JPH0576600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば原子力発電所のように、放
射性物質を扱う施設より発生する廃棄物の処理方
法に関するものである。

（従来の技術） 従来、放射性物質を扱う施設より発生する廃棄
物の処理方法は、第２図に示すように、廃液は水
分を蒸発させ、濃縮し、セメントアスフアルトあ
るいはプラスチツクに交ぜ、或は、ペレツト状に
乾燥成型し、これをドラム缶に詰めて貯蔵し、可
燃性固体廃棄物、即ち、紙、ウエス、木材等で代
表されるものは焼却装置で焼却し、その灰は同じ
くドラム缶に詰めて貯蔵し、難燃性固体廃棄物、
即ち、ゴム、プラスチツク、樹脂等で代表される
ものおよび不燃性固体廃棄物、即ちガラス、コン
クリート、金属等で代表されるものについては、
圧縮可能なものは圧縮処理を施す以外はそのまま
貯蔵しており、未処理のまま貯蔵して置くものが
極めて多かつた。

（発明が解決しようとする問題点） 放射性廃棄物の発生量は年々増加するばかりで
あり、各施設における放射性廃棄物の貯蔵能力に
は限界があるため、これら廃棄物の容積を少くす
る所謂減溶化が望まれ、それと同時に敷地外貯蔵
及び最終処分に供するために廃棄物を安全で、安
定した形態にする必要がある。

しかも、この減溶、安定化処理においては、二
次的な汚染物質を排出させないことが不可欠であ
る。

放射性廃棄物の減溶処理として、現在提案され
ている方法には、廃棄物の種類により異なる炉を
用いて、可燃性或は難燃性の廃棄物を焼却し、こ
れらの灰或は不燃性廃棄物を溶融固化される方法
がある。この方式としては、可燃性廃棄物を通常
の焼却炉で焼却する一方、これから発生する焼却
灰および難燃性、不燃性廃棄物をマイクロ波溶融
法、プラズマ溶融法、オープンアーク溶融法、エ
レクトロスラグ溶融法等の電気エネルギーを加熱
源として焼却溶融固化する方法が提案されてい
る。しかし、これら電気エネルギーを加熱源とす
る方法は被処理物に制約が多いため多種の廃棄物
を処理するには複数の工程が必要となり、多くの
設備を用いなければならない。

また、別の提案では、可燃性、難燃性および不
燃性の廃棄物を細断、成分調整等の前処理を施し
た後に高温の焼却炉に導入して焼却溶融する方法
が示されているが、この方法では廃棄物の焼却を
主体としているため、溶融が充分でなく安定化の
点において問題がある。また焼却溶融固化方法は
高い減溶効果があり、生成物が最終処分に適した
無機質の固体化したものとなる点で極めて有利な
方法ではあるが、この方法を採用する場合、焼却
溶融固化処理中に可燃性ガス、有害ガス、或は粉
塵等を含む排ガスが多量に発生し、これらの排ガ
ス中には前記廃棄物から移行した放射性物質が含
まれるところから、焼却溶融固化方法には、特に
効果的な排ガス処理法が不可欠とされ、就中、特
に留意すべきことは、揮発した放射性物質の補集
とされている。即ち、上記焼却溶融固化処理方法
は、他の処理方法に比して高温下で行われるた
め、Csに代表される低沸点の核種及びその化合
物の一部が揮発して排ガスに移行することが避け
られず、又これら揮発した放射性物質が各種装置
或は配管内で凝縮し、蓄積するようなことは許さ
れず、確実に補集しなければならない。

現在、上記の揮発した放射性物質を含有してい
る排ガス処理法としてはセラミツクフイルターに
代表される各種フイルターによる乾式処理が一般
に行われているが、前記焼却溶融固化方法におけ
る排ガスのように、特に粉塵濃度の高いものを処
理する場合はフイルターに目詰りが起き易く安定
な処理が困難である。

又目詰りの問題以外、この乾式処理は、粉塵の
補集には効果的であつても、有害ガス或は揮発し
た物質の補集には適さない。

一方排ガスを洗浄液によつて処理する湿式処理
は、上述の乾式処理の欠点を補うことが出来る
が、排ガスを洗浄した後の廃液が放射性廃棄物と
なる点でなお問題を蔵している。

