JP6606132B2 - Radiocesium removal method and treatment facility - Google Patents

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Description

本発明は、加熱処理により処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法等に関する。   The present invention relates to a radioactive cesium removal method for removing radioactive cesium from an object to be treated by heat treatment.

従来、放射性セシウムを含む処理対象物に放射性セシウムの分離促進剤を添加して加熱処理することにより放射性セシウムを塩化揮発させる技術が知られている。例えば、下記の特許文献1には、特定の組成の分離促進剤を用いることにより、比較的低温の加熱により、高い除去率で廃棄物から放射性セシウムを除去する技術が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which radioactive cesium is volatilized by adding a radioactive cesium separation accelerator to a processing object containing radioactive cesium and subjecting it to heat treatment. For example, Patent Document 1 below discloses a technique for removing radioactive cesium from waste at a high removal rate by heating at a relatively low temperature by using a separation accelerator having a specific composition.

特開2016−8963号公報(2016年1月18日公開)JP 2006-8963 A (published January 18, 2016)

特許文献1の技術では、1100℃の焼却温度では高い除去率となっている。しかし、それより低い温度では、900℃を超えるような焼却温度であっても、水溶性の放射性セシウムが焼却灰や土壌等の処理物中に残るため、焼却後に処理物の水洗浄が必要になる場合があるという問題がある。   In the technique of Patent Document 1, the removal rate is high at an incineration temperature of 1100 ° C. However, at lower temperatures, water-soluble radioactive cesium remains in the treated products such as incineration ash and soil even at incineration temperatures exceeding 900 ° C., so it is necessary to wash the treated products with water after incineration. There is a problem that sometimes.

そこで、本発明の一態様は、そのような比較的低い温度で処理対象物中の放射性セシウムの多くを加熱揮発させることができる放射性セシウムの除去方法等を実現することを目的とする。   In view of the above, an object of one embodiment of the present invention is to realize a method for removing radioactive cesium that can heat and volatilize most of radioactive cesium in a processing object at such a relatively low temperature.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤を上記処理対象物に添加して、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して5重量%以下である、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物を得る添加工程と、上記混合物を900℃以上1000℃以下で加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる加熱工程と、を含み、上記加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、上記処理物中の水溶性の放射性セシウムの量が、当該処理物中の全放射性セシウムの量の1/5以下となるように、上記添加工程における上記分離促進剤の添加量と、上記加熱工程における加熱時間とが設定されている。   In order to solve the above-described problem, a method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention is a method for removing radioactive cesium that removes radioactive cesium from an object to be treated, and includes a combination of two or more chlorides. And a cesium separation accelerator containing a mixture or a double salt having a melting point lower than that of each chloride, and the amount of calcium contained is 5% in terms of calcium oxide concentration. % Or less, an addition step for obtaining a mixture of the separation accelerator and the treatment object, a heating step for heating the mixture at 900 ° C. or more and 1000 ° C. or less to volatilize radioactive cesium from the treatment object, The amount of water-soluble radioactive cesium in the treated product is the total radioactive cesium in the treated product among the radioactive cesium remaining in the treated product after the heating step. As the arm of the amount of 1/5 or less, and amount of the separation enhancing agent in the adding step, and a heating time in the heating step is set.

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る処理施設は、処理対象物から放射性セシウムを除去する処理施設であって、2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤を上記処理対象物に添加して、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して5重量%以下である、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物を得る添加装置と、上記混合物を900℃以上1000℃以下で加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる加熱炉と、を含み、上記加熱炉での加熱後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、上記処理物中の水溶性の放射性セシウムの量が、当該処理物中の全放射性セシウムの量の1/5以下となるように、上記添加装置が添加する上記分離促進剤の添加量と、上記加熱炉の加熱時間とが設定されている。   Moreover, in order to solve said subject, the processing facility which concerns on 1 aspect of this invention is a processing facility which removes radioactive cesium from a process target object, Comprising: It consists of a combination of 2 or more types of chloride, and each A cesium separation accelerator containing a mixture or double salt having a melting point lower than that of a single chloride is added to the treatment object, and the amount of calcium contained is 5% by weight or less in terms of calcium oxide concentration. An addition device for obtaining a mixture of the separation accelerator and the processing object, and a heating furnace for heating the mixture at 900 ° C. to 1000 ° C. to volatilize radioactive cesium from the processing object, Of the radioactive cesium remaining in the processed product after heating in the heating furnace, the amount of water-soluble radioactive cesium in the processed product is 1/5 or less of the total amount of radioactive cesium in the processed product. In so that the amount of the separation accelerator the addition device is added, and the heating time of the heating furnace is set.

本発明の一態様によれば、900℃以上1000℃以下という比較的低い温度で処理対象物中の放射性セシウムの多くを加熱揮発させることができるという効果を奏する。   According to one embodiment of the present invention, it is possible to heat and volatilize most of radioactive cesium in a processing object at a relatively low temperature of 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower.

本発明の一実施形態に係る処理施設における処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process in the processing facility which concerns on one Embodiment of this invention. 処理施設の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a processing facility. 低融点塩化物の組成と融点とを示す図である。It is a figure which shows a composition and melting | fusing point of a low melting-point chloride. NaCl−CaClの相平衡図である。It is a phase diagram of a NaCl-CaCl 2. 本発明の実施例および比較例における処理対象物である廃棄物の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the waste which is a process target object in the Example and comparative example of this invention. 試験条件と試験結果とを示す図である。It is a figure which shows a test condition and a test result.

本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤(以下、単に分離促進剤と呼ぶ)を上記処理対象物に添加して、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して5重量%以下である、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物を得る添加工程と、上記混合物を900℃以上1000℃以下で加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる加熱工程と、を含む。なお、本発明の一態様においては、加熱工程および添加工程の他に、必要に応じて、洗浄工程、共沈工程、吸着工程、濃縮工程、除去工程、捕集工程を含んでもよい。各工程については後述する。   A method for removing radioactive cesium according to one aspect of the present invention is a method for removing radioactive cesium from a processing object, comprising a combination of two or more types of chlorides, and each comprising a single chloride. In addition, a cesium separation accelerator (hereinafter, simply referred to as a separation accelerator) containing a mixture or a double salt having a reduced melting point is added to the treatment object, and the amount of calcium contained is converted to a calcium oxide concentration. An addition step of obtaining a mixture of the separation accelerator and the treatment object, which is not more than% by weight; and a heating step of volatilizing radioactive cesium from the treatment object by heating the mixture at 900 ° C. or more and 1000 ° C. or less. ,including. Note that in one embodiment of the present invention, in addition to the heating step and the addition step, a washing step, a coprecipitation step, an adsorption step, a concentration step, a removal step, and a collection step may be included as necessary. Each step will be described later.

以下、本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法の一実施形態について説明する。本実施形態に係る処理施設100は、放射性のセシウム(Cs)を含む処理対象物に分離促進剤を添加して加熱処理することにより、処理対象物の放射性セシウム含量を低下させ、また処理対象物を減容化する施設である。放射性セシウム含量を低下させた処理物は、再生資源として利用することも可能である。   Hereinafter, an embodiment of a method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention will be described. The treatment facility 100 according to the present embodiment reduces the radioactive cesium content of the treatment object by adding a separation accelerator to the treatment object containing radioactive cesium (Cs) and heat-treating the treatment object. It is a facility that reduces the volume. The treated product having a reduced radioactive cesium content can be used as a recycled resource.

〔処理施設における処理の流れ〕
図1を参照して、処理施設100における処理の流れを説明する。図1は、処理施設100における処理例を示す図である。
[Flow of treatment at treatment facility]
With reference to FIG. 1, the flow of processing in the processing facility 100 will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a processing example in the processing facility 100.

(S1:破砕工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、破砕工程を含んでもよい。放射性セシウムを含む、除染廃棄物、片付けごみ、災害廃棄物等の処理対象物が、例えばフレキシブルコンテナ等の荷姿で処理施設100に搬送される。処理施設100では、まず、破砕処理を行ない、これらの処理対象物を破砕する。本実施形態では、処理対象物が可燃物であり、これを焼却することを想定しているから、処理対象物は焼却対象物とも言える。
(S1: crushing step)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a crushing step. A processing object such as decontamination waste, clean-up waste, and disaster waste containing radioactive cesium is transported to the processing facility 100 in the form of a package such as a flexible container. In the processing facility 100, first, a crushing process is performed to crush these processing objects. In this embodiment, since the processing target is a combustible material and it is assumed that it is incinerated, it can be said that the processing target is also an incineration target.

なお、上記処理対象物は、放射性セシウムを含む、土壌、下水汚泥、あるいは別工程で発生した焼却主灰や焼却飛灰等であってもよい。また、上記処理対象物は、放射性セシウムをほとんど含まない部分(例えば、土壌の場合、砂、石)を予め取り除いて得られる、放射性セシウムが濃縮された中間処理物であってもよい。   The processing object may be soil, sewage sludge, or incinerated main ash or incinerated fly ash generated in a separate process, including radioactive cesium. Moreover, the said process target object may be the intermediate processed material to which radioactive cesium was concentrated obtained by removing beforehand the part (for example, sand, stone in the case of soil) which hardly contains radioactive cesium.

(S2:添加工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は添加工程を含む。添加工程では、2種類以上の塩化物を含み、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む分離促進剤を処理対象物に添加する。添加工程では、後述する加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムが、ほぼ非水溶性の放射性セシウムとなるように、分離促進剤の添加量が設定されていることが好ましい。なお、処理物中に残存する放射性セシウムが、ほぼ非水溶性の放射性セシウムとなる、とは、例えば処理物中に残存する全放射性セシウムのうち、水溶性の放射性セシウムが1/5以下であることを指す。分離促進剤の添加量が少なすぎても多すぎても、残存する放射性セシウムが、ほぼ非水溶性の放射性セシウムとはならない。このため、例えば、分離促進剤の添加量が異なる各条件下で処理対象物を加熱し、加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムに占める非水溶性の放射性セシウムの割合を算出して、適切な分離促進剤の添加量を決めればよい。
(S2: Addition step)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention includes an addition step. In the addition step, a separation accelerator containing a mixture or a double salt containing two or more kinds of chlorides, each of which has a lower melting point than a single chloride, is added to the object to be treated. In the addition step, it is preferable that the addition amount of the separation accelerator is set so that the radioactive cesium remaining in the processed product after the heating step described later becomes substantially water-insoluble radioactive cesium. Note that the radioactive cesium remaining in the treated product becomes almost water-insoluble radioactive cesium, for example, out of the total radioactive cesium remaining in the treated product, the water-soluble radioactive cesium is 1/5 or less. Refers to that. Even if the addition amount of the separation accelerator is too small or too large, the remaining radioactive cesium does not become almost water-insoluble radioactive cesium. For this reason, for example, the treatment target is heated under different conditions with different amounts of addition of the separation accelerator, and the ratio of water-insoluble radioactive cesium in the radioactive cesium remaining in the treated product after the heating step is calculated, What is necessary is just to determine the addition amount of an appropriate separation accelerator.

分離促進剤とは、放射性セシウムを含む処理対象物からの放射性セシウムの加熱分離を促進するものである。本発明の一態様で用いる分離促進剤は、2種類以上の塩化物を用いて調製した、融点が600℃以下である低融点塩化物を含む。分離促進剤には、塩素源としての上記低融点塩化物が少なくとも含まれていればよい。また、処理対象物からの放射性セシウムの除去率を向上させるという観点から、分離促進剤にはカルシウム源がさらに含まれていることが好ましい。より詳細には、分離促進剤は、該分離促進剤を添加した後の処理対象物中のカルシウム濃度が、CaO換算で5wt%(重量%)以下になるように調製されている。また、カルシウム濃度は、CaO換算で1〜2.5wt%になるように調製されていることが好ましい。カルシウム源としては、例えば、塩化カルシウム、消石灰(水酸化カルシウム)、生石灰(酸化カルシウム)、および炭酸カルシウムの少なくとも何れかを用いることができる。   A separation accelerator is a substance that promotes the heat separation of radioactive cesium from a processing object containing radioactive cesium. The separation accelerator used in one embodiment of the present invention includes a low melting point chloride prepared using two or more types of chloride and having a melting point of 600 ° C. or lower. The separation accelerator only needs to contain at least the low melting point chloride as a chlorine source. Further, from the viewpoint of improving the removal rate of radioactive cesium from the object to be treated, it is preferable that the separation accelerator further contains a calcium source. More specifically, the separation accelerator is prepared such that the calcium concentration in the object to be treated after adding the separation accelerator is 5 wt% (weight%) or less in terms of CaO. Moreover, it is preferable that the calcium concentration is adjusted to be 1 to 2.5 wt% in terms of CaO. As the calcium source, for example, at least one of calcium chloride, slaked lime (calcium hydroxide), quick lime (calcium oxide), and calcium carbonate can be used.

また、分離促進剤は、該分離促進剤を添加した後の処理対象物中のCl濃度が0.9wt%以上となるように塩素源の量が設定されていることが好ましく、0.9〜1.5wt%になるように塩素源の量が設定されていることがさらに好ましい。塩素源としては、例えば塩化カルシウムおよび塩化ナトリウム等の塩化物を含む低融点塩化物が好適である。例えば、NaClとCaClとを含む、融点が600℃以下の混合物または複塩を分離促進剤として用いてもよい。この場合、融点は600℃以下で低いほど好ましく、例えば500℃程度の融点のものを用いることが好ましい。本実施形態の添加工程では、破砕した処理対象物に分離促進剤を添加する。 Moreover, the amount of the chlorine source is preferably set such that the Cl concentration in the object to be treated after the separation accelerator is added is 0.9 wt% or more. More preferably, the amount of chlorine source is set to 1.5 wt%. As the chlorine source, low melting point chlorides containing chlorides such as calcium chloride and sodium chloride are suitable. For example, a mixture or double salt containing NaCl and CaCl 2 and having a melting point of 600 ° C. or lower may be used as the separation accelerator. In this case, the melting point is preferably as low as 600 ° C. or lower. For example, a melting point of about 500 ° C. is preferably used. In the addition process of the present embodiment, a separation accelerator is added to the crushed processing object.

(S3:焼却工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は加熱工程を含む。加熱工程は、分離促進剤が添加された処理対象物を加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる工程である。加熱工程では、900℃以上1000℃以下の温度で処理対象物と分離促進剤の混合物を加熱する。また、加熱工程では、加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムがほぼ非水溶性の放射性セシウムとなるように加熱時間が設定されていることが好ましい。具体的には、加熱時間は2時間以上4時間以下とすることが好ましい。
(S3: Incineration process)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention includes a heating step. The heating step is a step of heating the processing object to which the separation accelerator is added and volatilizing radioactive cesium from the processing object. In the heating step, the mixture of the processing object and the separation accelerator is heated at a temperature of 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. In the heating step, it is preferable that the heating time is set so that the radioactive cesium remaining in the processed product after the heating step becomes substantially water-insoluble radioactive cesium. Specifically, the heating time is preferably 2 hours or more and 4 hours or less.

本実施形態では上記加熱工程を焼却工程と称する。焼却工程では、分離促進剤を添加した処理対象物を焼却する。焼却により、処理対象物に含まれる放射性セシウムが、加熱工程後の処理物である焼却主灰中に水溶性の塩化セシウム(CsCl)として取り込まれる。焼却主灰中に、水溶性のCsClとして取り込まれた放射性セシウムの多くは、焼却主灰から塩化揮発して、排ガス中に含まれる。残りの放射性セシウムは、焼却主灰中に一部水溶性のCsClとして残留する。   In the present embodiment, the heating process is referred to as an incineration process. In the incineration process, the processing object to which the separation accelerator is added is incinerated. By incineration, radioactive cesium contained in the object to be treated is taken in as water-soluble cesium chloride (CsCl) into the incinerated main ash that is the object to be treated after the heating step. Most of the radioactive cesium incorporated as water-soluble CsCl in the incinerated main ash is chlorinated from the incinerated main ash and contained in the exhaust gas. The remaining radioactive cesium remains as partially water-soluble CsCl in the incineration main ash.

