JPH06186393A - 飛沫捕集装置及び廃液濃縮設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】飛沫捕集装置において、飛沫捕集装置の下流へ
液滴が再飛散することを防止することにより、長時間使
用しても液滴除去効率が低下することのないようにし、
併せてその飛沫捕集装置を用いた廃液濃縮設備を提供す
る。 【構成】飛沫捕集層５の内部に旋回流を生じさせるため
の案内板６を設け、液滴捕集層５の下流に、液滴捕集層
５より溢れ出る液滴を気体から分離し捕獲する液滴分離
器８を設ける。また、液滴捕集層５の出側外周部には、
液滴分離器８で捕獲された液滴を回収する液滴回収室１
２を設け、液滴回収室１２の複数箇所には液滴下降管１
４が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、飛沫捕集装置及び飛沫
捕集装置を備えた廃液処理設備に係わり、特に、放射性
廃液濃縮設備の飛沫捕集装置や沸騰水型原子炉の気水分
離器のように液体を沸騰させてできる湿り分を含む気体
の流路に設置され、その気体中から液滴を取り除く飛沫
捕集装置及び飛沫捕集装置を備えた廃液処理設備に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】飛沫捕集装置（以下、適宜デミスタとい
う）は、液体を沸騰させてできる湿り分を含む気体中か
ら液滴を取り除くことにより、気体を乾燥させることを
目的として使用される装置である。例えば、放射性廃液
濃縮設備では、廃液を加熱する蒸発缶から発生した蒸気
ガス中に含まれる液滴を除去するため、蒸気ガスの流路
にデミスタが配置されている。また、沸騰水型原子炉の
圧力容器内には、炉心で発生した蒸気ガス中に含まれる
液滴を除去するため、炉心の上方に気水分離器と呼ばれ
るデミスタが配置されている。

【０００３】このようなデミスタにおいては、一旦捕集
された液滴が重力でデミスタから落下して上流側の気流
中に再随伴されたり、液滴がデミスタ内部で結合、成長
し、一定期間の後に気体の流れに乗ってデミスタ下流に
再び飛散するために、液滴の捕集効率が低下するという
問題がある。

【０００４】このうち、捕集した液滴が気体中に落下し
再随伴されるという問題の解決策としては、特開昭61-1
96199 号公報に示される従来技術がある。この従来技術
では、ワイヤメッシュ式デミスタにおいて、デミスタ下
部にドレン勾配を設けることにより、捕集した液滴をド
レン口に導くものであり、デミスタ下部から上流側の気
流中に落下する液滴をなくすことによって、液滴が気体
と供に再随伴されることを防止し、デミスタの負荷を軽
減する方法を提案している。

【０００５】一方、デミスタ内部で結合した液滴が気流
に乗ってデミスタ下流に再飛散するという問題について
は、例えば、「化学工学論文集」第８巻第５号６２４頁
から６２８頁に記載のように、繊維層フィルターの捕集
効率を測定した実験例がある。また、特開昭51-72804号
公報に記載のように、液滴の捕集部に球状の金網を用い
ることにより、金網に付着した液体の表面張力が最大に
なることを利用して、液滴の捕集能力を増大させ、再飛
散を低減する方法が考えられている。更に、特開昭47-3
3012号公報及び特開昭49-113272 号公報に記載のよう
に、濾過エレメントの後段にフィンを配置し、ガス流を
旋回流として遠心力を与え容器内周面にぶつけることに
より液滴を除去する従来技術がある。

【０００６】なお、特開昭47-40272号公報には、ガス流
に含まれる湿分をシリカゲル、アルミナゲル等の吸着材
を用いて吸着せしめる脱湿装置において、吸着剤層に旋
回案内羽根を配置してガス流の旋回通路を形成し、ガス
流の流路を長くしたものが記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のデミスタには次のような問題がある。まず、「化学
工学論文集」第８巻第５号６２４頁から６２８頁に記載
のように、デミスタの液滴捕集層である繊維層フィルタ
ーは、時間の経過とともにフィルター中のミスト保持量
が増加し、フィルターの保持限界を越えた場合、下流側
へミストが再飛散し始める。すなわち、繊維層フィルタ
ーで一旦液滴を捕集しても、結局下流側へ通り抜けてし
まうため、繊維層フィルターによる液滴の捕集効率は急
速に低下し、零に近付く。

