JPH0125440B2

JPH0125440B2 -

Info

Publication number: JPH0125440B2
Application number: JP55153668A
Authority: JP
Inventors: Kubaizaa Horusuto; Maikusunaa Otsutomaaru; Erupuse Deiitomaaru
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-11-02
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1989-05-17
Also published as: ES8301057A1; EP0028726A3; ES496468A0; BR8007026A; EP0028726A2; DE2944302A1; DE2944302C2; US4314877A; EP0028726B1; JPS5674700A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、蒸発装置よりの硼酸を含む放射性濃
縮廃水を複胴加熱ドラム式乾燥器を以て負圧のも
とで乾燥する方法に関している。本発明は、更に
上記方法を実施するための装置に関している。

〔従来の技術〕

複胴加熱ドラム式乾燥器は例えばクロル（K.
Kro11）著の文献「乾燥技術」
（Trocknungstechnik）２巻、２版（1978年
Springer―Verlag社出版）の第343頁乃至第352
頁および第486頁乃至487頁で知られている。その
第351頁において粘着層・複胴・槽形加熱ドラム
式乾燥器と呼ばれている機械は、二つの加熱ドラ
ムが水平に互いに近接し且つ下向きに逆回転する
ように配置されており、乾燥して固形物質を作る
べきスラリ状物質がポンプによりシヤワーヘツ
ド、トラフあるいは往復振動する管を介してその
加熱ドラムの上にそのドラム幅にわたつて均一に
分散して供給され、その際このスラリ状物質は両
方の加熱ドラム表面に粘着し、各加熱ドラムがほ
ぼ半回転する間に乾燥して固化され、この固形物
は各加熱ドラムに近接して固定して設けられたシ
エービングブレードによつて掻き取られ、粉末と
なつて落下して集合容器の中に集められる。この
機械はビール酵母、脱脂乳あるいは希釈なスラリ
状有機化合物の乾燥に対して適用されるが、その
液体は既に液槽で沸点まで加熱され、それによつ
て予め濃縮されることが必要である。しかしこれ
はその第352頁に記載されているように敏感な物
質に対して有害である。即ち種々の溶解限度の物
質を含んでいる溶液は分解してしまう。更にその
文献には、この形式の乾燥器が粘着性の生成物を
生ずる溶液並びに沈澱する傾向を有しているスラ
リに適用できないことが説明されている。圧搾ス
クリユーあるいはスラリポンプで搬送しなければ
ならない粘り気があるスラリ状の物質に対して
は、第486頁および第487頁において真空・接触・
複胴加熱ドラム式乾燥器が挙げられている。その
ドラムは３乃至12バールの圧力の蒸気で加熱され
る。物質のドラムにおける滞留時間は２乃至30秒
でなければならない。

上述の文献の第348頁におけるアルカリ炭酸塩
を処理する浸漬トラフを持つた単胴加熱ドラム式
乾燥器から、潰しポテトに対するドラム出口を持
つた複胴加熱ドラム式乾燥器までの説明におい
て、入口湿度が45％（乳清）乃至91.2％（新鮮な
脱脂乳）において面積当たりの固形物質の流量が
1.1乃至22.5Kg／m²ｈであり、残留湿度が0.5乃至
12％であると説明されている。複胴加熱ドラム式
乾燥器において硫酸ナトリウムを乾燥するため
に、蒸気圧力が7.8バール、ドラムの回転数が
5rpm、および製品流量が18Kg／ｍにおいて、物
質の出口湿度が2.3％であると説明されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

原子力設備においては、放射能で汚染された廃
液が汚染除去蒸発装置の中で浄化される。その場
合放射性成分を有する汚染物がいわゆる濃縮物に
富化され、これが最終貯蔵のために結合剤により
固化される。上記の固化に先立ち、廃棄物の体積
を縮減し、最終製品の一定の特性を確保するた
め、乾燥によつて濃縮物の水分を除去することが
往々適切である。

本発明は特に加圧水形原子炉の冷却材浄化の場
合に生ずる硼酸を含む濃縮物を、冒頭に述べた複
胴加熱ドラム形乾燥器を利用して乾燥処理しよう
とするものである。その場合硼酸を含む固形物質
は一般に結晶を形成せず、冷却した際にもろくな
るような蜂蜜状になる。従つてその粉末化は所定
の技術的および化学的パラメータにおいてしか実
施することができない。本発明はこの硼酸を含む
濃縮物を、一様に粉末化し、エーロゾルおよびダ
ストの発生を少なくし、生産出力（加熱ドラム表
面への粘着量）を高め、修理時間を低減して稼働
率を高め、摩耗を減少し、中間生成物として残留
湿度が小さく完全乾燥された粉末を生じさせるこ
とを目的としている。即ち本発明は、中間貯蔵お
よび後日の埋設にも有利な乾燥製品を作るための
上述した凝縮物に適した乾燥法を見付け出すとい
う課題から出発している。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は本発明によれば、蒸発濃縮物のPH値
が３乃至８に調整され、濃縮液のメタ硼酸ナトリ
ウムの含有量が最高10重量％に調整され、濃縮物
が60℃に予熱され、最高20％の固体含有量で１時
間につきドラムの有効面積m²当たり10乃至20の
割合でドラムの長手方向に移動できる振動管によ
つてドラム上に均等に分布され、そこで７乃至18
秒の滞留時間で180乃至210℃のドラム温度で0.8
乃至0.1バールの負圧のもとで乾燥されることに
よつて達成できる。