処理対象物に含まれる放射性セシウムの大部分が揮発すると共に、焼却主灰中に残留する放射性セシウムがほぼ非水溶性の放射性セシウムになるように、S2における分離促進剤の添加量と、S3における焼却温度および焼却時間が設定されていることが好ましい。これにより、焼却工程で生じる焼却主灰を、水洗浄処理することなくそのまま処分したり、あるいは水洗浄処理することなく溶融処理によって放射性セシウム濃度を低減した上で再資源化したりすることが可能になる。水洗浄処理が不要であることにより、水洗浄処理後の乾燥処理も不要になり、工程数および処理対象物の処理費用が削減される。また、分離促進剤の添加量と焼却時間は、加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、水溶性の放射性セシウムが1500Bq/kg以下となるように設定されていることが好ましい。本発明の発明者らの研究の結果、分離促進剤の添加量が多すぎると残存する水溶性の放射性セシウムの量が増え、焼却時間を長くすると残存する水溶性の放射性セシウムの量が減ることが分かっている。このため、例えば処理対象物を加熱し、加熱工程後の処理物に残存する水溶性の放射性セシウム量を測定して、1500Bq/kg超であれば、分離促進剤の添加量を減らす、および焼却時間を長くする、の少なくとも何れかを適用することを繰り返してもよい。これにより、加熱工程後の処理物に残存する水溶性の放射性セシウム量が1500Bq/kg以下となるように分離促進剤の添加量と焼却時間を設定することができる。   The amount of separation accelerator added in S2 and the amount in S3 so that most of the radioactive cesium contained in the object to be treated is volatilized and the radioactive cesium remaining in the incinerated main ash becomes almost water-insoluble radioactive cesium. It is preferable that the incineration temperature and the incineration time are set. This makes it possible to dispose of the incinerated main ash generated in the incineration process without washing with water, or to recycle it after reducing the radioactive cesium concentration by melting without using water washing. Become. Since the water cleaning process is unnecessary, the drying process after the water cleaning process is also unnecessary, and the number of steps and the processing cost of the processing object are reduced. Moreover, it is preferable that the addition amount of the separation accelerator and the incineration time are set so that water-soluble radioactive cesium is 1500 Bq / kg or less among the radioactive cesium remaining in the processed product after the heating step. As a result of the study by the inventors of the present invention, the amount of the remaining water-soluble radioactive cesium increases when the amount of the separation accelerator added is too large, and the amount of the remaining water-soluble radioactive cesium decreases when the incineration time is lengthened. I know. For this reason, for example, the treatment object is heated, the amount of water-soluble radioactive cesium remaining in the treatment object after the heating step is measured, and if it exceeds 1500 Bq / kg, the addition amount of the separation accelerator is reduced, and incineration Applying at least one of increasing the time may be repeated. Thereby, the addition amount of the separation accelerator and the incineration time can be set so that the amount of water-soluble radioactive cesium remaining in the processed product after the heating step is 1500 Bq / kg or less.

(S4:冷却工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、冷却工程を含んでもよい。冷却工程では、処理対象物を焼却することによって排出された排ガスを冷却する。排ガスの冷却は、冷却水により行われる構成であってもよいし、冷却空気により行われる構成であってもよいし、冷却水と冷却空気とを併用して行われる構成であってもよい。排ガスを冷却することにより、排ガスに含まれていたCsCl等のガス状の塩類が、固形の塩類となる。
(S4: Cooling step)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a cooling step. In the cooling step, exhaust gas discharged by incinerating the object to be treated is cooled. The configuration of cooling the exhaust gas may be performed with cooling water, may be configured with cooling air, or may be performed with a combination of cooling water and cooling air. By cooling the exhaust gas, gaseous salts such as CsCl contained in the exhaust gas become solid salts.

(S5:剥離剤添加工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、剥離剤添加工程を含んでもよい。剥離剤添加工程では、冷却により発生した固形の塩類を含む排ガスに剥離剤(ろ過助剤)を添加する。この剥離剤により、後述する除じん工程において、圧力損失の低減や除じん飛灰の剥離が容易になる。
(S5: Release agent adding step)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a release agent adding step. In the release agent addition step, a release agent (filter aid) is added to the exhaust gas containing solid salts generated by cooling. This release agent facilitates reduction of pressure loss and removal of dust removal fly ash in the dust removal step described later.

(S6:第1除じん工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、第1除じん工程を含んでもよい。第1除じん工程では、排ガス中から塵状の固形物を除じんする。ここでは、排ガスに含まれていたばい塵やセシウム塩(CsCl)などの固形物が除じん飛灰として捕集される。
(S6: First dust removal step)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a first dust removal step. In the first dust removal step, dusty solids are removed from the exhaust gas. Here, solid matters such as dust and cesium salt (CsCl) contained in the exhaust gas are collected as dust ash.

(S7:飛灰洗浄工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、加熱により処理対象物から揮発した放射性セシウムを含む加熱処理物を洗浄液で洗浄して該加熱処理物から放射性セシウムを除去する洗浄工程を含んでもよい。
(S7: Fly ash cleaning process)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a cleaning step of cleaning a heat-treated product containing radioactive cesium volatilized from the object to be treated by heating with a cleaning liquid and removing the radioactive cesium from the heat-treated product. Good.

本実施形態における上記加熱処理物は除じん飛灰であるから、本実施形態では上記洗浄工程を飛灰洗浄工程と称する。飛灰洗浄工程では、S6で捕集した除じん飛灰を洗浄液(例えば水)で洗浄する。この除じん飛灰には、セシウムが高濃度で含まれている。洗浄には、例えば洗浄槽を用いることができる。洗浄により、除じん飛灰中の放射性セシウムのうち、水溶性であり高溶出の放射性セシウム(主にCsCl)が水相に移行し、これにより除じん飛灰における放射性セシウム量を低減する。なお、水洗浄により8〜9割あるいはそれ以上の放射性セシウムを除じん飛灰から除去することができることが知られている。   Since the heat-treated product in the present embodiment is dust fly ash, in the present embodiment, the cleaning step is referred to as a fly ash cleaning step. In the fly ash cleaning process, the dust ash collected in S6 is cleaned with a cleaning liquid (for example, water). This dust removal fly ash contains a high concentration of cesium. For the cleaning, for example, a cleaning tank can be used. By washing, among the radioactive cesium in the dust ash, water-soluble and highly-eluting radioactive cesium (mainly CsCl) is transferred to the aqueous phase, thereby reducing the amount of radioactive cesium in the dust ash. It is known that 80 to 90% or more of the radioactive cesium can be removed from the dust ash by washing with water.

ここで、洗浄後の放射性セシウム濃度が、放射性物質汚染対処特措法に定められた埋め立て処分する廃棄物におけるセシウム濃度の基準値である8,000(Bq/kg)以下であれば、洗浄後の除じん飛灰はそのまま処分可能である。一方、洗浄後の放射性セシウム濃度が基準値を超えていれば、溶融処理により減容化すると共に、放射性セシウム濃度をさらに低下させる。なお、基準値は、上記の例に限られず、法令等や処分の方法等に応じた基準値を用いて、そのまま処分するか溶融処理に供するかを判定してもよい。例えば、廃棄物を安全に再利用できる基準として、原子力等規制法に基づくクリアランス基準に定められた100(Bq/kg)のような低い値の基準値を用いてもよい。   Here, if the radioactive cesium concentration after cleaning is less than 8,000 (Bq / kg), which is the standard value of cesium concentration in landfilled waste as stipulated in the Special Measures against Radioactive Substance Contamination Countermeasures, The fly ash can be disposed of as it is. On the other hand, if the radioactive cesium concentration after washing exceeds the reference value, the volume is reduced by melting treatment, and the radioactive cesium concentration is further reduced. Note that the reference value is not limited to the above example, and it may be determined whether the disposal is performed as it is or the melting process is performed using a reference value according to laws and regulations or a disposal method. For example, a low standard value such as 100 (Bq / kg) defined in the clearance standard based on the Nuclear Regulation Law may be used as a standard for safely reusing waste.

(S8:共沈工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、除じん飛灰等の洗浄で使用した洗浄液にフェロシアン化カリウムおよび硫酸第二鉄を供給して、放射性セシウムを含んだプルシアンブルー(PB)を生成する共沈工程を含んでもよい。共沈工程では、S7で生じた放射性セシウムを含む洗浄液から、PB液中における合成化学共沈反応により、放射性セシウムを含むPBを得る。具体的には、S7で生じた放射性セシウムを含む洗浄液を原水槽に送り、その原水槽にフェロシアン化カリウムと硫酸第二鉄を供給することによりPBを生成する。そして、PBは放射性セシウムを吸着して凝集し、沈殿するので、これにより洗浄液から放射性セシウムを含むPBが分離される。この際、無機あるいは有機の凝集沈殿材を添加してもよい。これにより、放射性セシウムを含んだPBの分離効率をさらに向上させることができる。
(S8: Coprecipitation process)
In the method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention, potassium ferrocyanide and ferric sulfate are supplied to a cleaning solution used for cleaning dust ash and the like to produce Prussian blue (PB) containing radioactive cesium. A coprecipitation step may be included. In the coprecipitation step, PB containing radioactive cesium is obtained from the cleaning liquid containing radioactive cesium generated in S7 by a synthetic chemical coprecipitation reaction in the PB liquid. Specifically, the cleaning liquid containing radioactive cesium generated in S7 is sent to the raw water tank, and PB is generated by supplying potassium ferrocyanide and ferric sulfate to the raw water tank. And since PB adsorb | sucks radioactive cesium and aggregates and precipitates, PB containing radioactive cesium is isolate | separated from a washing | cleaning liquid by this. At this time, an inorganic or organic coagulating sediment may be added. Thereby, the separation efficiency of PB containing radioactive cesium can be further improved.

(S9:濃縮・吸着工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、放射性セシウムを含んだ溶液を電気透析に供して放射性セシウムの濃度を高める濃縮工程を含んでもよい。また、本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、放射性セシウムを含んだPBをアルカリ分解した溶液とゼオライトとを接触させ、該溶液中の放射性セシウムをゼオライトに吸着させる吸着工程を含んでもよい。濃縮工程は、例えば下記(i)〜(iii)の処理を繰り返すものであってもよい。
(S9: Concentration / adsorption process)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a concentration step of subjecting a solution containing radioactive cesium to electrodialysis to increase the concentration of radioactive cesium. The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include an adsorption step in which a solution obtained by alkali decomposition of PB containing radioactive cesium is contacted with zeolite and the radioactive cesium in the solution is adsorbed on the zeolite. Good. In the concentration step, for example, the following processes (i) to (iii) may be repeated.

(i)放射性セシウムを含んだPBをアルカリ分解する。例えば、放射性セシウムを含んだPBをアルカリ分解槽に供給し、そのアルカリ分解槽にアルカリを添加して、放射性セシウムを含んだPBをフェロシアン化鉄イオンと放射性セシウムイオンに分解する。   (I) PB containing radioactive cesium is alkali-decomposed. For example, PB containing radioactive cesium is supplied to an alkali decomposition tank, alkali is added to the alkali decomposition tank, and PB containing radioactive cesium is decomposed into ferrocyanide ions and radioactive cesium ions.

(ii)上記(i)で得られた溶液をフェロシアン化鉄イオンとセシウムイオンを分離する。この分離には、例えば、陰極室と陽極室とが陽イオン交換膜で仕切られた電気透析槽を用いることができる。   (Ii) The ferritocyanide ion and cesium ion are separated from the solution obtained in (i) above. For this separation, for example, an electrodialysis tank in which a cathode chamber and an anode chamber are partitioned by a cation exchange membrane can be used.

(iii)上記(ii)で得られた、セシウムイオンを含む溶液をS8の原水槽に戻す。セシウムイオンは、陽イオンであり、陽イオン交換膜を透過して電気透析槽の陰極室に集まるから、電気透析槽の陰極側の溶液を原水槽に戻す。   (Iii) The solution containing cesium ions obtained in (ii) above is returned to the raw water tank of S8. The cesium ion is a cation and passes through the cation exchange membrane and collects in the cathode chamber of the electrodialysis tank, so that the solution on the cathode side of the electrodialysis tank is returned to the raw water tank.

上記(i)〜(iii)のステップを繰り返すことにより、セシウムイオンを高濃度に含む溶液が得られる。所定の濃度まで濃縮された溶液が得られた段階で、その溶液を吸着工程に供する。吸着工程では、例えばゼオライトの吸着槽に上記溶液を供給し、該吸着槽内のゼオライトに放射性セシウムを吸着させる。これにより、上記溶液からは放射性セシウムが除去される。   By repeating the steps (i) to (iii), a solution containing cesium ions at a high concentration can be obtained. When a solution concentrated to a predetermined concentration is obtained, the solution is subjected to an adsorption process. In the adsorption step, for example, the solution is supplied to a zeolite adsorption tank, and radioactive cesium is adsorbed on the zeolite in the adsorption tank. Thereby, radioactive cesium is removed from the said solution.

(S10:焼成固定工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、放射性セシウムを吸着したゼオライトを加熱して放射性セシウムを焼成固定する焼成固定工程を含んでもよい。焼成固定工程では、S9で得られた、放射性セシウムを吸着したゼオライトを焼成固定する。焼成温度は例えば1000℃以上である。これにより、放射性セシウムが溶出し難い状態となり、焼成固定後のゼオライトは、安定な最終廃棄体として最終処分が可能となる。
(S10: Firing and fixing step)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a firing fixing step of heating and fixing radioactive cesium by heating zeolite adsorbed with radioactive cesium. In the firing and fixing step, the zeolite adsorbed with radioactive cesium obtained in S9 is fired and fixed. The firing temperature is, for example, 1000 ° C. or higher. As a result, the radioactive cesium is difficult to elute, and the zeolite after firing and fixing can be finally disposed of as a stable final waste.

(S11:処理剤添加工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、塩化水素と反応する排ガス処理用薬剤である処理剤(以下、単に処理剤と呼ぶ)を、処理対象物の加熱で発生した排出ガスに供給して、該排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程を含んでもよい。本実施形態では上記除去工程を処理剤添加工程と称する。
(S11: Treatment agent addition step)
In the method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention, a treatment agent that is an exhaust gas treatment agent that reacts with hydrogen chloride (hereinafter, simply referred to as a treatment agent) is supplied to exhaust gas generated by heating of the object to be treated. Then, a removal step of removing at least hydrogen chloride from the exhaust gas may be included. In the present embodiment, the removal step is referred to as a treatment agent addition step.

処理剤添加工程では、S6で除じん飛灰を取り除いた後の排ガスに処理剤を添加する。除じん飛灰を取り除いた後の排ガスには、塩化水素(HCl)や二酸化硫黄(SO)などの酸性ガスが含まれている。また、ダイオキシン等の有毒物質が含まれていることもある。処理剤は、排ガスから上述の酸性ガスや有毒物質を除去するために添加されるものであり、例えば、消石灰、重曹、および活性炭などを含むものであってもよい。処理剤は、排ガス中に含まれたHClなどの酸性ガスと反応して固体の塩となる。また、ダイオキシン等は活性炭に吸着される。 In the treatment agent addition step, the treatment agent is added to the exhaust gas after removing the dust fly ash in S6. The exhaust gas after removing the dust ash includes acid gases such as hydrogen chloride (HCl) and sulfur dioxide (SO 2 ). It may also contain toxic substances such as dioxins. A processing agent is added in order to remove the above-mentioned acidic gas and toxic substance from waste gas, For example, slaked lime, baking soda, activated carbon, etc. may be included. The treating agent reacts with an acidic gas such as HCl contained in the exhaust gas to form a solid salt. Dioxins and the like are adsorbed on the activated carbon.