【０００８】特開昭61-196199 号公報に記載の従来技術
では、デミスタの上流側の気流中への液滴の落下を防止
するだけであり、デミスタの内部で凝縮、成長した液滴
が下流側へ再飛散し、この液滴の再飛散によりデミスタ
の液滴捕集効率が低下することについては考慮されてい
ない。

【０００９】特開昭51-72804号公報に記載の従来技術で
は、液滴の捕集に球状の金網を用いることにより液滴の
保持限界を向上させているが、液滴の捕集量がその保持
限界を越えると、捕集された液滴は下流側に再飛散し、
デミスタの液滴捕集効率は低下する。

【００１０】特開昭47-33012号公報及び特開昭49-11327
2 号公報に記載の従来技術では、濾過エレメントの下流
側へ再飛散した液滴を容器内周面にぶつけることにより
気体から分離、除去しているが、容器内周面にぶつかり
除去される液滴は再飛散した液滴の一部であり、残りの
液滴はそのままデミスタの下流側に通り抜けてしまう。
このため、デミスタ下流への液滴の再飛散は結局防止さ
れず、デミスタの液滴捕集効率は低下する。

【００１１】特開昭47-40272号公報に記載の従来技術
は、吸着材を用いる脱湿装置であり、デミスタ下流への
液滴の再飛散を防止することはできない。

【００１２】本発明の目的は、デミスタ下流への液滴の
再飛散を防止することにより、長時間使用しても液滴除
去効率が低下することのない飛沫捕集装置及びこの飛沫
捕集装置を用いた廃液濃縮設備を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、気体の流路中にフィルター部材を充填し
た液滴捕集層を有し、この液滴捕集層に気体を通して気
体中に含まれる液滴等の異物を取除く飛沫捕集装置にお
いて、前記液滴捕集層の内部に、その液滴捕集層を通過
する気体に旋回流を与える案内手段を配置し、前記液滴
捕集層の下流に、前記旋回流により液滴捕集層の外周部
に集められ液滴捕集層より溢れ出る液滴を気体から分離
し捕獲する液滴捕獲手段を配置したことを特徴とする飛
沫捕集装置を提供する。

【００１４】また、上記目的を達成するため、本発明
は、気体の流路中にフィルター部材を充填した液滴捕集
層を有し、この液滴捕集層に気体を通して気体中に含ま
れる液滴等の異物を取除く飛沫捕集装置において、前記
液滴捕集層の下流に、その液滴捕集層を通過した気体に
旋回流を与える案内手段を配置し、この案内手段の下流
に、前記旋回流により外周部に集められた液滴を気体か
ら分離し捕獲する液滴捕獲手段を配置したことを特徴と
する飛沫捕集装置を提供する。

【００１５】上記飛沫捕集装置において、好ましくは、
前記液滴捕集層の出側外周部に、前記液滴捕獲手段で捕
獲された液滴を回収する液滴回収手段が配置される。

【００１６】更に、上記目的を達成するため、本発明
は、廃液を加熱する蒸発缶と、前記蒸発缶からの蒸気ガ
ス中に含まれる飛沫を除去する上記の飛沫捕集装置と、
前記飛沫捕集装置を通過したガスを排ガス処理系に送る
排ガスダクトと、前記蒸発缶で濃縮された廃液及び前記
飛沫捕集装置で捕集された液滴を収集する受槽とを備え
ることを特徴とする廃液濃縮設備を提供する。

【００１７】

【作用】以上のように構成した本発明の飛沫捕集装置に
おいて、液滴捕集層の内部に案内手段を配置することに
より、液滴捕集層を通過する気体はその案内手段により
旋回流が与えられる。一方、液滴捕集層を通過する気体
に含まれる液滴は液滴捕集層で除去される。時間の経過
と共に、液滴捕集層の内部に保持される液滴の量が増加
し、その液滴の量が保持限界を越えると、その液滴は気
流に乗って下流へと移動し始める。このとき、液滴は案
内手段により与えられる旋回流から遠心力を受け、液滴
捕集層の外周部へ集められる。この液滴捕集層の外周部
へ集められた液滴は更に液滴捕集層の下流側に移動し、
液滴捕集層の外に溢れ出る。この溢れ出た液滴は遠心力
により半径方向外側に移動し、液滴捕獲手段で捕獲され
る。このように、液滴捕集層で凝縮、結合した液滴が液
滴捕集層から飛散しても、液滴捕獲手段により捕獲され
るので、液滴が飛沫捕集装置の下流に再飛散することに
よる、液滴の捕集効率の低下が防止される。

