JP3923607B2

JP3923607B2 - 固体廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP3923607B2
Application number: JP19666497A
Authority: JP
Inventors: 和矢山田; 敦小原; 芳恵赤井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: JPH1138188A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば原子力施設等において発生する放射性固体廃棄物を処理するための固体廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物処理は、近年の地球環境問題に対応して重要な課題となっている。さらに原子力施設において大量に発生する放射性廃棄物に関しては、内包される放射性物質の管理の観点から、廃棄物の貯蔵・処分のためのコストが多大なものとなり、その減容と放射性物質固定化が重要な課題となっている。
【０００３】
原子力施設において発生する放射性廃棄物の内、大きな割合を有するものとして、ウエス，紙，ポリビン等の可燃物、およびイオン交換樹脂，活性炭等の難燃物がある。
【０００４】
従来、これらの可燃，難燃の放射性廃棄物の処理には焼却，溶融，セメント充填等が知られている。例えば、図８に従来の可燃，難燃の放射性廃棄物処理装置の構成例を示す。
【０００５】
すなわち、図８において、放射性廃棄物39は可燃物40と難燃物41とに区分され、可燃物40は可燃物焼却装置31から可燃物焼却排ガス処理装置34で処理され、難燃物41は難燃物焼却装置32から難燃物焼却排ガス処理装置35で処理される。
【０００６】
可燃物焼却装置31と難燃物焼却装置32からの焼却灰42は溶融装置33に送られ、その溶融体43はセメント充填装置37でセメントにより固化され、貯蔵、処分される。溶融装置33での排ガスは溶融排ガス処理装置36で処理され、この装置36の排ガス44と、可燃物焼却排ガス処理装置34および難燃物排ガス処理装置35の排ガス44は排ガス処理装置38で処理され、大気放出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
焼却ではダイオキシン，窒素酸化物等の有害物質が生成することが知られており、その生成抑制方法，処理方法が課題となる。すなわち、焼却は処理対象となる放射性廃棄物の可燃・難燃の性状に合わせて焼却炉の型式を選定する必要があり、複数の系統が必要となる。焼却，溶融は処理時に放射性物質を多量に含む排ガスが発生するため、個々の排ガスの性状に合わせた排ガス処理系が各系統毎に必要となる。このために装置，システムが大規模となる課題がある。装置，システムの大規模化は放射性物質の取扱い上、大きな障害となる。
【０００８】
焼却，溶融処理された放射性廃棄物は固体の状態であるため、内包する放射性物質量，有害な空隙の有無，有害物質が入っていないことなどを決定できない課題がある。また、固体の状態であるため、ハンドリングのための装置が必要となり、処理装置全体として大規模なシステムとなる課題がある。さらに焼却により発生する放射性の焼却灰は、浮遊して汚染を拡大するなど、その取扱いが課題となる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、処理によってダイオキシン，窒素酸化物等の有害物質が新たに生成することなく、可燃性や難燃性の固体廃棄物に元々含まれる有害物質を液体中に安定化できるコンパクトな固体廃棄物処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(1) 放射性物質を含む固体廃棄物を媒体の臨界点を超える高温高圧下で一定時間保持して分解する反応器と、前記反応器内を加圧する加圧機と、前記反応器内を加熱する加熱器と、前記反応器内に固体廃棄物を供給する投入機と、前記反応器内に媒体を供給する媒体供給ラインと、前記反応器内に酸化剤を供給する酸化剤供給ラインと、前記反応器に接続され前記反応器内で分解により生成した気相または液相の生成物を受け入れるとともに前記液相の水素イオン濃度を調整することによって前記放射性物質を液相に閉じ込める受槽と、前記受槽に接続され液相に含まれる酸およびアルカリを中和処理する中和処理ラインと、この受槽に接続され前記分解により生成した固相の生成物を固化する固化器と、前記受槽に接続され前記分解により生成した気相の生成物を放出処理する気体処理ラインと、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