(S12:第2除じん工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、塩化水素等と反応した処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程を含んでもよい。本実施形態では上記除去工程を第2除じん工程と称する。
(S12: Second dust removal process)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a collection step of collecting desalted fly ash containing at least a treatment agent reacted with hydrogen chloride or the like. In the present embodiment, the removal step is referred to as a second dust removal step.

第2除じん工程では、HClなどの酸性ガスと反応することによって生じた処理剤の反応生成物と、未反応の処理剤とを含む脱塩飛灰を排ガス中から除じんする。除じんによって捕集された脱塩飛灰は、塩化物を含む。例えば、処理剤に消石灰が含まれている場合、消石灰とHClが反応して塩化カルシウムが生成される。塩化カルシウムは、分離促進剤として機能するので、塩化カルシウムを含む脱塩飛灰は、S2で添加する分離促進剤として利用することができる。脱塩飛灰は、分離促進剤の少なくとも一部として利用すればよく、例えば脱塩飛灰に他の塩化物を加えて組成を調整した上で利用してもよい。なお、S6で除じん飛灰が捕集され、S12で脱塩飛灰が捕集された後の浄化された排ガスは、空気中に排出される。   In the second dust removal step, desalted fly ash containing a reaction product of the treatment agent produced by reacting with an acidic gas such as HCl and an unreacted treatment agent is removed from the exhaust gas. Desalinated fly ash collected by dust removal contains chlorides. For example, when slaked lime is contained in the treatment agent, slaked lime and HCl react to produce calcium chloride. Since calcium chloride functions as a separation accelerator, desalted fly ash containing calcium chloride can be used as a separation accelerator added in S2. Desalted fly ash may be used as at least a part of the separation accelerator. For example, the desalted fly ash may be used after adjusting the composition by adding other chlorides to the desalted fly ash. The purified exhaust gas after the dust ash is collected at S6 and the desalted fly ash is collected at S12 is discharged into the air.

(S13:溶融工程)
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、溶融工程を含んでもよい。焼却工程(S3)で生じる焼却主灰は、放射性セシウム濃度が基準値以下であれば、そのまま処分することができる。つまり、焼却主灰の放射性セシウム濃度が基準値以下であれば放射性セシウムの除去を終了する。一方、放射性セシウム濃度が基準値を超えていれば、溶融工程における溶融処理により減容化すると共に、放射性セシウム濃度をさらに低下させる。溶融工程で生成される、放射性セシウム濃度が基準値以下となった溶融スラグは、土木資源などとして再資源化することができる。
(S13: Melting process)
The method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention may include a melting step. The incineration main ash generated in the incineration step (S3) can be disposed as it is if the radioactive cesium concentration is below the reference value. That is, if the concentration of radioactive cesium in the incinerated main ash is below the reference value, the removal of radioactive cesium is terminated. On the other hand, if the radioactive cesium concentration exceeds the reference value, the volume is reduced by the melting treatment in the melting step, and the radioactive cesium concentration is further reduced. The molten slag produced in the melting step and having a radioactive cesium concentration below the reference value can be recycled as a civil engineering resource.

以上説明した本実施形態に係る放射性セシウムの除去方法によれば、使用する分離促進剤と焼却条件を適切にコントロールして、処理対象物に含まれる放射性セシウムの大部分(例えば90%以上)を揮発させることができる。そして、これにより焼却主灰における放射性セシウムの含有量を低く抑えることができる。このため、焼却主灰を水洗浄する必要がなく、洗浄液の処理、洗浄後の焼却主灰の乾燥等にかかる各種コストが不要になる。   According to the method for removing radioactive cesium according to the present embodiment described above, the separation accelerator to be used and the incineration conditions are appropriately controlled, and most of the radioactive cesium contained in the object to be treated (for example, 90% or more). Can be volatilized. And thereby, content of radioactive cesium in incineration main ash can be suppressed low. For this reason, it is not necessary to wash the incinerated main ash with water, and various costs for treating the cleaning liquid and drying the incinerated main ash after washing are unnecessary.

ここで、非特許文献である「溶融技術を用いたセシウム揮発分離におけるセシウム分離効率の向上に関する実験的検討」、釜田、西村、他、第1回環境放射能除染研究発表会、ポスターセッション、P-54、2012.5.20には、Cl濃度0.6%の実焼却灰を1450℃で溶融した場合には、セシウムの揮発率は約82%であるとの結果が示されている。   Here, non-patent literature “Experimental study on improvement of cesium separation efficiency in cesium volatile separation using melting technology”, Kamada, Nishimura, et al., 1st Environmental Radioactivity Decontamination Research Presentation, Poster Session, P-54, 2012.5.20 shows a result that the volatilization rate of cesium is about 82% when the actual incinerated ash having a Cl concentration of 0.6% is melted at 1450 ° C.

また、放射性セシウムを含む廃棄物を900℃程度で焼却した場合には、99%以上の放射性セシウムが焼却主灰中に残留するとの結果が出ている(後述の比較例3参照)。このため、上記廃棄物の放射性セシウム濃度が10,000Bq/kgであり、該廃棄物中の灰分が10wt%であると仮定すると、焼却主灰中の放射性セシウムは100,000Bq/kg程度になる。   Moreover, when the waste containing radioactive cesium is incinerated at about 900 degreeC, the result that 99% or more of radioactive cesium remains in incineration main ash has come out (refer the below-mentioned comparative example 3). Therefore, assuming that the radioactive cesium concentration of the waste is 10,000 Bq / kg and the ash content in the waste is 10 wt%, the radioactive cesium in the incinerated main ash is about 100,000 Bq / kg. .

このような焼却主灰を1450℃で溶融しても、焼却主灰中のCl濃度が0.6%程度であれば放射性セシウムの揮発率は82%(平衡状態では、ガス中のセシウム濃度は溶融スラグ中のセシウム濃度に正比例する)である。よって、溶融スラグの放射性セシウム濃度は、18,000Bq/kgとなる。このような溶融スラグは、放射性セシウム濃度が高すぎて、このままでは再生資材として利用することはできない。   Even if such incinerated main ash is melted at 1450 ° C., if the Cl concentration in the incinerated main ash is about 0.6%, the volatility of radioactive cesium is 82% (in the equilibrium state, the cesium concentration in the gas is Is directly proportional to the concentration of cesium in the molten slag). Therefore, the radioactive cesium concentration of the molten slag is 18,000 Bq / kg. Such a molten slag has too high a radioactive cesium concentration, and cannot be used as a recycled material as it is.

これに対し、本実施形態に係る放射性セシウムの除去方法によれば、10,000Bq/kgの放射性セシウムを含む廃棄物を900℃程度で焼却した場合には、最大93.1%の放射性セシウムを揮発させることができる。この場合、廃棄物中の灰分を10wt%とすると、焼却主灰中の放射性セシウム濃度は約6,900Bq/kgになる。よって、この焼却主灰を1450℃で溶融することにより、溶融スラグ中の放射性セシウム濃度を1,242Bq/kgまで低減することができる。このような溶融スラグであれば、再生資材として利用可能である。このように、本実施形態に係る放射性セシウムの除去方法によれば、放射性セシウム濃度が1/10程度の資材を製造できる。なお、これらの試算には溶融時のスラグ化率は考慮していない。   On the other hand, according to the method for removing radioactive cesium according to this embodiment, when a waste containing 10,000 Bq / kg of radioactive cesium is incinerated at about 900 ° C., a maximum of 93.1% of radioactive cesium is contained. Can be volatilized. In this case, if the ash content in the waste is 10 wt%, the radioactive cesium concentration in the incinerated main ash is about 6,900 Bq / kg. Therefore, by melting this incinerated main ash at 1450 ° C., the concentration of radioactive cesium in the molten slag can be reduced to 1,242 Bq / kg. Such a molten slag can be used as a recycled material. Thus, according to the method for removing radioactive cesium according to the present embodiment, a material having a radioactive cesium concentration of about 1/10 can be manufactured. In these trial calculations, the slag rate at the time of melting is not taken into consideration.

また、上述のように、本実施形態に係る放射性セシウムの除去方法により、10,000Bq/kgの放射性セシウムを含む廃棄物を900℃程度で焼却した場合には、最大93.1%の放射性セシウムを揮発させることができる。焼却時の飛灰量を焼却量の1.5%と仮定(灰分10wt%、飛散による飛灰量を灰分の15%と仮定した)すると、飛灰中の放射性セシウム濃度は約620,700Bq/kgとなる。   Further, as described above, when the waste containing 10,000 Bq / kg of radioactive cesium is incinerated at about 900 ° C. by the method for removing radioactive cesium according to the present embodiment, the maximum is 93.1% of radioactive cesium. Can be volatilized. Assuming that the amount of fly ash at the time of incineration is 1.5% of the incineration amount (assuming ash content of 10 wt%, the amount of fly ash by scattering is assumed to be 15% of ash content), the radioactive cesium concentration in the fly ash is about 620,700 Bq / kg.

ここで、処理対象物に低融点塩化物を含む分離促進剤を添加して焼却するため、排ガス中の塩化水素ガスは、1500〜2000ppmとなる。この濃度は、通常の都市ごみ焼却排ガスの4〜5倍程度になる。塩化セシウムは可溶性であり、塩化水素ガスの濃度が高いことは、放射性セシウムの溶出率を高めることに寄与すると考えられるため、上記飛灰中の放射性セシウムの溶出率は高くなると推定される。そこで、焼却飛灰の水洗浄によって95%の放射性セシウムが除去されると仮定すると、飛灰中の放射性セシウム濃度は約31,000Bq/kgとなる。また、焼却主灰と飛灰を7:3の割合で混合溶融する場合、溶融対象物中の放射性セシウムは14,130Bq/kgとなる。そして、1450℃で溶融した場合の溶融スラグ中の放射性セシウム濃度は2,543Bq/kgとなり、このような溶融スラグであれば、再生資材として利用可能である。また、さらなる放射性セシウムの低減が必要とされる場合には、溶融対象物にCaClと活性炭等を添加することで放射性セシウムの揮発率を99%以上にしてもよい。これにより、溶融スラグ中の放射性セシウム濃度を141Bq/kg程度まで減らすことが可能となる。この濃度は、原子力等規制法に基づくクリアランス基準に定められた100Bq/kgに近い値である。 Here, since the separation accelerator containing the low melting point chloride is added to the object to be treated and incinerated, the hydrogen chloride gas in the exhaust gas becomes 1500 to 2000 ppm. This concentration is about 4 to 5 times that of ordinary municipal waste incineration exhaust gas. Since cesium chloride is soluble and the high concentration of hydrogen chloride gas is thought to contribute to increasing the elution rate of radioactive cesium, it is estimated that the elution rate of radioactive cesium in the fly ash is increased. Therefore, assuming that 95% of the radioactive cesium is removed by washing the incinerated fly ash with water, the concentration of radioactive cesium in the fly ash is about 31,000 Bq / kg. In addition, when the incinerated main ash and fly ash are mixed and melted at a ratio of 7: 3, the radioactive cesium in the object to be melted is 14,130 Bq / kg. And the radioactive cesium density | concentration in molten slag at the time of fuse | melting at 1450 degreeC will be 2,543Bq / kg, and if it is such molten slag, it can be utilized as a recycled material. When further reduction of radioactive cesium is required, the volatilization rate of radioactive cesium may be 99% or more by adding CaCl 2 and activated carbon or the like to the object to be melted. As a result, the radioactive cesium concentration in the molten slag can be reduced to about 141 Bq / kg. This concentration is a value close to 100 Bq / kg determined by the clearance standard based on the Nuclear Energy Regulation Law.

〔処理施設の構成〕
次に図2を参照して、処理施設100の構成について説明する。処理施設100は、廃棄物を焼却処理する処理施設である。処理施設100は、破砕機2、廃棄物搬送装置3、廃棄物ピット4、クレーン5、焼却炉7、焼却主灰搬送装置9、ガス冷却塔10(10A、10B)、熱交換器11、集じん装置12(12A、12B、12C)、ホッパー15、溶融炉16、および冷却水槽17を備えている。さらに、処理施設100は、洗浄槽18、原水槽19、アルカリ分解槽22、陽極室26と陰極室27と、それらを仕切る陽イオン交換膜25とを備えた電気透析槽24、ゼオライト吸着槽28、ろ過装置30、および処理水槽31を備えている。
[Configuration of treatment facility]
Next, the configuration of the processing facility 100 will be described with reference to FIG. The treatment facility 100 is a treatment facility that incinerates waste. The treatment facility 100 includes a crusher 2, a waste transport device 3, a waste pit 4, a crane 5, an incinerator 7, an incinerator main ash transport device 9, a gas cooling tower 10 (10A, 10B), a heat exchanger 11, a collector A dust device 12 (12A, 12B, 12C), a hopper 15, a melting furnace 16, and a cooling water tank 17 are provided. Further, the treatment facility 100 includes a washing tank 18, a raw water tank 19, an alkali decomposition tank 22, an anode chamber 26 and a cathode chamber 27, and an electrodialysis tank 24 having a cation exchange membrane 25 partitioning them, a zeolite adsorption tank 28. , A filtration device 30 and a treated water tank 31 are provided.

破砕機2は、処理対象物として受け入れた廃棄物1を破砕する機械である。図1の破砕工程(S1)は、破砕機2を用いて行うことができる。また、廃棄物搬送装置3は、破砕機2で破砕した廃棄物1を廃棄物ピット4に搬送するコンベヤ等の装置である。そして、廃棄物ピット4は、廃棄物搬送装置3によって搬送された破砕済みの廃棄物1を一時貯留する貯蔵所である。クレーン5は、廃棄物ピット4内に貯留された廃棄物1を、撹拌するとともに、焼却炉7に供給する機械である。   The crusher 2 is a machine that crushes the waste 1 received as a processing object. The crushing step (S1) in FIG. 1 can be performed using the crusher 2. In addition, the waste transport device 3 is a device such as a conveyor that transports the waste 1 crushed by the crusher 2 to the waste pit 4. The waste pit 4 is a reservoir for temporarily storing the crushed waste 1 conveyed by the waste conveyance device 3. The crane 5 is a machine that stirs the waste 1 stored in the waste pit 4 and supplies it to the incinerator 7.

焼却炉7は、廃棄物1を焼却する設備である。焼却炉7は、例えば、ストーカ式焼却炉、ロータリーキルン型焼却炉、およびそれらを併用した焼却炉などであってもよい。図2の焼却炉7はストーカ式焼却炉である。図1の焼却工程(S3)は、焼却炉7を用いて行うことができる。なお、本実施形態の技術は、焼却炉7以外にも、焼成炉や、廃棄物または焼却灰(焼却主灰、焼却飛灰等の焼却によって生じる灰)用の溶融炉などにも適用可能な技術である。   The incinerator 7 is a facility for incinerating the waste 1. The incinerator 7 may be, for example, a stoker type incinerator, a rotary kiln type incinerator, or an incinerator using both of them. The incinerator 7 of FIG. 2 is a stoker type incinerator. The incineration step (S3) of FIG. 1 can be performed using the incinerator 7. In addition to the incinerator 7, the technology of the present embodiment can also be applied to a firing furnace, a melting furnace for waste or incinerated ash (ash generated by incineration such as incineration main ash and incineration fly ash). Technology.

なお、図1の添加工程(S2)は、廃棄物1を焼却炉7で焼却する焼却工程の前に行われる。例えば、分離促進剤6は、廃棄物ピット4内でクレーン5によって廃棄物1と混合撹拌されてもよい。また、例えば、分離促進剤6は、廃棄物1を焼却炉7に供給するための装置の前段にホッパーやシュートなどの装置を設けて、当該装置にコンベヤ等の搬送装置を用いて供給されてもよい。図2の例では、この方法で分離促進剤を添加している。さらに、例えば、分離促進剤6は、焼却炉7の温度域の比較的低いエリア、例えば、焼却炉7の廃棄物供給側に近いエリアである所謂乾燥段に直接供給されてもよい。   In addition, the addition process (S2) of FIG. 1 is performed before the incineration process which incinerates the waste 1 with the incinerator 7. FIG. For example, the separation accelerator 6 may be mixed and stirred with the waste 1 by the crane 5 in the waste pit 4. In addition, for example, the separation accelerator 6 is provided with a device such as a hopper or a chute in front of the device for supplying the waste 1 to the incinerator 7, and is supplied to the device using a conveying device such as a conveyor. Also good. In the example of FIG. 2, the separation accelerator is added by this method. Further, for example, the separation accelerator 6 may be directly supplied to a so-called drying stage which is an area where the temperature range of the incinerator 7 is relatively low, for example, an area close to the waste supply side of the incinerator 7.