【００１８】また、液滴捕集層の下流に案内手段を配置
することにより、液滴捕集層から流出する気体及び再飛
散する液滴に案内板手段により旋回流が与えられる。こ
のとき、液滴はこの旋回流により遠心力を受け、液滴は
気流に比べて慣性力が大きいため、半径方向外側に移動
し、液滴捕獲手段で捉えられる。したがって、この場合
も、液滴捕集層で凝縮、結合した液滴が液滴捕集層から
飛散しても、液滴捕獲手段により捕獲されるので、液滴
が飛沫捕集装置の下流に再飛散することによる、液滴の
捕集効率の低下が防止される。

【００１９】液滴捕集層の出側外周部に、液滴捕獲手段
で捕獲された液滴を回収する液滴回収手段を配置するこ
とにより、上記のように捕獲された液滴は回収され、飛
沫捕集装置の上流側に戻される。

【００２０】また、本発明の廃液濃縮設備において、蒸
発缶で廃液を加熱し、廃液の濃縮操作を行う。この濃縮
操作によって同伴される飛沫を含む蒸気ガスは飛沫捕集
装置に送られ、上記のように飛沫が除去される。飛沫を
除去された排ガスは排ガスダクトから排ガス処理系に送
られ、除去された飛沫は受槽に回収される。これによ
り、同伴飛沫中に含まれる放射性核種の排ガス処理系へ
の移行を低減することが可能となり、放射性核種の除染
性能を向上させることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３により
説明する。図１及び図２において、本実施例の飛沫捕集
装置すなわちデミスタは円筒形の本体ケース１を有し、
本体ケース１の下端には気体入口２が形成され、この気
体入口２には多数の開口を形成したサポート２Ａが設け
られている。本体ケース１の上端には気体出口３が形成
されている。本体ケース１の内部の気体の流路中にはデ
ミスタ胴４が配置され、デミスタ胴４の内部には、レッ
シングリングなどのフィルター部材を充填しサポート２
Ａで支持することにより液滴捕集層５が形成されてい
る。液滴捕集層５の内部には、この液滴捕集層５を通過
する気体に旋回流を与える案内板６が配置されている。
案内板６の形状を図３に示す。図３は、液滴捕集層５を
取り除き、飛沫捕集装置の１／４部分を切除して案内板
６を示したもので、この図から分かるように、案内板６
は、４枚の螺旋状の羽根を９０°づつ位相をずらして中
央の固定棒７に取付けたものである。

【００２２】また、液滴捕集層５の下流には、案内板５
による旋回流により液滴捕集層５の外周部に集められ液
滴捕集層５より溢れ出る液滴を気体から分離し捕獲する
液滴捕獲手段として液滴分離器８が設けられている。液
滴分離器８は、本体ケース１の上端に環状の端板９を取
付け、環状の端板９の内周側に気体出口３を形成する環
状のリブ１０を垂下させ、本体ケース１の上端部とその
環状の端板９及び環状のリブ１０とで捕獲室１１を形成
する構成となっている。

【００２３】液滴捕集層５の出側外周部には、液滴分離
器８で捕獲された液滴を回収する液滴回収室１２が設け
られている。液滴回収室１２は本体ケース１とデミスタ
胴４との間の環状の空間を底板１３で閉じることにより
形成されている。底板１３の複数箇所には液滴下降管１
４が設けられている。液滴下降管１４は本体ケース１と
デミスタ胴４との間の環状の空間を通ってデミスタ上流
側に伸び、液滴回収室１２に溜まった液滴をデミスタ上
流側に戻す役割をする。

