JPH0697088B2 - 特に廃グラファイトの焼却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグラファイト、特には放射線照射グラファイト
の焼却方法に関係し、より詳しくは、そのような廃棄物
を煙霧の大がかりでコストの高い処理を避けるために少
ない煙霧発生量で燃焼させる方法に関する。

焼却は廃棄物を処理するために最も一般に使用される方
法の１つである。しかし、環境保護により大気中への排
出は次第に厳しく制限され、望ましくない元素及び／又
は汚染物質の捕集のため大きな煙霧処理プラントが用意
されている。

したがって、焼却炉の出口で処理すべき容積が減少する
ように煙霧の生成を最小限にすることは有益である。

また、焼却の際に気体NO_x成分（窒素酸化物）の生成を
抑えることは有益であり、この生成を抑えることができ
る１つの方法は燃焼温度を抑えることである。

さらにまた、完全燃焼を提供でき、速い反応速度を利用
できることは有益である。

これらの目的を達成するために、本発明は焼却すべき物
質の前処理を含む物質の焼却方法を提案する。

このように、本発明による方法は、燃焼の前の次の工程
の連続的実施を含む。

・物質を粒子に分割し、 ・分割した物質を水系媒体に混和し、これに関係する固
体の性質により固体の35〜45重量％の割合で発泡剤（界
面活性剤）を添加し、 ・それによって得られるサスペンションの圧力を高く
し、 ・圧力下で酸化性ガスを混和することによって圧力下で
サスペンションを発泡させる。

酸化性ガスは酸素又は富化（enriched）空気であること
ができ、得られる気泡体の圧力は約２バール〜10バール
の程度であることができ、圧力は燃焼炉の上流に位置す
る調節バルブの開口部、又は炉内圧力、ポンプの出口と
燃焼炉の間の水頭損失の関数である。

固形分率の最大量（サスペンションの35〜45重量％）は
粉砕した固体の見掛け密度と低発熱量による。例えば、
高発熱量と高見掛け密度を有するグラファイトについて
は固形分率と約35％である。基準の厳しさが少ないと、
この割合は、ポンプ輸送できる生成物の性質を減じるこ
となく、また高過ぎる温度での燃焼を生じさせることな
く高くすることができる。

本発明のこの他の特徴と長所は、グラファイト、特には
放射線照射グラファイトの焼却に適用する単なる例とし
て示した次の態様の説明より明らかになるであろう。

現在、原子炉の分解で生じる使用済の放射線照射グラフ
ァイトは焼却によって処理する必要がある。このグラフ
ァイトはレンガ又はチューブの２種類の形状のいずれか
である。原子炉用の材料の品質は殆ど純粋な炭素を含
み、不純物濃度が極めて低いことである。廃棄物として
貯蔵する必要があるこのグラファイトの容積を下げる目
的で、粉砕し焼却することが提案されている。粒子径が
小さく、粒子の炉内の滞留時間が長く、さらにガスと固
体との相対速度が大きいと燃焼はより完全になることが
分かっている。

これらの条件を満足させるためにサイクロン型の炉が使
用されているが、この燃焼において生じる全ての問題を
この型の炉は完全には解決せず、特に非常に微細に分解
した固体の輸送、毒性の窒素酸化物の発生の問題があ
る。

また、焼却すべき物質は放射性の粒子を含み、これらの
粒子の一部は燃焼煙霧に同伴されるため、これらの煙霧
は焼却炉の出口で処理することが絶対に必要であり、煙
霧の容積が小さいと処理プロセスが安くなる。

本発明によると、これらの制約への対応は燃焼の調製に
ある。

図面に示すフローシートは、原生成物１（このケースで
はグラファイト）の処理と焼却ラインを示す。処理の第
１段階は粉砕操作２である。粉砕は、適切な粒子径（例
えば、80％の粒子が直径200ミクロン未満）の微粉砕生
成物が得られるように、いつくかの型式の装置を用いて
いくつかの段階で行うことができる。この粉砕は、ダス
トの全ての飛散とそこで生じることがある爆発の危険を
避け、ポンプを用いて輸送できる流体を得るために湿式
環境中で行うことができる。