廃棄物1へ添加する分離促進剤6は、固形物、スラリー(懸濁体)、および、水溶液の少なくとも何れか1つである。どのようにして分離促進剤6を廃棄物1に添加するかに応じて、どのような形状・状態の分離促進剤6を用いるかを決めればよい。例えば、上述したように、廃棄物ピット4内で廃棄物1と分離促進剤6とを混合撹拌する場合には、分離促進剤6は固形物の形状であるのが望ましい。この場合に、スラリーまたは水溶液である分離促進剤6を用いると、分離促進剤6が廃棄物ピット4の底面に流下し、クレーン5での焼却炉7への搬送が困難になる可能性が考えられるためである。   The separation accelerator 6 added to the waste 1 is at least one of a solid, a slurry (suspension), and an aqueous solution. Depending on how the separation promoter 6 is added to the waste 1, what shape and state of the separation promoter 6 should be determined. For example, as described above, when the waste 1 and the separation accelerator 6 are mixed and stirred in the waste pit 4, the separation accelerator 6 is preferably in the form of a solid. In this case, if the separation accelerator 6 that is a slurry or an aqueous solution is used, the separation accelerator 6 may flow down to the bottom surface of the waste pit 4 and may be difficult to be transported to the incinerator 7 by the crane 5. Because it is.

また、焼却炉7の前段に搬送装置によって分離促進剤6を供給する場合には、分離促進剤6は、固形物またはスラリーとすることが望ましい。この場合に、水溶液である分離促進剤6を用いると、焼却炉の火格子間に分離促進剤6が流下して、分離促進剤6と廃棄物1とが混合できなくなる可能性が考えられるためである。   Further, when the separation accelerator 6 is supplied to the front stage of the incinerator 7 by the transport device, the separation accelerator 6 is preferably a solid or slurry. In this case, if the separation accelerator 6 which is an aqueous solution is used, there is a possibility that the separation accelerator 6 flows down between the grate of the incinerator and the separation accelerator 6 and the waste 1 cannot be mixed. It is.

なお、焼却炉7に分離促進剤6を直接供給する場合には、分離促進剤6の形状に関わらず、焼却炉7からの輻射熱による設備の閉塞に注意をする必要がある。また、焼却炉7に水溶液の形状で分離促進剤6を噴霧して供給する場合には、焼却炉7の熱量低下による助燃使用量の増加に注意する必要がある。   When the separation accelerator 6 is directly supplied to the incinerator 7, it is necessary to pay attention to the blockage of equipment due to radiant heat from the incinerator 7 regardless of the shape of the separation accelerator 6. In addition, when the separation promoter 6 is sprayed and supplied to the incinerator 7 in the form of an aqueous solution, it is necessary to pay attention to an increase in the amount of auxiliary combustion used due to a decrease in the amount of heat in the incinerator 7.

焼却主灰搬送装置9は、分離促進剤6を含む廃棄物1を焼却炉7において焼却して捕集される焼却主灰8を搬送する装置である。焼却主灰搬送装置9は、例えばコンベア等であってもよい。焼却主灰搬送装置9は、焼却主灰8をホッパー15まで搬送する。なお、焼却主灰8の放射性セシウム濃度が基準値以下であれば、ホッパー15に搬送する必要はない。   The incinerator main ash transport device 9 is a device that transports the incinerator main ash 8 that is collected by incineration of the waste 1 containing the separation accelerator 6 in the incinerator 7. The incinerator main ash transport device 9 may be, for example, a conveyor. The incinerator main ash transport device 9 transports the incinerator main ash 8 to the hopper 15. In addition, if the radioactive cesium density | concentration of the incinerator main ash 8 is below a reference value, it is not necessary to convey to the hopper 15.

ガス冷却塔10は、排ガスを冷却する設備である。処理施設100は、分離促進剤6を含む廃棄物1を焼却炉7において焼却することにより発生する排ガスを冷却するガス冷却塔10Aと、溶融炉16からの排ガスを冷却するガス冷却塔10Bを備えている。図1の冷却工程(S4)は、ガス冷却塔10Aを用いて行うことができる。ガス冷却塔10Aの内部には、処理水槽31内のろ液の一部が冷却水Bとして噴霧される。図示していないが、処理水槽31内のろ液は、ガス冷却塔10Bにおける冷却水として用いてもよい。   The gas cooling tower 10 is equipment for cooling the exhaust gas. The treatment facility 100 includes a gas cooling tower 10A that cools the exhaust gas generated by incineration of the waste 1 containing the separation accelerator 6 in the incinerator 7, and a gas cooling tower 10B that cools the exhaust gas from the melting furnace 16. ing. The cooling step (S4) in FIG. 1 can be performed using the gas cooling tower 10A. A part of the filtrate in the treated water tank 31 is sprayed as the cooling water B inside the gas cooling tower 10A. Although not shown, the filtrate in the treated water tank 31 may be used as cooling water in the gas cooling tower 10B.

熱交換器11は、排ガスの排熱を回収する設備である。なお、図示は省略するが、熱交換器11によって回収された排熱を利用して、焼却炉で利用する燃焼空気の予熱、発電または給湯などを行うための排熱利用設備が、熱交換器11に連結されている構成であってもよい。   The heat exchanger 11 is a facility that recovers exhaust heat of exhaust gas. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the waste heat utilization equipment for performing the preheating of the combustion air utilized in an incinerator, electric power generation, or hot water supply using the waste heat collect | recovered by the heat exchanger 11 is a heat exchanger. 11 may be connected.

図示は省略するが、熱交換器11から排出された排ガスに剥離剤(ろ過助剤)13を供給する剥離剤供給装置が熱交換器11の下流に設けられている。図1の剥離剤添加工程(S5)は、ここで行われる。   Although not shown, a release agent supply device that supplies a release agent (filter aid) 13 to the exhaust gas discharged from the heat exchanger 11 is provided downstream of the heat exchanger 11. The release agent adding step (S5) in FIG. 1 is performed here.

集じん装置12は、排ガス中の固形物を捕集することにより、排ガスを除じんする装置である。処理施設100は、排ガス流路のより上流側に設置された1段目の集じん装置12Aと、その下流側に集じん装置12Aと直列に設置された2段目の集じん装置12Bを備えている。さらに、処理施設100は、溶融炉16からの排ガスの流路に設けられた集じん装置12Cを備えている。集じん装置12Cを通過した排ガスは、例えば、図2に示すように、集じん装置12Aを通過した排ガスと合せて処理剤で処理してもよい。これらの集じん装置12は、例えばバグフィルタであってもよい。   The dust collector 12 is a device that removes exhaust gas by collecting solids in the exhaust gas. The treatment facility 100 includes a first-stage dust collector 12A installed on the upstream side of the exhaust gas flow path, and a second-stage dust collector 12B installed in series with the dust collector 12A on the downstream side thereof. ing. Further, the processing facility 100 includes a dust collector 12C provided in the flow path of the exhaust gas from the melting furnace 16. For example, as shown in FIG. 2, the exhaust gas that has passed through the dust collector 12C may be treated with a treating agent together with the exhaust gas that has passed through the dust collector 12A. These dust collecting devices 12 may be bug filters, for example.

集じん装置12Aは、排ガス中に含まれるばい塵やセシウム塩(CsCl)などの固形物を集じんする。図1の第1除じん工程(S6)は、集じん装置12Aを用いて行うことができる。集じん装置12Aで捕集されたばい塵やセシウム塩(CsCl)などを含む除じん飛灰は、洗浄槽18に送られる。   The dust collector 12A collects solids such as dust and cesium salt (CsCl) contained in the exhaust gas. The first dust removal step (S6) in FIG. 1 can be performed using the dust collector 12A. Dust removal fly ash containing dust, cesium salt (CsCl) and the like collected by the dust collector 12A is sent to the cleaning tank 18.

図示は省略するが、集じん装置12Aと集じん装置12Bとの間には、集じん装置12Aを通過した排ガスに処理剤を供給する薬剤供給装置が設けられている。処理剤は、消石灰、重曹、活性炭などを含む薬剤である。処理剤の供給は噴霧によって行ってもよい。図1の処理剤添加工程(S11)は、この薬剤供給装置によって行われる。集じん装置12Aを通過した排ガス中に含まれる塩化水素などの酸性ガスやダイオキシンは、薬剤供給装置が供給する処理剤との化学反応や吸着によって除去される。   Although illustration is omitted, a chemical supply device that supplies a treatment agent to the exhaust gas that has passed through the dust collector 12A is provided between the dust collector 12A and the dust collector 12B. A processing agent is a chemical | medical agent containing slaked lime, baking soda, activated carbon, etc. The treatment agent may be supplied by spraying. The treatment agent addition step (S11) in FIG. 1 is performed by this medicine supply device. Acidic gases such as hydrogen chloride and dioxins contained in the exhaust gas that has passed through the dust collector 12A are removed by a chemical reaction or adsorption with a treatment agent supplied by the chemical supply device.

集じん装置12Bは、処理剤と反応あるいは吸着した反応生成物を含む脱塩飛灰を捕集する。図1の第2除じん工程(S12)は、集じん装置12Bを用いて行うことができる。上述のように、上記脱塩飛灰は、S2で添加する分離促進剤として利用することができる。よって、集じん装置12Bで捕集された脱塩飛灰を、分離促進剤6として処理対象物に添加してもよい。集じん装置12Bを通過した排ガスは、煙突から空気中に排出される。   The dust collector 12B collects desalted fly ash containing a reaction product that has reacted or adsorbed with the treating agent. The second dust removal step (S12) in FIG. 1 can be performed using the dust collector 12B. As described above, the desalted fly ash can be used as a separation accelerator added in S2. Therefore, the desalted fly ash collected by the dust collector 12 </ b> B may be added to the object to be treated as the separation accelerator 6. The exhaust gas that has passed through the dust collector 12B is discharged from the chimney into the air.

ホッパー15は、焼却主灰搬送装置9により搬送された焼却主灰8を収容し、適時に溶融炉16に送り込むための装置である。溶融炉16は、焼却主灰8を溶融するための炉である。図1の溶融工程(S13)は、溶融炉16を用いて行うことができる。溶融炉16から排出される排ガスはガス冷却塔10に送られる。また、溶融炉16で溶融された焼却主灰8は冷却水槽17に送られる。冷却水槽17は、溶融された焼却主灰8を冷却するための冷却水を収容した水槽であり、溶融された焼却主灰8は、冷却水槽17で冷却され、溶融スラグとして回収される。この溶融スラグは、再生資材(例えば盛土や路盤材など)として利用可能である。   The hopper 15 is a device for accommodating the incinerated main ash 8 conveyed by the incinerated main ash conveying device 9 and feeding it into the melting furnace 16 in a timely manner. The melting furnace 16 is a furnace for melting the incinerated main ash 8. The melting step (S13) in FIG. 1 can be performed using the melting furnace 16. The exhaust gas discharged from the melting furnace 16 is sent to the gas cooling tower 10. Incinerated main ash 8 melted in the melting furnace 16 is sent to the cooling water tank 17. The cooling water tank 17 is a water tank that contains cooling water for cooling the molten incineration main ash 8, and the molten incineration main ash 8 is cooled in the cooling water tank 17 and collected as molten slag. This molten slag can be used as a recycled material (for example, embankment or roadbed material).

洗浄槽18は、除じん飛灰を洗浄液(例えば水)で洗浄するための水槽である。図1の飛灰洗浄工程(S7)は、洗浄槽18を用いて行うことができる。洗浄槽18では、集じん装置12Aで捕集された除じん飛灰の洗浄を行うことができると共に、溶融炉16の排ガス流路に設けられた集じん装置12で捕集された溶融飛灰の洗浄も行うことができる。洗浄槽18で洗浄後の飛灰は、放射性セシウム濃度が基準値以下であれば放射性セシウムの除去を終了して処分に回せばよく、基準値を超えていれば溶融処理に供せばよい。   The cleaning tank 18 is a water tank for cleaning the dust removal fly ash with a cleaning liquid (for example, water). The fly ash cleaning step (S7) of FIG. 1 can be performed using the cleaning tank 18. In the cleaning tank 18, the dust fly ash collected by the dust collector 12 </ b> A can be washed, and the molten fly ash collected by the dust collector 12 provided in the exhaust gas flow path of the melting furnace 16. Can also be cleaned. The fly ash washed in the washing tank 18 may be removed after the removal of radioactive cesium if the radioactive cesium concentration is below the reference value, and may be subjected to a melting treatment if it exceeds the reference value.

原水槽19は、PB(プルシアンブルー)液中における合成化学共沈反応の反応槽である。図1の共沈工程(S8)は、原水槽19を用いて行うことができる。洗浄槽18から排出される、放射性セシウムを含む洗浄液が原水槽19に収容される。この洗浄液が収容された原水槽19にフェロシアン化カリウム20と硫酸第二鉄21を供給することにより、放射性セシウムを含むPBを分離することができる。   The raw water tank 19 is a reaction tank for a synthetic chemical coprecipitation reaction in a PB (Prussian blue) solution. The coprecipitation step (S8) in FIG. 1 can be performed using the raw water tank 19. A cleaning liquid containing radioactive cesium discharged from the cleaning tank 18 is stored in the raw water tank 19. PB containing radioactive cesium can be separated by supplying potassium ferrocyanide 20 and ferric sulfate 21 to the raw water tank 19 in which the cleaning liquid is accommodated.

アルカリ分解槽22は、放射性セシウムを含むPBをアルカリ分解するための反応槽である。原水槽19における合成化学共沈反応により得られた放射性セシウムを含むPBをアルカリ分解槽22に収容し、ここにアルカリ23を供給することにより、放射性セシウムを含んだPBをフェロシアン化鉄イオンと放射性セシウムイオンに分解することができる。   The alkaline decomposition tank 22 is a reaction tank for alkaline decomposition of PB containing radioactive cesium. The PB containing radioactive cesium obtained by the synthetic chemical coprecipitation reaction in the raw water tank 19 is accommodated in the alkali decomposition tank 22, and the alkali 23 is supplied to the PB containing the radioactive cesium and ferrocyanide ions. It can be decomposed into radioactive cesium ions.

電気透析槽24は、電気透析により放射性セシウムの濃度を高めるための反応槽である。アルカリ分解槽22でアルカリ分解された反応液を電気透析槽24で電気透析することにより、陰極室27から濃縮された放射性セシウム溶液を得ることができる。濃縮された放射性セシウム溶液は、更なる濃縮のために、再度原水槽19に戻して合成化学共沈反応に供してもよい。図1の濃縮・吸着工程(S9)のうちの濃縮は、これらの水槽(原水槽19、アルカリ分解槽22、電気透析槽24)を用いて行うことができる。   The electrodialysis tank 24 is a reaction tank for increasing the concentration of radioactive cesium by electrodialysis. A concentrated radioactive cesium solution can be obtained from the cathode chamber 27 by electrodialyzing the reaction solution subjected to alkali decomposition in the alkali decomposition vessel 22 in the electrodialysis vessel 24. The concentrated radioactive cesium solution may be returned to the raw water tank 19 again and subjected to a synthetic chemical coprecipitation reaction for further concentration. Concentration in the concentration / adsorption step (S9) of FIG. 1 can be performed using these water tanks (raw water tank 19, alkali decomposition tank 22, electrodialysis tank 24).

