JPH0990095A - 低レベル放射性雑固体廃棄物減容処理方法及びその設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不燃性放射性雑固体廃棄物と可燃性及び難燃
性の放射性雑固体廃棄物を一括して減容処理でき、また
酸化・分解に高温を要する難燃性の放射性雑固体廃棄物
を効率良く酸化・分解でき、さらに酸化・分解残渣中の
放射性核種を固定化できる低レベル放射性雑固体廃棄物
減容処理方法を提供する。 【解決手段】 低レベル放射性雑固体廃棄物を減容処理
する方法に於いて、不燃性放射性雑固体廃棄物と可燃性
及び難燃性の放射雑固体廃棄物とを分別した後、夫々溶
融と酸化・分解に適するサイズと形態に前処理し、次に
溶融・酸化・分解炉内の二領域に夫々の廃棄物を供給
し、不燃性放射性雑固体廃棄物を一方の領域でプラズマ
加熱により溶融し、可燃性及び難燃性の放射性雑固体廃
棄物を他方の領域に溢流された溶融物上で酸化・分解
し、次いで酸化・分解残渣と溶融物を一体にして排出し
冷却固化して廃棄体を製作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所等か
ら発生する低レベルの放射性雑固体廃棄物の減容処理方
法及び減容処理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】不燃性放射性雑固体廃棄物（金属、無機
物等）を溶融減容する溶融処理設備としては、近時プラ
ズマ加熱あるいは高周波誘導加熱等を利用した設備が検
討されている。

【０００３】図２は、そのプラズマ加熱による溶融処理
設備の一例を示すもので、屋内の３階に搬入された５０
リットル簡易容器詰廃棄物１を廃棄物装入機２により二
階の溶融炉３の上方縦型の前室４へ一旦装入した後、仕
切弁５を開けて後室６へ送り込み溶融炉３のベースメタ
ル７上に導き、プラズマトーチ８で溶融する。溶湯は、
出湯兼用プラズマトーチ９により湯止めの堰を切って固
化室１０内の水冷鋳型１１に取り出されて容器内固化、
又は水冷銅鋳型１２に取り出されてブロック化される。
溶融炉３内で発生した排ガスは、ガス混合室１３，バグ
式集塵機１４，高性能フィルタユニット１５，排気ブロ
ワ１６を経てダスト除去の上、大気中に放出される（先
行技術文献として、１９８４年１０月発行の「火力原子
力発電」Ｖｏｌ３５、ＮＯ．６のＰ３４〜３５に記載の
不燃性雑固体廃棄物処理コールド試験装置がある）。

【０００４】可燃性放射性雑固体廃棄物（紙布類、プラ
スチック類等）の焼却設備としては、図３に示すものが
ある。これは雑固体廃棄物を供給機２０，投入機２１を
経由して焼却炉２２に投入し、燃焼用空気を空気フィル
タ２３を経て燃焼空気ブロワ２４により焼却炉２２と電
気予熱器２５に送給し、電気予熱器２５では軽油タンク
２６からポンプ２７に送り込まれた軽油を燃焼用空気と
共に予熱して焼却炉２２に供給し、燃焼して、雑固体廃
棄物を焼却するものであり、焼却ガスは２段のセラミッ
クフィルタ２８，２９及び高性能の排ガスフィルタ３０
でろ過し、焼却ガス中の放射性物質を含んだ微粒子を除
去し、排ガスブロワ３１により排気筒３２より大気中に
放出され、前記焼却炉２２の底にたまった焼却灰および
セラミックフィルタ２８，２９で捕集された焼却灰は、
ドラム缶３３に密閉，収納され、貯蔵庫に保管される
（先行技術文献として、東京電力パンフレット、「福島
第一原子力発電所集中環境施設のご案内」がある）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の低レ
ベルの放射性雑固体廃棄物の減容処理には、前記のよう
に溶融減容する溶融処理設備と焼却設備を夫々必要とす
るので、処理効率が悪く、経済的に不合理である。ま
た、前記焼却設備は、可燃性の雑固体廃棄物の焼却はで
きるが、酸化・分解に高温を要する難燃性の雑固体廃棄
物（例えば廃樹脂、活性炭）を焼却することが困難であ
る。さらに、焼却後の灰に放射性核種が残存するため
に、不安定な放射性廃棄物が残る。