水は得られた微粉砕グラファイトに粉砕機２の出口のミ
キサー３で添加する。ミキサーから出てくる物質の連続
的循環はポンプ４、及び例えば濃度検出器５（例えば粘
度の測定により行う）と水の添加により濃度を調節する
ミキサー６を用いて確保する。ミキサー６を出る物質の
固体粒子含有率は35％以下である。これは容易にポンプ
輸送される比較的充填率の高いサスペンションである。
ポンプ７は、固体−液体−気体の３相混合物を生成する
目的のミキサー８にこのサスペンションを導く助けをす
る。ミキサーでは気泡体に変化させるべきサスペンショ
ンに界面活性剤９と体積を増加させるガス10を加える。
この例ではガスは酸素である。

２バール〜10バールの範囲に加圧した気泡体は、例えば
ポンプの下流の圧力調節弁11を用いて、又は回路の水頭
損失によって得ることができる。気泡体の加圧は２つの
利点があり、第１に燃焼炉の供給ダクト12中の部分的膨
張によって気泡体がそれ自身で推進し、第２に炉内での
気泡体の膨張が注入を促進する。

炉13は公知のタイプのサククロン式炉であり、物質の完
全燃焼を達成するように、粒子の滞留時間（transit ti
me）、ガスと固体の相対速度に関して上記の長所を有す
る。酸素14は支燃ガスとして炉13内に導入する。燃焼は
後燃焼工程を含むことができると留意すべきである。灰
は灰ピット15で受け、煙霧16は水冷クーラー17に供給
し、燃焼で生じた水蒸気を凝縮させる。クーラーは水滴
を保持する水滴除去機構を含む。このようにして水系流
出液を分離した煙霧はヒーター18に入り、ここでは煙霧
が通過する高性能フィルター19の機能に有害なことがあ
る全ての凝縮を避けるために温度を露点以上に上げる。
フィルターは固体残分の捕獲し、煙霧のガス分は排出フ
ァンと煙突22を通して大気に放出する。

水系ベースを有する気泡体に充填した状態のグラファイ
ト（水、酸素，グラファイトの３相混合物）を調製する
利点を例証するために、公知の技術を用いて行った焼却
（例、流動床）と、気泡体の形態で導入した燃料でサイ
クロン式炉を用いた焼却との因子の比較を次に示す。

この表より、サイクロン式炉でグラファイトの燃焼によ
り生成した煙霧の質量速度は、流動床における生成と比
較して60％の低下であることが分かるであろう。また、
サイクロン式炉の出口での煙霧は事実として約50％の水
を含む。したがって、大気に放出する前に処理すべき煙
霧は、サイクロン式炉で焼却した場合には流動床で焼却
した場合に比較して78重量％少ない。したがって、この
技術においては他の技術に比較して濾過と高純度化装置
が極めて小さいことが理解されるであろう。

また表より、第１に酸素による気泡体の形成（酸素が生
成物の燃焼に必要な酸素の４％未満であったとして
も）、第２に特に窒素酸化物の生成を回避するために酸
化剤としての純粋酸素を使用を行うことが有益であると
理解できる。

水系気泡体の使用は、水蒸気の生成が温度を下げ易く、
気泡体の固形分の調節が炉の操作の調節を簡単にするた
め焼却炉の制御を大幅に容易にし、緊急時のシャットダ
ウンでも気泡体中の可燃性固形分を完全に除去すればよ
い。

最後に、体積を増加させる前にサスペンション中に比較
的小量の汚染した可燃性液体（例、廃油又は汚染油）を
含ませることができることを付け加えておくべきであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サジェ，フィリップ フランス国，エフ−60320 エス．−ソブ ール，リュ エドモン−ロスタン，155

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可燃性物質（１）の焼却方法であって、燃
   焼（13）させる前に次の各工程を連続的に行う方法： ・該物質を粒子に分割し（２）、 ・分割した物質を、液体に対する固体の相対重量で35〜
   45％の最大割合で水系媒体中に混和し（３）、 ・得られたサスペンションの圧力を高くし、 ・圧力下にてミキサー（８）中で酸化性ガス（10）と界
   面活性剤（９）を混和することによってサスペンション
   の気泡体を形成する。
2. 【請求項２】酸化性ガスが酸素である請求の範囲第１項
   に記載の方法。