ゼオライト吸着槽28は、放射性セシウムをゼオライトに吸着させるための反応槽である。上述のようにして濃縮された放射性セシウム溶液をゼオライト吸着槽28に供給し、ゼオライト吸着槽28内のゼオライトに放射性セシウムを吸着させることができる。図1の濃縮・吸着工程(S9)のうちの吸着は、ゼオライト吸着槽28を用いて行うことができる。   The zeolite adsorption tank 28 is a reaction tank for adsorbing radioactive cesium on zeolite. The radioactive cesium solution concentrated as described above can be supplied to the zeolite adsorption tank 28 and the zeolite in the zeolite adsorption tank 28 can be adsorbed with the radioactive cesium. The adsorption in the concentration / adsorption process (S9) of FIG. 1 can be performed using the zeolite adsorption tank.

ろ過装置30は、溶液から固形物をろ過する装置であり、ゼオライト吸着槽28でゼオライトに放射性セシウムを吸着させた後の溶液から固形物をろ過する。ろ液は処理水を収容する処理水槽31に送られる。処理水槽31内のろ液は、放射性セシウムを含んでいると考えられるため、処理施設100内で有効に利用することが好ましい。例えば、図2に示すように、焼却炉7の内部(例えば二次燃焼室)に噴霧して、焼却炉7内の排ガスの冷却水Aとして用いてもよい。また、例えば、図2に示すように、ガス冷却塔10の冷却水Bとして用いてもよい。   The filtration device 30 is a device for filtering solid matter from the solution, and filters the solid matter from the solution after the radioactive cesium is adsorbed to the zeolite in the zeolite adsorption tank 28. The filtrate is sent to a treated water tank 31 that contains treated water. Since the filtrate in the treated water tank 31 is considered to contain radioactive cesium, it is preferably used effectively in the treatment facility 100. For example, as shown in FIG. 2, the inside of the incinerator 7 (for example, the secondary combustion chamber) may be sprayed and used as the cooling water A for the exhaust gas in the incinerator 7. Further, for example, as shown in FIG. 2, the cooling water B of the gas cooling tower 10 may be used.

〔塩化物と融点について〕
次に、図3および図4を用いて分離促進剤6の組成について説明する。上述したように、処理対象物に添加される分離促進剤6には、2種類以上の塩化物を用いて調製した、融点が600℃以下である低融点塩化物が用いられる。
[About chloride and melting point]
Next, the composition of the separation accelerator 6 will be described with reference to FIGS. As described above, a low melting point chloride having a melting point of 600 ° C. or less prepared using two or more types of chlorides is used for the separation accelerator 6 added to the object to be treated.

図3は、低融点塩化物の組成と融点とを示す図である。なお、図3に示す各融点は、吉葉正行著「先進型廃棄物処理プラントにおける高温化技術と材料イノベーション」、Sanyo Technical Report Vol.6(1999), No.1による。図3の低融点塩化物は、何れも2種類の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物であるから、比較的低温の温度条件下での焼却においても有効な分離促進剤として利用できる。ただし、鉛などの有害重金属を含む低融点塩化物は、処理対象物に添加される分離促進剤6としては適さない。   FIG. 3 is a diagram showing the composition and melting point of the low melting point chloride. Each melting point shown in FIG. 3 is based on Masayo Yoshiba “High Temperature Technology and Material Innovation in Advanced Waste Treatment Plants”, Sanyo Technical Report Vol.6 (1999), No.1. Each of the low melting point chlorides in FIG. 3 is a mixture of two types of chlorides, each having a lower melting point than a single chloride, and therefore incineration under relatively low temperature conditions. Can also be used as an effective separation accelerator. However, low melting point chlorides containing toxic heavy metals such as lead are not suitable as the separation promoter 6 added to the object to be treated.

図4は、NaClとCaClとの相平衡図である。図4に示すように、NaCl単独の融点は801℃である。CaClの単独の融点は772℃である。また、NaClとCaClとからなる低融点塩化物は、モル比でNaCl:CaCl=49:50となる場合に融点が最小値(504℃)となる。 FIG. 4 is a phase equilibrium diagram of NaCl and CaCl 2 . As shown in FIG. 4, the melting point of NaCl alone is 801 ° C. The single melting point of CaCl 2 is 772 ° C. The low melting point chloride composed of NaCl and CaCl 2 has a minimum melting point (504 ° C.) when the molar ratio is NaCl: CaCl 2 = 49: 50.

融点が600℃以下の低融点塩化物を得るには、36〜59NaCl−41〜64CaClのモル当量範囲でNaClとCaClとを混合するのが望ましい。このように、融点が600℃以下となるモル当量範囲内でNaClとCaClとを混合した低融点塩化物を分離促進剤6として用いることが出来る。 In order to obtain a low melting point chloride having a melting point of 600 ° C. or lower, it is desirable to mix NaCl and CaCl 2 in a molar equivalent range of 36 to 59 NaCl−41 to 64CaCl 2 . Thus, a low melting point chloride in which NaCl and CaCl 2 are mixed within a molar equivalent range where the melting point is 600 ° C. or less can be used as the separation accelerator 6.

なお、焼却時点までに所定の組成の分離促進剤と処理対象物が混合された状態となればよい。例えば、所定の組成の分離促進剤の構成要素である一部の塩化物と、他の塩化物とをそれぞれ個別に処理対象物に添加し、それらを混合して、混合後に分離促進剤が所定の組成となるようにしてもよい。また、2種類以上の塩化物を混合して加熱溶融することによって得られた複塩である低融点塩化物を分離促進剤6として用いることもできる。   In addition, what is necessary is just to be in the state by which the separation promoter of a predetermined composition and the process target object were mixed by the time of incineration. For example, a part of chlorides, which are constituent elements of a separation accelerator having a predetermined composition, and other chlorides are individually added to the object to be treated, mixed, and after mixing, the separation accelerator is predetermined. The composition may be as follows. Further, a low melting point chloride, which is a double salt obtained by mixing two or more types of chlorides and melting them by heating, can also be used as the separation accelerator 6.

ここで、上述のように、処理剤と反応あるいは吸着した反応生成物を含む脱塩飛灰は、分離促進剤6として利用することができる。また、この処理剤としては、消石灰や重曹を用いることができる。そして、消石灰は、排ガス中の塩化水素と反応してCaClを生じ、重曹は、排ガス中の塩化水素と反応してNaClを生じる。このため、消石灰あるいは重曹、またはその両方を含む処理剤を用いる場合、分離促進剤6はNaClあるいはCaCl、またはその両方を含むものとすることが好ましい。これにより、脱塩飛灰を分離促進剤6として利用する場合に、最初に添加する分離促進剤6と、脱塩飛灰を利用した分離促進剤6との間での組成変化を抑え、安定した放射性セシウムの除去率等を維持することができる。なお、脱塩飛灰はそのまま分離促進剤として用いてもよいし、成分を調整した上で分離促進剤として用いてもよい。また、NaClとCaClを含む低融点塩化物の中でも、特に融点の低い49NaCl・50CaCl等を用いることがより好ましい。 Here, as described above, the desalted fly ash containing the reaction product reacted or adsorbed with the treating agent can be used as the separation accelerator 6. Moreover, as this processing agent, slaked lime or baking soda can be used. Slaked lime reacts with hydrogen chloride in the exhaust gas to produce CaCl 2 , and sodium bicarbonate reacts with hydrogen chloride in the exhaust gas to produce NaCl. For this reason, when using the processing agent containing slaked lime or baking soda, or both, it is preferable that the separation accelerator 6 contains NaCl, CaCl 2 , or both. As a result, when desalted fly ash is used as the separation accelerator 6, the composition change between the separation accelerator 6 added first and the separation accelerator 6 using desalted fly ash is suppressed and stable. It is possible to maintain the removal rate of the radioactive cesium. In addition, desalted fly ash may be used as it is as a separation accelerator, or may be used as a separation accelerator after adjusting the components. Among low melting point chlorides containing NaCl and CaCl 2 , it is more preferable to use 49NaCl.50CaCl 2 or the like having a particularly low melting point.

〔変形例〕
上記実施形態では、可燃物である処理対象物を燃焼させて放射性セシウムを揮発させる例を説明したが、処理対象物(典型的には放射性セシウムを含む不燃物)を燃焼させることなく加熱して放射性セシウムを揮発させる構成も本発明の範疇に含まれる。
[Modification]
In the said embodiment, although the example which volatilizes the radioactive cesium by combusting the process target object which is a combustible material, it heats without burning a process target object (typically the incombustible material containing radioactive cesium). A configuration for volatilizing radioactive cesium is also included in the scope of the present invention.

また、上述した、分離促進剤の組成および添加量と焼却条件は一例である。処理施設100(特に焼却炉7)の構成等に応じ、処理対象物から多くの放射性セシウムを揮発させ、かつ焼却主灰に残存する放射性セシウムが、ほぼ非水溶性の放射性セシウムとなる範囲で適宜調整することが可能である。   Moreover, the composition and addition amount of the separation accelerator and the incineration conditions described above are examples. Depending on the configuration of the treatment facility 100 (particularly the incinerator 7), a large amount of radioactive cesium is volatilized from the object to be treated, and as long as the radioactive cesium remaining in the incineration main ash becomes almost water-insoluble radioactive cesium It is possible to adjust.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

〔付記事項〕
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、2種類以上の塩化物を含み、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤を上記処理対象物に添加して、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して5重量%以下である、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物を得る添加工程と、上記混合物を900℃以上1000℃以下で加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる加熱工程と、を含み、上記加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、上記処理物中の水溶性の放射性セシウムの量が、当該処理物中の全放射性セシウムの量の1/5以下となるように、上記添加工程における上記分離促進剤の添加量と、上記加熱工程における加熱時間とが設定されている。
[Additional Notes]
A method for removing radioactive cesium according to one embodiment of the present invention is a method for removing radioactive cesium from a processing object, and includes two or more types of chlorides, each having a melting point higher than a single chloride. The cesium separation accelerator containing the mixture or the double salt reduced in the above is added to the object to be treated, and the calcium content is 5% by weight or less in terms of calcium oxide concentration, and the separation accelerator and the above An addition step for obtaining a mixture of treatment objects, and a heating step for heating the mixture at 900 ° C. to 1000 ° C. to volatilize radioactive cesium from the treatment object. Of the remaining radioactive cesium, the amount of water-soluble radioactive cesium in the treated product is 1/5 or less of the total amount of radioactive cesium in the treated product. And amount of the separation accelerator in the degree, the heating time in the heating step is set.

本願の発明者らによる研究の結果、分離促進剤と処理対象物の混合物における、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して5重量%以下となるようにすると、900℃以上1000℃以下という比較的低い温度で、首記の特許文献1の技術と比べてより高い割合で放射性セシウムを揮発させることができることが分かった。よって、上記の構成によれば、900℃以上1000℃以下という比較的低い温度で放射性セシウムの多くを揮発させることができる。これにより、加熱工程後の処理物を洗浄することなく処理することも可能になる。   As a result of the studies by the inventors of the present application, when the amount of calcium contained in the mixture of the separation accelerator and the object to be treated is 5% by weight or less in terms of calcium oxide concentration, the comparison is 900 ° C. or more and 1000 ° C. or less. It has been found that radioactive cesium can be volatilized at a higher rate at a relatively low temperature as compared with the technology of Patent Document 1 mentioned above. Therefore, according to the above configuration, most of the radioactive cesium can be volatilized at a relatively low temperature of 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. Thereby, it becomes possible to process the processed material after the heating step without washing.

また、上記の構成によれば、加熱工程後の処理物に残存する水溶性の放射性セシウムの量を少なく抑えることができる。これにより、加熱工程後の処理物を洗浄することなく処理しやすくなる。   Moreover, according to said structure, the quantity of the water-soluble radioactive cesium which remains in the processed material after a heating process can be restrained small. Thereby, it becomes easy to process the processed material after the heating step without washing.

また、上記加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、水溶性の放射性セシウムが1500Bq/kg以下となるように、上記添加工程における上記分離促進剤の添加量と、上記加熱工程における加熱時間とが設定されていてもよい。   Further, among the radioactive cesium remaining in the treated product after the heating step, the amount of the separation accelerator added in the addition step and the heating in the heating step so that water-soluble radioactive cesium is 1500 Bq / kg or less. Time may be set.

水溶性の放射性セシウムが1500Bq/kg以下であれば、固液比1対10の条件下における水溶性の放射性セシウムの溶出量は150Bq/L以下となる。よって、上記の構成によれば、加熱工程後の処理物からの放射性セシウムの溶出量を、放射性廃棄物からの放射性セシウムの溶出基準値である150Bq/L以下とすることができる。これにより、加熱工程後の処理物を水洗浄することなく処理することが可能になる。   If water-soluble radioactive cesium is 1500 Bq / kg or less, the elution amount of water-soluble radioactive cesium under the condition of a solid-liquid ratio of 1:10 will be 150 Bq / L or less. Therefore, according to said structure, the elution amount of the radioactive cesium from the processed material after a heating process can be 150 Bq / L or less which is the elution reference value of the radioactive cesium from a radioactive waste. Thereby, it becomes possible to process the processed material after a heating process, without washing with water.

また、上記分離促進剤は、NaClとCaClとを含む、融点が600℃以下の混合物または複塩であり、上記加熱工程で加熱される、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物に含まれる塩素量は1〜2重量%であり、上記加熱工程の加熱時間は2時間以上であってもよい。 The separation accelerator is a mixture or a double salt containing NaCl and CaCl 2 and having a melting point of 600 ° C. or lower, and is included in the mixture of the separation accelerator and the object to be treated heated in the heating step. The amount of chlorine produced is 1 to 2% by weight, and the heating time of the heating step may be 2 hours or more.

上記の構成によれば、処理対象物中の放射性セシウムの大部分を加熱揮発させることができ、かつ、加熱工程後の処理物における水溶性の放射性セシウムの量を極めて少なく抑えることができる。   According to said structure, most radioactive cesium in a process target object can be volatilized by heating, and the quantity of the water-soluble radioactive cesium in the processed material after a heating process can be suppressed very small.

さらに、上記の構成によれば、分離促進剤におけるカルシウム量および塩素量が、「背景技術」に記載した特許文献1に記載されているカルシウム量および塩素量よりも少ない。よって、特許文献1の技術よりも、分離促進剤の使用量を抑えつつ、処理対象物から放射性セシウムを効率よく除去することができる。また、分離促進剤の使用量を抑えることにより、加熱工程後に生じる加熱処理物(反応後あるいは未反応の分離促進剤を含む)の量も少なく抑えることができる。   Furthermore, according to said structure, the amount of calcium and chlorine in a separation promoter are less than the amount of calcium and chlorine described in patent document 1 described in "background art." Therefore, radioactive cesium can be efficiently removed from the object to be processed while suppressing the amount of the separation accelerator used as compared with the technique of Patent Document 1. In addition, by suppressing the amount of the separation accelerator used, the amount of the heat-treated product (after the reaction or including the unreacted separation accelerator) generated after the heating step can be reduced.

また、上記放射性セシウムの除去方法では、上記加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が所定の基準値以下であれば、当該加熱工程後の処理物からの放射性セシウムの除去を終了し、上記加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が上記所定の基準値を超えていれば、当該加熱工程後の処理物を洗浄することなく溶融処理してもよい。ここで、「所定の基準値」は、例えば、前述の放射性物質汚染対処特措法に基づく基準値である8,000(Bq/kg)であってもよい。以下の「所定の基準値」についても同様である。   In the method for removing radioactive cesium, if the radioactive cesium concentration of the processed product after the heating step is equal to or lower than a predetermined reference value, the removal of the radioactive cesium from the processed product after the heating step is terminated, and the heating is performed. If the radioactive cesium concentration of the processed product after the process exceeds the predetermined reference value, the processed product after the heating process may be melted without washing. Here, the “predetermined reference value” may be, for example, 8,000 (Bq / kg), which is a reference value based on the above-mentioned special measures against radioactive material contamination countermeasures. The same applies to the “predetermined reference value” below.

