JP5543868B2 - Processing method of radioactive silicone oil - Google Patents
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本発明は、原子力発電所などから発生する放射性物質を含有するシリコーンオイルの処理方法に関するものである。 The present invention relates to a method for treating silicone oil containing a radioactive substance generated from a nuclear power plant or the like.
原子力発電所から発生する放射性物質を含有するオイル類は、従来は液体状態のままドラムカンに入れて貯蔵されていた。しかし液体オイルは可燃性危険物として取り扱う必要があるため、取り扱いが容易ではない。そこで特許文献1に示されるように、油凝固剤を添加し、撹拌して油凝固物とする処理方法が提案されている。しかし油凝固物はなお可燃性であるため、可燃物保管エリアで保管する必要がある。
Conventionally, oils containing radioactive substances generated from nuclear power plants have been stored in a drum can in a liquid state. However, since liquid oil needs to be handled as a flammable hazardous material, it is not easy to handle. Therefore, as shown in
このため、放射性物質を含有するオイル類はできるだけ焼却処理することが望まれており、多くのオイルは可燃性雑固体廃棄物の焼却炉中に滴下する等の方法で焼却されてきた。しかしシリコーンオイルは焼却すると非常に微細なシリカ(SiO2)粒子を大量に発生するため、バーナ、焼却炉及びその排ガス処理系を閉塞させるおそれがある。しかもこの微細なシリカ粒子からなるシリコーンオイル焼却灰はかさ密度が0.05〜0.06g/cm3と非常に小さく嵩張るものであるため、ドラム缶1本分のシリコーンオイルを焼却するとドラム缶19本分のシリコーンオイル焼却灰が発生することとなり、保管すべきドラム缶の数が約20倍に増加するという致命的な問題があった。このためシリコーンオイルについては適切な処分方法がないまま、依然として液体状態のまま保管されているのが実情である。 For this reason, it is desirable to incinerate oils containing radioactive substances as much as possible, and many oils have been incinerated by dropping them into an incinerator for combustible miscellaneous solid waste. However, silicone oil generates a large amount of very fine silica (SiO 2 ) particles when incinerated, which may clog the burner, the incinerator, and its exhaust gas treatment system. In addition, the silicone oil incineration ash made of fine silica particles has a bulk density of 0.05 to 0.06 g / cm 3 and is very small and bulky. As a result, there was a fatal problem that the number of drums to be stored increased about 20 times. For this reason, silicone oil is actually stored in a liquid state without an appropriate disposal method.
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、放射性シリコーンオイルをバーナ、焼却炉及びその排ガス処理系などを閉塞させることなく焼却処理し、大幅な体積増加を招くことなく不燃性廃棄物とすることができる放射性シリコーンオイルの処理方法を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, incinerate radioactive silicone oil without obstructing the burner, incinerator and its exhaust gas treatment system, etc., and incombustible disposal without causing a significant increase in volume It is providing the processing method of the radioactive silicone oil which can be made into a thing.
上記の課題を解決するためになされた本発明の放射性シリコーンオイルの処理方法は、放射性シリコーンオイルを炉体の天井部に下向きに設けたバーナにより燃焼炉で焼却し、発生したシリカ粒子を炉体の底部に設けた回収ボックスで回収するとともに、燃焼ガスをセラミックフィルタでろ過したうえ放射性排ガス処理設備を通して大気中に放出する一方、排ガス中に含まれるシリコーンオイル焼却灰をセラミックフィルタから回収し、前記回収ボックスから取出されたシリカ粒子とともに減容工程に送り、減容処理してペレット状の放射性不燃性廃棄物とすることを特徴とするものである。なお、放射性シリコーンオイルを、外部混合高圧気流式オイルバーナによって焼却することが好ましい。 The method for treating a radioactive silicone oil of the present invention made to solve the above-mentioned problems is a method in which the radioactive silicone oil is incinerated in a combustion furnace by a burner provided downward on the ceiling of the furnace body, and the generated silica particles are incinerated in the furnace body. In the recovery box provided at the bottom of the filter, the combustion gas is filtered through a ceramic filter and discharged into the atmosphere through a radioactive exhaust gas treatment facility, while the silicone oil incineration ash contained in the exhaust gas is recovered from the ceramic filter , The silica particles taken out from the collection box are sent to the volume reduction process, and the volume is reduced to form pellet-shaped radioactive incombustible waste. In addition, it is preferable to incinerate radioactive silicone oil with an externally mixed high-pressure airflow type oil burner.
