JP6249916B2 - 過マンガン酸の調製装置 - Google Patents
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Description
本発明による実施例に係る過マンガン酸の調製装置により得られる過マンガン酸を用いる廃液処理システムを、原子力発電プラントに適用した場合について、図面を参照して説明する。原子力発電プラントの原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って二次冷却材と熱交換させることにより蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)である。なお、本実施例は、PWRに限らず、これを改良した改良型加圧水型原子炉(APWR:Advanced Pressurized Water Reactor)または沸騰水型原子炉(BWR:Boiling Water Reactor)に適用することができる。また、放射線取扱い施設にも適用可能である。
なお、以下の実施例でも同様の除染対象物であるので、これらの説明は省略する。
図2に示すように、本実施例に係る過マンガン酸の調製装置11Aは、過マンガン酸塩である例えば過マンガン酸バリウムと硫酸とを反応させ、過マンガン酸を調製する過マンガン酸反応槽12と、過マンガン酸を保管する過マンガン酸保管タンク13と、過マンガン酸反応槽12から前記過マンガン酸保管タンク13に過マンガン酸を導入する過マンガン酸送給ライン14と、過マンガン酸送給ライン14に設けられ、反応により得られた硫酸バリウムの沈殿物を除去する沈殿物捕集部15と、を備えるものである。図2中、符号12aは、過マンガン酸反応槽12の攪拌部である。
なお、本実施例では、過マンガン塩として過マンガン酸バリウムを用いているが、過マンガン酸を製造するに際し、硫酸と反応して副生成物を沈殿として除くものであれば、これに限定されるものではない。
Ca(MnO4)2+H2SO4 → 2HMnO4 +CaSO4↓・・・(2)
沈殿物捕集部15は、例えばフィルタ等の沈殿物を捕集する方法や、沈降槽による清澄方法、遠心分離方法等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
図3に示すように、本実施例に係る過マンガン酸の調製装置11Bは、過マンガン酸反応槽12において、調製した過マンガン酸中の、バリウム(Ba)や硫酸イオン(SO4 2-)等の不純物の濃度を分析する分析部16を設けている。
図4に示すように、本実施例に係る過マンガン酸の調製装置11Cは、過マンガン酸反応槽12において、過マンガン酸を送給する過マンガン酸送給ライン14が、沈殿物捕集部15の後流側において、その過マンガン酸送給ライン14の他端が除染系統30に直接接続されるようにしている。
本実施例では、調製直後に除染系統30内に、そのまま過マンガン酸を注入することが可能であることから、過マンガン酸が分解せず、高効率に薬品の使用が可能である。
図5に示すように、本実施例に係る過マンガン酸の調製装置11Dは、過マンガン酸塩である過マンガン酸カリウム(KMnO4)と水酸化バリウム(Ba(OH)2)とからマンガン酸バリウム(BaMnO4)を調製するマンガン酸バリウム反応槽21と、マンガン酸バリウム反応槽21で得られたマンガン酸バリウム(BaMnO4)を保管するマンガン酸バリウム保管タンク22と、マンガン酸バリウム保管タンク22から供給されるマンガン酸バリウム(BaMnO4)と硫酸(H2SO4)とを反応させ、過マンガン酸(HMnO4)を調製する過マンガン酸反応槽23と、過マンガン酸を保管する過マンガン酸保管タンク24と、前記過マンガン酸反応槽23から前記過マンガン酸保管タンク24に過マンガン酸を導入する過マンガン酸送給ライン25と、過マンガン酸送給ライン25に設けられ、反応により得られた硫酸バリウムの沈殿物を除去する沈殿物捕集部26と、を備えている。図5中、符号21a、23aは、攪拌部である。
なお、本実施例では、過マンガン塩として過マンガン酸カリウムを用いているが、水酸化バリウムと反応してマンガン酸バリウムを製造するものであれば、これに限定されるものではない。
次に、第2工程として、得られたマンガン酸バリウム(BaMnO4)と硫酸(H2SO4)から、反応式(3)により過マンガン酸(HMnO4)を得る。
KMnO4 + Ba2+ → BaMnO4・・・(2)
BaMnO4 + H2SO4 →HMnO4 + BaSO4 + MnO2・・・(3)
そして、第2工程により、除染処理の使用直前に過マンガン酸に変換することで、過マンガン酸の分解を抑制し、高効率に過マンガン酸を調製することが可能となる。
12、23 過マンガン酸反応槽
13、24 過マンガン酸保管タンク
14、25 過マンガン酸送給ライン
15、26 沈殿物捕集部
16、27 分析部
21 マンガン酸バリウム反応槽
22 マンガン酸バリウム保管タンク
100 原子力発電プラント
111 原子炉
112 原子炉冷却系
113 タービン系
115a コールドレグ
115b ホットレグ
116 蒸気発生器
117 加圧器
118 原子炉冷却材ポンプ
119 原子炉格納容器
121 燃料集合体
122 制御棒
125 タービン
126 復水器
127 給水管
128 給水ポンプ
129 発電機
130 冷却管
131 取水管
132 排水管
Claims (5)
- 過マンガン酸塩と硫酸とを反応させ、過マンガン酸を調製する過マンガン酸反応槽と、
過マンガン酸を保管する過マンガン酸保管タンクと、
前記過マンガン酸反応槽から前記過マンガン酸保管タンクに過マンガン酸を導入する過マンガン酸送給ラインと、
前記過マンガン酸送給ラインに設けられ、反応により得られた硫酸バリウムの沈殿物を除去する、フィルタ、沈降槽又は遠心分離装置のいずれか一つの沈殿物捕集部と、を備えることを特徴とする過マンガン酸の調製装置。 - 請求項1において、
前記過マンガン酸反応槽中の反応物を分析する分析部を有し、
前記分析部の分析結果により、過マンガン酸バリウム又は硫酸のいずれかを添加することを特徴とする過マンガン酸の調製装置。 - 過マンガン酸塩からマンガン酸バリウムを調製するマンガン酸バリウム反応槽と、
前記マンガン酸バリウム反応槽で得られたマンガン酸バリウムを保管するマンガン酸バリウム保管タンクと、
前記マンガン酸バリウム保管タンクから供給されるマンガン酸バリウムと硫酸とを反応させ、過マンガン酸を調製する過マンガン酸反応槽と、
過マンガン酸を保管する過マンガン酸保管タンクと、
前記過マンガン酸反応槽から前記過マンガン酸保管タンクに過マンガン酸を導入する過マンガン酸送給ラインと、
前記過マンガン酸送給ラインに設けられ、反応により得られた硫酸バリウムの沈殿物を除去する、フィルタ、沈降槽又は遠心分離装置のいずれか一つの沈殿物捕集部と、を備えることを特徴とする過マンガン酸の調製装置。 - 請求項3において、
前記過マンガン酸反応槽中の反応物を分析する分析部を有し、
前記分析部の分析結果により、マンガン酸バリウム又は硫酸のいずれかを添加することを特徴とする過マンガン酸の調製装置。 - 請求項1又は3において、
前記過マンガン酸送給ラインが、除染系統に直接接続されていることを特徴とする過マンガン酸の調製装置。
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