JPS58114723A - マイクロ波加熱流動床反応装置 - Google Patents
マイクロ波加熱流動床反応装置Info
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- JPS58114723A JPS58114723A JP56212732A JP21273281A JPS58114723A JP S58114723 A JPS58114723 A JP S58114723A JP 56212732 A JP56212732 A JP 56212732A JP 21273281 A JP21273281 A JP 21273281A JP S58114723 A JPS58114723 A JP S58114723A
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- Japan
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- microwave
- waveguide
- powder
- heated
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/42—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to electric current or to radiations this sub-group includes the fluidised bed subjected to electric or magnetic fields
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明はマイクロ波加熱流動床反応装置に係り、特電：
水分を含有する被処理物例えば、硝酸ウラニル、硝酸プ
ルトニウムを流動床中に導入し、この被処理物にマイク
ロ波を照射して加熱し脱硝反応を生起せしめるマイクロ
波加熱流動床反応装置ａ二関する。
水分を含有する被処理物例えば、硝酸ウラニル、硝酸プ
ルトニウムを流動床中に導入し、この被処理物にマイク
ロ波を照射して加熱し脱硝反応を生起せしめるマイクロ
波加熱流動床反応装置ａ二関する。
発明の技術的背景
一般ζ二加熱流動床反応装置は反応塔体内６＝分散板を
設けるとともに、該分散板上に流動床を形成させ、この
流動床内（二液処理物を導入しこれを加熱するものであ
る。この加熱手段には分散板の下部から熱風を圧送する
手段が採られている。
設けるとともに、該分散板上に流動床を形成させ、この
流動床内（二液処理物を導入しこれを加熱するものであ
る。この加熱手段には分散板の下部から熱風を圧送する
手段が採られている。
しかしながら、被処理物中の含有水分が多く工程全体と
してエンタルピ律速なプロセスとして利用される場合、
必要とする熱量を熱風でまかなうことは技術的ないしは
経済的に無理があり、別の加熱手段を講じる必要がある
。
してエンタルピ律速なプロセスとして利用される場合、
必要とする熱量を熱風でまかなうことは技術的ないしは
経済的に無理があり、別の加熱手段を講じる必要がある
。
かかるエンタルピ律速なプロセスの一つとして、使用済
核燃料を再処理する工程の一部分に脱硝反応工程が知ら
れている。
核燃料を再処理する工程の一部分に脱硝反応工程が知ら
れている。
この工程は硝酸クラニル原液を熱分解して水分およびＮ
Ｏ，ガスを放出し、酸化ウランに変換するものであり、
約２０００ ＫｍｌＥ／ＩＩＩＵ程度の熱量が要求され
る。
Ｏ，ガスを放出し、酸化ウランに変換するものであり、
約２０００ ＫｍｌＥ／ＩＩＩＵ程度の熱量が要求され
る。
背景技術の問題点
このような要求に対して、従来この種脱硝反応工程に用
いられる加熱流動床反応装置では、該装置の外壁ζ二抵
抗式ヒーター等を設けた外熱方式により加熱している。
いられる加熱流動床反応装置では、該装置の外壁ζ二抵
抗式ヒーター等を設けた外熱方式により加熱している。
しかしながら、この外熱方式では所要の熱量の供給が容
易かつ効果的に行なうことができない問題点がある。
易かつ効果的に行なうことができない問題点がある。
即ち、かかる方式によると伝熱面積に限度があるため、
