JP3096184B2 - 廃棄物の溶融処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力施設等で発生す
る放射性の雑固体廃棄物及び有害廃棄物、一般産業廃棄
物を溶融用容器内に投入して溶融させる廃棄物の溶融処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射性の雑固体廃棄物や有害廃棄物を溶
融処理する装置として、特開昭６１−２０９３９９号公
報に記載されたものがある。この装置は、誘導加熱コイ
ルと、この誘導加熱コイルにより誘導加熱されるセラミ
ック製の溶融用容器とを備えており、溶融用容器を誘導
加熱しながら、該溶融用容器内に固体廃棄物を投入して
溶融させるようにしている。そして、溶融用容器内に固
体廃棄物をほぼ一杯になるまで溶融させた後、溶融湯を
冷却固化している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の溶融処
理装置により固体廃棄物を実際に溶融させていると、固
体廃棄物のうちの大量の低沸点物質を含んだ廃棄物（例
えば大量の油を含む金属塊）を溶融用容器内の溶融湯に
投入したときに、溶融湯面が一時的に上昇することがあ
った。これは、溶融湯の温度が１３００〜１６００℃と
かなり高いことから、上記廃棄物に含まれることがある
多量の低沸点物質（水，油，溶剤，低沸点金属）が溶融
湯に投入されたとき該湯内で気化して気泡になってしま
うためである。このため、多量の低沸点物質を含む廃棄
物を処理する場合は、溶融用容器の９０％程度の容量で
やめてしまうか、あるいは低沸点物質を前処理して除去
する必要があった。尚、このうち、水，油，溶剤等がガ
ラスびんやブリキ容器に入っている場合は溶湯表面で燃
えてしまうのでこのような対策は必要ない。

【０００４】

【０００５】そこで、本発明の目的は、固体廃棄物を溶
融処理する場合に、多量の低沸点物質を含む雑固体廃棄
物を前処理除去することなく処理でき、且つ、溶融用容
器内が溶融湯で一杯になるまで溶融させ得る廃棄物の溶
融処理方法を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の廃棄物の溶融処
理方法は、固体廃棄物を溶融用容器内に投入して溶融さ
せる廃棄物の溶融処理方法において、前記固体廃棄物を
低沸点物質を含んだ固体廃棄物とそれ以外の固体廃棄物
とに分別し、前記溶融用容器内に先に前記低沸点物質を
含んだ固体廃棄物を投入して焼却溶融させるようにした
ところに特徴を有する。

【０００７】この場合、上記したように溶融用容器内に
先に低沸点物質を含んだ固体廃棄物を投入して焼却溶融
させた後、前記溶融用容器内に貯留されている溶融湯の
湯面の位置を検出し、この検出した湯面の位置と前記低
沸点物質を含まない固体廃棄物の比重とに基づいて前記
溶融用容器内に投入可能な該固体廃棄物の重量を演算
し、そして、前記低沸点物質を含まない固体廃棄物を前
記演算した重量だけ投入するようにすることも好まし
い。

【０００８】

【作用】上記手段によれば、固体廃棄物を低沸点物質を
含んだ固体廃棄物とそれ以外の固体廃棄物とに分別し、
溶融用容器内に先に低沸点物質を含んだ固体廃棄物を投
入して焼却溶融させるようにしたので、高温の溶融湯内
に低沸点物質が投入されることがなくなる。このため、
溶融湯面が一時的に上昇することがなくなる。

【０００９】また、固体廃棄物は、例えば炭素鋼，ステ
ンレス，無機物であるから、廃棄物の種類に応じてその
比重がだいだいわかっている。即ち、溶融したときの体
積がだいだいわかっている。

【００１０】従って、溶融用容器内に先に低沸点物質を
含んだ固体廃棄物を投入して焼却溶融させた後、溶融用
容器内に貯留されている溶融湯の湯面の位置を検出し、
この検出した湯面の位置と低沸点物質を含まない固体廃
棄物の比重とに基づいて溶融用容器内に投入可能な固体
廃棄物の重量を演算し、そして、低沸点物質を含まない
雑固体廃棄物を演算した重量だけ投入するようにすれ
ば、溶融用容器内がほぼ一杯になるまで溶融させること
が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１を参照し
ながら説明する。図１は溶融装置全体の縦断面を示して
いる。この図１において、支枠１が基礎に立設されてお
り、この支枠１に密閉容器状の炉本体２が支持されてい
る。炉本体２は、非金属材料である例えば石英質製の円
筒状の側壁３と、この側壁３の上端に取付けられた金属
製の蓋部４とから構成されている。