【０００６】難燃性の雑固体廃棄物の焼却設備として
は、図４に示すものがある。これは雑固体廃棄物を投入
機３４より水冷ジャケット型の焼却炉３５に投入し、高
速ジェット供給する燃焼空気により燃料を燃焼し、局所
的な高温化を抑制して雑固体廃棄物を焼却し、焼却ガス
は高温セラミックフィルタ３６及び高温用ＨＥＰＡフィ
ルタ３７でろ過し、焼却ガス中の放射性物質を含んだ微
粒子を除去し、さらに排ガス洗浄塔３８でＨＣｌ，ＳＯ
_X を吸収した後、スタック３９より大気中に放出され、
前記焼却炉３５の底にたまった焼却灰および高温セラミ
ックフィルタ３６で捕集された焼却灰は、容器に密閉、
収納される〔先行技術文献として、（社）日本原子力学
会「昭６２年会」（１９８７年４月１〜３日，名大）要
旨集の第２０４頁に記載の難燃性廃棄物焼却システムの
開発がある〕。

【０００７】以上のように従来は、不燃物，可燃物，難
燃物を夫々別個に処理するので、分別，溶融・焼却，及
び容器への密閉収納に多大な設備を必要とし、著しく効
率が悪いばかりではなく、不経済である。

【０００８】そこで本発明は、不燃性放射性雑固体廃棄
物（以下不燃物と称する）と可燃性及び難燃性の放射性
雑固体廃棄物（以下可燃・難燃物と称する）を一括して
処理して減容でき、また酸化・分解に高温を要する難燃
物を効率良く酸化・分解でき、さらに酸化・分解残渣中
の放射性核種を固定化できる低レベル放射性雑固体廃棄
物減容処理方法及びその設備を提供しようとするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の低レベル放射性雑固体廃棄物減容処理方法
は、低レベル放射性雑固体廃棄物を減容処理する方法に
於いて、不燃物と可燃・難燃物とを分別した後、夫々溶
融と酸化・分解に適するサイズと形態に前処理し、次に
溶融・酸化・分解炉内の二領域に夫々不燃物と可燃・難
燃物を供給し、不燃物を一方の領域でプラズマ加熱によ
り溶融し、可燃・難燃物を他方の領域に溢流された溶融
物上で酸化・分解し、次いで酸化・分解残渣と溶融物を
一体にして排出し冷却固化して廃棄体を製作することを
特徴とするものである。

【００１０】上記減容処理方法を実施するための本発明
の低レベル放射性雑固体廃棄物減容処理設備は、不燃物
と可燃・難燃物とを分別し、夫々溶融と酸化・分解に適
するサイズと形態に前処理した後供給する前処理−供給
装置と、該前処理−供給装置から供給される不燃物をプ
ラズマ加熱により溶融する領域と可燃・難燃物を溢流さ
れた溶融物上で酸化・分解する領域とを備えた溶融・酸
化・分解炉と、該溶融・酸化・分解炉から排出される酸
化・分解残渣含有溶融物を冷却固化して廃棄体を製作す
る廃棄体製作装置と、前記溶融・酸化・分解炉で発生し
た排ガスから有害成分を除去して大気中に放出する排ガ
ス浄化処理装置とからなるものである。

【００１１】上記のように本発明の低レベル放射性雑固
体廃棄物減容処理方法は、不燃物と可燃・難燃物を分別
し、夫々溶融と酸化・分解に適するサイズと形態に前処
理した後、一つの溶融・酸化・分解炉内で各々溶融と酸
化・分解を行い、その後溶融物と酸化・分解残渣を一体
にして廃棄体を製作するので、不燃物と可燃・難燃物は
一括して減容処理されて著しく処理効率が向上する。ま
た、酸化・分解に高温を必要とする難燃物は、溶融物上
で酸化・分解するので、効率よく酸化・分解でき、酸化
・分解残渣は溶融して不燃物の溶融物と自動的に一体化
する。さらに、酸化・分解残渣が一体化した溶融物は、
冷却固化して廃棄体を製作するので、溶融物中に含有す
る酸化・分解残渣中の放射性核種は廃棄体中に固定され
る。

