JPH11169602A - 吸着済吸着剤の燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着済吸着剤を簡便に減容し、吸着された目的
元素を酸化物の形態で容易に回収する。 【解決手段】通液可能な多孔質耐熱性材料により形成さ
れた底部１１ａを有しかつ可燃性吸着剤１２が充填され
る耐熱性内装容器１１と、内装容器１１を封止する通液
可能な多孔質耐熱性材料により形成された蓋体１３と、
内装容器１１を取出し可能に収容し被処理液が通過可能
に形成された耐熱性カラム１４と、カラムの周囲に設け
られ吸着後の吸着剤１２を燃焼させる加熱ヒータ１６と
を備える。蓋体１３を内筒１７の下端に取付けることが
好ましく、カラム１４に第１フランジ１４ａ、内装容器
に第２フランジ１１ｃ、内筒に第３フランジ１７ａを形
成し、第３フランジ１７ａ上に配置された上蓋１９を備
え、第１、第２及び第３フランジと上蓋とを締結手段２
２，２３により気密に締結することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラム内に充填さ
れ被処理液中の所定の成分を吸着させた吸着剤を燃焼さ
せる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被処理液を処理する処理装置として被処
理液中の所定の成分を吸着剤に吸着させる装置が知られ
ている。一般的に、このような装置は鉛直方向に長い筒
体からなるカラムに吸着剤を充填し、下部又は上部から
カラムの内部に被処理液を流入させることにより被処理
液中の所定の成分をこの吸着剤に吸着させるようになっ
ている。所定の元素を吸着させた後の吸着剤はカラムか
ら取り出されて処理される。従来、このような吸着済吸
着剤から所定の成分を酸化物として得る方法は、吸着剤
に溶離液を流して所定の成分のみを水溶液中に分離回収
し、この水溶液を乾固又は沈殿処理の後に電気炉等によ
り加熱酸化を行う方法や、カラム内部から吸着剤を抜き
出して開放型のボート皿等に入れ酸化雰囲気中で加熱酸
化する方法が知られている。

【０００３】一方、吸着剤は被処理液の種類に応じて様
々なものが提案されており、特に、アクチノイド元素等
の金属元素を吸着する吸着剤として、天然物から抽出さ
れるタンニンを原料とするタンニン系吸着剤が知られて
いる（特開平５−５００５８，特開平５−６６２９
１）。このタンニン系吸着剤は柿渋等の天然物から抽出
される多くのタンニンを利用するので、資源の有効利用
をはかることができ、しかもこのタンニンは安価で入手
し易く、僅かな工程で吸着剤となるため、量産に適し経
済的効果が大きい利点を有する。また、タンニンはそれ
を構成する元素が酸素、炭素及び水素から成るので、焼
却した際に完全燃焼し、有毒ガスを発生することなく焼
却可能である。このためタンニン系吸着剤は焼却により
吸着剤の容積を大きく減少して固体廃棄物の発生量を少
なくすることができる。また吸着した金属元素によって
は、固形物は不純物を含まない金属酸化物になるため、
再利用を図ることもできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸着剤に上述
したタンニン系吸着剤のような可燃性吸着剤を使用した
場合にあっても、吸着済吸着剤の処理を従来通り水溶液
中に所定の成分を分離回収することは、水溶液を乾固又
は沈殿処理する操作の他に、電気炉等により加熱酸化を
行うことが必要であるため、その作業性が悪く作業に伴
う廃液の量が比較的多い不具合がある。また、吸着剤を
ボート皿等により加熱焼却する方法ではカラム内部から
吸着剤を抜き出す操作が必要であり作業性に欠ける不具
合があるとともに、吸着剤を加熱焼却する際に再利用し
ようとする目的酸化物が排気処理系に飛散する恐れもあ
る。本発明の目的は、吸着済吸着剤を簡便に減容し、か
つ吸着剤に吸着された目的元素を酸化物の形態で容易に
回収し得る吸着済吸着剤の燃焼装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、通液可能な多孔質耐熱性材料により
形成された底部１１ａを有しかつ被処理液中の所定の成
分を吸着する可燃性吸着剤１２が充填される耐熱性内装
容器１１と、内装容器１１を封止する通液可能な多孔質
耐熱性材料により形成された蓋体１３と、内装容器１１
を取出し可能に収容し被処理液が通過可能に形成された
耐熱性カラム１４と、カラム１４の周囲に設けられ吸着
後の吸着剤１２を燃焼させる加熱ヒータ１６とを備えた
吸着済吸着剤の燃焼装置である。カラム１４の周囲に加
熱ヒータ１６を備えることによりカラム１４の内部にお
いて吸着剤１２を燃焼可能にする。吸着剤１２を充填可
能な内装容器１１をカラム１４に設けることにより、吸
着剤１２の燃焼後における酸化物の取扱いを容易にす
る。内装容器１１を封止する通液可能な多孔質耐熱性材
料により形成された蓋体１３を備えることにより、吸着
剤１２を加熱ヒータ１６により加熱酸化する際の再利用
しようとする目的酸化物の廃棄処理系への飛散を防止す
る。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、耐熱性カラム１４の下部に形成され被処理
液を導入する導入口１４ｅと、耐熱性カラム１４の上端
外縁に形成された第１フランジ１４ａと、内装容器の上
端外縁に形成され第１フランジ１４ａ上に配置される第
２フランジ１１ｃと、上端外縁に第２フランジ１１ｃ上
に配置される第３フランジ１７ａが形成され下端に蓋体
１３が取付けられた内筒１７と、第１フランジ１４ａに
第２フランジ１１ｃを介して重ね合せた第３フランジ１
７ａ上に配置され被処理液を排出する排出口１９ａが形
成された上蓋１９と、第１、第２及び第３フランジ１４
ａ，１１ｃ，１７ａと上蓋１９とを気密に締結する締結
手段２２，２３とを備えた吸着済吸着剤の燃焼装置であ
る。

