JPH03326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、硝酸プルトニウム、硝酸ウラニル
またはそれらの混合溶液などの硝酸塩溶液を蒸
発・濃縮から脱硝・抜出まで一貫して連続的に効
率よく行なつて、脱硝体を製造することができる
マイクロ波による硝酸塩溶液の連続濃縮・脱硝装
置に関するものである。

かようなマイクロ波加熱による脱硝装置は、使
用済み核燃料の再処理工程で得られた上記の如き
硝酸塩溶液から核燃料ペレツト用酸化物粉末を得
る際に特に有効に使用することができる。

＜従来の技術＞ 従来のマイクロ波加熱による硝酸塩溶液の連続
濃縮・硝酸装置としては、例えば、マイクロ波が
印加されるオーブン内に、水平に回転する円形容
器本体の内部を複数の仕切板によつて区画した構
造の脱硝容器を設置し、この脱硝容器の各区画に
供給された液状被処理物は容器が１回転する間に
連続的に順次加熱・蒸発・濃縮・脱硝処理される
ようにした装置が提案されている（特開昭59−
114498号）。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記した装置は硝酸塩溶液の濃縮・脱硝を連続
的に行なえる点で有効であるが、生成した脱硝体
（いわゆる脱硝粉）をオーブンから抜出す際に、
脱硝体を含む脱硝容器の１区画を傾斜・回転させ
たり、あるいはその区画内の脱硝体を真空吸引し
たりして区画内から脱硝体を取出す手段を設ける
必要がある。

しかしながら脱硝容器の区画内で生成する脱硝
体は容器壁に軽石状に付着した状態となるため、
これを取出す際には容器壁に付着した脱硝体を掻
き取る必要が生ずる。かような掻き取り工程は連
続処理における作業性を著しく悪化させることに
より、連続化装置の一つのネツクとなつている。

そこでこの発明は、マイクロ波を用いて硝酸塩
溶液を連続的に濃縮・脱硝できると同時に、生成
した脱硝体の装置からの抜出し作業も効率よく連
続的に行なうことができ、しかも構造的に比較的
簡単な装置を提供することを目的としてなされた
ものである。

＜問題点を解決するための手段＞ すなわちこの発明による硝酸塩溶液の連続濃
縮・脱硝装置は、マイクロ波が印加されるオーブ
ンを有し、このオーブンの一端には被処理物であ
る硝酸塩溶液を注入する注入管が、更にこのオー
ブンの他端には処理生成物である脱硝体の抜出口
が設けられている。また、オーブン内で発生した
排ガスをオーブン外に排出する排ガス排出管もこ
のオーブンに設けられている。オーブン底面には
傾斜が付けられていて、注入管側が抜出口より低
くなるようにしてある。このオーブン内には、少
なくとも２本のスクリユーフイーダがそれらのス
クリユー羽根が互いにかみ合うように平行に配設
されている。このスクリユーフイーダによつて、
注入管から注入された被処理物はマイクロ波によ
る加熱・蒸発・濃縮・脱硝を受けながら抜出口へ
と移送され、最終的には生成された脱硝体は抜出
口から連続的に抜出される。

＜実施例＞ 以下に図面に基づき更に詳しく説明する。

第１図および第２図は、この発明による硝酸塩
溶液の連続濃縮・脱硝装置の一つの実施例を示す
斜視図および断面図である。被処理物が硝酸プル
トニウム溶液のように放射性物質である場合に
は、図示していないが、この発明の装置全体をグ
ローブボツクスやセルなどの遮蔽箱内に設置し、
遮蔽箱外部に位置するマイクロ波発生装置から導
波管を通してマイクロ波をオーブン内に印加する
必要がある。