また減容処理は、界面活性剤を含む水とシリコーンオイル焼却灰とを混合してスラリーとし、これを脱水乾燥してペレット状の放射性不燃性廃棄物とする方法、あるいはシリコーンオイル焼却灰を真空中で圧縮成形し、ペレット状の放射性不燃性廃棄物とする方法であることが好ましい。なお、減容率を高めるために、圧縮成形物をさらに粉砕処理することが好ましい。 In addition, volume reduction treatment is a method of mixing water containing surfactant and silicone oil incinerated ash to form a slurry, which is dehydrated and dried to form pellets of radioactive incombustible waste, or silicone oil incinerated ash is vacuumed. The method is preferably a method of compression molding in the form of pellet-shaped radioactive incombustible waste. In order to increase the volume reduction rate, it is preferable to further pulverize the compression molded product.
本発明の放射性シリコーンオイルの処理方法によれば、これまで可燃性危険物として保管せざるを得なかった放射性シリコーンオイルを焼却して、ペレット状の放射性不燃性廃棄物とすることが可能となる。本発明の放射性シリコーンオイルの処理方法によっても保管すべきドラム缶の本数はシリコーンオイルのままの状態よりも増加するが、可燃物保管エリアで保管する必要はなくなり、取り扱いが容易になる。 According to the method for treating radioactive silicone oil of the present invention, it is possible to incinerate radioactive silicone oil that had to be stored as a flammable hazardous material so as to form a radioactive radioactive nonflammable waste in the form of pellets. . Although the number of drums to be stored also increases by the method for treating radioactive silicone oil according to the present invention, the number of drums to be stored is larger than that in the state of silicone oil.
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1において、1は放射性シリコーンオイルの貯留槽であり、原子力発電所から発生する放射性シリコーンオイルは、灯油等の助燃オイルを混合されることなく単独で、ポンプ2により燃焼炉に送られる。3は燃焼炉の炉体であり、その天井部には外部混合高圧気流式オイルバーナ4が下向に配置されている。炉体3は図示のように縦型の円筒状であり、上部に燃焼室5、下部側方に排ガス流出口6を備えるとともに、排ガス流出口6よりも下方の炉体3の底部には、蓋7を備えたシリカ粒子の回収ボックス8が設けられている。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
In FIG. 1, 1 is a storage tank for radioactive silicone oil, and the radioactive silicone oil generated from a nuclear power plant is sent to a combustion furnace by a
外部混合高圧気流式オイルバーナ4は図2に示すように、上端から供給された放射性シリコーンオイルをスプレイヤ9の内部で高圧の圧縮空気により撹拌しながら、ノズル10の先端から高速で噴射し、オイルと燃焼用空気との混合はバーナの先端よりもさらに前方のバーナ外部で行わせ、燃焼させる形式のバーナである。この構造のバーナを用いれば放射性シリコーンオイルの燃焼はバーナ先端から離れた燃焼室5内で行われるので、内部混合型のオイルバーナを用いた場合とは異なり、燃焼により発生したシリカ粒子がバーナを閉塞し、失火することはない。
As shown in FIG. 2, the externally mixed high-pressure airflow