(2) (1) において、反応器を放射線場に入れ、内部で起こる酸化反応を促進することを特徴とする。
(3) (1) において、固体廃棄物の分解反応の状態を反応器内の温度および圧力を観察することで把握することを特徴とする。
【００１２】
(4) (1) において、媒体に水，二酸化炭素，炭化水素、またはこれらの混合物を用いることを特徴とする。
(5) (1) において、反応器および投入機の全てまたは一部分を通常仕様または防爆仕様のグローブボックスまたはフードの中に設置することを特徴とする。
【００１３】
(6) (1) において、気体処理ラインは、冷却器，気液分離器，フィルタの全てまたは組み合わせにより構成されることを特徴とする。
(7) (1) において、気体処理ラインの冷却器，気液分離器または冷却器および気液分離器で回収された液相を受槽に戻すことを特徴とする。
【００１４】
(8) (1) において、受槽は、液相を分析採取するサンプリング機構が備わっていること、液相に溶解している無機イオンおよび金属イオンを凝集沈殿処理すること、液相を攪拌するための攪拌器を有すること、液相を冷却する冷却器を有すること、中和剤、凝集剤または中和剤および凝集剤を供給する試薬供給器を有することを特徴とする。
【００１５】
(9) (1) において、固化器は、セメントミルクまたは他の固化剤により固化すること、セメントミルクまたは他の固化剤の投入ラインを有すること、固化剤と固相の混練はホッパまたはインドラムで行うこと、固化剤と固相の混練物をドラム缶他の処分容器内で固化することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
まず、本発明に係る固体廃棄物処理装置の実施例１について図１から図３により説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施例の固体廃棄物処理装置は、固体廃棄物を媒体液の臨界点を超える高温高圧下で一定時間保持して分解する反応器１と、この反応器１内を加圧する加圧機２と、前記反応器１内を加熱する加熱器３と、前記反応器１内に固体廃棄物を供給する投入機４と、前記反応器１内に媒体を供給する媒体供給ライン５と、前記反応器１内に酸化剤を供給する酸化剤供給ライン６と、前記反応器１に接続され前記反応器１内で分解により生成した気相または分解により生成した液相の性状を調整する受槽７と、この受槽７に接続し前記分解により生成した固相または液相の調整により生成した固相を固化する固化器８と、前記受槽７に接続し前記分解により生成した気相または液相の調整により生成した気相を放出処理する気体処理ライン９とから構成されている。
【００１８】
ここで、可燃物や難燃物などの固体廃棄物は投入機４により反応器１に投入される。反応器１内には媒体供給ライン５により媒体が供給され、酸化剤供給ライン６により酸化剤が供給される。反応器１内部は加圧機２および加熱器３により媒体の臨界点を超える圧力温度条件に維持される。
【００１９】
固体廃棄物は反応器１内で分解し、その分解生成物は固体廃棄物を構成する元素によって決まり、分解生成物中の炭素は二酸化炭素に変換され、水素は水に変換される。固体廃棄物に含有されるその他の不純物は、分解の結果、媒体中に溶解するか、微粒子となって媒体中に懸濁するか、または気体となる。
【００２０】
分解生成物は媒体とともに反応器１から受槽７に受け入れ、中和処理，凝集沈殿処理などを行った後、気体は気体処理ライン９で処理して放出する。分解で生成した微粒子や中和処理、凝集沈殿処理で生成した沈殿物を含む液体は受槽７から固化器８に受け入れ、固化器８により固化、安定化処理される。