またこの方法を実施するための装置は、容器が
ジヤケツト加熱装置と撹拌機構とを備えており、
前記撹拌機構には循環回路が接続され、複胴加熱
ドラム式乾燥器が容量を調合し得る可調整ポンプ
を備えたその管路長に比して極めて短い突入導管
を介して前記循環回路と連結され、振動管が可撓
ホースを介して突入導管に接続され、振動管のド
ラム側の端部がドラムより２乃至20cm上方にあ
り、ドラム式乾燥器に所属する取出し漏斗と、排
出導管と、ボンネツトと、その下方に位置する乾
燥物収容のための容器に対する収容装置とが加熱
装置を備えていることを特徴としている。

〔発明の効果〕

本発明の方法によつて作られる乾燥製品は、残
留水分が極めて僅かで１乃至５％に過ぎず、従つ
てその後の処理に関して極めて有利な特性を示し
ている。該製品は容易にドラムから取り出され、
その後セメント、ビチユーメン、或いは合成樹脂
のような既知の埋入物質と共に加工され、通常の
200のドラム缶に詰めて最終貯蔵のために送ら
れる。しかもこれは吸湿性が低いので、結合剤を
用いないでも、中間貯蔵には充分適している。こ
のことは、最新の最終貯蔵条件に従い、場合によ
つては、例えば、許容放射能、上記の結合剤等に
関連して経済的に最適の量で他の粉末残渣と共
に、該最終製品が有利に除去されるに至るまでの
間、この最終製品が成るべくは空気の遮断の下で
長期間に亘り乾燥粉末として貯蔵し得ることを意
味している。

貯蔵可能性に対しては決定的でありながらこの
意味では従来注意が払われていなかつた僅かな残
留湿気は、濃縮物の組成に関連するドラム温度に
おける予熱、PH値および負圧により得られる。そ
の場合、有機成分を含む沸騰水形原子炉の蒸発濃
縮物および加圧水形原子炉の蒸発濃縮物に対して
は約160℃の温度が、そして硼酸を含む加圧水形
原子炉の蒸発濃縮物に対しては180乃至210℃の温
度が適している。即ち後者の場合上述のような高
い温度（＞180℃）においては３乃至８のPH値と
関連して、他の乾燥工程におけるよりは吸湿性が
遥かに少ない僅かな結晶水を含む硼酸塩が生じて
いることが確認されている。その場合、塩化カル
シウムを添加することにより、濃縮物のメタ硼酸
ナトリウムの含有量を最高10重量％に調整するこ
とができる。なぜならばこの場合、乾燥製品に望
ましい形の結晶体が確実に得られるからである。

粉末化のために得られる種々の濃縮物に対する
運転パラメータを決定するための複胴加熱ドラム
式乾燥器に関するぼう大な調査が示すところによ
れば、他種の乾燥装置を用いた実験により推定さ
れるように、一般に乾燥製品を得るため、特に低
吸湿特性を有する乾燥製品を得るためには、調合
量、ドラム上の層の厚さ、ドラム上の滞留時間、
ドラムの有効表面積、濃縮液中の乾燥物質含有
量、ドラムおよび濃縮物の温度、およびドラム式
乾燥器の中の圧力等のパラメータが決定的であ
る。概括的に云えば、上記パラメータは次の条件
式を満たす必要がある。

Ｑ・t_V／F_N・ｓ・t_W／t_M・ｐ・C_M＝15−635・10^-5 但し、t_M＝濃縮物の温度（℃） t_V＝滞留時間(h) Ｐ＝製品の残留湿気分（％） F_N＝ドラムの有効表面積（m²） C_M＝濃縮物中の乾燥物質成分（％）ｓ＝層厚（ｍ）Ｑ＝装填量（m³／ｈ） t_W＝ドラム温度（℃）濃縮物の組成に従いPH値を３乃至８に調整し、
そして0.1乃至0.8バールの負圧を与えるのが有利
である。加えられる熱量を決定する滞留時間は、
市販のドラム式乾燥器に対しては、ドラム回転数
を毎分２乃至５回転とすることによつて与えられ
る。濃縮物の乾燥物質含有量は、15重量％とする
と有利である。しかしその場合、濾過し得る固体
物質の含有量は５重量％以下でなければならな
い。例えば濾過濃縮物或いは沈澱物にスラリを混
合することにより、上記制限値を維持することが
できる。