【００２４】蒸気を含んだ気体が気体入口２からデミス
タ内部に流入すると、その気体は液滴捕集層５を通過す
る。この液滴捕集層５を通過する気体は、案内板６によ
り図２の矢印１５で示すように円周方向に回転する速度
成分、すなわち旋回流が与えられる。また、液滴捕集層
５を通過する気体に含まれる液滴は液滴捕集層５で除去
される。時間の経過と共に、液滴捕集層５の内部に保持
される液滴の量が増加し、その液滴の量が保持限界を越
えると、その液滴は気流に乗って下流へと移動し始め
る。このとき、液滴は案内板６により与えられる旋回流
から遠心力を受け、液滴捕集層５の外周部へ集められ
る。この液滴捕集層５の外周部へ集められた液滴は更に
液滴捕集層５の下流側に移動し、液滴捕集層５の外に溢
れ出る。液滴捕集層５の下流では、気体は気体出口３か
ら流出するが、溢れ出た液滴は遠心力により半径方向外
側に移動し、液滴分離器８で捉えられる。すなわち、液
滴捕集層５から溢れ出た液滴は気体から分離され捕獲さ
れる。この捕獲された液滴は、液滴捕集層５の外周部に
設けられた液滴回収室１２に落下する。更にこの液滴は
液滴回収室１２から液滴下降管１４を通してデミスタ上
流側に戻される。

【００２５】以上のように、本実施例によれば、液滴捕
集層５の内部で凝縮、結合した液滴が液滴捕集層５から
飛散しても、液滴分離器８により捕獲されるので、液滴
がデミスタ下流に再飛散することによる、液滴の捕集効
率の低下を防止することができる。

【００２６】本発明の第２の実施例を図４〜図６により
説明する。液滴捕集層としてワイヤメッシュなどのフィ
ルター部材を用いた場合には、液滴捕集層の内部に旋回
流を形成する案内板を組み込むことは、製作時の工程が
複雑になる。本実施例は、このような場合に本発明を適
用し、上記実施例と同様の効果を得るものである。図
中、図１〜図３に示す部材と同等の部材には、同じ符号
を付している。

【００２７】図４〜図６において、デミスタの液滴捕集
層５Ａの内部には案内板は配置されておらず、液滴捕集
層５Ａの下流側に、その液滴捕集層５Ａを通過した気体
に旋回流の成分を与える案内板６Ａが配置されている。
案内板６Ａは、４枚の羽根を９０度づつ位相をずらして
組み合わせた構造をしている。

【００２８】蒸気を含んだ気体が気体入口２からデミス
タ内部に流入すると、その気体は液滴捕集層５Ａを通過
し、気体に含まれる液滴は液滴捕集層５Ａで除去され
る。液滴捕集層５Ａから流出する気体は、案内板６Ａに
より図５の矢印１６で示すように円周方向に回転する速
度成分、すなわち旋回流が与えられる。時間の経過と共
に、液滴捕集層５Ａの内部に保持される液滴の量が増加
し、その液滴の量が保持限界を越えると、その液滴は気
流に乗って下流へと移動し、液滴捕集層５Ａの下流に飛
散し始める。このとき、液滴は案内板６Ａにより生ずる
旋回流から遠心力を受け、液滴は気流に比べて慣性力が
大きいため、半径方向外側に移動し、液滴分離器８で捉
えられる。すなわち、液滴捕集層５Ａから溢れ出た液滴
は気体から分離され捕獲される。この捕獲された液滴
は、液滴捕集層５Ａの外周部に設けられた液滴回収室１
２に落下する。更にこの液滴は液滴回収室１２から液滴
下降管１４を通してデミスタ上流側に戻される。

【００２９】したがって、本実施例によっても、液滴捕
集層５Ａの内部で凝縮、結合した液滴が液滴捕集層５Ａ
から飛散しても、液滴分離器８により捕獲されるので、
液滴がデミスタ下流に再飛散することによる、液滴の捕
集効率の低下を防止することができる。