所要の熱量を供給する手段を適宜選定しなければならず
、特に処理量を増大するために装置のスケールアップを
計る場合にその選定が問題となる。
所要の熱量を供給する手段を適宜選定しなければならず
、特に処理量を増大するために装置のスケールアップを
計る場合にその選定が問題となる。
一方、必要な熱量を確保するため、流動床部位の装置の
壁温を高くする場合には、該装置の材料の耐食性および
該装置外部への放熱量の増大に伴う熱損失が増加するこ
ととなる。
壁温を高くする場合には、該装置の材料の耐食性および
該装置外部への放熱量の増大に伴う熱損失が増加するこ
ととなる。
更に装置の壁温を高くすると生成物ＵＯ，粉末の粒径コ
ントロールが困難となり、かつ流動床の一時的な流動限
外等に伴う伝熱不良により流動床の凝集等が生じ、装置
の運転を不能にする重大なトラブルが発生する恐れが増
大する。
ントロールが困難となり、かつ流動床の一時的な流動限
外等に伴う伝熱不良により流動床の凝集等が生じ、装置
の運転を不能にする重大なトラブルが発生する恐れが増
大する。
このような事情から、抵抗ヒーター等の加熱手段を塔内
に設けた内部加熱方式とすることも考えられるが、被処
理物が放射性物質を含有するため、放射性物質の外部洩
れを防止する必要がある。ま −ま たヒーターの保守または交換等に構造上の問題が生じる
。さらに特に一般の円筒型流動床では粒子の流動化状態
を良好に１持するためζ二内部ヒーターの寸法（＝制限
を受けるだけでなく、伝熱面積を増大することが制限さ
れる。
に設けた内部加熱方式とすることも考えられるが、被処
理物が放射性物質を含有するため、放射性物質の外部洩
れを防止する必要がある。ま −ま たヒーターの保守または交換等に構造上の問題が生じる
。さらに特に一般の円筒型流動床では粒子の流動化状態
を良好に１持するためζ二内部ヒーターの寸法（＝制限
を受けるだけでなく、伝熱面積を増大することが制限さ
れる。
発明の目的
本発明は、以上の欠点を除去するため礪二なされたもの
でマイクロ波加熱流動床反応装置書＝おり）て、流動床
を構成する反応塔体を導波管で形成し、その流動床内に
マイクロ波吸収材を設けてその吸収材でマイクロ波を吸
収し、その吸収材カー発熱することを利用して被処理物
へ与える間接的な熱源書＝使用することを特徴とするマ
イクロ波加熱流動床反応装置を提供すること１＝ある。
でマイクロ波加熱流動床反応装置書＝おり）て、流動床
を構成する反応塔体を導波管で形成し、その流動床内に
マイクロ波吸収材を設けてその吸収材でマイクロ波を吸
収し、その吸収材カー発熱することを利用して被処理物
へ与える間接的な熱源書＝使用することを特徴とするマ
イクロ波加熱流動床反応装置を提供すること１＝ある。
発明の概要
本発明は導波管で反応塔体が形成され、該導波管内に設
けられた流動床内に水分を含有する被処理物を導入し前
記被処理物６ニマイクロ波を照射して加熱脱水するよう
にし前記導波管内ζ二マイクロ波吸収材料を設けてなる
ことを特徴とするマイクロ波加熱流動床反応装置である
。
けられた流動床内に水分を含有する被処理物を導入し前
記被処理物６ニマイクロ波を照射して加熱脱水するよう
にし前記導波管内ζ二マイクロ波吸収材料を設けてなる
ことを特徴とするマイクロ波加熱流動床反応装置である
。
発明の実施例
以下図面峨＝基づき本発明に係るマイクロ波加熱流動床
反応装置を使用済核燃料再処理設備の一部に使用される
脱硝反応工程の例で説明する。
反応装置を使用済核燃料再処理設備の一部に使用される
脱硝反応工程の例で説明する。
第１図において、流動床反応装置の反応塔体は導波管２
によって構成されてｂ）る。
によって構成されてｂ）る。
との導波管２には上端部２ａを貫通してマイクロ波発振
機１が接続されている。
機１が接続されている。
また導波管２の上部側面には被処理物たとえ）ｆ硝酸ウ
ラニル溶液を供給する給液装置３カを接続される。給液
装置６は配管３ａを介して供給ノズルが接続されている
。
ラニル溶液を供給する給液装置３カを接続される。給液
装置６は配管３ａを介して供給ノズルが接続されている
。
供給ノズル４から被処理物が導波管２内書＝散布される
。
。
また導波管２の下端部２ｂには給気装置９力１ら送られ
た空気を内部に供給する給気ライン１６カを接続され、