濃縮物乾燥装置を確実に運転するためには、諸
機器をこの処理に適するように総合接続するこ
と、濃縮物に乾燥のための予備処理を施すこと、
および乾燥によつて分離された物質（粉末、水蒸
気およびその他の揮発性物質）に追加処理を施す
ことが重要である。

〔実施例〕

図面には、上述に対応する装置の接続図が示さ
れているが、これをもとに本発明を更に具体的に
説明する。

撹拌機構２、および例えば蒸発のためのジヤケ
ツト加熱装置３が装備されている容器１の中で、
導管４を介して図示されていない汚染除去蒸発装
置より入来する約15重量％の乾燥物質を含むその
都度乾燥される蒸発器濃縮物に予備的な処置、即
ち60℃への予熱が施され、混合されて、これに含
まれる濾過し得る固形物質の成分が最高５重量％
に調整される。上記混合物をPH値に関して調整す
るため薬剤用導管５が設けられており、この導管
は排気導管６と同様に容器１の上側に導かれてい
る。

容器１と複胴加熱ドラム式乾燥器１０との間に
は循環路１１が設けられ、スラリポンプ１２によ
りこの乾燥器出力の４乃至８倍に対応する液量
が、循環的に送給される。複胴加熱ドラム式乾燥
器１０には、二つの加熱ドラム１９が水平に互い
に近接し且つ下向きに逆回転するように配置され
ている。

循環路１１から調整可能な偏心ウオームポンプ
１４により突入導管１３による最短経路を介して
一定量のスラリ状濃縮物が、電動駆動の振動管１
６を介して複胴加熱ドラム式乾燥器１０の加熱ド
ラム１９の上にそのドラム幅にわたつて均一に分
散して供給される。二つの加熱ドラム１９はそれ
ぞれモータ１７によつて下向きに逆回転され、蒸
気導管１８から供給される蒸気によつて例えば
200℃（160乃至210℃）に加熱されている。振動
管１６は可撓ホースを介して接続されており、そ
のドラム１９側の端部を以てドラムの上方２乃至
20cmの間で振動する。濃縮物は両方の加熱ドラム
１９の表面に粘着し、各加熱ドラム１９がほぼ半
回転する間に乾燥して固化される。濃縮物装填量
は１時間につき加熱ドラムの有効面積m²当たり10
乃至20の割合にされている。このために加熱ド
ラム１９の有効面積は乾燥出力が例えば50／ｈ
の場合に3.2m²となる。その固形物は各加熱ドラ
ム１９に近接して固定して設けられたシエービン
グブレードによつて掻き取られて落下する。加熱
ドラム１９における粘着層の滞留時間、即ち加熱
ドラム１９に付着した時点からシエービングブレ
ードに達する時点までの時間は、加熱ドラム１９
の回転数を調整することによつて例えば10秒（７
乃至18秒）に調整されている。そのシエービング
ブレードは加熱ドラム１９に対する押圧力および
距離がここでは従来一般的な手動調整と異なつて
空圧式で行われるようになつている。

乾燥器１０の中で蒸発した濃縮物の水分は、負
圧導管２０を経て引き抜かれ、そして蒸気凝縮器
２１の中で凝結される。その凝結液体は負圧導管
２０からのエーロゾルと共にガス洗浄器としての
洗浄容器２５に導かれる。

負圧導管２０へ導入されたエーロゾルを含む空
気は、洗浄容器２５の中で浄化される。ここで冷
却された凝結液体は洗浄液体として役立てられ
る。過剰の凝結液体は、図示されていない廃水処
理設備内で更に処理される。

負圧保持のために、導管２６を介して洗浄容器
２５に接続されているリングポンプ２４が使用さ
れ、このリングポンプ２４の補助媒体としての水
タンク２８内の水は別の洗浄工程として役立つて
おり、そしてこの水タンク２８の後方には、付加
的な水滴分離器２７が設けられている。リングポ
ンプ２４の水の温度は、冷却器２９によつて一定
に保たれている。冷却および冷水導管は45で示さ
れている。