【００１２】また、本発明の低レベル放射性雑固体廃棄
物減容処理設備によれば、上記減容処理方法を、円滑，
確実に、能率よく実施でき、しかも廃棄物の減容率を大
幅に向上することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の低レベル放射性雑固体廃棄物減容処
理方法及びその設備の実施例について説明する。

【００１４】先ず、低レベル放射性雑固体廃棄物減容処
理方法を実施するための設備を図１の系統図によって説
明すると、４０は前処理−供給装置で、不燃物と可燃・
難燃物とを分別する選別機４１と、その選別機４１で分
別された不燃物と可燃・難燃物を夫々溶融と酸化・分解
に適するサイズと形態に前処理するための切断機４２及
び破砕機４３と、その切断機４２及び破砕機４３により
前処理された不燃物と可燃・難燃物を計量する計量機４
４と、計量された不燃物をドラム缶詰めの状態で供給す
る不燃物供給装置４５と可燃・難燃物を撤物の状態で、
供給する可燃・難燃物供給装置４６とよりなるものであ
る。

【００１５】４７は溶融・酸化・分解炉で、耐火構造の
炉本体４８内に不燃物溶融領域（以下溶融領域と称す
る）４９と溶融物保持兼可燃及び難燃物酸化・分解領域
（以下酸化・分解領域と称する）５０が設けられ、溶融
領域４９の上方で炉本体４８には不燃物供給装置４５が
接続され、酸化・分解領域５０の上方で炉本体４８には
可燃・難燃物供給装置４６が接続されている。また、炉
本体４８は酸化・分解領域５０側の端部下面が支持フレ
ーム５３の上端に回動可能に枢支され、溶融領域４９側
の端部下面に昇降用ジャッキ５４の上端が枢支されて傾
動するようになっている。溶融領域４９と酸化・分解領
域５０の炉底の境界には溢流壁５５が設けられ、酸化・
分解領域５０の炉底は炉本体４８の傾動側に上向きに傾
斜していて、その端には溶融物排出口５６が設けられ、
その排出口５６の外側開口端が通常止栓（図示省略）に
て封塞されている。溶融領域４９と酸化・分解領域５０
の上方には熱源として夫々複数のプラズマトーチ５７，
５７′が設けられ、また酸化・分解領域５０の上方に燃
焼用空気の供給口５９が設けられ、溶融領域４９と酸化
・分解領域５０の炉底には電極５８，５８′が設けられ
ている。

【００１６】６１は廃棄体製作装置で、この廃棄体製作
装置６１は、前記溶融物排出口５６から排出される酸化
・分解残渣含有溶融物を受容する容器６２を昇降させ且
つ水平移動する溶融物充填装置６３と、水平移動してき
た酸化・分解残渣含有溶融物の充填された容器６２を冷
却して酸化・分解残渣含有溶融物を冷却固化する冷却装
置６４と、前記容器６２から冷却固化した酸化・分解残
渣含有固化物を吊り出してドラム缶に入れる水平クレー
ン６５と、ドラム缶に固定材を注入して廃棄体を作る固
定材注入装置６６とよりなるものである。

【００１７】６７は、前記溶融・酸化・分解炉４７で発
生した排ガスの浄化処理装置で、該排ガス浄化処理装置
６７は、排ガスダクト６８に助燃バーナ６９による二次
燃焼室７０、冷却器７１、セラミックフィルタ７２、Ｈ
ＥＰＡフィルタ７３、排ガス洗浄装置７４、熱交換器７
５、脱硝装置７６、誘引ブロワ７７、サイレンサ７８を
順次設けて、排気塔７９に接続したものである。

