JP7112882B2 - 減容装置 - Google Patents
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Description
一般的には、前記汚染物質を焼却処分することも考えられるが、焼却処分の場合には、放射性物質等が大気中に拡散し、新たな問題が生じる。また、かかる焼却設備の設置には、地域住民の同意と自治体等の設置許可が必要であったりして、現実的に焼却処分することができないのが現実である。
このような状況のもと、前記有機物を含む汚染物質を、地域住民の同意と自治体等の設置許可を必要とせず且つ放射性物質等の有害物の放出が極力少ない熱分解処理により、容積比率で1/100~1/300程度に減容して、廃棄処分しようとする試みがなされている(特許文献1,特許文献2)。
前記熱分解室の排出口に基端部が接続され先端部が前記熱分解室の戻り口に接続されるとともに、当該基端部と先端部との間を接続し前記熱分解室から排出される煙を循環させて熱分解する循環流路と、
前記循環流路中に配置され水と二酸化炭素に分解する二次反応チャンバーと、
大気側に吸引口が開口し前記二次反応チャンバーを介して前記循環流路側へ空気を吸引するべく設けられた吸引流路と、
前記吸引流路に配置され前記吸引する空気の量を調整する吸引流量調整バルブと、
前記循環流路の前記熱分解室からの流量を調整する循環流量調整バルブと、
前記循環流路の前記熱分解室の排出口近傍から分岐し熱分解で生成された気体成分を排気出口へ導く排気通路と、
前記排気通路に設けられた排気触媒と、
前記熱分解室の温度及び前記二次反応チャンバーの温度を検出する温度センサーの夫々と、
少なくとも前記各温度センサーからの検出値を得て、前記熱源の発熱量と、前記吸引流量調整バルブと前記循環流量調整バルブの各流量を調節する制御装置とを備え、
前記制御装置が、前記熱分解室の温度を一定に保つとともに、空気の吸入量および前記循環流路を流れる前記熱分解室から排出される煙の循環流量を制御して、熱分解室での熱分解を円滑に行い、前記有機物を灰化して減容するよう構成されていることを特徴とする。
本第2の発明に係る有機物の減容装置は、前記吸引流路への空気の吸入量を検出する流量センサーと、前記排気通路に設けられ排気流量を調整する排気流量調整バルブと、前記排気通路へ設けられた一酸化炭素濃度検出センサーとを備え、
前記制御装置は、前記各温度センサーと、前記流量センサーと、前記一酸化炭素濃度センサーとからの検出値を得て、前記熱源の発熱量と、前記吸引流量調整バルブと前記循環流量調整バルブと排気流量調整バルブの各流量を調節するものであり、
前記制御装置が、前記熱分解室の温度を一定に保つとともに、空気の吸入量および前記循環流路を流れる前記熱分解室から排出される煙の循環流量を制御して、熱分解室での熱分解を円滑に行い、前記有機物を灰化して減容するよう構成されていることを特徴とする。
本第3の発明に係る有機物の減容装置では、前記熱分解室の底部に黒雲母が配置され、
前記吸引流路に磁界が形成されていることを特徴とする。
この結果、処理前の容積に比べて1/100~1/300にまで容積を大幅に減容することができる。
しかも、かかる熱分解処理に要するエネルギーは、熱分解室を一定に維持するために必要なエネルギーの一部の熱源と、前記センサーの作動やバルブの開閉に要するエネルギー、および制御に必要なエネルギーだけで足りる。
そして、前記熱分解室2の底部に中央部が凹状になった熱源3が配置されている。本実施形態の場合、前記熱源は制御のし易さから電気式のプレートヒータが採用されている。しかしながら、前記熱分解室2を所定の温度に維持できるものであれば、熱源としては、プレートヒータ以外の形態のものであってもよく、例えばガスヒータ等であってもよい。