図中、参照番号１はオーブンを示し、マイクロ
波発生装置（図示せず）から発生したマイクロ波
が導波管２を通つてオーブン１内に印加される構
成となつている。導波管２はマイクロ波を伝送す
る中空の管であり、マイクロ波の周波数が2450M
Hzの時、長辺寸法110mm、短辺寸法55mmの四角い
箱状の形状とする。導波管の開口部には、オーブ
ン１内で発生したガスが導波管を通してオーブン
外部へ出ていくのを防止するために、テトラフル
オルエチレン重合体、石英、アルミナなどのマイ
クロ波透過性物質によるシール２ａが嵌込まれて
いる。

オーブン１は導波管２より導かれるマイクロ波
を閉じ込めておく箱状のもので、丸形、角型など
任意の形状としうる。被処理物が核燃料物質の場
合には、臨界管理を平板または円筒管理で行なう
ことができ、注入管３からオーブン１内に注入す
る被処理物の量を制御して被処理物のオーブン内
での液厚または円筒直径を所定の寸法以下に維持
する必要がある。

オーブン１の一端には、被処理物である硝酸塩
溶液が上方から供給される注入管３が設けられ
る。この注入管は通常金属製とし、マイクロ波漏
洩を防止するために注入管の直径をλ／２（λ：
マイクロ波の波長）以下にし、且つその長さを直
径の２倍程度としてある。

オーブン１の他端には、脱硝体の抜出口４が設
けられる。この抜出口４は通常金属製とし、オー
ブン底面１ａに開口して、脱硝体が落下するよう
にしてある。抜出口４の寸法も、注入管３と同様
に、マイクロ波漏洩を防止できるような寸法とし
てある。

オーブン１には更に、処理の過程で発生した排
ガスをオーブン外部に放出する排ガス排出管５が
設けられる。この排出管５も通常金属製とし、注
入管３と同様にマイクロ波漏洩を防止できるよう
な寸法としてある。排ガス排出管５を通つて排出
された排ガスは、図示していないが、凝縮器、ス
クラバーなどへ導かれて処理されることになる。

このオーブン１の底面１ａは注入管３側が抜出
口４側よりも低くなるように傾斜が付されてい
る。

オーブン１内には被処理物注入管３から脱硝体
抜出口４の方向に少なくとも２本のスクリユーフ
イーダ６が並設され、モータ（図示せず）により
回転駆動できるようになつている。これらのスク
リユーフイーダ６はそれぞれのスクリユー羽根６
ａが第３図に示すように互いにかみ合うように配
列されている。第３図の例では逆ねじ方向に突設
するスクリユー羽根６ａを互いに逆方向に回転さ
せる形式のスクリユーフイーダ６を示している
が、同方向回転式の多軸スクリユーフイーダも使
用することができる。

スクリユー羽根６ａの構造は必ずしも連続した
構造である必要がなく、途中で切れていてもよ
く、あるいはピツチが変化してもよい。また、ス
クリユー羽根の代りに螺旋体としてもよい。更に
塊状の脱硝体の粉砕作用を持たせるためにスクリ
ユー羽根の所々に切欠部を設けるようにしてもよ
い。

スクリユーフイーダ６をすべて金属製とした場
合には、スクリユー羽根のピツチをλ／２以上と
して、マイクロ波がオーブン底面１ａに到達し易
くすることが望ましい。更には、スクリユー羽根
６ａ先端とオーブン底面１ａとの間でマイクロ波
放電を生じる危険を少なくするために、これらの
間に５〜20mm程度のギヤツプを設ける必要があ
る。一方、スクリユーフイーダ６をアルミナの如
き誘電体で製作した場合には、上記金属製スクリ
ユーフイーダにおけるような寸法的制約を考慮す
る必要がないため望ましい。

第１図、第２図に示した実施例ではスクリユー
フイーダ６を３本並設してあるが、少なくとも２
本以上であれば特に制限はない。また脱硝体抜出
口４もオーブン底面１ａに複数個開口させてもよ
い。抜出口４から排出される脱硝体の中には塊状
のものも含まれ、これらが抜出口４を塞ぐ可能性
がある場合には、必要に応じてクラツシヤ（図示
せず）などを排出口４内に内蔵させることもでき
る。