【００２１】
本実施例の固体廃棄物処理装置において、反応器１に供給する媒体として水を用いると、温度圧力条件が臨界点を超えた水、すなわち超臨界水の性質により、気体と液体の性質をあわせもち、また非極性物質の性質を示すため、非極性有機物に対する良好な溶媒となる。
【００２２】
このため、超臨界水を使うと水と有機物が均一に混合し、その結果、加水分解反応が促進され、有機物の分解が容易にすすむ。本実施例の処理の対象となるウエス，紙，ポリビン等の可燃物やイオン交換樹脂，活性炭等の難燃物の主成分は炭素，水素，酸素等で構成される有機物である。そのため、超臨界水中で分解することができる。
【００２３】
さらに、本実施例の固体廃棄物処理装置においては、反応器１に酸化剤として酸素，過酸化水素またはオゾンを供給する。前述のように超臨界水は気体と液体の性質をあわせもつため、これらの酸化剤と有機物である固体廃棄物を均一に存在させることができる。そのため、これらの酸化剤を供給することにより、加水分解に加えて、酸化分解反応も促進し、これらの酸化剤は有機物である固体廃棄物に均一に供給されるため、有機物である固体廃棄物は完全に分解し、炭素は二酸化炭素に、水素は水に、変換される。
【００２４】
また、有機物中のイオウ，窒素，リン，塩素は、それぞれ、硫酸イオン，硝酸イオン，リン酸イオン，塩化物イオンとして、水中に溶存する。そのため、従来の焼却処理で課題となっている硫黄酸化物，窒素酸化物などの排気ガスが発生しない。
【００２５】
本実施例の固体廃棄物処理装置で、原子力施設で発生する放射性固体廃棄物を処理すると、反応器１内で超臨界水および酸化剤の作用により、前述の加水分解反応および酸化分解反応が起こり、ウエス，紙，ポリビン等の可燃物やイオン交換樹脂，活性炭等の難燃物の主成分である炭素，水素，酸素等で構成される有機物が完全に分解する。
【００２６】
ウエス，紙，ポリビン等の可燃物やイオン交換樹脂，活性炭等の難燃物に付着していた放射性物質は、有機物分解の後、元素の性質によって異なった形態で超臨界水中に存在する。
【００２７】
すなわち、鉄，コバルト，ニッケル等は酸化物となり、これらの酸化物の溶解度が小さい元素は酸化物微粒子として存在する。セシウム，ストロンチウム等はイオンで存在する。また揮発性のルテニウム，テクネチウムなども超臨界水中では気液界面がないので安定に存在できる。
【００２８】
よって、反応器１から受槽７に排出された後も、温度圧力条件を超臨界条件に維持している限り、すべての分解生成物は超臨界水中に閉じ込めておくことができる。受槽７において、圧力および温度を下げるが、その際、液相の水素イオン濃度を適切に調整しておくことにより、ほとんど全ての放射性物質を液相に閉じ込めたままの状態で、分解反応で生成した二酸化炭素を気相として取り出すことができる。
【００２９】
受槽７の液相は容易に均一化することが可能なので、極めて少量をサンプリングして成分を分析すれば、容易に組成を把握することができる。組成がわかっているため、固化器８においては、貯蔵，処分にとって最適な固化手段を選定することができる。
【００３０】
固体廃棄物として難燃物であるイオン交換樹脂を使用し、このイオン交換樹脂を超臨界水を用いて分解する試験を行った。試験は、15mgの陽イオン交換樹脂に30％過酸化水素水を 0.6ml，水を５ml添加し、温度 400℃，圧力30Ｍｐａの条件で行った。
【００３１】
試験結果を図２に示す。イオン交換樹脂の分解生成物は、二酸化炭素に分解されたもの以外は、有機性の炭素（以下、「ＴＯＣ」という。）として水溶液中に移行し、ＴＯＣは30分間でほぼ完全に二酸化炭素に変換した。また、さらに温度および圧力を増加させると反応が加速され、反応時間５分程度で、二酸化炭素にまで分解できた。また、鉄を付加したイオン交換樹脂を用いて、同様の分解試験を行うと付加した鉄の全量が酸化鉄として回収された。
【００３２】
次に、固体廃棄物として難燃物である活性炭を模擬し、石炭を超臨界水により分解する試験を行った。試験は、10mgの石炭に30％過酸化水素を１ml添加し、温度 400℃，圧力30Ｍｐａの条件で行った。