また、前記減容装置Aの天板(上の壁面1)には、減容処理しようとする対象物、例えば、有機物を含む汚染物質Bを熱分解室2内へ投入する投入口22が形成されている。また、前記減容装置Aの側板(図1において正面の壁面1)には、減容処理した後の灰分を掻き出す掻き出し口23が形成されている。
また、本減容装置Aは、前記循環流路4中に配置され水と二酸化炭素に分解するべく二次反応チャンバー5を備えている。本実施形態では、図1に示すように、前記二次反応チャンバー5は、高温(摂氏600度~摂氏700度程度)で酸化処理するためのヒータを備えている。かかる二次反応チャンバー5は、前記循環流路4の合流部gの下流側に配設されている。
さらに、本減容装置Aは、大気側に向けて吸引口6aが開口し前記二次反応チャンバー5を介して前記循環流路4側へ空気を吸引するべく設けられた吸引流路6(酸素供給装置)を有する。尚ここでいう酸素供給装置は、空気を供給する空気供給装置であり、外気を減容装置Aへ導入するものである。
かかる吸引流路6には、吸引する空気を磁化し酸素濃度を上げるための磁石7が配設されている。本実施の形態では、磁力が変化しない永久磁石が使用されているが、磁力が必要に合わせて変えることができる電磁石を使用してもよい。
また、前記吸引流路6には、前記吸引口6aから吸引する空気の量を調整する吸引流量調整バルブ8が配置されている。
そして、本減容装置Aは、前記二次反応チャンバー5の下流側には、触媒装置17が配置されている。
そして、前記排気通路9には、排気気体を精製する排気触媒装置10が配置されている。本実施形態では、前記排気触媒装置10は触媒(排気触媒)として白金を使用したものが使われている。また、かかる排気触媒装置10には、固形物を回収するべくスクラバーやバグフィルターをさらに設けてもよい。また、排気を高温にして当該排気からダイオキシンを除去するためのヒータを設けることも好ましい構成となる。
また、前記循環流路4には、当該循環流路4内を循環する流量を調整する循環流量調整バルブ14が配置されている。
ところで、本減容装置Aは、前記熱分解室2の温度を検出する温度センサー11と、二次反応チャンバー5の温度を検出する温度センサー12が配設されている。
また、本減容装置Aには、前記熱分解室の酸素濃度を検出し良好な熱分解をおこなうための酸素濃度検出センサー13が当該熱分解室2内に配置されている。
特に、図1へ示す例において、後述する図2へ示す一酸化炭素濃度検出センサー18を排気通路9へ備えるものとして実施するのが好ましい。即ち、制御装置15は、上記温度センサー11,12と酸素濃度検出センサー13と一酸化炭素濃度検出センサー18からの検出値を得て、前記熱源3の発熱量を制御し、上記吸引流量調整バルブ8と上記循環流量調整バルブ14及び上記吸引流量調整バルブ16の各流量を調節するものとするのである。この場合制御装置15は、上記温度センサー11,12や上記酸素濃度検出センサー13、一酸化炭素濃度検出センサー18からの検出値を得て、上記熱源3の発熱量を制御し、また、上記吸引流量調整バルブ8と上記循環流量調整バルブ14及び排気流量調整バルブ16の各流量を調節することができるものとする。
図1へ示す実施の形態において、上記の酸素濃度検出センサー13を用いずに実施することができる。
また、図1へ示す実施の形態において、吸引流量調整バルブ8と吸引流路6との間へ図2へ示す空気の流量センサー25(フローメーター)を設けて実施するのが好ましい。制御装置15は、上記流量センサー25から吸引する空気の流量を検知して、上記吸引流量調整バルブ8と上記循環流量調整バルブ14及び排気流量調整バルブ16の各流量を調節することができるものとするのである。
前記設定温度に関し、かかる範囲のいずれの温度にするかは、処理しようとする汚染物質等の種類等によって適宜設定される。
但し、前記流量センサー25或いは一酸化炭素濃度検出センサー18の検出値が所定の値、つまり熱分解処理に適した値になっているか否か判断し前記吸引流量調整バルブ8の開閉を行うものとしてもよい。