【００１８】次に上記のように構成された低レベル放射
性雑固体廃棄物減容処理設備を用いる減容処理方法につ
いて説明する。最初に低レベル放射性雑固体廃棄物８０
を、前処理−供給装置４０における選別機４１にて不燃
物８１と可燃・難燃物８２とに分別した後、これらを夫
々溶融と酸化・分解に適するサイズと形態に、切断機４
２及び破砕機４３とにより前処理する。次にその前処理
された不燃物８１′と可燃・難燃物８２′を計量機４４
で計量し、不燃物８１′はドラム缶詰めの状態にし、可
燃・難燃物８２′は撤物の状態にして、先に不燃物８
１′を、不燃物供給装置４５により溶融・酸化・分解炉
４７の炉本体４８内の溶融領域４９に供給し、後から可
燃・難燃物８２′を、可燃・難燃物供給装置４６により
酸化・分解領域５０に供給する。このとき、不燃物８
１′はドラム缶以外の容器に詰めるか、あるいは容器に
詰めずそのまま供給してもよい。そして、先に溶融領域
４９に供給された不燃物８１′を、プラズマトーチ５７
により融点以上に加熱して溶融する。同時にプラズマト
ーチ５７，５７′自体及び溶融物８３により、炉内雰囲
気を可燃・難燃物８２′の酸化・分解温度以上に加熱す
る。溶融物８３は溢流壁５５を溢流させて隣りの酸化・
分解領域５０に送り込み、この溶融物８３上に、可燃・
難燃物供給装置４６により可燃・難燃物８２′を供給
し、必要な燃焼用空気を供給口５９から流入させ、可燃
・難燃物８２′の酸化・分解を行う。かくして可燃・難
燃物８２′の酸化・分解残渣は溶融し、不燃物の溶融物
８３中に含有され、この酸化・分解残渣含有溶融物８
３′は、炉本体４８を昇降用ジャッキ５４の駆動により
支持フレーム５３の上端枢支点を中心に傾動することに
より、止栓を外した溶融物排出口５６より排出され、廃
棄体製作装置６１に於ける溶融物充填装置６３の上昇さ
せておいた容器６２に充填される。酸化・分解残渣含有
溶融物８３′の充填された容器６２は下降された後、水
平移動により冷却装置６４に送られ、ここで冷却されて
酸化・分解残渣含有溶融物８３′が固化されて固化体８
４となる。固化体８４は、容器６２が冷却装置６４外へ
水平移動され、容器６２から水平クレーン６５により吊
り出されてドラム缶８５に入れられ、固定材注入装置６
６により固定材８６がドラム缶８５に注入されて廃棄体
８７が作られる。そしてドラム缶８５が図示せぬ蓋閉装
置に送られて蓋閉めされる。前記溶融・酸化・分解炉４
７で発生した排ガスは、排ガス浄化処理装置６７により
浄化されて大気中に放出される。即ち、排ガスダクト６
８に排出された排ガスは、難燃物の酸化・分解により塩
ビから塩化水素、ゴムや廃樹脂から酸化硫黄や酸化窒素
等の有害ガスを含んでおり、またセシウム１３７等の揮
発性放射性核種を含んでいる。この排ガスは、先ず二次
燃焼室７０に入って助燃バーナ６９により二次燃焼さ
れ、次に冷却器７１に入って冷却され、次にセラミック
フィルタ７２で集塵され、さらにＨＥＰＡフィルタ７３
で微粒子が捕集され、次に排ガス洗浄装置７４に入って
脱硫，脱塩され、次に熱交換器７５で冷却の上、脱硝装
置７６で脱硝され、次に誘引ブロワ７７を経てサイレン
サ７８で消音の上、排気塔７９より大気中に放出され
る。