【００３３】
試験結果を図３に示す。石炭の分解生成物は、二酸化炭素に分解されたもの以外は、ＴＯＣとして水溶液中に移行し、ＴＯＣは30分でほぼ完全に二酸化炭素に変換した。
【００３４】
なお、従来技術である焼却、溶融プロセスにより、塩素を含む廃棄物とプラスチックを同時に処理すると、約 300℃、不完全燃焼などの条件で、ダイオキシンが生成することが知られている。本実施例の固体廃棄物処理装置の反応器１では超臨界水に酸化剤が供給される。この条件ではダイオキシンが完全に分解されることが報告（1997年、化学工学会年会研究発表講演要旨集、第３分冊、 183頁）されており、本実施例の固体廃棄物処理装置ではダイオキシンが発生しないことが認められる。
【００３５】
（実施例２）
本実施例は請求項２に対応しており、図１に示した反応器１を放射線場に設置した例で、本実施例によれば、反応器１の内部で起きる酸化反応を促進し、より効率よく固形廃棄物を分解できる。水に放射線を照射すると、強力な酸化剤であるヒドラキシラジカル（ＯＨ・：以下「ＯＨラジカル」という。）が生成するためである。
【００３６】
有機物は一般にラジカルと反応して分解する。特に有機物に対して活性なラジカルは、ＯＨラジカルである。ＯＨラジカルは、25℃の酸性溶液中では(1) 式のような酸化還元電位をもちオゾンよりも強力な酸化剤である。
ＯＨ・＋Ｈ⁺＋ｅ^-→Ｈ₂Ｏ 2.85Ｖvs. ＮＨＥ …(1)
【００３７】
そのため、有機物を効果的に分解するには、ＯＨラジカルの生成が大きなキーポイントとなる。水に放射線を照射すると、(2) 式に示すようにＯＨラジカルを生成する。
Ｈ₂Ｏ→Ｈ・＋ＯＨ・ …(2)
【００３８】
ＯＨラジカルは、(1) 式に示すように強力な酸化剤となるため、反応器を放射線場におくと、内部で起きる酸化反応を促進し、より効率よく固形廃棄物を分解できる。
【００３９】
（実施例３）
本実施例は請求項２に対応しており、図１の反応器１に固体廃棄物の分解反応の状態を観察するための温度計および圧力計を取着したことにある。本実施例によれば、固体廃棄物の分解反応は超臨界状態の媒体中で行うが、反応器１内が超臨界状態であるかどうかは、反応器１内の温度および圧力を監視することにより把握することができる。
【００４０】
図４は水の状態図を示している。水の状態は温度と圧力によって決まるため、反応器１内が超臨界状態であるかどうかは、反応器１内の温度および圧力を監視することにより容易に把握することができる。なお、図４中、符号10は臨界点，11は気液平衡線，12は固液平衡線，13は固気平衡線を示している。
【００４１】
（実施例４）
本実施例は請求項４に対応しており、媒体に水，二酸化炭素，炭化水素，またはこれらの混合物を使用したことにあり、超臨界状態となる媒体には、水，二酸化炭素，炭化水素，またはこれらの混合物がいずれも適用できる。
【００４２】
一般に超臨界状態の媒体中では、常温常圧においては気体や液体の物質も、任意の割合に均一に混合することができる。また、超臨界状態の媒体中では、液体溶媒を用いた場合と比較して、高い物質移動速度が期待できる。
【００４３】
よって、本実施例において、超臨界状態の媒体は上述のような特性を持つ水，二酸化炭素，炭化水素を、処理対象に合わせて使うことができる。また、これらの溶媒を混合することにより、媒体の臨界点を変えることができる。
【００４４】
図５は水と炭化水素類との臨界曲線の例を示している。14は水−ベンゼン系の臨界曲線，15は重水−ベンゼン系の臨界曲線，16は水−トルエン系の臨界曲線，17は水−０−キシレン系の臨界曲線，18は水−１，３，５−トリメチルベンゼン系の臨界曲線，19は水−シクロヘキサン系の臨界曲線，20は水−エタン系の臨界曲線，21は水−ｎ−ブタン系の臨界曲線，22は水−ナフタレン系の臨界曲線，23は水−ビフェニル系の臨界曲線，24は水の臨界点をそれぞれ示している。
【００４５】