一方、前記循環流路4を通って流れる流体の一部に含まれる煙成分やタール成分は、前記二次反応チャンバー5内で高温(約摂氏600度~摂氏700度程度)に晒されて酸化処理される。つまり、水と二酸化炭素に分解される。従来タールとして処理できなかったものが、本実施形態にかかる減容装置Aでは、このように酸化処理される。
そして、熱分解室2内は、熱分解処理で前記汚染物質Bは灰状になり、底部に敷かれた黒雲母Cに放射性物質が吸収されることになる。
この他図2へ示す通り、一方の(図1右側の)排出口2aは、排気流量調整バルブ16を介して排気通路9側に連絡し且つ上記循環流路4とは連絡しないものとして実施できる。即ち、図2へ示す例では、循環流路4は図1の上記第1区間41や合流部gを備えず、上記一方の(図1右側の)排出口2aは循環流路4から独立したものとする。
従って、一方の(図1右側の)排出口2aから熱分解室2を出た気体の全ては、排気流量調整バルブ16の開閉により排気通路9を経て排気出口9aから大気側へ向け排出され、循環流路4に入ることはない。
図2へ示す例では、吸引口6aと吸引流路6との間には、吸引口6a側から順に、上記吸引流量調整バルブ8と上記流量センサー25と上記磁石7とが介されている。
図2へ示す例では、前述の二次反応チャンバー5において温度センサー12の下流側には、ヒーター24が設けられており、制御装置15は、温度センサー12にて検出した温度に基づきヒーター24の温度を調整できるものとする。
図1へ示す例においても、温度センサー12の下流側へヒーター24を設けて触媒装置17へ向かう気体の温度を制御するのが好ましい。
副酸素濃度検出センサー13aは酸素濃度検出センサー13と同様のものである。
尚、図2へ示す例においても、副酸素濃度検出センサー13aは設けずに実施することができる。
一酸化炭素濃度検出センサー18は、排気中の一酸化炭素濃度を検出できるものであればよく、周知のセンサーを採用することができる。
放射性物質吸着部材21は、黒雲母又はゼオライトを備えるものを採用することができる。黒雲母については、風化黒雲母を採用するのが好ましい。この例では、放射性物質吸着部材21として、上記風化黒雲母とゼオライトの両方を備える。
前述の通り、図2へ示す例において、引流量調整弁8と吸引流路6との間へ空気の流量センサー25が設けられている。
また、この減容装置Aは、大気中の空気を排気通路9側へ吸引する副吸引口60aを一端に有する副吸引流路60を備える。副吸引流路60の他の一端は、排気通路9の排気流量調整バルブ16と二次反応副チャンバー5aとの間へ接続されている。
更に、副吸引流路60には、副吸引口60aから上記他の一端に向けて順に副吸引流量調整バルブ8aと副流量センサー25aとが設けられている。
副吸引流量調整バルブ8aは上記吸引流量調整バルブ8と同様のものであり、副流量センサー25aは上記流量センサー25と同様空気の流量を検出するフローメーターである。
図2へ示す例においても、酸素濃度検出センサー13や副酸素濃度検出センサー13aを用いずに実施することができる。尚、図2の減容装置Aの副吸引流路60へも吸引流路6と同様の磁石7を設けて実施してもよい。
図2へ示す実施の形態においても、特に言及しなかった事項については、図1へ示す例と同様である。
本発明に係る減容装置Aでは、特にスクラバーなどの湿式の手段を排除した乾式の装置とすることによって、放射性物質を含む汚染水を外部へ排水しないものとすることができる。具体的には、本発明に係る減容装置Aにおいて、排気触媒装置10即ち排気触媒を用いることによりスクラバーといった湿式の構成を排除し、放射能の汚染水を減容装置の外部へ排出させないでおくことができる。例えば二次反応チャンバー5は循環流路4中の気体を水と二酸化炭素に分解し、水を生じさせるが、この水は減容装置Aの外部には排出されないのである。