【００１９】尚、上記実施例において、難燃物の酸化・
分解に必要な炉容積が溶融・酸化・分解炉のみで確保で
きれば、溶融・酸化・分解炉４７と接続してある二次燃
焼室７０を省略してもよい。また、セラミックフィルタ
７２あるいはＨＥＰＡフィルタ７３のいずれかを省略す
るか、バグフィルタ等の他の機器に変更することも考え
られる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の低レベ
ル放射性雑固体廃棄物減容処理方法によれば、不燃物と
可燃・難燃物が一括して減容処理されるので、著しく処
理効率が向上し、減容率も向上する。また、酸化・分解
に高温を必要とする難燃物は、溶融物上で酸化・分解す
るので、効率良く酸化・分解でき、酸化・分解残渣は溶
融して不燃物の溶融物と自動的に一体化する。さらに、
一体化した酸化・分解残渣含有溶融物は、冷却固化して
廃棄体を製作するので、溶融物中に含有する酸化・分解
残渣中の放射性核種は廃棄体中に固定される。

【００２１】また、本発明の低レベル放射性雑固体廃棄
物減容処理設備によれば、上記減容処理方法を、円滑，
確実に、能率よく実施でき、しかも廃棄物の減容率を大
幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低レベル放射雑固体廃棄物減容処理設
備の系統図である。

【図２】従来の不燃性放射性雑固体廃棄物の溶融処理設
備を示す図である。

【図３】従来の可燃性放射性雑固体廃棄物の焼却設備を
示す図である。

【図４】従来の難燃性放射性雑固体廃棄物の焼却設備を
示す図である。

【符号の説明】

４０ 前処理−供給装置 ４５ 不燃物供給装置 ４６ 可燃・難燃物供給装置 ４７ 溶融・酸化・分解炉 ４８ 炉本体 ４９ 不燃物溶融領域 ５０ 可燃・難燃物酸化・分解領域 ５５ 溢流壁 ５６ 溶融物排出口 ５７，５７′ プラズマトーチ ５８，５８′ 炉底電極 ５９ 燃焼用空気の供給口 ６１ 廃棄体製作装置 ６７ 排ガス浄化処理装置 ８０ 放射性雑固体廃棄物 ８１ 不燃物 ８１′ 前処理された不燃物 ８２ 可燃・難燃物 ８２′ 前処理された可燃・難燃物 ８３ 溶融物 ８３′ 酸化・分解残渣含有溶融物 ８７ 廃棄体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤川 吉寛 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日 本原子力発電株式会社内 (72)発明者 森本 照明 東京都千代田区内幸町二丁目２−３ 川崎 製鐵株式会社内 (72)発明者 山崎 誠一郎 東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 小石川 秋三 東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 坂本 太一 東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低レベル放射性雑固体廃棄物を減容処理
   する方法に於いて、不燃性放射性雑固体廃棄物と可燃性
   及び難燃性の放射性雑固体廃棄物とを分別した後、夫々
   溶融と酸化・分解に適するサイズと形態に前処理し、次
   に溶融・酸化・分解炉内の二領域に夫々の廃棄物を供給
   し、不燃性放射性雑固体廃棄物を一方の領域でプラズマ
   加熱により溶融し、可燃性及び難燃性の放射性雑固体廃
   棄物を他方の領域に溢流された溶融物上で酸化・分解
   し、次いで酸化・分解残渣と溶融物を一体にして排出し
   冷却固化して廃棄体を製作することを特徴とする低レベ
   ル放射性雑固体廃棄物減容処理方法。
2. 【請求項２】 不燃性放射性雑固体廃棄物と可燃性及び
   難燃性の放射性雑固体廃棄物とを分別し、夫々溶融と酸
   化・分解に適するサイズと形態に前処理した後供給する
   前処理−供給装置と、該前処理−供給装置から供給され
   る不燃性放射性雑固体廃棄物をプラズマ加熱により溶融
   する領域と可燃性及び難燃性の放射性雑固体廃棄物を溢
   流された溶融物上で酸化・分解する領域とを備えた溶融
   ・酸化・分解炉と、該溶融・酸化・分解炉から排出され
   る酸化・分解残渣含有溶融物を冷却固化して廃棄体を製
   作する廃棄体製作装置と、前記溶融・酸化・分解炉で発
   生した排ガスから有害成分を除去して大気中に放出する
   排ガス浄化処理装置とからなる低レベル放射性雑固体廃
   棄物減容処理設備。