【０００７】蓋体１３を内筒１７の下端に取付けること
により、内装容器１１に内筒１７を挿入すると蓋体１３
は内装容器１１内部に進入して内装容器１１に充填され
た可燃性吸着剤１２がその他の部分に拡散することを防
止する。耐熱性カラム１４と内装容器１１と内筒１７に
第１フランジ１４ａ、第２フランジ１１ｃ及び第３フラ
ンジ１７ａを形成し、第１、第２及び第３フランジ１４
ａ，１１ｃ，１７ａと上蓋１９とを締結手段２２，２３
により気密に締結することにより、内装容器１１のカラ
ム１４からの離脱を可能にして吸着剤１２の燃焼後にお
ける酸化物の取扱い及び新たな吸着剤の充填を容易にす
る。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、耐熱性カラム１４の上部及び下部の
各周囲にカラム１４を冷却する冷媒流路２７が形成され
た吸着済吸着剤の燃焼装置である。加熱ヒータ１６が吸
着剤１２を加熱する際に冷媒流路２７に冷媒を流通させ
ることにより、加熱ヒータ１６による熱が吸着剤１２以
外の他の部分に伝達することを防止する。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１及び図２に示すように、
吸着済吸着剤の燃焼装置１０は通液可能な多孔質耐熱性
材料により形成された底部１１ａを有する耐熱性内装容
器１１と、可燃性吸着剤１２が充填された内装容器１１
を封止する蓋体１３と、この内装容器１１を取出し可能
に収容する耐熱性カラム１４と、加熱ヒータ１６とを備
える。カラム１４は円筒状に形成され、下部には被処理
液を導入する導入口１４ｅが形成され、上端外縁には第
１フランジ１４ａが一体的に形成される。このカラム１
４は導入口１４ｅから被処理液を導入することにより被
処理液がカラム１４の内部を通過可能に形成される。

【００１０】内装容器１１はカラム１４に僅かな隙間を
持って挿入可能な外径を有しかつカラム１４より短い円
筒体であって、下端に通液可能であって酸化金属元素の
通過を阻止する大きさの孔を有する多孔質耐熱性材料に
より形成された底部１１ａが設けられる。この内装容器
１１の上端外縁には第１フランジ１４ａと同形同大の第
２フランジ１１ｃが形成され、第２フランジ１１ｃは内
装容器１１をカラム１４に収容すると、第１フランジ１
４ａの上に配置するように構成される。

【００１１】蓋体１３は底部１１ａと同様に通液可能で
あって酸化金属元素の通過を阻止する大きさの孔を有す
る多孔質耐熱性材料により形成され、内装容器１１に僅
かな隙間を持って挿入可能な外径を有する内筒１７の下
端に取付けられる。内筒１７は内装容器１１より短い筒
状体であって、内筒１７の上端外縁には第２フランジ１
１ｃと同形同大の第３フランジ１７ａが形成される。第
３フランジ１７ａは内装容器１１に内筒１７を挿入する
と第２フランジ１１ｃ上に配置可能に構成される。内筒
１７、耐熱性内装容器１１及び耐熱性カラム１４はそれ
ぞれ高温状態における強度があり、耐酸化性のある金属
により構成される。このような金属としては、例えば、
ステンレススチール、ニッケル合金等が挙げられる。