上記の構成によれば、加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が所定の基準値以下であっても、基準値を超えていても、処理対象物を洗浄することがない。よって、洗浄にかかる設備、エネルギー、および時間等のコストが不要になる。   According to said structure, even if the radioactive cesium density | concentration of the processed material after a heating process is below a predetermined reference value, or exceeds the reference value, a process target object is not wash | cleaned. Therefore, costs such as equipment, energy, and time for cleaning are unnecessary.

また、上記放射性セシウムの除去方法は、上記加熱工程で上記処理対象物から揮発した放射性セシウムを含む飛灰を洗浄液で洗浄して該飛灰から放射性セシウムを除去する洗浄工程をさらに含み、洗浄後の上記飛灰の放射性セシウム濃度が所定の基準値以下であれば、当該飛灰からの放射性セシウムの除去を終了し、洗浄後の上記飛灰の放射性セシウム濃度が所定の基準値を超えていれば、当該飛灰を溶融処理してもよい。   The method for removing radioactive cesium further includes a washing step of washing the fly ash containing radioactive cesium volatilized from the object to be treated in the heating step with a washing liquid to remove the radioactive cesium from the fly ash. If the radioactive cesium concentration of the fly ash is less than or equal to a predetermined reference value, the removal of the radioactive cesium from the fly ash is terminated, and the radioactive cesium concentration of the fly ash after washing exceeds the predetermined reference value. For example, the fly ash may be melted.

上記の構成によれば、加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が所定の基準値以下であっても、基準値を超えていても、飛灰を再度洗浄することがない。よって、洗浄にかかる設備、エネルギー、および時間等のコストを最小限に抑えることができる。なお、上記飛灰には、溶融処理で発生する溶融飛灰が含まれていてもよい。   According to said structure, even if the radioactive cesium density | concentration of the processed material after a heating process is below a predetermined reference value or exceeds the reference value, fly ash is not washed again. Therefore, the cost of equipment, energy, time and the like for cleaning can be minimized. The fly ash may contain molten fly ash generated by the melting process.

また、上記放射性セシウムの除去方法は、上記加熱工程で上記処理対象物から揮発した放射性セシウムを含む飛灰を洗浄液で洗浄して該飛灰から放射性セシウムを除去する洗浄工程と、上記洗浄工程で使用した洗浄液にフェロシアン化カリウムおよび硫酸第二鉄を供給して、放射性セシウムを含んだプルシアンブルーを生成する共沈工程と、放射性セシウムを含んだ上記プルシアンブルーをアルカリ分解した溶液とゼオライトとを接触させ、該溶液中の放射性セシウムをゼオライトに吸着させる吸着工程と、放射性セシウムを吸着した上記ゼオライトを加熱して放射性セシウムを焼成固定する焼成固定工程と、を含んでいてもよい。   Further, the method for removing radioactive cesium includes a cleaning step of cleaning the fly ash containing radioactive cesium volatilized from the object to be treated in the heating step with a cleaning liquid and removing the radioactive cesium from the fly ash, and the cleaning step. Supplying potassium ferrocyanide and ferric sulfate to the cleaning solution used to produce Prussian blue containing radioactive cesium and contacting the zeolite with the alkali-decomposed solution of Prussian blue containing radioactive cesium. An adsorption step of adsorbing radioactive cesium in the solution onto the zeolite and a calcining and fixing step of heating and fixing the radioactive cesium by heating the zeolite adsorbing the radioactive cesium may be included.

上記の構成によれば、処理対象物から揮発した放射性セシウムを含む飛灰を洗浄液で洗浄する。放射性セシウムは、水溶性の塩化セシウムとして揮発するから、この洗浄により飛灰に含まれる放射性セシウムの大部分を洗浄液中に取り込むことができる。また、上記の構成によれば、プルシアンブルーにより洗浄液から放射性セシウムを分離し、アルカリ分解によって再度放射性セシウムの溶液を得た上で、該溶液中の放射性セシウムをゼオライトに吸着させる。これにより、高濃度の放射性セシウムをゼオライトに効率よく吸着させることができる。そして、上記の構成によれば、放射性セシウムを吸着したゼオライトを焼成する。これにより、放射性セシウムを溶出し難く搬送しやすい状態とすることができる。   According to said structure, the fly ash containing the radioactive cesium volatilized from the process target object is wash | cleaned with a washing | cleaning liquid. Since radioactive cesium volatilizes as water-soluble cesium chloride, most of the radioactive cesium contained in the fly ash can be taken into the cleaning liquid by this cleaning. Moreover, according to said structure, after separating radioactive cesium from a washing | cleaning liquid with Prussian blue and obtaining the solution of radioactive cesium again by alkali decomposition, the radioactive cesium in this solution is made to adsorb | suck to a zeolite. Thereby, high concentration radioactive cesium can be efficiently adsorbed on zeolite. And according to said structure, the zeolite which adsorb | sucked radioactive cesium is baked. Thereby, it can be set as the state which is hard to elute radioactive cesium and is easy to convey.

また、上記放射性セシウムの除去方法は、上記溶液を電気透析に供して放射性セシウムの濃度を高める濃縮工程をさらに含み、上記吸着工程では、上記濃縮工程で放射性セシウムの濃度が高まった上記溶液から放射性セシウムをゼオライトに吸着させてもよい。   The method for removing radioactive cesium further includes a concentration step in which the solution is subjected to electrodialysis to increase the concentration of radioactive cesium. In the adsorption step, the concentration of radioactive cesium is increased in the concentration step. Cesium may be adsorbed on the zeolite.

上記の構成によれば、放射性セシウムの濃度が高まった溶液から放射性セシウムをゼオライトに吸着させるので、ゼオライトによる放射性セシウムの吸着を効率よく行うことができる。   According to said structure, since radioactive cesium is made to adsorb | suck to a zeolite from the solution with which the density | concentration of radioactive cesium increased, the adsorption | suction of radioactive cesium by a zeolite can be performed efficiently.

また、上記放射性セシウムの除去方法では、上記吸着工程で放射性セシウムがゼオライトに吸着された後の上記溶液をろ過した上で、上記加熱工程で発生した排出ガスの冷却に用いる冷却水として用いてもよい。   In the method for removing radioactive cesium, the solution after the radioactive cesium is adsorbed on the zeolite in the adsorption step may be filtered and used as cooling water for cooling the exhaust gas generated in the heating step. Good.

上記の構成によれば、放射性セシウムがゼオライトに吸着された後の溶液を有効に利用して、放射性セシウムの除去処理を進めることができる。また、ろ過を行っているため、溶液に含まれる微粒子が噴霧装置や配管などを詰まらせることを防ぐことができる。   According to said structure, the removal process of radioactive cesium can be advanced using the solution after radioactive cesium was adsorb | sucked to a zeolite effectively. Moreover, since it is filtering, it can prevent that the microparticles | fine-particles contained in a solution clog a spray apparatus, piping, etc.

また、上記放射性セシウムの除去方法は、塩化水素と反応する処理剤を上記加熱工程で発生した排出ガスに供給して、該排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程と、上記除去工程で生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程と、を含み、上記加熱工程では、上記脱塩飛灰を利用して調製された上記分離促進剤が添加された上記処理対象物を加熱してもよい。   Further, the method for removing radioactive cesium occurs in the removal step of supplying at least hydrogen chloride from the exhaust gas by supplying a treatment agent that reacts with hydrogen chloride to the exhaust gas generated in the heating step, and the removal step. And collecting the desalted fly ash containing at least the treating agent reacted with hydrogen chloride, and in the heating step, the separation accelerator prepared using the desalted fly ash The processing object to which is added may be heated.

上記の構成によれば、該排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する際に生じる脱塩飛灰を分離促進剤として利用するから、分離促進剤の使用量を抑えることができる。また、この脱塩飛灰は、2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含むものであることが好ましい。つまり、除去工程で添加する処理剤は、排出ガスと反応して、2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を生じるものであることが好ましい。これにより、比較的低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離することができる。   According to said structure, since the desalination fly ash produced when removing at least hydrogen chloride from this exhaust gas is utilized as a separation promoter, the usage-amount of a separation promoter can be suppressed. The desalted fly ash is preferably composed of a combination of two or more types of chlorides and contains a mixture or a double salt each having a melting point lower than that of a single chloride. In other words, the treatment agent added in the removal step reacts with the exhaust gas and is a combination of two or more chlorides, each of which produces a mixture or double salt having a melting point lower than that of a single chloride. Preferably there is. Thereby, radioactive cesium can be separated from the object to be processed at a relatively low heating temperature.

また、本発明の一態様に係る処理施設は、処理対象物から放射性セシウムを除去する処理施設であって、2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤を上記処理対象物に添加して、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して5重量%以下である、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物を得る添加装置と、上記混合物を900℃以上1000℃以下で加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる加熱炉と、を含み、上記加熱炉での加熱後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、上記処理物中の水溶性の放射性セシウムの量が、当該処理物中の全放射性セシウムの量の1/5以下となるように、上記添加装置が添加する上記分離促進剤の添加量と、上記加熱炉の加熱時間とが設定されている。この処理施設によれば、上記放射性セシウムの除去方法と同様の効果を奏する。   Moreover, the treatment facility according to one embodiment of the present invention is a treatment facility that removes radioactive cesium from a treatment object, and includes a combination of two or more types of chlorides, each having a lower melting point than a single chloride. The cesium separation accelerator containing the prepared mixture or double salt is added to the object to be treated, and the amount of calcium contained is 5% by weight or less in terms of calcium oxide concentration and the object to be treated. An addition device for obtaining a mixture of products, and a heating furnace for heating the mixture at 900 ° C. or more and 1000 ° C. or less to volatilize radioactive cesium from the processing object, and a processed product after heating in the heating furnace Of the radioactive cesium remaining in the treated product, the addition device is attached so that the amount of water-soluble radioactive cesium in the treated product is 1/5 or less of the total amount of radioactive cesium in the treated product. And amount of the separating agent for promoting the heating time of the heating furnace is set. According to this treatment facility, the same effects as those of the method for removing radioactive cesium can be obtained.

本発明の実施例を図5および図6に基づいて説明する。なお、説明する実施例は一例であり、本発明は本実施例の構成には限定されない。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the Example described is an example and this invention is not limited to the structure of a present Example.

〔処理対象物〕
本実施例の処理対象物である廃棄物の組成を図5に示す。図5は、本発明の実施例および比較例における処理対象物である廃棄物の組成を示す図である。この処理対象物は、可燃分が45.5(wt%)である可燃性の廃棄物であり、2800Bq/kgの放射性セシウムを含む。塩素の含量は0.04(wt%)とわずかである。カルシウムは3800(mg/kg)含まれる。
[Object to be treated]
The composition of the waste that is the object to be treated in this example is shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the composition of waste that is the object to be treated in the examples and comparative examples of the present invention. This object to be treated is combustible waste having a combustible content of 45.5 (wt%), and contains 2800 Bq / kg of radioactive cesium. The chlorine content is as small as 0.04 (wt%). Calcium is contained in 3800 (mg / kg).

〔試験条件〕
比較例1〜17および実施例1〜5について、所定の条件下で上記処理対象物を管状炉内で焼却し、焼却した後の焼却主灰を固液比1:10で6時間振とう・水洗浄した。焼却の際の空気比は1.5とした。また、分離促進剤を添加した後の処理対象物におけるCaO量およびCl量(何れも単位はwt%)を算出した。ただし、比較例1〜3については、分離促進剤を添加することなく焼却しているので、処理対象物自体のCaO量およびCl量を算出している。
〔Test conditions〕
About Comparative Examples 1-17 and Examples 1-5, the said processing target object is incinerated in a tubular furnace under predetermined conditions, and the incinerated main ash after incineration is shaken at a solid-liquid ratio of 1:10 for 6 hours. Washed with water. The air ratio during incineration was 1.5. Moreover, the amount of CaO and the amount of Cl (both units are wt%) in the processing object after adding the separation accelerator were calculated. However, since Comparative Examples 1 to 3 are incinerated without adding a separation accelerator, the amount of CaO and the amount of Cl of the processing object itself are calculated.

そして、以下の式から、揮発放射性セシウム(揮発Cs)量、焼却主灰中の水溶性放射性セシウム(水溶性Cs)量、および焼却主灰中の非水溶性放射性セシウム(残留Cs)量(何れも単位はBq)を求め、(処理対象物中の全セシウム)量(単位はBq)に対する百分率(%)として図6に示した。また、焼却主灰中の非水溶性放射性セシウム(残留セシウム)量から、放射性セシウムの除去率(Cs除去率)を求めた(単位は%)。   From the following formula, the amount of volatile radioactive cesium (volatile Cs), the amount of water-soluble radioactive cesium (insoluble Cs) in the incinerated main ash, and the amount of water-insoluble radioactive cesium (residual Cs) in the incinerated main ash (any FIG. 6 shows the percentage (%) with respect to the amount of (total cesium in the object to be treated) (unit: Bq). Moreover, the removal rate (Cs removal rate) of radioactive cesium was calculated | required from the water-insoluble radioactive cesium (residual cesium) amount in incineration main ash (unit:%).

処理対象物および焼却主灰中の放射性セシウム濃度は、ゲルマニウム半導体検出器を用いて測定を行い、下式でセシウム量を算出した。   The radioactive cesium concentration in the object to be treated and the incineration main ash was measured using a germanium semiconductor detector, and the amount of cesium was calculated by the following equation.

{Cs量(Bq)}={Cs濃度(Bq/kg)}×{試料量(kg)}
また、溶出セシウム濃度は、環境省発行「第五部 放射能濃度等測定ガイドライン」「第8章 溶出量」記載の「日本工業規格K〇〇五八−一」に定める方法に従って試料を作製し、同じくゲルマニウム半導体検出器を用いて測定を行った。
{Cs amount (Bq)} = {Cs concentration (Bq / kg)} × {Sample amount (kg)}
In addition, the dissolved cesium concentration was prepared according to the method specified in “Japanese Industrial Standard K005-8-1” described in “Part 5: Radioactivity Concentration Measurement Guidelines” and “Chapter 8 Elution Volume” issued by the Ministry of the Environment. Similarly, measurement was performed using a germanium semiconductor detector.

(揮発Cs)=(処理対象物中の全セシウム)−(焼却主灰中の全セシウム)
(水溶性Cs)={溶出セシウム濃度(Bq/L)}×10(L/kg)×{焼却主灰重量(kg)}
(残留Cs)=(焼却主灰中の全セシウム)−(水溶性セシウム)
(Cs除去率)=100%−(残留セシウム)/(処理対象物中の全セシウム)×100
〔試験結果:比較例1〜3〕
比較例1〜3では、分離促進剤を添加せずに上記処理対象物を焼却した。700℃、800℃、および900℃の何れの焼却温度においても、放射性セシウムの揮発はなく、極わずかに水溶性セシウムを生成するのみで、ほぼ全ての放射性セシウムが焼却主灰中に残留した。
(Volatile Cs) = (total cesium in the object to be treated) − (total cesium in the incineration main ash)
(Water-soluble Cs) = {elution cesium concentration (Bq / L)} × 10 (L / kg) × {incinerated main ash weight (kg)}
(Residual Cs) = (Total cesium in incineration main ash)-(Water-soluble cesium)
(Cs removal rate) = 100% − (residual cesium) / (total cesium in the object to be treated) × 100
[Test results: Comparative Examples 1 to 3]
In Comparative Examples 1 to 3, the treatment object was incinerated without adding a separation accelerator. At any incineration temperatures of 700 ° C., 800 ° C., and 900 ° C., there was no volatilization of radioactive cesium, and only a slight amount of water-soluble cesium was produced, and almost all of the radioactive cesium remained in the incineration main ash.

〔試験結果:比較例4〜6〕
比較例4〜6では、上記処理対象物に分離促進剤としてCaClを3.0(wt%)添加して、700℃、800℃、または900℃で2時間焼却した。
[Test results: Comparative Examples 4 to 6]
In Comparative Examples 4 to 6, 3.0 (wt%) of CaCl 2 was added to the treatment object as a separation accelerator and incinerated at 700 ° C., 800 ° C., or 900 ° C. for 2 hours.