図５の曲線は、水と炭化水素類の混合物の臨界点を示し、２成分を特定の割合で混合することにより、臨界点が変化する。水の臨界点は、 374℃，22Ｍｐａであるが、図５において、例えば水−ベンゼン系では、２成分を特定の割合で混合することにより、臨界点を 300℃以下にまで下げることができる。
【００４６】
よって、本実施例において、水，二酸化炭素，炭化水素の混合物を媒体として用いることにより、超臨界状態を維持しつつ、より低温、定圧のマイルドな条件で処理することが可能となる。
【００４７】
（実施例５）
本実施例は請求項５に対応するもので、図１に示した固体廃棄物処理装置の反応器１および投入機４の少なくとも一部をグローブボックスまたはフード25内に設置したことにある。なお、図６中、図１と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。
【００４８】
本実施例によれば、放射性廃棄物を処理する場合には、反応器１および投入機４の全てまたは一部分をグローブボックスまたはフード25内に設置することにより、放射性物質による汚染拡大防止することができる。
【００４９】
本実施例の固体廃棄物処理装置において、処理装置を開放するのは、固体廃棄物を投入する反応器１および投入機４のみである。それ以外は、全て閉鎖系の処理である。放射性廃棄物の処理では、汚染拡大の可能性のある機器はグローブボックスまたはフード25内に設置する必要がある。
【００５０】
しかし、図６に、処理フローの一例を示すように、本実施例の処理装置では、処理装置全体をグローブボックスまたはフード25内に設置する必要がなくなり、反応器１および投入機４だけをグローブボックスまたはフード25内に設置することにより、汚染拡大防止することができる。そのため、設備規模をコンパクトにできる。
【００５１】
（実施例６）
本実施例は請求項６に対応するもので、実施例５におけるグローブボックスまたはフード25に防爆性を付与してなるもので、防爆性仕様にすることで、固体廃棄物が消防法上の危険物であっても処理が可能となる。
【００５２】
固体廃棄物の分解により、消防法上の危険物に分類される揮発性の有機物が生成する可能性がある。あるいは、固体廃棄物に消防法上の危険物に分類される揮発性の有機物が付着している可能性がある。このような場合であっても、本実施例のようにグローブボックスまたはフード25に防爆性を付与することで、固体廃棄物が消防法上の危険物であっても処理が可能となる。
【００５３】
（実施例７）
本実施例は請求項７に対応するもので、図１に示した気体処理ラインを冷却器26，気液分離器27，フィルタ28の全てまたは組み合わせにより構成したことにある。
【００５４】
図７は受槽７に冷却器26，気液分離器27およびフィルタ28が順次接続された気体処理ラインの例を示している。ここで、冷却器26は冷却コイル式，気液分離器27はワイヤメッシュ型のデミスタ，フィルタ28はセラミックス製のものを用いた。冷却器26および気液分離器27で受槽７から気体処理ライン９へ排出される流体に含まれる冷却器および気液分離器で回収された水分29が全て回収される。また、フィルタ28で受槽７から気体処理ライン９へ排出される流体に含まれるフィルタで分離された固形分30が回収される。
【００５５】
受槽７から気体処理ライン９へ排出される流体の主成分は二酸化炭素であるが、受槽７において冷却が不十分な場合、気体処理ライン９に冷却器26を設けて、同伴された水分を凝縮させ、さらに気液分離器27で水分（液体）と二酸化炭素を分離することができる。これにより大部分の放射性物質などの有害物質は、気体と分離されて、水分とともに回収される。
【００５６】
また、受槽７から気体処理ライン９への気体の流量が大きい場合には、受槽７内の液体が気体に同伴される。これら同伴液体も気液分離器27で分離回収することができる。
【００５７】
また、気体処理ライン９に流入する気体中に微粒固形分が同伴することが考えられる。気体処理ライン９にフィルタ28を設けることで、気体に同伴する微粒固形分を分離回収することができる。
【００５８】
（実施例８）