【００１２】耐熱性内装容器１１の第２フランジ１１ｃ
には雌ねじ１１ｂが形成され、第３フランジ１７ａの雌
ねじ１１ｂに対応する箇所には取付孔１７ｂ及び取付孔
１７ｂより大径のざぐり穴１７ｃが同軸上に形成され
る。内装容器１１に内筒１７を挿入した状態で取付孔１
７ｂに雄ねじ１８を挿入して雌ねじ１１ｂに螺合するこ
とにより内装容器１１と内筒１７は固定され、蓋体１３
は内装容器１１内部に進入して内装容器１１に充填され
た可燃性吸着剤１２がその他の部分に拡散することを防
止し、可燃性吸着剤１２を内装容器１１の内部に封止す
るように構成される。

【００１３】内筒１７を固定した内装容器１１をカラム
１４に挿入すると、第１フランジ１４ａに第２フランジ
１１ｃを介して第３フランジ１７ａが重ね合され、この
第３フランジ１７ａの上には更に上蓋１９が配置され
る。上蓋１９の中央部には被処理液を排出する排出口１
９ａが形成され、第１，第２及び第３フランジ１１ｃ，
１４ａ，１７ａの上面にはそれぞれ円周状に第１，第２
及び第３凹溝１１ｄ，１４ｃ，１７ｂが形成され、それ
ぞれの凹溝１１ｄ，１４ｃ，１７ｂに収容された図示し
ないパッキンを介して第１、第２、第３フランジ１１
ｃ，１４ａ，１７ａ及び上蓋１９は重合せ可能に構成さ
れる。

【００１４】第１、第２、第３フランジ１１ｃ，１４
ａ，１７ａ及び上蓋１９には同軸状に貫通して締結孔１
１ｅ，１４ｄ，１７ｅ，１９ｂがそれぞれ形成され、こ
のそれぞれの締結孔１１ｅ，１４ｄ，１７ｅ，１９ｂに
上蓋１９側から締結手段である締結ネジ２２を挿入して
第１フランジ１４ａ側からナット２３を螺合することに
より重ね合された第１、第２及び第３フランジ１１ｃ，
１４ａ，１７ａ及び上蓋１９とは気密に締結される。加
熱ヒータ１６は吸着剤１２に対応するカラム１４の周囲
に設けられ、カラム１４の上部及び下部の各周囲には冷
媒導入管２４及び冷媒排出管２６が接続された冷媒流路
２７がそれぞれ形成される。加熱ヒータ１６は吸着剤１
２を加熱することにより吸着剤１２を燃焼させるととも
に、冷媒流路２７に冷媒を流通させることによりその熱
がそれ以外の部分に伝達することを防止するように構成
される。

【００１５】このように構成された吸着済吸着剤の燃焼
装置における被処理液中の所定の成分の吸着剤１２への
吸着は、図１の実線矢印で示すように、先ず耐熱性カラ
ム１４の下部に形成された導入口１４ｅから処理する被
処理液を流入させる。導入口１４ｅから流入した被処理
液は下方からカラム１４の内部に進入し、耐熱性内装容
器１１の下部に設けられた底部１１ａを通過して吸着剤
１２に達する。この被処理液の吸着剤１２内部への流通
により被処理液内部の所定の元素は吸着剤１２に吸着さ
れ、被処理液が処理される。処理が完了した被処理液は
蓋体１３を通過して内筒１７に進入し、内筒１７に進入
した被処理液は上蓋１９の排出口１９ａから外部に排出
される。

【００１６】吸着剤１２に所定量の元素が吸着して吸着
剤１２を処理する必要を生じた場合には、一旦被処理液
の導入口１４ｅからの流入を停止し、図の破線矢印で示
すように、被処理液を流通させた方向と逆に上蓋１９の
排出口１９ａからエアをカラム１４の内部に流通させる
とともに、加熱ヒータ１６をオン状態にして吸着剤１２
を加熱する。加熱ヒータ１６による吸着剤１２の加熱温
度は吸着剤１２の種類により適宜決定されるが、吸着剤
１２がタンニン系吸着剤である場合には少なくとも６０
０℃以上に吸着剤１２を加熱することが必要である。こ
の加熱ヒータ１６による加熱により吸着剤１２はカラム
１４の内部に流通するエア内の酸素と反応して燃焼す
る。

【００１７】燃焼により吸着剤１２は減容し、吸着剤１
２に吸着された元素は酸化物として残存する。この場
合、底部１１ａ及び蓋体１３が酸化金属元素の通過を阻
止する大きさの孔を有する多孔質耐熱性材料により形成
されているので、酸化物元素はカラム１４内部に流通す
るエアとともに廃棄処理系に飛散することはなく、目的
酸化物は有効に内装容器１１の内部に残存する。特に吸
着剤１２がタンニン系吸着剤であればこの燃焼により完
全燃焼し、有毒ガスを発生することなく焼却し、吸着さ
れた元素のみが酸化物として内装容器１１に残存する。