なお、図中の参照番号７は、オーブン内での蒸
発・濃縮・脱硝というそれぞれのステツプに合わ
せてオーブンをゾーン分けするために設けられた
金属板からなる隔壁である。それぞれのゾーンで
の反応に必要なマイクロ波を印加できるように設
けられた複数個の導波管から出たマイクロ波はこ
の隔壁７により互いに干渉することなく効率よく
作用する。

次にこの発明の装置の動作および使用方法を説
明する。被処理物である硝酸塩溶液が注入管３か
らオーブン１内に注入されると、オーブン１の傾
斜により硝酸塩溶液は当初は注入管３下方側のオ
ーブン内に溜り、スクリユーフイーダ６の回転に
よつても溶液状態のままでは抜出口４側へ運ばれ
ることがない。この溶液は導波管２を通つて印加
されるマイクロ波により加熱されて昇温・蒸発・
濃縮されるにしたがつて、回転するスクリユーフ
イーダ６により抜出口４側へ移送されるようにな
り、一定濃度以上に濃縮されると次第に発泡し、
脱硝されて軽石状の脱硝体となる。この脱硝体は
スクリユーフイーダのスクリユー羽根６ａ表面に
付着するが、隣り合うスクリユーフイーダ６のス
クリユー羽根６ａは互いにかみ合うように配置さ
れているため（第３図）、付着した脱硝体は容易
に表面から掻き取られ、更には破砕されることに
なり、スクリユーフイーダが脱硝体で目詰りする
ことはない。

このようにして処理生成物である脱硝体はスク
リユーフイーダ６により順次抜出口４へと運ば
れ、オーブン底面１ａの抜出口４開口から落下
し、連続的にオーブンから抜出されていく。一
方、注入管３からは脱硝体抜出分に相当するだけ
の硝酸塩溶液が連続的に供給される。

硝酸塩溶液のオーブン内での濃縮・蒸発・脱硝
時に発生するH₂O、HNO₃、NO_xなどの排ガスは
排出管５からオーブン外へ排気される。

＜発明の効果＞ この発明は上記のように構成してあるため、被
処理物である硝酸塩溶液を蒸発・濃縮から脱硝ま
で一貫して連続的に行なうことができる。特にオ
ーブン内での被処理物の移送手段として、スクリ
ユー羽根が互いにかみ合うように並設した少なく
とも２本のスクリユーフイーダを用いたことによ
つて、溶液状態での加熱時における撹拌およびス
クリユーに付着した生成脱硝体の掻き落し、破砕
が効果的になされ、脱硝体のオーブンからの抜出
しを効率よく連続化することが可能になる。した
がつて、この発明によれば、装置を大型化・複雑
化することなくスケールアツプすることができ、
処理能力の向上に対応できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の実施例を示す斜視
図、第２図は第１図の装置の断面図、および第３
図はこの発明の装置に用いられる複数のスクリユ
ーフイーダのスクリユー羽根かみ合せ例を示す断
面図である。 １……オーブン、２……導波管、３……注入
管、４……抜出口、５……排ガス排出管、６……
スクリユーフイーダ、６ａ……スクリユー羽根。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マイクロ波が印加されるオーブンの一端に被
   処理物である硝酸塩溶液の注入管を、他端に処理
   生成物である脱硝体の抜出口を各々設けるととも
   に、該オーブン内で発生した排ガスをオーブン外
   に排出する排ガス排出管を該オーブンに設け、該
   注入管側が該抜出口側より低くなるように該オー
   ブンの底面に傾斜をもたせ、少なくとも２本のス
   クリユーフイーダをそれらのスクリユー羽根が互
   いにかみ合うように該オーブン内に並設して該注
   入管側から該抜出口側へ被処理物を移送するとと
   もに脱硝体を該抜出口から連続的に抜出すように
   したことを特徴とするマイクロ波による硝酸塩溶
   液の連続濃縮・脱硝装置。