本実施例は請求項８に対応するもので、図７における気体処理ライン９の冷却器26，気液分離器27、または冷却器26および気液分離器27で回収された液相を受槽７へ戻す戻りライン45を設けたことにある。本実施例に係る固体廃棄物処理装置で放射性廃棄物の１つである使用済みのイオン交換樹脂を処理し、受槽７から気体処理ライン９へ排出される流体を図７に示す気体処理ライン９で処理したところ、冷却器26および気液分離器27で回収された液相中に受槽７から気体処理ライン９へ排出される流体に含まれる放射能の99％以上が含まれていた。よって、これらを戻りライン45から受槽７に戻すことにより、放射性物質などの有害物質を全て固化器で貯蔵、処分のための安定化処理ができる。
【００５９】
（実施例９）
本実施の形態は請求項９に対応するもので、図１に示した受槽７に液相を採取分析するサンプリング機構を設けたことにある。
サンプリング機構を設けない場合には、受槽７内の液相を固化処理して生成される固化体の内容物が不明であるため、管理上なんらかの手段で内容物を測定する必要がある。固化体の内容物の測定は、代表サンプルの採取が困難であるため、精度が悪く、廃棄物管理上、問題である。
【００６０】
これに対して、本実施例のように受槽７に液相を採取分析するサンプリング機構を設けることにより、受槽７内の組成がわかるため、固化器８において、貯蔵、処分に最適な固化手段が選定できる上、固化処理後の固化体の内容物が明らかとなるので、貯蔵、処分時の管理が容易になる。
【００６１】
（実施例10）
本実施例は請求項10に対応するもので、図１に示した受槽７において、受槽７で液相に含まれる酸，アルカリを中和処理するための中和処理ラインを設けたことにある。
【００６２】
（実施例10）
本実施例は請求項1に対応するもので、図１に示した受槽７において、受槽７で液相に含まれる酸，アルカリを中和処理するための中和処理ラインを設けたことにある。
【００６３】
しかし、反応終了後、受槽７に中和処理ラインを設けて水酸化ナトリウムのようなアルカリを加えると(3) 式に示すようにテクネチウムを液相中に安定化することができる。
Ｔｃ₂Ｏ₇＋２ＮａＯＨ→２ＮａＴｃＯ₄＋Ｈ₂Ｏ …(3)
【００６４】
また、反応終了後、受槽７に受け入れる廃液にアンモニア類が含まれている場合、アルカリ性の条件下ではアンモニア類は気相中に移行する。この場合には、受槽７で硫酸のような酸を加えて、廃液を中性にすることにより、アンモニア類を液相中に安定化することができる。
【００６５】
（実施例11）
本実施例は請求項1０に対応するもので、図１に示した受槽７において受槽７で液相に溶解している金属などの無機イオンを凝集沈殿処理する吸着剤投入ラインを設けたことにある。
【００６６】
放射性廃棄物に含まれるセシウム，ストロンチウムは、ゼオライト，フェロシアン化コバルト，チタン酸などの吸着剤を投入することにより、除去できる。また、超ウラン元素は鉄の水酸化物やランタンのリン酸塩などと共沈して除去することができる。本実施例によれば、受槽７内の液相に含まれる放射性物質などの有害物質が沈殿として安定化し、固化器８において固化処理しやすくなる。
【００６７】
（実施例12）
本実施例は請求項1１に対応するもので、図１に示した受槽７に液相を撹拌するための撹拌機を設けたことにある。本実施例によれば受槽７内の液相が均一化するため、極めて少量をサンプリングすることにより液相の組成がわかる。また、懸濁固形物が含まれる場合にも、撹拌により均一化が可能である。均一化することにより、固化器８において固化処理しやすくなる上、固化処理後の固化体の内容物が明らかとなるので、貯蔵、処分時の管理が容易になる。
【００６８】
（実施例13）
本実施例は請求項1２に対応するもので、図１に示した受槽７に液相を冷却する冷却器を設けたことにある。反応器１内では超臨界状態となっている媒体および分解生成物をその後の処理のために降温降圧する。受槽７内の液相を冷却することにより、媒体および分解生成物が降温降圧し、液体と気体に分離することができ、その後の処理が容易となる。
【００６９】
また、放射性廃棄物を処理する場合、受槽７内の放射性物質からの発熱があるため、冷却しない場合には液相が沸騰し、放射性物質の汚染が拡大する恐れがあるが、本実施例のように冷却器を設けて冷却することにより、液相中に安定に保持することが可能となる。