【００１８】吸着剤１２の燃焼が完了したならば、内装
容器１１の内部に残存する酸化物を回収する。図２に示
すように、酸化物の回収は締結ネジ２２による締結を解
除して上蓋１９を取外し、内装容器１１をカラム１４か
ら図の破線矢印で示すように取出す。この場合、加熱ヒ
ータ１６が吸着剤１２を加熱する際に冷媒流路２７に冷
媒を流通させれば、加熱ヒータ１６の熱が吸着剤１２以
外の他の部分に伝達することを防止するため、高温のカ
ラム１４を取扱う場合に比較して内装容器１１をカラム
１４から取出す作業が比較的容易になる。次に、内装容
器１１と内筒１７を固定している雄ねじ１８を緩めて固
定を解除した後、内筒１７を内装容器１１から抜出す。
内筒１７を抜出した内装容器１１を逆向きにして重力に
より内装容器１１の内部に残存する酸化物金属２８を図
の実線矢印で示すように回収する。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、カ
ラムの周囲に加熱ヒータを備えたのでカラムの内部にお
いて吸着剤を燃焼させることができ、吸着剤を内装容器
に充填してカラムに設けたので、吸着剤の燃焼後におけ
る酸化物の取扱いを容易にすることができる。この結
果、吸着済吸着剤を簡便に減容し、かつ吸着剤に吸着さ
れた目的元素を酸化物の形態で容易に回収することがで
きる。また、耐熱性カラムと内装容器と内筒に第１フラ
ンジ、第２フランジ及び第３フランジを形成し、第１、
第２及び第３フランジと上蓋とを締結手段により気密に
締結すれば、締結手段による締結を解除するだけで内装
容器のカラムからの離脱を可能にし、加熱ヒータが吸着
剤を加熱する際に冷媒流路に冷媒を流通させれば、加熱
ヒータによる熱が吸着剤以外の他の部分に伝達すること
を防止している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸着済吸着剤の燃焼装置の縦断面図。

【図２】その装置から酸化物を回収する状態を示す構成
図。

【符号の説明】

１１ 耐熱性内装容器 １１ａ 底部 １１ｃ 第２フランジ １２ 可燃性吸着剤 １３ 蓋体 １４ 耐熱性カラム １４ａ 第１フランジ １４ｅ 導入口 １６ 加熱ヒータ １７ 内筒 １７ａ 第３フランジ １９ 上蓋 １９ａ 排出口 ２２ 締結ネジ（締結手段） ２３ ナット（締結手段） ２７ 冷媒流路

フロントページの続き (72)発明者 小泉 博道 茨城県那珂郡那珂町大字向山字六人頭1002 番地の１ 三菱マテリアル株式会社那珂エ ネルギー研究所内 (72)発明者 菊池 俊明 茨城県那珂郡那珂町大字向山字六人頭1002 番地の１ 三菱マテリアル株式会社那珂エ ネルギー研究所内 (72)発明者 白土 渡 茨城県那珂郡東海村大字舟石川622番地１ 三菱原子燃料株式会社新事業開発センタ ー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通液可能な多孔質耐熱性材料により形成
   された底部(11a)を有しかつ被処理液中の所定の成分を
   吸着する可燃性吸着剤(12)が充填される耐熱性内装容器
   (11)と、 前記内装容器(11)を封止する通液可能な多孔質耐熱性材
   料により形成された蓋体(13)と、 前記内装容器(11)を取出し可能に収容し前記被処理液が
   通過可能に形成された耐熱性カラム(14)と、 前記カラム(14)の周囲に設けられ吸着後の前記吸着剤(1
   2)を燃焼させる加熱ヒータ(16)とを備えた吸着済吸着剤
   の燃焼装置。
2. 【請求項２】 耐熱性カラム(14)の下部に形成され被処
   理液を導入する導入口(14e)と、 前記耐熱性カラム(14)の上端外縁に形成された第１フラ
   ンジ(14a)と、 内装容器の上端外縁に形成され第１フランジ(14a)上に
   配置される第２フランジ(11c)と、 上端外縁に前記第２フランジ(11c)上に配置される第３
   フランジ(17a)が形成され下端に蓋体(13)が取付けられ
   た内筒(17)と、 前記第１フランジ(14a)に前記第２フランジ(11c)を介し
   て重ね合せた第３フランジ(17a)上に配置され前記被処
   理液を排出する排出口(19a)が形成された上蓋(19)と、 前記第１、第２及び第３フランジ(14a,11c,17a)と前記
   上蓋(19)とを気密に締結する締結手段(22、23)とを備え
   た請求項１記載の吸着済吸着剤の燃焼装置。
3. 【請求項３】 耐熱性カラム(14)の上部及び下部の各周
   囲に前記カラム(14)を冷却する冷媒流路(27)が形成され
   た請求項１又は２記載の吸着済吸着剤の燃焼装置。