【００１２】また、上記基礎にはガイド５が立設されて
おり、このガイド５に昇降台６が昇降自在に案内されて
いる。この昇降台６は、図示しないモータ等からなる駆
動装置により昇降駆動されるように構成されている。上
記昇降台６の上部には、炉本体２の底部開口部を開閉す
る底蓋７が固着されている。また、炉本体２の側壁３の
外周部には、誘導加熱コイル８が配設されている。この
誘導加熱コイル８は、カバー９内に収容されており、空
冷或は水冷等の冷却方法によって冷却される構成となっ
ている。

【００１３】一方、炉本体２の側壁３の内側には、キャ
スタブル等の断熱材より成る円筒状の断熱壁１０が設け
られている。この断熱壁１０の上端部には、孔１１を有
する断熱蓋１２が取付けられており、この断熱蓋１２は
炉本体２または支枠１に固定支持されている。

【００１４】また、底蓋７の上面には断熱材等の非金属
製の支台１３が取付固定されており、この支台１３上に
溶融用容器１４が載置されるようになっている。この溶
融用容器１４は、セラミック発熱体、好ましくはＣ−Ｓ
ｉＣ系またはＣ−Ａｌ2 Ｏ3系セラミックから構成され
ている。上記溶融用容器１４は、底蓋７及び支台１３と
共に昇降駆動されることにより、断熱壁１０内に下方か
ら挿脱自在に構成されている。

【００１５】更に、炉本体２の上部には、排ガス排出口
１５が設けられており、溶融時に発生する排ガス等を断
熱蓋１２の孔１１及び上記排ガス排出口１５を通して外
部へ導く構成となっている。尚、外部へ導かれた排ガス
は、周知構成のフィルタ装置（例えばセラミックフィル
タ及びＨＥＰＡフィルタから構成されている装置）によ
り排ガスに含まれている放射性の灰の除去が行われるよ
うになっている。

【００１６】また、炉本体２の蓋部４には、溶融用容器
１４内へ放射性の雑固体廃棄物を投入する廃棄物投入口
１６、廃棄物または焼却灰中の未燃分を燃焼させるのに
必要な酸素含有ガスを供給する酸素供給管１７、並び
に、溶融用容器１４内の溶融状態を検知する検知装置１
８がそれぞれ貫通状に配設されている。ここで、上記検
知装置１８は、溶融湯の温度を検知する放射温度計、溶
融湯の湯面の位置を検知する例えばレーザー式の液面
計、モニタＴＶ用のＴＶカメラ等を備えて構成されてい
る。

【００１７】次に、上記した構成の溶融装置１９を使用
して、放射性の雑固体廃棄物を溶融処理する方法、具体
的には三つの方法について説明する。

【００１８】第１の溶融処理方法においては、まず、溶
融作業を行う前に、放射性の雑固体廃棄物を、低沸点物
質を含んだ雑固体廃棄物とそれ以外の雑固体廃棄物とに
分別する。この場合、それ以外の雑固体廃棄物（低沸点
物質を含まない雑固体廃棄物）については、更に、金属
以外の雑固体廃棄物（断熱材やコンクリート等）と、金
属廃棄物とに分別する。即ち、放射性の雑固体廃棄物
を、三つのグループに分別する。

【００１９】そして、誘導加熱コイル８に高周波電力を
通電して炉本体２を加熱し、最初に、上記三つのグルー
プのうちの低沸点物質を含んだ雑固体廃棄物を、廃棄物
投入口１６を介して溶融用容器１４内に投入して焼却溶
融させる。尚、溶融用容器１４内の温度は、１３００〜
１６００℃程度の高温に設定保持している。続いて、２
番目に、上記三つのグループのうちの金属以外の雑固体
廃棄物を、廃棄物投入口１６を介して溶融用容器１４内
に投入して溶融させる。更に続いて、３番目に、上記三
つのグループのうちの金属廃棄物を、廃棄物投入口１６
を介して溶融用容器１４内に投入して溶融させる。

【００２０】この後、溶融用容器１４内に溶融湯が所定
量つまりほぼ一杯まで貯留されたら、誘導加熱コイル８
を断電して誘導加熱を止め、炉本体２を自然冷却等で冷
却する。そして、溶融用容器１４内の溶融物が固化した
ら、昇降台６を降下させて、支台１３上から溶融用容器
１４を取り去る。以下、新しい空の溶融用容器１４を支
台１３上に載置して上述した作業を繰り返すものであ
る。一方、上記取り去った溶融用容器１４、即ち、内部
の溶融物が固化した溶融用容器１４は、ドラム缶に収容
されると共に、そのドラム缶内にセメントモルタルが注
入固化される。これにより、輸送及び貯蔵に適した安定
した溶融固化体（ドラム缶充填体）が形成されるのであ
る。