この発明は原子力発電所のような放射性物質を
取扱う施設より発生する多種の放射性廃棄物を同
一装置にて焼却溶融して減溶し、安定した固体化
を行うと共に、その過程で発生する放射性物質を
含む排ガスを処理して確実に該放射性物質を補集
し、外部へ排出することのないようにした、放射
性物質を扱う施設より発生する廃棄物の一元化処
理方法を提供するのをその目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明に係る、放射性物質を扱う施設より発
生する廃棄物の処理方法は、放射性物質を扱う施
設より発生する可燃性、難燃性、及び不燃性の各
廃棄物を、同一の焼却溶融固化装置１にて、燃料
の燃焼熱により、同時又は別々に焼却溶融し、発
生する高温の排ガスは二次燃焼室２に送つて再燃
焼し、該二次燃焼室２を出た排ガスは直接接触洗
浄器３にて出口において200℃以下の温度になる
ように洗浄液と接触させて排ガスを一気に冷却洗
浄し、排ガス含有成分を吸収すると共に蒸発濃縮
した該洗浄液の少なくとも一部を焼却溶融固化装
置１に戻し、前記直接接触洗浄器３を出た排ガス
は洗浄塔４に送り冷却洗浄するものである。

（実施例及び作用） この発明を第１図に示す一実施例に基いて詳細
に説明する。

可燃性、難燃性及び不燃性の各固体廃棄物Ｉを
先ず焼却溶融固化装置１で処理するが、ここで上
記各固体廃棄物とは下記のものを云うこととす
る。

○ 可燃性固体廃棄物−紙、ウエス、木材等で代
表されるもので、通常の焼却炉で比比較的容易
に焼却可能な廃棄物。

○ 難燃性固体廃棄物−ゴム類、プラスチツク
類、樹脂等で代表されるもので、燃焼時に多量
のスス、或は有害ガスを発生したり、燃焼温度
より低い 温度で、軟化を起したりするため、
通常の焼却炉では焼却困難な廃棄物。

○ 不燃性固体廃棄物−ガラス類、コンクリート
類、或は現在既に多くの原子力発電施設におい
て稼動している可燃性廃棄物の焼却設備から排
出される焼却灰等の無機質の廃棄物、更には各
種挟雑金属廃棄物。

前記焼却溶融固化装置１においては燃料の燃焼
熱による焼却溶融を行う。これはどの様な廃棄物
も充分加熱でき、被処理物の制約がないためであ
る。又燃料による焼却は電気加熱に比して排ガス
の量が多いが、この排ガスの顕熱を、後に説明す
るように、有効利用するため必要な量の排ガスを
発生させる点からも上記加熱方式が適する。

発生する高温の排ガスは二次燃焼室２に送り、
送入空気と混合させ、排ガス中の残留未燃物、即
ち、可燃性粉塵、可燃性ガスを充分燃焼させると
共に、高温の排ガスを希釈し、以降の各処理装置
にかかる熱的負担を軽減させるが、Cs化合物に
代表される揮発性の放射性物質の蒸気の凝縮を防
ぐ必要から、排ガスの温度は800〜1900℃、好ま
しくは900〜1600℃に維持することが望ましく、
又、二次燃焼室２の出口のガス温度は600〜1100
℃、望ましくは700〜900℃に維持されるように送
入空気量を設定する。なお、焼却溶融固化装置１
よりの排ガスの温度が低く、送入空気との混合の
みでは二次燃焼が続行されない場合に備え補助バ
ーナーを備えるとよい。さらに、二次燃焼室２は
通常の燃焼装置でよいが、送入された排ガスが室
内を旋回しながら燃焼する方式のものが、排ガス
中に含まれる粉塵の一部が補集されるので好まし
い。

補集された粉塵は抜出して別途処理してもよい
が、被処理廃棄物と混合後又は直接前記焼却溶融
固化装置１に戻して処理するのが好ましい。該二
次燃焼室２を出た排ガスは直接接触洗浄器３に送
入し、ここにて洗浄液と接触させる。ここで洗浄
液は通常の工業用水であつて良く、この洗浄器で
発生した蒸気を濃縮循環使用することもできる。

又、好ましくは本実施例の如く、各種原子力施
設から発生する洗浄廃水、ドレン廃水等、又はそ
れらの濃縮液であり放射性濃縮廃液を含む放射性
廃液を用いるのがよい。

直接接触方式は公知の方式でよい。例えば、廃
液中に排ガスを噴射させ気泡攪拌方式等排ガスと
洗浄液が充分に接触できるものであればよい。通
常洗浄液はスラリー状であるので機械式攪拌機で
攪拌する。なお洗浄液には排ガス中の成分ガスを
吸収することによつて生じるPH変動を調整するた
めに必要に応じて中和剤を後述の洗浄塔を経由し
て添加される。排ガスと洗浄液とを直接接触する
ことによつて排ガス含有成分を廃液中に補集す
る。ここで、排ガス含有成分とは排ガス中の粉塵
或はSOx等の有害成分及び揮発性放射性物質等を
いう。これらは洗浄液中に補集される。又排ガス
が洗浄液によつて冷却され排ガス温度は急激に低
下するため、これまで蒸気形態で運ばれて来た排
ガス中の揮発性の放射性物質はここで一気に凝縮
して廃液中に補集される。なお、この放射性物質
の蒸気を充分に凝縮させるためには、直接接触洗
浄器３の出口ガス温度200℃以下、望ましくは100
℃以下になるように洗浄液量を設定する。