【００７０】
（実施例14）
本実施の形態は請求項1３に対応するもので、図１に示す受槽７に中和剤、凝集剤または中和剤および凝集剤を供給する試薬供給器を設けたことにある。本実施例によれば、前述した実施例10および実施例11のプロセスを円滑に実施することが可能となる。
【００７１】
（実施例15）
本実施例は請求項1４に対応するもので、図１に示した固化器８にセメントミルクまたは他の固化剤投入ラインを設けたことにある。本実施例において、固化器８はセメントミルクまたは他の固化剤により固化する。受槽７から固化器８に供給される廃液は液相と固相が、均一、均質となっているので、この廃液にセメントミルクまたは他の固化剤を混入するだけで、均一、均質な固化体を形成することが可能となる。これにより分解により生成した固相または液相に固化剤を混入するだけのシンプルなプロセスで貯蔵、処分のための安定な固化体とすることができる。
本実施例によれば、固化器８にセメントミルクまたは他の固化剤の投入ラインを設けることにより固化処理プロセスを円滑に実施することが可能となる。
【００７２】
（実施例16）
本実施例は請求項1５に対応するもので、図１に示した固化器８に固化剤と固相の混練を行うためのホッパまたはドラム缶を設けたことにある。本実施例によれば、分解により生成した固相または液相の調整により生成した固相と固化剤との混練はホッパまたはインドラムで行う。これにより、均一な混練ができる。
【００７３】
（実施例17）
本実施例は請求項1６に対応するもので、図１に示した固化器８に固化剤と固相の混練物を固化する処分容器を設けたことにある。本実施例によれば、固化器８は分解により生成した固相または液相の調整により生成した固相と固化剤との混練物をドラム缶などの処分容器内で固化する。これにより、貯蔵、処分の際の安全性が確保でき、また管理がしやすくなる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果がある。
(1) 放射性物質，ダイオキシン，窒素酸化物，硫黄酸化物などの有害物質の環境への放出がない。
【００７５】
(2) 排気ガスが発生しないため、大規模な排気ガス処理設備を必要とせず、設備をコンパクトにできる。
(3) 従来技術の焼却設備＋溶融設備の代替となるため、設備規模を縮小化できる。
【００７６】
(4) 固体廃棄物を減容、流体化することができるので、焼却灰等の粉体のハンドリング設備が不要である。
(5) 固体廃棄物の流体化により、廃棄体の均質・均一化が可能である。
(6) 可燃物、難燃物を問わず処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体廃棄物処理装置の実施の形態における実施例１を説明するためのブロック図。
【図２】図１の装置において、超臨界水によるイオン交換樹脂の分解試験結果を示す棒線図。
【図３】図１の装置において、超臨界水による石炭の分解試験結果を示す棒線図。
【図４】本発明の実施例３を説明するための水の状態を示す状態図。
【図５】本発明の実施例４を説明するための水と炭化水素類との臨界曲線図。
【図６】本発明の実施例５を説明するためのブロック図。
【図７】本発明の実施例７，８を説明するためのブロック図。
【図８】従来の放射性固体廃棄物を処理するための装置のプロセス図。
【符号の説明】
１…反応器、２…加圧機、３…加熱器、４…投入機、５…媒体供給ライン、６…酸化剤供給ライン、７…受槽、８…固化器、９…気体処理ライン、10…臨界点、11…気液平衡線、12…固液平衡線、13…固気平衡線、14…水−ベンゼン系の臨界曲線、15…重水−ベンゼン系の臨界曲線、16…水−トルエン系の臨界曲線、17…水−０−キシレン系の臨界曲線、18…水−１，３，５−トリメチルベンゼン系の臨界曲線、19…水−シクロヘキサン系の臨界曲線、20…水−エタン系の臨界曲線、21…水−ｎ−ブタン系の臨界曲線、22…水−ナフタレン系の臨界曲線、23…水−ビフェニル系の臨界曲線、24…水の臨界点、25…グローブボックスまたはフード、26…冷却器、27…気液分離器、28…フィルタ、29…冷却器および気液分離器で回収された水分、30…フィルタで分離された固形分、31…可燃物焼却装置、32…難燃物焼却装置、33…溶融装置、34…可燃物焼却排ガス処理装置、35…難燃物焼却排ガス処理装置、36…溶融排ガス処理装置、37…セメント充填装置、38…排ガス処理装置、39…放射性廃棄物、40…可燃物、41…難燃物、42…焼却灰、43…溶融体、44…排ガス、45…戻りライン。