700℃の焼却温度である比較例4では揮発セシウムはゼロであるが、焼却温度が高くなるほど揮発セシウムの量が多くなり、900℃の焼却温度である比較例6では87.3(%)が揮発セシウムであった。また、残留セシウムは、焼却温度が高くなるほど少なくなり、900℃の焼却温度である比較例6で最小値の10.2(%)となった。比較例6において、2.5(%)の水溶性セシウムを洗浄して除去すれば、全体として89.8%の放射性セシウムが除去される。なお、水溶性セシウムは700℃の焼却温度の比較例4で最も多く65.8(%)であり、焼却温度が高くなるほど水溶性セシウムの量は少なくなった。   In Comparative Example 4 where the incineration temperature is 700 ° C., the amount of volatile cesium is zero. However, as the incineration temperature increases, the amount of volatile cesium increases, and in Comparative Example 6 where the incineration temperature is 900 ° C., 87.3 (%) is obtained. Volatile cesium. Residual cesium decreased as the incineration temperature increased, and the minimum value was 10.2 (%) in Comparative Example 6 at an incineration temperature of 900 ° C. In Comparative Example 6, if 2.5 (%) of water-soluble cesium is removed by washing, 89.8% of radioactive cesium is removed as a whole. In addition, the most water-soluble cesium was 65.8 (%) in Comparative Example 4 having an incineration temperature of 700 ° C., and the amount of water-soluble cesium decreased as the incineration temperature increased.

〔試験結果:比較例7〜10、実施例1〕
比較例7〜9では、上記処理対象物に分離促進剤として49NaCl・50CaClを3.0(wt%)添加して、700℃、800℃、または900℃で2時間焼却した。また、比較例10は、比較例8と焼却時間のみが異なる。比較例10の焼却時間は、比較例8より短い0.5時間である。
[Test results: Comparative Examples 7 to 10, Example 1]
In Comparative Example 7-9, the 49NaCl · 50CaCl 2 as a separation accelerator to the processing object 3.0 (wt%) was added, 700 ° C., incinerated 2 hours at 800 ° C., or 900 ° C.. Further, Comparative Example 10 differs from Comparative Example 8 only in incineration time. The incineration time of Comparative Example 10 is 0.5 hours shorter than Comparative Example 8.

比較例7〜9の結果は、比較例4〜6と概ね同様の傾向であり、焼却温度が高くなるほど揮発セシウムの量が多くなり、900℃の焼却温度である実施例1では81.6(%)が揮発セシウムであった。また、残留セシウムは、焼却温度が高くなるほど少なくなり、900℃の焼却温度である比較例9で最小値の6.6(%)となった。比較例9において、11.8(%)の水溶性セシウムを水洗浄して除去すれば、全体として93.4%の放射性セシウムが除去される。比較例7〜9の結果は、比較例4〜6と比べて揮発セシウムの割合が少ないが、水溶性セシウムの割合が大きくなっている。このため、比較例7〜9の条件では、焼却主灰の洗浄により、全体としての放射性セシウムの除去率を高めることが可能である。   The results of Comparative Examples 7 to 9 are generally similar to those of Comparative Examples 4 to 6, and the amount of volatile cesium increases as the incineration temperature increases. In Example 1, which is an incineration temperature of 900 ° C., 81.6 ( %) Was volatile cesium. Further, the residual cesium decreased as the incineration temperature increased, and reached a minimum value of 6.6 (%) in Comparative Example 9 having an incineration temperature of 900 ° C. In Comparative Example 9, if 11.8 (%) of water-soluble cesium is removed by washing with water, 93.4% of radioactive cesium is removed as a whole. As for the results of Comparative Examples 7 to 9, the proportion of volatile cesium is small compared to Comparative Examples 4 to 6, but the proportion of water-soluble cesium is large. For this reason, it is possible to raise the removal rate of the radioactive cesium as a whole by washing | cleaning of incineration main ash on the conditions of Comparative Examples 7-9.

比較例10は、比較例8よりも焼却時間を短くしたことにより、比較例8と比べて揮発セシウム量が抑えられ、水溶性セシウムの割合が大きくなった。ただし、残留セシウム量が27.3(%)であるから、焼却主灰を洗浄したとしても、全体としての放射性セシウムの除去率は、比較例8を下回る。   In Comparative Example 10, the amount of volatile cesium was suppressed and the proportion of water-soluble cesium was increased by shortening the incineration time as compared with Comparative Example 8, compared with Comparative Example 8. However, since the amount of residual cesium is 27.3 (%), even if the incinerated main ash is washed, the overall removal rate of radioactive cesium is lower than that of Comparative Example 8.

〔試験結果:比較例11〜13〕
比較例11〜13では、上記処理対象物に分離促進剤として49NaCl・50CaClを1.5、4.5、または6.0(wt%)添加して、800℃で2時間焼却した。
[Test results: Comparative Examples 11 to 13]
In Comparative Example 11~13, 49NaCl · 50CaCl 2 to 1.5,4.5 as a separation promoter to the processed object or 6.0 (wt%) was added, and incinerated 2 hours at 800 ° C..

分離促進剤の添加量が多くなるほど、揮発セシウムの割合が少なくなり、水溶性セシウムの割合が多くなった。残留セシウムは、分離促進剤の添加量が多くなるほど少なくなり、6.0(wt%)添加した比較例13で最小値の10.0(wt%)となった。これらの例では、分離促進剤添加後の上記処理対象物におけるCl濃度が3.0(wt%)程度になると水溶性セシウムが多くなった。よって、Cl濃度が3.0(wt%)程度となるように分離促進剤(より詳細にはCl源)を添加した場合、放射性セシウムの除去率を高くするには焼却主灰の洗浄が必要不可欠である。   As the amount of the separation accelerator added increased, the proportion of volatile cesium decreased and the proportion of water-soluble cesium increased. The residual cesium decreased as the amount of the separation accelerator added increased, and the minimum value was 10.0 (wt%) in Comparative Example 13 in which 6.0 (wt%) was added. In these examples, the water-soluble cesium increased when the Cl concentration in the object to be treated after the addition of the separation accelerator was about 3.0 (wt%). Therefore, when a separation accelerator (more specifically, a Cl source) is added so that the Cl concentration is about 3.0 (wt%), incineration main ash must be washed to increase the removal rate of radioactive cesium. It is essential.

〔試験結果:実施例1、比較例14〕
実施例1、比較例14では、比較例9と同じく、上記処理対象物に分離促進剤として49NaCl・50CaClを添加して900℃で2時間焼却した。実施例1、比較例14は、分離促進剤の添加量が比較例9と異なっている。具体的には、実施例1の添加量は比較例9より少ない1.5(wt%)とし、比較例14の添加量は比較例9より多い4.5(wt%)とした。
[Test results: Example 1, Comparative Example 14]
In Example 1 and Comparative Example 14, as in Comparative Example 9, 49NaCl · 50CaCl 2 was added as a separation accelerator to the treatment object and incinerated at 900 ° C. for 2 hours. Example 1 and Comparative Example 14 differ from Comparative Example 9 in the amount of separation accelerator added. Specifically, the addition amount of Example 1 was 1.5 (wt%), which is smaller than that of Comparative Example 9, and the addition amount of Comparative Example 14 was 4.5 (wt%), which was larger than that of Comparative Example 9.

分離促進剤の添加量を比較例9よりも増やした比較例14では、比較例9よりも揮発セシウム量と残留セシウム量とが増加した。一方、分離促進剤の添加量を比較例9よりも減らして、分離促進剤添加後のCaOとCl濃度の両方が1.0(wt%)程度となった実施例1では、放射性セシウムの90%近くを揮発させることができた。実施例1では、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が0.7(%)、非水溶性が10.7(%)であった。   In Comparative Example 14 in which the addition amount of the separation accelerator was increased from that in Comparative Example 9, the amount of volatile cesium and the amount of residual cesium increased compared to Comparative Example 9. On the other hand, in Example 1 in which the addition amount of the separation accelerator was reduced from that in Comparative Example 9 and both the CaO and Cl concentrations after the addition of the separation accelerator were about 1.0 (wt%), the radioactive cesium 90 % Could be volatilized. In Example 1, the radioactive cesium remaining in the incinerated main ash had a water solubility of 0.7 (%) and a water insolubility of 10.7 (%).

また、実施例1と比較例11は、焼却温度のみ相違しているが、残留セシウム量には大きい差異が生じていた。つまり、分離促進剤添加後のCaOとCl濃度の両方を1.0(wt%)程度とした場合であっても、800℃(比較例11)での焼却では、揮発セシウムが37.0(%)に留まった。そして、17.0(%)の水溶性セシウムを水洗浄して除去しても、放射性セシウムの除去率は54.0(%)に過ぎなかった。このことから、放射性セシウムの除去率を高めるには、分離促進剤添加後のCaOとCl濃度の両方を1.0(wt%)程度とした上で、900℃以上で焼却すればよいことが分かる。   Further, Example 1 and Comparative Example 11 differed only in incineration temperature, but a large difference occurred in the amount of residual cesium. That is, even when both the CaO and Cl concentrations after the addition of the separation accelerator are set to about 1.0 (wt%), incineration at 800 ° C. (Comparative Example 11) causes volatile cesium to be 37.0 ( %). Even when 17.0 (%) of water-soluble cesium was removed by washing with water, the removal rate of radioactive cesium was only 54.0 (%). From this, in order to increase the removal rate of radioactive cesium, it is only necessary to incinerate at 900 ° C. or higher after setting both the CaO and Cl concentrations after the addition of the separation accelerator to about 1.0 (wt%). I understand.

ここで、放射性セシウム濃度10,000Bq/kg、灰分が10(wt%)である処理対象物を、実施例1の条件で焼却、すなわち1.5wt%の49NaCl・50CaClを添加して900度で2時間焼却したとする。 Here, a processing object having a radioactive cesium concentration of 10,000 Bq / kg and an ash content of 10 (wt%) is incinerated under the conditions of Example 1, that is, 1.5 wt% of 49 NaCl · 50 CaCl 2 is added to 900 degrees. And incinerated for 2 hours.

この場合、実施例1の結果によれば焼却主灰中の水溶性セシウムは0.7(%)であるから、上記処理対象物の焼却主灰中の水溶性セシウム濃度は、10,000Bq/kg×(100/10)×(0.7/100)=700Bq/kgと試算される。また、この焼却主灰について、固液比1:10で溶出試験を行った場合の放射性セシウムの溶出量は、70Bq/Lと試算される。さらに、焼却主灰中の放射性セシウム濃度(水溶性セシウムと非水溶性セシウムの合計)は、10,000Bq/kg×(100/10)×(0.7+10.7)/100=11,400Bq/kgと試算される。   In this case, since the water-soluble cesium in the incinerated main ash is 0.7 (%) according to the result of Example 1, the concentration of the water-soluble cesium in the incinerated main ash of the treatment target is 10,000 Bq / It is estimated that kg × (100/10) × (0.7 / 100) = 700 Bq / kg. Moreover, about this incineration main ash, the elution amount of radioactive cesium at the time of performing a dissolution test by solid-liquid ratio 1:10 is calculated with 70 Bq / L. Further, the concentration of radioactive cesium in the incinerated main ash (total of water-soluble cesium and water-insoluble cesium) is 10,000 Bq / kg × (100/10) × (0.7 + 10.7) / 100 = 11,400 Bq / Estimated kg.

上記の放射性セシウム濃度は、基準値(8,000Bq/kg)を超えているため、この焼却主灰は、このままでは処分することができない。しかし、この焼却主灰は、水洗浄処理することなく溶融処理に供して、さらに減容化し、かつセシウム濃度を低下させることができる。そして、このような溶融処理によって、放射性セシウム濃度が基準値未満となった溶融スラグを生成し、これを再資源化することも可能になる。   Since the above radioactive cesium concentration exceeds the standard value (8,000 Bq / kg), this incinerated main ash cannot be disposed of as it is. However, this incinerated main ash can be subjected to a melting process without a water washing process to further reduce the volume and reduce the cesium concentration. And by such a melting process, it becomes possible to produce | generate the molten slag whose radioactive cesium density | concentration became less than a reference value, and to recycle this.

一方、上記処理対象物を、比較例3の条件で焼却、すなわち分離促進剤を添加せずに900度で2時間焼却したとすると、焼却主灰中の放射性セシウム濃度は、焼却前の10倍である100,000Bq/kgと試算される。この濃度と比較すると、実施例1に対応する試算結果である11,400Bq/kgは約1/10倍程度となっている。このため、溶融スラグ中の放射性セシウム濃度も1/10倍程度となると考えられる。   On the other hand, if the above processing object is incinerated under the conditions of Comparative Example 3, that is, incinerated at 900 degrees for 2 hours without adding a separation accelerator, the concentration of radioactive cesium in the incinerated main ash is 10 times that before incineration. Is estimated to be 100,000 Bq / kg. Compared to this concentration, 11,400 Bq / kg, which is a trial calculation result corresponding to Example 1, is about 1/10 times. For this reason, it is considered that the radioactive cesium concentration in the molten slag is also about 1/10 times.

〔試験結果:実施例2〜4と比較例15、16〕
実施例2、3、比較例15、16では、分離促進剤として49NaCl・50CaClとCaCOを重量比20:10で混合したものを3.0(wt%)添加した上記処理対象物を2時間焼却した。なお、上記分離促進剤添加後のCaOとCl濃度は、それぞれ約1.6(wt%)、約1.3(wt%)である。実施例2、3、比較例15、16では、焼却温度が異なっており、比較例15では700℃、比較例16では800℃、実施例2では900℃、実施例3では1000℃である。また、実施例4は、実施例2の焼却時間を4時間に変えたものである。
[Test results: Examples 2 to 4 and Comparative Examples 15 and 16]
Examples 2 and 3, Comparative Examples 15 and 16, the ones that the 49NaCl · 50CaCl 2 and CaCO 3 as a separate accelerator were mixed in a weight ratio 20:10 3.0 (wt%) the processing target prepared by adding 2 Incinerated for hours. The CaO and Cl concentrations after addition of the separation accelerator are about 1.6 (wt%) and about 1.3 (wt%), respectively. The incineration temperatures are different in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 15 and 16, which are 700 ° C. in Comparative Example 15, 800 ° C. in Comparative Example 16, 900 ° C. in Example 2, and 1000 ° C. in Example 3. Moreover, Example 4 changes the incineration time of Example 2 into 4 hours.

700℃の焼却温度である比較例15では揮発セシウムはゼロであったが、焼却温度が高くなるほど揮発セシウムの量が多くなり、900℃の焼却温度である実施例2では93.1(%)、1000℃の焼却温度である実施例3では96.3(%)が揮発セシウムであった。また、残留セシウムは、焼却温度が高くなるほど少なくなり、900℃の焼却温度である実施例2で5.6(%)、1000℃の焼却温度である実施例3では3.6(%)となった。さらに、実施例2、3では、水溶性セシウムの量もそれぞれ1.3(%)および0.1(%)と非常に少なくすることができた。また、実施例2よりも燃焼時間を長くした実施例4では、実施例2と比べて残留セシウム量が微減し、水溶性セシウム量が減少した。   Although the volatile cesium was zero in the comparative example 15 which is an incineration temperature of 700 ° C., the amount of the volatile cesium increases as the incineration temperature becomes higher. In Example 3, which is an incineration temperature of 1000 ° C., 96.3 (%) was volatile cesium. Further, the residual cesium decreases as the incineration temperature becomes higher, 5.6 (%) in Example 2 which is an incineration temperature of 900 ° C., and 3.6 (%) in Example 3 which is an incineration temperature of 1000 ° C. became. Furthermore, in Examples 2 and 3, the amount of water-soluble cesium could be reduced to 1.3 (%) and 0.1 (%), respectively. Further, in Example 4 in which the combustion time was longer than that in Example 2, the amount of residual cesium decreased slightly and the amount of water-soluble cesium decreased compared to Example 2.