一方廃液は排ガスの顕熱によつて加熱され、蒸
発濃縮され、この結果洗浄液は減容され、排ガス
より移行した粉塵等を含有してスラリー状とな
る。このスラリーは別途処理してもよいが、被処
理廃棄物と混合後又は直接前記装置焼却溶融固化
装置１に戻し、処理するのが好ましい。上記のよ
うに直接接触方式を採用することにより、廃液中
の放射性濃縮残渣は溶融固化され、、洗浄液とし
て各種原子力施設から発生する放射性廃液を用い
る場合には放射性廃液をも減容安定化処理される
こととなる。

次で、直接接触洗浄器３を出た排ガスは洗浄液
の飛沫を同伴するため洗浄塔４に送入され、さら
に浄化される。

該洗浄塔４で使用される洗浄液は前記直接接触
洗浄器３にて蒸発さた洗浄液の水分、排ガス中の
水分が洗浄塔４上部で排ガスが冷却されることに
より凝縮した凝縮水が用いられる該凝縮水が洗浄
塔４内を流下して排ガスと接触し洗浄が行われ、
流下した凝縮水は再び前記直接接触洗浄器３に戻
される。この場合、排ガス中の残留SOx成分によ
つて凝縮水が酸性化し、SOx等の吸収効率が落ち
るのを防止すると共に、前記直接接触洗浄器３の
PH値を制御するため、Na，Ｋ，Mg，Ca等の水
酸化物又は炭酸塩を凝縮水に添加する。

かくして洗浄塔４を出た排ガスは水分の凝縮を
防ぐため若干加温した後高性能フイルター等で構
成されたフイルターユニツト５を通り、ここで残
留する粉塵を完全に除去し、更に放射能及び有害
成分のモニタリングを経て大気中に放出される。
前記焼却溶融固化装置にて可燃性、難燃性廃棄物
は焼却され灰化し、該燃焼残渣、或は各種不燃性
廃棄物は溶融され冷却されて安定な無機質の固体
化となり、貯蔵庫に貯蔵される。

なお、上記各種固体廃棄物は予め仕分けして置
いてもよく、又上記実施例におけるように多種の
廃棄物の混合物として一括して処理してもよい。
仕分けする場合は現在原子力施設において廃棄物
を貯蔵するに当つて行われている仕分け、即ち、
可燃物、難燃物、不燃性雑固体、雑機材、焼却灰
等が適当である。

またこの発明にかかる、放射性物質を扱うを施
設より発生する廃棄物の処理方法は、焼却溶融固
化装置にて各種固体廃棄物を焼却溶融するのに当
たり連続式にしても又回分式にしてもよいことは
勿論とする。

［発明の効果］ この発明は叙上のような構成作用を有するから
下記のような顕著な効果を有する。即ち 放射性廃棄物を焼却溶融して減容し、安定な
固化体とし、貯蔵はこれのみを行えばよく貯蔵
場所を著しく節減できる。

焼却溶融は燃料を使用することにより高温に
て行い、広範な処理対象物を一つの装置で一元
的に焼却し溶融できる。

焼却の際、発生する排ガスを高温に維持して
二次、燃焼室を通過させ、その後洗浄液と直接
接触させて出口にて200℃以下になるように急
冷することにより排ガス中の揮発性物質、核種
及び化合物や有害成分を一気に凝縮させ、ここ
で集中的に排ガスより除去するため、上記揮発
性物質、核種及びその化合物が装置、配管の途
中で凝縮してそれらを汚染、閉塞させることが
ない。又、高温に維持していた二次燃焼室通過
排ガスを一気に冷却するためダイオキシン等の
有害物質の副成がない。

排ガス中の除去物を含んでスラリー化した洗
浄液は焼却溶融固化装置に戻すことができるの
で、放射性二次廃棄物がこの発明の工程以外に
でることなく、所謂クローストシステムが取り
得る。

排ガスと直接接触させる洗浄液として放射性
廃棄物を用いれば該廃液は排ガスの顕熱により
加熱されて濃縮され、かつその濃縮残渣は焼却
溶融固化装置に戻して処理されるので、この発
明にて放射性廃液をも減容、安定化処理でき
る。

次に、この発明の一の実施態様を第１図に基い
て詳細に説明すると、直接接触洗浄器３のスラリ
ーを放射性物質を扱う施設で発生した焼却灰及
び／又は二次燃焼室２からの粉塵と共に混練して
焼却溶融固化装置１に送るようにしたものであ
る。既設の可燃物焼却設備から排出される焼却灰
等は飛散性があるため、そのままで焼却溶融固化
装置１に投入すると、多量に粉塵が舞上る。従つ
て、予め固めて処理することが好ましい。この場
合、施設からの廃液を直接用いてもよいが、上記
の如く好ましくは直接接触洗浄器３のスラリーと
混合して混練し、必要ならば添加剤としてバイン
ダーや融点降下剤等を加えたものを該焼却溶融固
化装置１に投入する。これによつて投入及び溶融
処理が円滑容易に行われる。