Claims

放射性物質を含む固体廃棄物を媒体の臨界点を超える高温高圧下で一定時間保持して分解する反応器と、前記反応器内を加圧する加圧機と、前記反応器内を加熱する加熱器と、前記反応器内に固体廃棄物を供給する投入機と、前記反応器内に媒体を供給する媒体供給ラインと、前記反応器内に酸化剤を供給する酸化剤供給ラインと、前記反応器に接続され前記反応器内で分解により生成した気相または液相の生成物を受け入れるとともに前記液相の水素イオン濃度を調整することによって前記放射性物質を液相に閉じ込める受槽と、前記受槽に接続され液相に含まれる酸およびアルカリを中和処理する中和処理ラインと、この受槽に接続され前記分解により生成した固相の生成物を固化する固化器と、前記受槽に接続され前記分解により生成した気相の生成物を放出処理する気体処理ラインと、を具備したことを特徴とする固体廃棄物処理装置。
前記反応器は放射線場に設置されることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記反応器には前記固体廃棄物の分解反応の状態を監視する温度計および圧力計が取着されてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記媒体は水，二酸化炭素，炭化水素、またはこれらの混合物からなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置
前記反応器および投入機の少なくとも一部分をグローブボックスまたはフード内に設置することを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記グローブボックスまたはフードに防爆性を付与してなることを特徴とする請求項５記載の固体廃棄物処理装置。
前記気体処理ラインは冷却器，気液分離器およびフィルタが組み合わされたものからなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記気体処理ラインの冷却器，気液分離器または冷却器および気液分離器で回収された液相を前記受槽に戻す戻りラインを設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記受槽に液相を分析採取するサンプリング機構を設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記受槽に液相に溶解している無機イオンおよび金属イオンを凝集沈殿処理する吸着剤投入ラインを設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記受槽に液相を攪拌するための攪拌機を設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記受槽に液相を冷却する冷却器を設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記受槽に中和剤または凝集剤を個別に供給するかあるいは前記中和剤と凝集剤を同時に供給する試薬供給器を設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記固化器にセメントミルクまたは他の固化剤の投入ラインを設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記固化器に固化剤と固相の混練を行うホッパまたはドラム缶を設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。
前記固化器に固化剤と固相の混練物を固化する処分容器を設けてなることを特徴とする請求項１記載の固体廃棄物処理装置。