シリコーンオイルの燃焼に伴い微細なシリカ粒子からなるシリコーンオイル焼却灰が発生することは避けられないが、炉体3の内部には高速の下向きのガス流が形成されるため、シリコーンオイル焼却灰の大部分はガス流に乗って排ガス流出口6に向かう。また一部のシリコーンオイル焼却灰は燃焼室5の内部に付着するが、炉体3が縦型円筒状であるために比較的容易に底部に落下し、回収ボックス8に蓄積される。このため定期的に蓋7を開き、シリコーンオイル焼却灰を回収して後段の減容工程で減容処理する。なお、燃焼ガスの温度は800℃以上であるため、排ガス流出口6中に散水冷却装置から水を噴射し、300℃以下にまで冷却して後段の排ガス処理系の熱による損傷を防止することが好ましい。
It is inevitable that silicone oil incineration ash composed of fine silica particles is generated due to combustion of silicone oil, but since a high-speed downward gas flow is formed inside the
燃焼炉の後段には、燃焼ガス中からシリコーンオイル焼却灰を除去するセラミックフィルタ11が設置されている。このセラミックフィルタ11は缶体12の内部に複数のフィルタエレメント13を設置したもので、フィルタエレメント13は例えばハニカム状セラミックの内部隔壁をろ過面として使用するものである。その平均細孔径はシリカ粒子を捕捉することができるように、2μm前後とすることが好ましい。フィルタエレメント13により捕捉されたシリコーンオイル焼却灰は、定期的に行われる逆洗操作によって缶体12の下部に集められ、回収ボックス8から回収されたシリコーンオイル焼却灰とともに後段の減容工程へ送られる。なおフィルタエレメント13の形状は任意であり、キャンドル型などハニカム以外の形状であっても差し支えない。
A
フィルタエレメント13によりシリコーンオイル焼却灰が除去された燃焼ガスは、図1の右上に示された既設の放射性排ガス処理設備に送り込まれる。これは可燃性の雑固体廃棄物の焼却炉20の排ガスを細孔径の大きいセラミックフィルタ21、22を通してダストを除去したうえ、HEPAフィルタ23によって放射性物質を完全に除去し、大気中に放出する設備である。微細なシリカ粒子を含んだままのガスを既設の放射性排ガス処理設備に直接導入すると、閉塞トラブルを引き起こす可能性があるが、本発明では予めシリカ粒子をセラミックフィルタ11によって除去しているため、閉塞トラブルのおそれはない。
The combustion gas from which the silicone oil incineration ash has been removed by the
フィルタエレメント13により捕捉されたシリコーンオイル焼却灰及び回収ボックス8から回収されたシリコーンオイル焼却灰は、液状シリコーンオイルの約20倍の体積を持つことは前述の通りである。このため減容処理が行われる。
As described above, the silicone oil incineration ash captured by the
図3は減容処理の一例を示すブロック図である。図3に示すように、シリコーンオイル焼却灰は界面活性剤を含む水と混合され、スラリーとなる。通常の焼却灰は水を混合するだけでスラリーとすることができるが、意外なことにシリコーンオイル焼却灰は水と混合しても均一に混じり合わない。その原因は、シリコーンオイル焼却灰中に僅かに残存しているオイル分がシリコーンオイル焼却灰(シリカ粒子)の表面を非親水性とするためと想定される。しかし水中に界面活性剤を混入することにより、シリコーンオイル焼却灰のスラリーを得ることができる。界面活性剤の種類は特に限定されるものではなく、市販の洗剤を使用することもできる。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of volume reduction processing. As shown in FIG. 3, the silicone oil incineration ash is mixed with water containing a surfactant to form a slurry. Ordinary incineration ash can be made into a slurry by simply mixing water, but surprisingly silicone oil incineration ash does not mix evenly when mixed with water. The cause is assumed to be that the oil component slightly remaining in the silicone oil incineration ash makes the surface of the silicone oil incineration ash (silica particles) non-hydrophilic. However, a silicone oil incinerated ash slurry can be obtained by mixing a surfactant in water. The kind of surfactant is not specifically limited, A commercially available detergent can also be used.