【００３０】次に、本発明のデミスタを廃液濃縮設備へ
応用した実施例を図７により説明する。図７において、
本実施例の廃液濃縮設備は、放射性核種を含む廃液を蓄
え、供給するための供給槽２０と、供給槽２０から供給
された廃液を加熱する蒸発缶２１と、蒸発缶２１からの
蒸気ガス中に含まれる飛沫を除去する飛沫捕集装置２２
と、飛沫捕集装置２２を通過したガスを排ガス処理系に
送る排ガスダクト２３と、蒸発缶２１で濃縮された廃液
及び飛沫捕集装置２２で捕集された液滴を収集する受槽
２４とを備えている。供給槽２０から蒸発缶２１への廃
液の供給は弁２５の切換えで制御される。飛沫捕集装置
２２としては上記２つの実施例のいずれかが用いられ
る。

【００３１】蒸発缶２１で廃液を加熱し、廃液の濃縮操
作を行う。この濃縮操作によって同伴される飛沫を含む
蒸気ガスは飛沫捕集装置２２に送られ、上記のように飛
沫が除去される。飛沫を除去された排ガスはダクト２３
から排ガス処理系に送られ、除去された飛沫は受槽２４
に回収される。これにより、同伴飛沫中に含まれる放射
性核種の排ガス処理系への移行を低減することが可能と
なり、放射性核種の除染性能を向上させることができ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明の飛沫捕集装置によれば、液滴捕
集層の内部で凝縮、結合した液滴が液滴捕集層から飛散
しても、液滴捕獲手段により捕獲されるので、液滴がデ
ミスタ下流に再飛散することによる、液滴の捕集効率低
下を防止することができる。

【００３３】また、本発明の廃液濃縮設備によれば、放
射性核種を含む廃液を濃縮操作する場合、濃縮操作によ
って同伴される飛沫中に含まれる放射性核種の排ガス処
理系への移行を低減することが可能となり、放射性核種
の除染性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による飛沫捕集装置の縦断面
図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図１はこの
図のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】図１に示す飛沫捕集装置の一部を切除して示す
斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例による飛沫捕集装置の縦断
面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図であり、図４はこの図の
ＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図６】図４に示す飛沫捕集装置の一部を切除して示す
斜視図である。

【図７】本発明の飛沫捕集装置を応用した廃液濃縮設備
のシステム構成図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース ２ 気体入口 ３ 気体出口 ５ 液滴捕集層 ６ 案内板 ６Ａ 案内板 ８ 液滴分離器（液滴捕獲手段） １２ 液滴回収室

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体の流路中にフィルター部材を充填し
   た液滴捕集層を有し、この液滴捕集層に気体を通して気
   体中に含まれる液滴等の異物を取除く飛沫捕集装置にお
   いて、 前記液滴捕集層の内部に、その液滴捕集層を通過する気
   体に旋回流を与える案内手段を配置し、前記液滴捕集層
   の下流に、前記旋回流により液滴捕集層の外周部に集め
   られ液滴捕集層より溢れ出る液滴を気体から分離し捕獲
   する液滴捕獲手段を配置したことを特徴とする飛沫捕集
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の飛沫捕集装置において、
   前記液滴捕集層の出側外周部に、前記液滴捕獲手段で捕
   獲された液滴を回収する液滴回収手段を配置したことを
   特徴とする飛沫捕集装置。
3. 【請求項３】 気体の流路中にフィルター部材を充填し
   た液滴捕集層を有し、この液滴捕集層に気体を通して気
   体中に含まれる液滴等の異物を取除く飛沫捕集装置にお
   いて、 前記液滴捕集層の下流に、その液滴捕集層を通過した気
   体に旋回流を与える案内手段を配置し、この案内手段の
   下流に、前記旋回流により外周部に集められた液滴を気
   体から分離し捕獲する液滴捕獲手段を配置したことを特
   徴とする飛沫捕集装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の飛沫捕集装置において、
   前記液滴捕集層の出側外周部に、前記液滴捕獲手段で捕
   獲された液滴を回収する液滴回収手段を配置したことを
   特徴とする飛沫捕集装置。
5. 【請求項５】 廃液を加熱する蒸発缶と、前記蒸発缶か
   らの蒸気ガス中に含まれる飛沫を除去する請求項１〜４
   のいずれか１項記載の飛沫捕集装置と、前記飛沫捕集装
   置を通過したガスを排ガス処理系に送る排ガスダクト
   と、前記蒸発缶で濃縮された廃液及び前記飛沫捕集装置
   で捕集された液滴を収集する受槽とを備えることを特徴
   とする廃液濃縮設備。