置11によってコンクリート1を溶融塩浸漬槽11と洗浄装置13に自動で搬送するため、溶融塩2へのコンクリート1の浸漬と、洗浄液5による残渣3の洗浄を自動で行うことができる。これにより、コンクリート1を自動で処理して、骨材、鉄筋等を容易に除くことができる。そのため、コンクリート1に放射性物質が含まれている場合には、上記で説明したコンクリートの処理を、溶融塩2中にコンクリートが溶解できなくなるまで行うことで、放射性物質を廃溶融塩中に濃縮することができる。そのため、放射性廃棄物として廃棄され管理される物量を減らすことができ、放射性廃棄物の処理費用を低減させることができる。
According to the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態のコンクリートの処理装置について説明する。図2は、本実施形態のコンクリートの処理装置20を概略的に示す図である。コンクリートの処理装置20は、第1の実施形態のコンクリートの処理装置10とは、塩除去装置、洗浄液除去装置22及び乾燥装置23をさらに備える点で異なるが、これ以外の構成は、第1の実施形態のコンクリートの処理装置10と同様である。そのため、図2において、図1と対応する部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a concrete processing apparatus of a second embodiment will be described. FIG. 2: is a figure which shows roughly the
塩除去装置は、塩6の生成を抑制するために、残渣3を洗浄装置13内に搬入するに先立ち、残渣3や収容容器16に付着した塩6を除去する。塩除去装置は、例えば、塩6を遠心力によって除去する装置、塩6を重力によって除去する装置、塩6に空気を吹き付けて(風力によって)除去する装置等である。これらの装置は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Before the
塩6を遠心力によって除去する装置は、例えば、収容容器16を回転させるモーター等の動力である。当該モーター等により、収容容器16を回転させて、残渣3及びこれに付着した塩6に遠心力を与えて、残渣3から塩6を除去することができる。残渣3に付着した塩6を重力によって除去する装置としては、例えば、図3に示すように、残渣3を溶融塩浸漬槽12から洗浄装置13に移動させる工程を上下に蛇行させた構成(昇降工程21a)である。収容容器16を昇降工程21aの経路上で移動させ、この間に重力によって塩6を除去することができる。また、昇降工程21aにおいて収容容器16を上方から下方に移動させる際に、収容容器16に衝撃を与えて、残渣3に付着した塩6を除去してもよい。
The device for removing the
図4は、塩除去装置の一例である移動工程21cを概略的に表す平面図である。残渣3に付着した塩6を重力によって除去する装置は、例えば、図4に示すように、残渣3を収容した収容容器16を、溶融塩浸漬槽12から洗浄装置13に移動させる工程を平面方向に蛇行させた、移動工程21cの構成でもよい。これにより収容容器16の移動距離を長くすることで、残渣3の移動時間を長くし、この間に重力によって塩6を除去することができる。なお、図4において矢印は収容容器16の進行方向を示す。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a
塩6を空気によって除去する装置では、冷風発生装置(エアジェットクーラー)21bなどの送風機を用い、残渣3に空気を吹き付けて残渣3に付着した塩6を除去することができる。
In the apparatus for removing the
洗浄液除去装置22は、残渣3を回収するに先立ち、洗浄液5で洗浄後の残渣3に付着した洗浄液5を除去する。洗浄液除去装置22は、例えば、洗浄液5を遠心力によって除去する装置、洗浄液5を重力によって除去する装置、空気を吹き付けて(風力によって)洗浄液5を除去する装置等である。各装置の構成は、塩除去装置で説明したのと同様である。また、洗浄液除去装置22は、残渣3を収容した収容容器16に衝撃を与え、その振動によって洗浄液5を振り落とす装置であってもよい。
Prior to collecting the
乾燥装置23は、洗浄液除去装置22の後段に配置される。乾燥装置23は、残渣3を回収するに先立ち、収容容器16や残渣3に付着した洗浄液5を乾燥させて除去する。これにより、洗浄液5の拡散を防ぐことができる。乾燥装置23としては、ヒーターを用いてもよいし、熱交換器等を配置して溶融塩浸漬槽12で発生する熱を使用してもよい。
The drying device 23 is disposed downstream of the cleaning solution removing device 22. Prior to collecting the
上記コンクリートの処理装置において、放射化したコンクリートを処理する場合には、放射性物質が空気中に飛散する可能性がある。そのため、装置を密閉空間内に配置して、さらに、空気洗浄機を配置することが好ましい。これにより、飛散した放射性核種を空気清浄機によって捕集することができる。 When treating activated concrete in the above-mentioned processing apparatus for concrete, radioactive substances may fly into the air. Therefore, it is preferable to dispose the device in the enclosed space and further dispose an air cleaner. Thereby, the scattered radionuclide can be collected by the air cleaner.