【００２１】上記第１の溶融処理方法によれば、溶融用
容器１４内に先に低沸点物質を含んだ雑固体廃棄物を投
入して焼却溶融させるように構成したので、多量の低沸
点物質を含む雑固体廃棄物を前処理除去することなく処
理でき、また、高温の溶融湯が形成されたときに追加投
入する追加投入時には低沸点物質が投入されなくなる。
即ち、高温の溶融湯内に低沸点物質が投入されることが
なくなるため、従来構成とは異なり、溶融用容器内が溶
融湯で一杯になるまで溶融させることが可能となる。

【００２２】ところで、溶融処理方法においては、断熱
材やコンクリート等の金属以外の雑固体廃棄物だけを溶
融固化させると、固化物中にＣｏやＦｅ、Ｎｉ等の核種
金属が点状に集中して固化してしまうため、充填固化し
たドラム缶の放射能のレベルを測定するときレベル測定
が困難になるという問題点がある。

【００２３】これに対して、上記溶融処理方法によれ
ば、金属廃棄物及び金属以外の廃棄物をそれぞれ投入し
て溶融し、固化物中にある程度の割合だけ金属層及びセ
ラミック層を形成するようにしているので、固化物中に
ＣｏやＦｅ、Ｎｉ等の核種金属が均一に分布するように
なり、又Ｃｓ等はセラミック層に均一に分布するように
なり、固化物が好ましい形態となる。従って、放射能の
レベル測定が容易になる。

【００２４】また、上記溶融処理方法の場合、低沸点物
質を含んだ雑固体廃棄物を溶融させた後においては、金
属以外の雑固体廃棄物を先に投入し、その後、金属廃棄
物を投入する構成であるので、金属以外の雑固体廃棄物
である比較的軽い物が溶融するとき、重い金属廃棄物に
よって溶融湯中に押え付られるようになる。このため、
金属以外の雑固体廃棄物が溶融湯上に浮かばないように
し得るから、該雑固体廃棄物が溶融するのに要する時間
を短縮することができる。

【００２５】次に、第２の溶融処理方法について説明す
る。この方法においても、まず、溶融作業を行う前に、
放射性の雑固体廃棄物を、三つのグループ、即ち、低沸
点物質を含んだ雑固体廃棄物、金属以外の雑固体廃棄
物、金属廃棄物（低沸点金属を含まないもの）に分別す
る。

【００２６】そして、炉本体２を加熱し、最初に、上記
三つのグループのうちの低沸点物質を含んだ雑固体廃棄
物を、廃棄物投入口１６を介して溶融用容器１４内に投
入して焼却溶融させる。ここで、低沸点物質を含んだ雑
固体廃棄物の溶融が完了したら、検知装置１８の液面計
により、溶融用容器１４内に貯留されている溶融湯の湯
面の位置を検出する。そして、この検出した湯面の位置
と、低沸点物質を含まない雑固体廃棄物の比重とに基づ
いて、溶融用容器１４内に投入可能な雑固体廃棄物の重
量を演算する。尚、低沸点物質を含まない雑固体廃棄物
は、廃棄物の種類に応じてその比重がだいだいわかって
いる。

【００２７】この後、低沸点物質を含まない雑固体廃棄
物を前記演算した重量だけ溶融用容器１４内に投入して
溶融させる。この場合、低沸点物質を含まない雑固体廃
棄物のうちの金属以外の雑固体廃棄物を、先に、溶融用
容器１４内に投入して溶融させ、続いて、低沸点物質を
含まない雑固体廃棄物のうちの金属廃棄物を溶融用容器
１４内に投入して溶融させる。この結果、溶融用容器１
４内に溶融湯が所定量一杯まで溜る。この後の冷却固化
作業及びドラム缶への充填作業は、前記第１の溶融処理
方法と同様にして行う。

【００２８】このような第２の溶融処理方法において
も、第１の溶融処理方法と同様な作用効果を得ることが
できる。加えて、第２の溶融処理方法によれば、溶融湯
の湯面の位置を検出し、この検出した湯面の位置と低沸
点物質を含まない雑固体廃棄物の比重とに基づいて溶融
用容器１４内に投入可能な雑固体廃棄物の重量を演算
し、そして、低沸点物質を含まない雑固体廃棄物を演算
した重量だけ投入するので、溶融物が溶融用容器１４内
に過不足なく一杯になるまで溶融させることができる。

【００２９】尚、上記第２の溶融処理方法においては、
低沸点物質を含んだ雑固体廃棄物を溶融させた後の時点
で、溶融湯の湯面の位置を検出したが、これに代えて、
低沸点物質を含んだ雑固体廃棄物を最初に焼却溶融さ
せ、続いて、低沸点物質を含まない雑固体廃棄物のうち
の金属以外の雑固体廃棄物を溶融させた後の時点で、溶
融湯の湯面の位置を検出し、この検出した湯面の位置
と、金属廃棄物（低沸点金属を含まないもの）の比重と
に基づいて、溶融用容器１４内に投入可能な金属廃棄物
の重量を演算し、この後、金属廃棄物を演算した重量だ
け投入するようにしても良い。この溶融処理方法におい
ても、上記第２の溶融処理方法とほぼ同一の効果を得る
ことができるが、この場合、特に、比重が明確にわかる
金属廃棄物の投入重量だけを演算するので、演算結果の
精度がより一層高くなり、溶融物を溶融用容器１４内に
一層過不足なく一杯になるまで正確に溶融させることが
可能になる。