導波管２内には分散板７カを設４すられ、この分散板７
の上部内壁面（二間接的な熱源となるたとえばフェライ
ト製筒体のマイクロ波吸収材６が配設されている。
た空気を内部に供給する給気ライン１６カを接続され、
導波管２内には分散板７カを設４すられ、この分散板７
の上部内壁面（二間接的な熱源となるたとえばフェライ
ト製筒体のマイクロ波吸収材６が配設されている。
さらに導波管２のほぼ中央部側面（二は酸化ウランなど
の脱硝生成物５を収納容器１０に排出させるための排出
ライン８が設けられている。
の脱硝生成物５を収納容器１０に排出させるための排出
ライン８が設けられている。
なお、上部側面には、流動床内で発生するガスおよび給
気装置９から上昇する空気に同伴する微粉末を処理する
排ガス処理装置１２が設けられている。
気装置９から上昇する空気に同伴する微粉末を処理する
排ガス処理装置１２が設けられている。
本明細蕾では反応塔を構成する導波管２内に被処理物が
供給され該導波管２の下方に設けられた給気装置９の給
気ライン１３から供給される気体が分散板７を通過し脱
硝生成物５を浮遊させる状態を流動床と呼ぶ。
供給され該導波管２の下方に設けられた給気装置９の給
気ライン１３から供給される気体が分散板７を通過し脱
硝生成物５を浮遊させる状態を流動床と呼ぶ。
しかして、上記装置において、あらかじめＵＯ。
粉体を導波管２内の分散板７上に投入し給気装置９から
導波管２内に所定流量で供給し、流動床を形成する。
導波管２内に所定流量で供給し、流動床を形成する。
そして、給液装置３から硝酸クラニル溶液を供給ノズル
４から流動床内に供給し、マイクロ波発振機１を発振さ
せ加熱する。
４から流動床内に供給し、マイクロ波発振機１を発振さ
せ加熱する。
また、供給された硝酸クラニル溶液は、あらかじめ投入
したＵＯ，粉末に付着するがマイクロ波加熱されて水分
が蒸発し硝酸ウラニルの固形物となって乾固し、該乾固
物はさらに加熱され脱硝してＵＯ，粉末となる。
したＵＯ，粉末に付着するがマイクロ波加熱されて水分
が蒸発し硝酸ウラニルの固形物となって乾固し、該乾固
物はさらに加熱され脱硝してＵＯ，粉末となる。
さらに蒸発時に発生する水蒸気および脱硝反応工程生す
るＮＯｘガスは供給空気とともに上昇するが同時にＵＯ
，微粉末も飛沫同伴する。これら水蒸気、ＮＯｘおよび
少量のＵＯ，粉末は排ガス処理装置１２により処理され
て純化された後、大気中に放出される。
るＮＯｘガスは供給空気とともに上昇するが同時にＵＯ
，微粉末も飛沫同伴する。これら水蒸気、ＮＯｘおよび
少量のＵＯ，粉末は排ガス処理装置１２により処理され
て純化された後、大気中に放出される。
生成したＵＯ，粉末は導波管２内に蓄積し、所定量に増
加すると排出ライン８から溢流し排出され回収容器１０
内に導びかれる。
加すると排出ライン８から溢流し排出され回収容器１０
内に導びかれる。
しかして、上記流動床においてマイクロ波エネルギーは
発振したエネルギーの１／２程度がＵＯｓ粉末に吸収さ
れ、他はマイクロ波吸収材６に吸収され発熱し、間接的
にＵＯ，粉末を加熱する。
発振したエネルギーの１／２程度がＵＯｓ粉末に吸収さ
れ、他はマイクロ波吸収材６に吸収され発熱し、間接的
にＵＯ，粉末を加熱する。
第２図および第３図は本発明装置におけるマイクロ波吸
収材料の流動床内での配置状態を示した 、１もの
である。
収材料の流動床内での配置状態を示した 、１もの
である。
第２図は第１図におけるＡ −Ａ’矢視方向を切断して
示した横断面である。
示した横断面である。
第２図から明らかなようにマイクロ波吸収材料６は導波
管２の内側全面にわたって配置されている。
管２の内側全面にわたって配置されている。
また、第３図および第４図に示したように棒状のマイク
ロ波吸収材料１４を分散板７上に軸方向に沿ってたて長
に配列することもできる。
ロ波吸収材料１４を分散板７上に軸方向に沿ってたて長
に配列することもできる。
このマイクロ波吸収材料１４は棒状だけでなく平板状で
もよい。
もよい。
なお、第４図は第６図のＢ −Ｂ’矢視方向に沿って切
断した横断面図である。
断した横断面図である。
上記実施例のほかに分散板７をマイクロ波吸収材料で形
成することもできる。この場合には加熱効果はいっそう
良好になる。