この実施態様例は叙上のような構成作用を有す
るから、焼却灰、粉塵等の飛散性のある放射性廃
棄物を安全に処理できる。

さらに、この発明の他の実施態様例としては、
焼却溶融固化装置１で各種固体廃棄物を焼却する
時、前記焼却工程を前段と後段との二段に分ける
ものである。この前段では、可燃性固体廃棄物を
単独で焼却し、後段では、前段の焼却残渣と、難
燃性及び不燃性各固体廃棄物とを焼却溶融するよ
うにしたものである。

こえは放射性物質を扱う施設より発生する放射
性廃棄物の体積は、一般に、可燃性固体廃棄物の
占める割合が大きい。従つて可燃性のものと難燃
性、不燃性のものとを一括して加熱する場合に、
加熱室の容積を充分に大きくしなければならな
い。然し、加熱容積を大きくしても可燃性廃棄物
は比較的低温で焼却され、著しく減容するためる
ため、高い温度を必要とする溶融段階において有
効に使用される加熱容積は極めて小さい。従つ
て、体積は大きいが、加熱温度は低くて良い可燃
性廃棄物の焼却処理と、体積は小さいが、加熱温
度は高いことを必要とする難燃性、或は不燃性廃
棄物とを二段階に分けて加熱する方が熱効率が良
い。

この実施態様は叙上のような構成作用を有する
から焼却溶融固化装置における焼却溶融を熱効率
よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる放射性物質を扱う施
設より発生する廃棄物の処理方法の一実施例の工
程図、第２図は従来の原子炉より発生する廃棄物
の処理の仕方の説明図を夫々示し、は各固体廃
棄物、は廃液、は焼却灰、１は焼却溶融固化
装置、２は二次燃焼室、３は直接接触洗浄器、４
は洗浄塔、５はフイルターを夫々に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射性物質を扱う施設より発生する可燃性、
   難燃性、及び不燃性の各廃棄物を、同一の焼却溶
   融固化装置１にて、燃料の燃焼等により、同時又
   は別々に焼却溶融し、発生する高温の排ガスは二
   次燃焼室２に送つて再燃焼し、該二次燃焼室２を
   出た排ガスは直接接触洗浄器３にて出口において
   200℃以下の温度となるように洗浄液と接触させ
   て排ガスを一気に冷却洗浄し、排ガス含有成分を
   吸収すると共に蒸発濃縮した該洗浄液の少なくと
   も一部を焼却溶融固化装置１に戻し、前記直接接
   触洗浄器３を出た排ガスは洗浄塔４に送り冷却洗
   浄することを特徴とする放射性物質を扱う施設よ
   り発生する廃棄物の処理方法。 ２ 前記二次燃焼室中の粉塵を前記焼却溶融固化
   装置に供給する特許請求の範囲第１項記載の放射
   性物質を扱う施設より発する廃棄物の処理方法。 ３ 前記洗浄塔の洗浄液が被洗浄排ガス中の水分
   の凝縮水である特許請求の範囲第１項、又は第２
   項記載の放射性物質を扱う施設より発生する廃棄
   物の処理方法。 ４ 前記洗浄塔における前記洗浄液の一部を前記
   直接接触洗浄器に循環する特許請求の範囲第１〜
   ３項のいずれかに記載の放射性物質を扱う施設よ
   り発生する廃棄物の処理方法。 ５ 前記直接接触洗浄器３への供給される洗浄液
   が放射性物質を扱う施設より発生する放射性廃液
   である特許請求の範囲第１項〜４項のいずれかに
   記載の放射性物質を扱う施設より発生する廃棄物
   の処理方法。 ６ 前記焼却溶融固化装置１に戻す前記洗浄液
   を、該放射性物質を扱う施設より発生する焼却
   灰、及び／または前記二次燃焼室２からの粉塵と
   混練した後に前記焼却溶融固化装置１に導入する
   特許請求の範囲第１項〜５項のいずれかに記載の
   放射性物質を扱う施設より発生する廃棄物の処理
   方法。 ７ 前記焼却溶融固化装置１が二段以上からなり
   前段で主として可燃性廃棄物を、後段で主として
   前段の焼却残渣と難燃性及び不燃性廃棄物とを焼
   却溶融する特許請求の範囲第１項〜６項のいずれ
   かに記載の放射性物質を扱う施設より発生する廃
   棄物の処理方法。