比較例15、16では、水溶性セシウムを水洗浄して除去しても、放射性セシウムの除去率はそれぞれ66.6(%)、75.5(%)に過ぎない。このことから、分離促進剤として49NaCl・50CaClとCaCOを重量比20:10で混合したものを用いる場合、放射性セシウムの除去率を高めるには、900℃以上で焼却すればよいことが分かる。 In Comparative Examples 15 and 16, even when water-soluble cesium was removed by washing with water, the removal rates of radioactive cesium were only 66.6 (%) and 75.5 (%), respectively. Therefore, when used as a 49NaCl · 50CaCl 2 and CaCO 3 as a separate accelerator were mixed in a weight ratio 20:10, in order to increase the removal rate of radioactive cesium, it can be seen that it is sufficient incinerated at 900 ° C. or higher .

実施例2について、実施例1と同様の試算を行うと、処理対象物の焼却主灰中の水溶性セシウム濃度は、10,000Bq/kg×(100/10)×(1.3/100)=1,300Bq/kgとなる。また、この焼却主灰について、固液比1:10で溶出試験を行った場合の放射性セシウムの溶出量は、130Bq/Lと試算される。さらに、焼却主灰中の放射性セシウム濃度(水溶性セシウムと非水溶性セシウムの合計)は、10,000Bq/kg×(100/10)×(1.3+5.6)/100=6,900Bq/kgと試算される。   About Example 2, when the same calculation as Example 1 was performed, the water-soluble cesium density | concentration in the incineration main ash of a process target object will be 10,000 Bq / kg x (100/10) x (1.3 / 100) = 1,300 Bq / kg. Moreover, about this incineration main ash, the elution amount of radioactive cesium at the time of performing a dissolution test by the solid-liquid ratio 1:10 is estimated with 130 Bq / L. Further, the concentration of radioactive cesium in the incineration main ash (total of water-soluble cesium and water-insoluble cesium) is 10,000 Bq / kg × (100/10) × (1.3 + 5.6) / 100 = 6,900 Bq / Estimated kg.

上記の放射性セシウム濃度は基準値未満であるから、上記焼却主灰は処分可能である。また、上記の放射性セシウム濃度は、比較例3の試算結果の約1/14.4である。上記焼却主灰について、溶融処理を行った場合には、実施例1よりもさらに放射性セシウム濃度が低い溶融スラグを生成できると考えられる。   Since the radioactive cesium concentration is less than the standard value, the incinerated main ash can be disposed of. Moreover, said radioactive cesium density | concentration is about 1 / 14.4 of the trial calculation result of the comparative example 3. FIG. When the incineration main ash is melted, it is considered that molten slag having a lower radioactive cesium concentration than Example 1 can be generated.

〔試験結果:実施例5、比較例17〕
実施例5、比較例17では、分離促進剤として49NaCl・50CaClとCaCOを重量比20:20で混合したものを添加した上記処理対象物を900℃で2時間焼却した。実施例5の薬剤(分離促進剤)添加量は4.0(wt%)であり、比較例17は6.0(wt%)である。
[Test results: Example 5, Comparative Example 17]
Example 5, Comparative Example 17, was burned for two hours the treated object was added that the 49NaCl · 50CaCl 2 and CaCO 3 as a separate accelerator were mixed in a weight ratio 20:20 at 900 ° C.. The addition amount of the chemical | medical agent (separation promoter) of Example 5 is 4.0 (wt%), and the comparative example 17 is 6.0 (wt%).

実施例2とCl濃度は同程度であるが、CaO量が実施例2よりも多い実施例5は、実施例2よりも水溶性セシウムの量が少なくなった。一方、実施例2よりもCl濃度が高く、具体的にはCl濃度が2(wt%)近くになっている比較例17では、実施例2よりも水溶性セシウムの量が多く、3.2(%)となった。   Although the Cl concentration was the same as Example 2, the amount of water-soluble cesium in Example 5 with a higher CaO amount than in Example 2 was lower than that in Example 2. On the other hand, in Comparative Example 17 in which the Cl concentration is higher than that in Example 2, specifically, the Cl concentration is close to 2 (wt%), the amount of water-soluble cesium is larger than that in Example 2, and 3.2. (%).

このため、比較例17の条件で処理対象物を処理する場合、処理対象物の放射性セシウム濃度によっては、焼却主灰の洗浄が必要になることもある。例えば、放射性セシウム濃度が10,000Bq/kgの廃棄物(灰分10wt%)が処理対象物である場合、焼却主灰中の水溶性セシウム濃度は3,200Bq/kgとなり、この焼却主灰の放射性セシウム溶出量は、基準値を超える320Bq/Lと推算される。   For this reason, when processing a process target object on the conditions of the comparative example 17, depending on the radioactive cesium density | concentration of a process target object, washing | cleaning of incineration main ash may be needed. For example, when a waste (ash content: 10 wt%) having a radioactive cesium concentration of 10,000 Bq / kg is a treatment target, the concentration of water-soluble cesium in the incinerated main ash is 3,200 Bq / kg. The cesium elution amount is estimated to be 320 Bq / L exceeding the reference value.

〔焼却主灰の水溶性セシウム量の少ない実施例について〕
実施例1〜5は、焼却主灰中の水溶性の放射性セシウムの量が、焼却主灰中の全放射性セシウムの量の1/5以下と非常に少なくなった。これらの実施例の条件から、処理対象物と分離促進剤を混合した混合物におけるCl濃度が0.9〜1.5(wt%)、CaO量が1〜2.5(wt%)となるように分離促進剤を添加して、900℃〜1000℃で2〜4時間加熱することが好ましいことが分かる。この条件で処理対象物を処理することにより、焼却主灰を洗浄することなく処理することが可能となる。
[Examples in which the amount of water-soluble cesium in the incinerated main ash is small]
In Examples 1 to 5, the amount of water-soluble radioactive cesium in the incinerated main ash was very small, being 1/5 or less of the total amount of radioactive cesium in the incinerated main ash. From the conditions of these examples, the Cl concentration in the mixture obtained by mixing the processing object and the separation accelerator is 0.9 to 1.5 (wt%), and the CaO amount is 1 to 2.5 (wt%). It can be seen that it is preferable to add a separation accelerator to the mixture and heat at 900 to 1000 ° C. for 2 to 4 hours. By treating the object to be treated under these conditions, it becomes possible to treat the incinerated main ash without washing.

6 分離促進剤
7 焼却炉(加熱炉)
8 焼却主灰(加熱工程後の処理物)
100 処理施設
6 Separation accelerator 7 Incinerator (heating furnace)
8 Incinerated main ash (processed product after heating process)
100 treatment facility

Claims (8)

処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、
2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤を上記処理対象物に添加して、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して1〜2.5(wt%)である、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物を得る添加工程と、
上記混合物を900℃以上1000℃以下で加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる加熱工程と、を含み、
上記加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、上記処理対象物中の水溶性の放射性セシウムの量が、当該処理対象物中の全放射性セシウムの量の1/5以下となるように、上記添加工程における上記分離促進剤の添加量が、上記処理対象物と上記分離促進剤を混合した混合物におけるCl濃度が0.9〜1.5(wt%)となるように設定され、上記加熱工程における加熱時間が2〜4時間に設定されており、
上記加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が所定の基準値以下であれば、当該加熱工程後の処理物からの放射性セシウムの除去を終了し、
上記加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が上記所定の基準値を超えていれば、当該加熱工程後の処理物を水洗浄することなく溶融処理する、ことを特徴とする放射性セシウムの除去方法。
A method for removing radioactive cesium that removes radioactive cesium from a processing object,
A cesium separation accelerator comprising a combination of two or more types of chlorides, each containing a mixture or double salt having a melting point lower than that of a single chloride, is added to the treatment object, and the amount of calcium contained is increased. An addition step of obtaining a mixture of the separation accelerator and the treatment object, which is 1 to 2.5 (wt%) in terms of calcium oxide concentration,
Heating the mixture at 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower to volatilize radioactive cesium from the processing target, and
Of the radioactive cesium remaining in the processed product after the heating step, the amount of water-soluble radioactive cesium in the processing object is 1/5 or less of the total amount of radioactive cesium in the processing object. The addition amount of the separation accelerator in the addition step is set so that the Cl concentration in the mixture obtained by mixing the treatment object and the separation accelerator is 0.9 to 1.5 (wt%), The heating time in the heating process is set to 2 to 4 hours,
If the radioactive cesium concentration of the processed product after the heating step is below a predetermined reference value, the removal of the radioactive cesium from the processed product after the heating step is terminated,
If the radioactive cesium concentration of the processed product after the heating step exceeds the predetermined reference value, the processed product after the heating step is melted without being washed with water, and the method for removing radioactive cesium is characterized in that .
上記加熱工程後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、水溶性の放射性セシウムが1500Bq/kg以下となるように、上記添加工程における上記分離促進剤の添加量と、上記加熱工程における加熱時間とが設定されていることを特徴とする請求項1に記載の放射性セシウムの除去方法。   Of the radioactive cesium remaining in the treated product after the heating step, the amount of the separation accelerator added in the addition step and the heating time in the heating step so that water-soluble radioactive cesium is 1500 Bq / kg or less, The method for removing radioactive cesium according to claim 1, wherein 上記分離促進剤は、NaClとCaClとを含む、融点が600℃以下の混合物または複塩であることを特徴とする請求項1または2に記載の放射性セシウムの除去方法。 The method for removing radioactive cesium according to claim 1 or 2, wherein the separation accelerator is a mixture or a double salt containing NaCl and CaCl 2 and having a melting point of 600 ° C or lower. 上記加熱工程で上記処理対象物から揮発した放射性セシウムを含む飛灰を洗浄液で洗浄して該飛灰から放射性セシウムを除去する洗浄工程をさらに含み、
洗浄後の上記飛灰の放射性セシウム濃度が所定の基準値以下であれば、当該飛灰からの放射性セシウムの除去を終了し、
洗浄後の上記飛灰の放射性セシウム濃度が所定の基準値を超えていれば、当該飛灰を溶融処理
上記加熱工程後の処理物は、焼却主灰であり、
上記飛灰は、上記加熱工程で発生した排ガス中の固形物である、ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の放射性セシウムの除去方法。
The method further includes a washing step of removing the radioactive cesium from the fly ash by washing the fly ash containing the radioactive cesium volatilized from the object to be treated in the heating step,
If the concentration of radioactive cesium in the fly ash after washing is below a predetermined reference value, the removal of radioactive cesium from the fly ash is terminated,
If radioactive cesium concentration of the fly ash after cleaning exceeds the predetermined reference value, and melt processing the fly ash,
The processed product after the heating step is incinerated main ash,
The method for removing radioactive cesium according to any one of claims 1 to 3, wherein the fly ash is a solid in the exhaust gas generated in the heating step .
上記加熱工程で上記処理対象物から揮発した放射性セシウムを含む飛灰を洗浄液で洗浄して該飛灰から放射性セシウムを除去する洗浄工程と、
上記洗浄工程で使用した洗浄液にフェロシアン化カリウムおよび硫酸第二鉄を供給して、放射性セシウムを含んだプルシアンブルーを生成する共沈工程と、
放射性セシウムを含んだ上記プルシアンブルーをアルカリ分解した溶液とゼオライトとを接触させ、該溶液中の放射性セシウムをゼオライトに吸着させる吸着工程と、
放射性セシウムを吸着した上記ゼオライトを加熱して放射性セシウムを焼成固定する焼成固定工程と、を含み、
上記加熱工程後の処理物は、焼却主灰であり、
上記飛灰は、上記加熱工程で発生した排ガス中の固形物である、ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の放射性セシウムの除去方法。
A cleaning step of removing the radioactive cesium from the fly ash by washing the fly ash containing the radioactive cesium volatilized from the object to be treated in the heating step;
A coprecipitation step of supplying potassium ferrocyanide and ferric sulfate to the cleaning solution used in the cleaning step to generate Prussian blue containing radioactive cesium;
An adsorption step in which a solution obtained by alkali decomposition of the Prussian blue containing radioactive cesium and a zeolite are contacted, and the radioactive cesium in the solution is adsorbed on the zeolite;
And calcining the fixed firing fixing radioactive cesium by heating the zeolite to adsorb radioactive cesium, only including,
The processed product after the heating step is incinerated main ash,
The method for removing radioactive cesium according to any one of claims 1 to 4, wherein the fly ash is a solid in the exhaust gas generated in the heating step .
上記溶液を電気透析に供して放射性セシウムの濃度を高める濃縮工程をさらに含み、
上記吸着工程では、上記濃縮工程で放射性セシウムの濃度が高まった上記溶液から放射性セシウムをゼオライトに吸着させることを特徴とする請求項5に記載の放射性セシウムの除去方法。
Further comprising a concentration step of subjecting the solution to electrodialysis to increase the concentration of radioactive cesium,
6. The method for removing radioactive cesium according to claim 5, wherein in the adsorption step, radioactive cesium is adsorbed on zeolite from the solution in which the concentration of radioactive cesium is increased in the concentration step.
上記吸着工程で放射性セシウムがゼオライトに吸着された後の上記溶液をろ過した上で、上記加熱工程で発生した排出ガスの冷却に用いる冷却水として用いることを特徴とする請求項5または6に記載の放射性セシウムの除去方法。   7. The method according to claim 5, wherein the solution after the radioactive cesium is adsorbed on the zeolite in the adsorption step is filtered and used as cooling water for cooling the exhaust gas generated in the heating step. To remove radioactive cesium 処理対象物から放射性セシウムを除去する処理施設であって、
2種類以上の塩化物の組み合わせからなり、かつそれぞれ単独の塩化物よりも融点が低下された混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤を上記処理対象物に添加して、含有カルシウム量が酸化カルシウム濃度に換算して1〜2.5(wt%)である、上記分離促進剤と上記処理対象物の混合物を得る添加装置と、
上記混合物を900℃以上1000℃以下で加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮発させる加熱炉と、を含み、
上記加熱炉での加熱後の処理物に残存する放射性セシウムのうち、上記処理物中の水溶性の放射性セシウムの量が、当該処理物中の全放射性セシウムの量の1/5以下となるように、上記添加装置が添加する上記分離促進剤の添加量が、上記処理対象物と上記分離促進剤を混合した混合物におけるCl濃度が0.9〜1.5(wt%)となるように設定され、上記加熱炉における加熱工程における加熱時間が2〜4時間に設定されており、
上記加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が所定の基準値以下であれば、当該加熱工程後の処理物からの放射性セシウムの除去を終了し、
上記加熱工程後の処理物の放射性セシウム濃度が上記所定の基準値を超えていれば、当該加熱工程後の処理物を水洗浄することなく溶融処理する、ことを特徴とする処理施設。
A processing facility for removing radioactive cesium from a processing object,
A cesium separation accelerator comprising a combination of two or more types of chlorides, each containing a mixture or double salt having a melting point lower than that of a single chloride, is added to the treatment object, and the amount of calcium contained is increased. An addition device for obtaining a mixture of the separation accelerator and the treatment object, which is 1 to 2.5 (wt%) in terms of calcium oxide concentration;
A heating furnace in which the mixture is heated at 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower to volatilize radioactive cesium from the processing object,
Of the radioactive cesium remaining in the treated product after heating in the heating furnace, the amount of water-soluble radioactive cesium in the treated product is 1/5 or less of the total amount of radioactive cesium in the treated product. In addition, the amount of the separation accelerator added by the addition device is set so that the Cl concentration in the mixture obtained by mixing the object to be treated and the separation accelerator is 0.9 to 1.5 (wt%). The heating time in the heating step in the heating furnace is set to 2 to 4 hours,
If the radioactive cesium concentration of the processed product after the heating step is below a predetermined reference value, the removal of the radioactive cesium from the processed product after the heating step is terminated,
If the radioactive cesium density | concentration of the processed material after the said heating process exceeds the said predetermined reference value, the processed material after the said heating process will be melt-processed without water-washing.
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