例えば0.5mm（0.3乃至0.5mm）の層厚を以て加熱
ドラム上に堆積し、そして１乃至最高５％の残留
湿分を含むに過ぎない乾燥器１０より取り出され
た粉末状生成物が、万一水蒸気が侵入して凝結し
て湿度を高めることを防止するために、取出し漏
斗３１、排出導管３２、ボンネツト３３および乾
燥物容器３５を備えた取出し装置３０が加熱され
ている。その場合、取出し装置３０の加熱器３６
に対しては乾燥器１０の場合と同一の加熱媒体が
使用されるが、他方において乾燥生成物容器３５
の加熱のためには無接触の赤外線加熱装置３７を
使用すると有利である。更に取り出される乾燥生
成物中に沈澱が生ずることを回避するため、取出
し漏斗３１および排出導管３２には振動装置３９
が設けられている。この振動装置は、電気的、磁
気的或いは空圧的に操作される。前記乾燥生成物
容器３５の収容効率を高めるため、これに所属す
る充填用ピストン装置３８にも振動装置３９が設
けられている。

乾燥器１０には、洗い流しおよび浄化装置４０
が付属しており、この装置は化学薬品、浄化剤等
を供給するための接続導管４２を備えた洗浄水導
管４１および図示されていない洗浄ポンプ付可搬
洗浄容器より成つている。洗浄ポンプは乾燥器１
０の中を循環する洗浄水を送給し得るものであ
る。従つて例えば、検査の作業および定期検査等
の前に乾燥器内部の汚染を除去し得ることにな
り、作業員の放射能負荷をできるだけ低く保つこ
とができる。

同様に放射能負荷のため人件費増大によつての
み防止し得る腐蝕による損傷を軽減するため、上
述の実施例では、少なくとも加熱式ドラム式乾燥
器１０のドラム１９および蒸気にさらされる表
面、および蒸気導管２０，２６が、DIN17007に
よる耐蝕鋼1.4439より製作される。しかし上記本
発明の装置の上記以外の部分にも耐蝕性の表面を
設けるのが有利である。

この実施例においては、実験上乾燥生成物の処
理可能性および貯蔵能力に関してすぐれた結果を
示す上述の乾燥パラメータの条件式は、40乃至
200×10^-5の値を示している。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明装置の一実施例の系統図であ
る。１…容器、２…撹拌機構、３…ジヤケツト加熱
装置、４…導管、５…薬済導管、６…排気導管、
１０…複胴加熱ドラム式乾燥器、１１…循環路、
１２…洗浄ポンプ、１３…突入導管、１４…偏心
ウオームポンプ、１６…振動管、１７…モータ、
１８…蒸気導管、１９…加熱ドラム、２０…負圧
導管、２１…蒸気凝結器、２４…リングポンプ、
２５…洗浄容器、２６…導管、２７…水滴分離
器、２８…水タンク、２９…冷却器、３０…取出
し装置、３１…取出し漏斗、３２…排出導管、３
３…ボンネツト、３５…乾燥生成物容器、３６…
加熱装置、３７…赤外線加熱装置、３８…ピスト
ン装置、３９…振動装置、４０…浄化装置、４１
…洗浄水導管、４２…接続管、４５…冷却および
冷水導管。

Claims

【特許請求の範囲】１蒸発装置よりの硼酸を含む放射性濃縮廃水を
複胴加熱ドラム式乾燥器を以て負圧のもとで乾燥
する方法において、蒸発濃縮物のPH値が３乃至８
に調整され、濃縮液のメタ硼酸ナトリウムの含有
量が最高10重量％に調整され、濃縮物が60℃に予
熱され、最高20％の固体含有量で１時間につきド
ラムの有効面積m²当たり10乃至20の割合でドラ
ムの長手方向に移動できる振動管によつてドラム
上に均等に分布され、そこで７乃至18秒の滞留時
間で180乃至210℃のドラム温度で0.8乃至0.1バー
ルの負圧のもとで乾燥されることを特徴とする蒸
発装置よりの放射性濃縮廃水を乾燥する方法。２濾過し得る固体物質の含有量が最高５重量％
に調整されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。３容器１がジヤケツト加熱装置３と撹拌機構２
とを備えており、前記撹拌機構２には循環回路１
１が接続され、複胴加熱ドラム式乾燥器１０が容
量を調合し得る可調整ポンプ４を備えたその管路
長に比して極めて短い突入導管１３を介して前記
循環回路１１と連結され、振動管１６が可撓ホー
スを介して突入導管１３に接続され、振動管１６
のドラム１９側の端部がドラム１９より２乃至20
cm上方にあり、ドラム式乾燥器１０に所属する取
出し漏斗３１と、排出導管３２と、ボンネツト３
３と、その下方に位置する乾燥物収容のための容
器３５に対する収容装置とが加熱装置３６，３７
を備えていることを特徴とする蒸発装置よりの放
射性濃縮廃水を乾燥する装置。４複胴加熱ドラム式乾燥器１０に負圧維持のた
めのリングポンプ２４が接続され、複胴加熱ドラ
ム式乾燥器の蒸気排出導管が水滴分離器２７を備
えたリングポンプ用水タンク２８を貫通して案内
されていることを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の装置。