また、本実施形態では、残渣回収装置14にさらに、残渣回収補助装置24として、収容容器16に衝撃を加える装置や収容容器16に空気を吹き付ける装置を配置して、収容容器16を傾けるか逆さにする際に、収容容器16に衝撃を加えるか、収容容器16に空気を吹き付けてもよい。これにより、収容容器16内の残渣3を収容容器16から迅速に回収容器15内に排出し、回収することができる。
Further, in the present embodiment, a device for applying an impact to the
図5は、上記コンクリートの処理装置20を用いたコンクリートの処理方法を概略的に示すフロー図である。本実施形態のコンクリートの処理方法は、コンクリート1を溶融塩浸漬槽12内の溶融塩2に浸漬して溶融塩2にコンクリート1を溶解させる溶融塩浸漬工程S10と、不溶の残渣3や収容容器16に付着した、溶融塩2が冷却されて生じた塩6を塩除去装置によって除去する塩除去工程S20と、残渣3に付着した塩6を洗浄装置13内で洗浄液5によって洗浄する洗浄工程S30とを有している。さらに、本実施形態のコンクリートの処理方法は、洗浄液5で洗浄後の残渣3に付着した洗浄液5を洗浄液除去装置22によって除去する洗浄液除去工程S40と、洗浄後の残渣3や収容容器16に付着した洗浄液5を乾燥装置23によって乾燥させる乾燥工程S50と、洗浄後の残渣3を残渣回収装置14によって回収する残渣回収工程S60とを備えている。溶融塩浸漬工程S10から残渣回収工程S60の各工程における装置の動作は上記で説明したとおりである。
FIG. 5 is a flow chart schematically showing a method of treating concrete using the above-described
本実施形態のコンクリートの処理方法は、溶融塩浸漬工程S10から残渣回収工程S60を連続的に行う。また、本実施形態のコンクリートの処理方法において、溶融塩除去工程S20、洗浄液除去工程S40、乾燥工程S50、残渣回収工程S60は必須ではなく、必要に応じて行われる。
さらに、残渣回収工程S60の後に空になった収容容器16に再びコンクリート1を入れることによって、コンクリートの処理を連続的に行うことができる。
In the method of treating concrete of the present embodiment, the molten salt immersion step S10 to the residue recovery step S60 are continuously performed. Further, in the method of treating concrete according to the present embodiment, the molten salt removing step S20, the cleaning solution removing step S40, the drying step S50, and the residue collecting step S60 are not essential, and may be performed as necessary.
Furthermore, by putting the concrete 1 again into the
上記本実施形態のコンクリートの処理装置20及び処理方法によれば、搬送装置11によってコンクリート1の処理を自動で行うことができる。これにより、コンクリート1から骨材、鉄筋等を容易に除くことができる。そのため、コンクリート1に放射性物質が含まれている場合には、上記で説明したコンクリートの処理を、溶融塩2中にコンクリートが溶解できなくなるまで行うことで、放放射性物質を廃溶融塩中に濃縮することができる。そのため、放射性廃棄物として廃棄され管理される物量を減らすことができ、放射性廃棄物の処理費用を低減させることができる。
According to the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…コンクリート、2…溶融塩、3…残渣、5…洗浄液、6…塩、10,20…コンクリートの処理装置、11…搬送装置、12…溶融塩浸漬槽、13…洗浄装置、14…残渣回収装置、15…回収容器、16…収容容器、21a…昇降工程、21c…移動工程、22…洗浄液除去装置、23…乾燥装置、24…残渣回収補助装置、S10…溶融塩浸漬工程、S20…塩除去工程、S20…塩除去工程、S30…洗浄工程、S40…洗浄液除去工程、S50…乾燥工程、S60…残渣回収工程。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Concrete, 2 ... Molten salt, 3 ... Residue, 5 ... Cleaning fluid, 6 ... Salt, 10, 20 ... Concrete processing apparatus, 11 ... Transport apparatus, 12 ... Molten salt immersion tank, 13 ... Cleaning apparatus, 14 ... Residue Recovery device, 15: Recovery container, 16: Storage container, 21a: Lifting step, 21c: Moving step, 22: Cleaning liquid removal device, 23: Drying device, 24: Residue recovery auxiliary device, S10: Molten salt immersion step, S20 ... Salt removal process, S20 ... salt removal process, S30 ... washing process, S40 ... cleaning liquid removal process, S50 ... drying process, S60 ... residue recovery process.
Claims (13)
前記溶融塩に不溶の残渣を洗浄液によって洗浄する洗浄装置と、
内部に前記コンクリートを収容する収容容器と、
前記収容容器を前記溶融塩浸漬槽と前記洗浄装置に順に搬送する搬送装置と
を備えることを特徴とするコンクリートの処理装置。 A molten salt immersion tank for containing molten salt inside, immersing concrete in the molten salt, and melting the concrete in the molten salt;
A washing device for washing the residue insoluble in the molten salt with a washing solution;
A container for containing the concrete inside;
An apparatus for treating concrete comprising: a conveying device for conveying the container in the molten salt immersion tank and the cleaning device in order.
前記溶融塩に不溶の残渣を洗浄液によって洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程で洗浄後の残渣を回収する残渣回収工程と
を有し、前記溶融塩浸漬工程、前記洗浄工程及び前記回収工程を連続的に行うことを特徴とするコンクリートの処理方法。
A molten salt immersion step of immersing concrete in molten salt to dissolve the concrete in the molten salt;
Washing the residue insoluble in the molten salt with a washing solution;
A method for treating concrete comprising: a residue recovery step of recovering the residue after cleaning in the cleaning step; and the molten salt immersion step, the cleaning step and the recovery step are continuously performed.
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