得られたスラリーはフィルタープレス、ロータリープレス、ベルトプレスなどの一般的な汚泥脱水機により脱水したうえ、乾燥機で加熱乾燥することによりペレット状の固体(放射性不燃性廃棄物)とすることができる。この場合の減容率は、シリコーンオイル焼却灰を1とするとスラリーの段階で1/4となり、ペレット状の固体とした段階で1/9となる。なお、前記したようにシリコーンオイルを1とするとシリコーンオイル焼却灰は約20となるから、最終的には20×1/9で約2.2となる。このようにシリコーンオイルのままで保管する場合に比較して容積が2.2倍になるが、可燃性廃棄物を不燃性廃棄物とすることができる効果は大きい。 The obtained slurry can be dehydrated by a general sludge dewatering machine such as a filter press, rotary press, belt press, etc., and then heated and dried by a dryer to form a pellet-like solid (radio-incombustible waste). . In this case, the volume reduction rate is 1/4 at the slurry stage when the silicone oil incineration ash is 1, and 1/9 at the stage where the pelletized solid is formed. As described above, when the silicone oil is 1, the incinerated ash of the silicone oil is about 20, so that finally 20 × 1/9 is about 2.2. As described above, the volume is 2.2 times that of the case where the silicone oil is stored as it is, but the effect that the combustible waste can be made into the incombustible waste is great.
図4は減容処理の他の一例を示すブロック図である。この方法では、表面に凹凸を有する2つの金属製ロール間にシリコーンオイル焼却灰を供給し、圧縮成形する。しかしシリコーンオイル焼却灰はかさ密度が小さく内部に大量の空気を含有しているため、単純に圧縮しても内部の空気圧が高まり、うまく圧縮ができない。このため真空中で脱気しながら圧縮成形することにより、ペレット状の固体(放射性不燃性廃棄物)とすることができる。この場合の減容率は、シリコーンオイル焼却灰を1とすると圧縮成形の段階で1/6となるが、圧縮成形品をさらに破砕すれば1/9となり、図3の場合と同様の減容効果を得ることができることとなる。図4の方法は、放射性の排水が発生しない点で図3の方法よりも好ましい。 FIG. 4 is a block diagram showing another example of volume reduction processing. In this method, silicone oil incineration ash is supplied between two metal rolls having irregularities on the surface, and compression molding is performed. However, silicone oil incineration ash has a low bulk density and contains a large amount of air inside, so even if it is simply compressed, the internal air pressure increases and compression is not possible. For this reason, it can be set as a pellet-like solid (radioactive incombustible waste) by carrying out compression molding, deaeration in vacuum. The volume reduction rate in this case is 1/6 at the compression molding stage when the silicone oil incineration ash is 1, but it becomes 1/9 when the compression molded product is further crushed, which is the same volume reduction as in FIG. An effect can be obtained. The method of FIG. 4 is preferable to the method of FIG. 3 in that radioactive wastewater is not generated.
このように本発明によれば、これまでは液体状態のままドラムカンに入れて可燃物保管エリアで保管されていた放射性シリコーンオイルを焼却処理し、大幅な体積増加を招くことなく不燃性廃棄物とすることができる。 As described above, according to the present invention, the radioactive silicone oil that has been put in the drum can in the liquid state and stored in the combustible storage area until now is incinerated, and the incombustible waste is not increased without causing a significant increase in volume. can do.
1 放射性シリコーンオイルの貯留槽
2 ポンプ
3 燃焼炉の炉体
4 外部混合高圧気流式オイルバーナ
5 燃焼室
6 排ガス流出口
7 蓋
8 シリカ粒子の回収ボックス
9 スプレイヤ
10 ノズル
11 セラミックフィルタ
12 缶体
13 フィルタエレメント
20 雑固体廃棄物の焼却炉
21 セラミックフィルタ
22 セラミックフィルタ
23 HEPAフィルタ
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