B …有機物を含む汚染物質
C …放射性物質吸着材
1 …壁面
2 …熱分解室
2a…排出口
2b…戻り口
3 …熱源
4 …循環流路
4a…(循環流路4の)基端部
4b…(循環流路4の)先端部
5 …二次反応チャンバー
5a…二次反応副チャンバー
6 …吸引流路(酸素供給装置)
6a…吸引口
7 …磁石
8 …吸引流量調整バルブ
8a…副吸引流量調整バルブ
9 …排気通路
9a…排気出口
10…排気触媒装置
11…温度センサー
12…温度センサー
12a…副温度センサー
13…酸素濃度検出センサー
13a…副酸素濃度検出センサー
14…循環流量調整バルブ
15…制御装置
16…排気流量調整バルブ
17…触媒装置
18…一酸化炭素濃度検出センサー
19…エアフィルター
20…信号線
21…放射性物質吸着部材
24…ヒーター
24a…副ヒーター
25…流量センサー
25a…副流量センサー
60…副吸引流路
60a…副吸引口
Claims (3)
- 内部に減容処理しようとする有機物を収容する熱分解室と、熱分解をおこなうべく前記熱分解室を所定温度に維持するための熱源と、前記熱分解室に熱分解に必要な酸素を供給する酸素供給装置とを備えた有機物の減容装置において、
前記熱源は、前記熱分解室の内部に配置されており、
前記熱分解室の排出口に基端部が接続され先端部が前記熱分解室の戻り口に接続されるとともに、当該基端部と先端部との間を接続し前記熱分解室から排出される煙を含む流体を循環させる循環流路と、
前記循環流路の途中に配置され前記流体から水と二酸化炭素を分解する二次反応チャンバーと、
前記二次反応チャンバーの下流に配置され、前記循環流路を流れる流体を浄化する触媒装置と、
大気側に吸引口が開口し前記二次反応チャンバーを介して前記循環流路中へ空気を吸引するべく設けられた吸引流路と、
前記吸引流路に配置され前記吸引する空気の量を調整する吸引流量調整バルブと、
前記循環流路の前記熱分解室からの流量を調整する循環流量調整バルブと、
前記熱分解室から熱分解で生成された気体成分を排気出口へ導く排気通路と、
前記排気通路に設けられた排気触媒と、
前記熱分解室の温度を検出する温度センサー及び前記二次反応チャンバーの温度を検出する温度センサーと、
少なくとも前記各温度センサーからの検出値を得て、前記熱源の発熱量と、前記吸引流量調整バルブと前記循環流量調整バルブの各流量を調節する制御装置と、を備え、
前記制御装置が、前記熱分解室を所定の温度に保つとともに、空気の吸入量および前記循環流路を流れる前記熱分解室から排出される煙の循環流量を制御して、前記熱分解室での熱分解を円滑に行い、前記有機物を灰化して減容するよう構成されていることを特徴とする有機物の減容装置。
- 前記吸引流路への空気の吸入量を検出する流量センサーと、前記排気通路に設けられ排気流量を調整する排気流量調整バルブと、前記排気通路へ設けられた一酸化炭素濃度検出センサーとを備え、
前記制御装置は、前記各温度センサーと、前記流量センサーと、前記一酸化炭素濃度検出センサーとからの検出値を得て、前記熱源の発熱量と、前記吸引流量調整バルブと前記循環流量調整バルブと排気流量調整バルブの各流量を調節するものであり、
前記制御装置が、前記熱分解室の温度を一定に保つとともに、空気の吸入量および前記循環流路を流れる前記熱分解室から排出される煙を含む流体の循環流量を制御して、熱分解室での熱分解を円滑に行い、前記有機物を灰化して減容するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の有機物の減容装置。 - 前記熱分解室の底部に黒雲母が配置され、
前記吸引流路に磁界が形成されていることを特徴とする請求項1記載の有機物の減容装置。
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