【００３０】さて、第３の溶融処理方法について説明す
る。この方法においても、まず、溶融作業を行う前に、
放射性の雑固体廃棄物を、三つのグループ、即ち、低沸
点物質を含んだ雑固体廃棄物、金属以外の雑固体廃棄
物、金属廃棄物（低沸点金属を含まないもの）に分別す
る。そして、炉本体２を加熱し、上記三つのグループの
うちの一つのグループを任意に選んで投入する。次に、
三つのグループのうちの他のグループを追加投入する
際、その追加投入するグループが、低沸点物質を含んだ
雑固体廃棄物である場合には、前に投入されているグル
ープの廃棄物が溶融用容器１４内の溶融湯の湯面を覆っ
ている状態（湯面が露出していない状態）で、追加投入
して溶融させるようにする。

【００３１】尚、三つのグループのうちの二つのグルー
プ、即ち、金属以外の雑固体廃棄物並びに金属廃棄物
（低沸点金属を含まないもの）を追加投入する際には、
湯面が露出していない状態で投入しても良いし、湯面が
露出している状態で投入しても良い。

【００３２】上記第３の溶融処理方法によれば、低沸点
物質を含んだ雑固体廃棄物を追加投入する場合、溶融用
容器１４内の溶融湯の湯面が雑固体廃棄物で覆われてい
る状態（湯面が露出していない状態）で、投入して溶融
させるようにしたので、湯面の上で低沸点物質が溶融し
て蒸発するようになり、高温の溶融湯中に低沸点物質が
入ることがなくなる。このため、溶融湯面の一時的な上
昇がなくなり、従って、第３の溶融処理方法において
も、第１の溶融処理方法と同様な作用効果を得ることが
できる。

【００３３】又、常に溶融湯面が露出しないように溶融
すれば、溶融用容器１４内を満杯にすることはむつかし
いが、雑固体廃棄物を分別せずに処理できることは明ら
かである。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、固体廃棄物を低沸点物質を含んだ固体廃棄物とそれ
以外の固体廃棄物とに分別し、溶融用容器内に先に低沸
点物質を含んだ固体廃棄物を投入して溶融させるように
したので、多量の低沸点物質を前処理除去することなく
処理でき、且つ、溶融湯面のコントロールが容易に可能
という優れた効果を奏する。

【００３５】また、上記したように溶融用容器内に先に
低沸点物質を含んだ固体廃棄物を投入して溶融させた
後、溶融用容器内に貯留されている溶融湯の湯面の位置
を検出し、この検出した湯面の位置と低沸点物質を含ま
ない固体廃棄物の比重とに基づいて溶融用容器内に投入
可能な該固体廃棄物の重量を演算し、演算した重量だけ
低沸点物質を含まない固体廃棄物を投入するようにした
ので、溶融用容器内を溶融物で一杯になるように溶融さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す溶融装置全体の縦断面
図

【符号の説明】

２は炉本体、６は昇降台、７は底蓋、８は誘導加熱コイ
ル、１０は断熱壁、１２は断熱蓋、１４は溶融用容器、
１６は廃棄物投入口、１８は検知装置、１９は溶融装置
を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21F 9/32 G21F 9/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体廃棄物を溶融用容器内に投入して溶
   融させる廃棄物の溶融処理方法において、 前記固体廃棄物を低沸点物質を含んだ固体廃棄物とそれ
   以外の固体廃棄物とに分別し、 前記溶融用容器内に先に前記低沸点物質を含んだ固体廃
   棄物を投入して焼却溶融させるようにしたことを特徴と
   する廃棄物の溶融処理方法。
2. 【請求項２】 固体廃棄物を溶融用容器内に投入して焼
   却溶融させる廃棄物の溶融処理方法において、 固体廃棄物を低沸点物質を含んだ固体廃棄物とそれ以外
   の固体廃棄物とに分別し、 前記溶融用容器内に先に前記低沸点物質を含んだ固体廃
   棄物を投入して溶融させた後、 前記溶融用容器内に貯留されている溶融湯の湯面の位置
   を検出し、 この検出した湯面の位置と、前記低沸点物質を含まない
   固体廃棄物の比重とに基づいて前記溶融用容器内に投入
   可能な該固体廃棄物の重量を演算し、 前記低沸点物質を含まない固体廃棄物を前記演算した重
   量だけ投入するようにしたことを特徴とする廃棄物の溶
   融処理方法。