成することもできる。この場合には加熱効果はいっそう
良好になる。
マイクロ波吸収材料としてはニッケル・亜鉛・鉄酸化物
、マンガン・亜鉛・鉄酸化物、ニッケル・銅・亜鉛・鉄
酸化物、マンガン・マグネシウム・鉄酸化物、コバルト
・鉄酸化物、バリウム・鉄酸化物、ヌトロンテクム・鉄
酸化物、鉛・鉄酸化物などＸ −ｒｅ、０． （ただし
Ｘは２価の金属イオン）で表わされる化合物の少なくと
も１種から選らばれたものである。
、マンガン・亜鉛・鉄酸化物、ニッケル・銅・亜鉛・鉄
酸化物、マンガン・マグネシウム・鉄酸化物、コバルト
・鉄酸化物、バリウム・鉄酸化物、ヌトロンテクム・鉄
酸化物、鉛・鉄酸化物などＸ −ｒｅ、０． （ただし
Ｘは２価の金属イオン）で表わされる化合物の少なくと
も１種から選らばれたものである。
以上述べた実施例は特に使用済核燃料の再処理工程の一
部における脱硝反応工程で被処理物（硝酸クラニル溶液
）を処理するのに好適する。
部における脱硝反応工程で被処理物（硝酸クラニル溶液
）を処理するのに好適する。
即ち、かかる被処理物は、臨界安全的問題から流動床の
塔径または、幅に制約を受けるが、第１図に示す様に導
波管形流動床３の寸法を １００〜１５０１１１１ｍに
すれば臨界安全上問題はなく、周波数２４５０ ＭＨｚ
のマイクロ波発振器に使われる導波管の巾の寸法が１０
９ ｎであることから問題は生じない。
塔径または、幅に制約を受けるが、第１図に示す様に導
波管形流動床３の寸法を １００〜１５０１１１１ｍに
すれば臨界安全上問題はなく、周波数２４５０ ＭＨｚ
のマイクロ波発振器に使われる導波管の巾の寸法が１０
９ ｎであることから問題は生じない。
発明の効果
上述した様に、本発明では導波管で構成した流動床内に
誘電損失（ｅ−δ）が大きいマイクロ波吸収材料を配置
することによって、その材料自身がマイクロ波を吸収し
て発熱する。よつ゛ご、間接的な加熱源となり、従来損
失していたマイクロ波エネルギーを効率良く利用できる
ため流動床内の加熱効率が大きくなる効果がある。
誘電損失（ｅ−δ）が大きいマイクロ波吸収材料を配置
することによって、その材料自身がマイクロ波を吸収し
て発熱する。よつ゛ご、間接的な加熱源となり、従来損
失していたマイクロ波エネルギーを効率良く利用できる
ため流動床内の加熱効率が大きくなる効果がある。
また従来流動床の加熱源に使用していた抵抗線式ヒータ
等が不用となるため装置を単純化でき、しかも装置の保
守点検が容器になるなどの効果がある。
等が不用となるため装置を単純化でき、しかも装置の保
守点検が容器になるなどの効果がある。
第１図は本発明に係る導波管型流動床を用いたマイクロ
波加熱流動床反応装置の一実施例を１部ブロックで示す
縦断面図、第２図は第１図のＡ −Ａ′矢視検断面図、
第６図は第１図ζ：おける反応装置の流動床の他の例を
示す縦断面図、第４図は第３図のＢ −Ｂ’矢矢視検量
面図ある。 １ ・・・マイクロ波発振機 ２・・・導波管 ６ ・・・マイクロ波吸収材 ７ ・・・分散板 ３・・・給液装置 １０ ・・・回収容器 ５ ・・・被処理物 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図
波加熱流動床反応装置の一実施例を１部ブロックで示す
縦断面図、第２図は第１図のＡ −Ａ′矢視検断面図、
第６図は第１図ζ：おける反応装置の流動床の他の例を
示す縦断面図、第４図は第３図のＢ −Ｂ’矢矢視検量
面図ある。 １ ・・・マイクロ波発振機 ２・・・導波管 ６ ・・・マイクロ波吸収材 ７ ・・・分散板 ３・・・給液装置 １０ ・・・回収容器 ５ ・・・被処理物 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、流動床内に水分を含有する被処理物゛を導入し前記
被処理物にマイクロ波を照射して加熱脱水するようにし
たマイクロ波加熱流動床反応装置において、前記流動床
を構成する反応塔体を導波管で形成するととも６二該導
波管内にマイクロ波吸収材料を設けてなることを特徴と
するマイクロ波加熱流動床反応装置。 ２、マイクロ波吸収材料は導波管の内壁面または流動床
内に設けられてなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のマイクロ波加熱流動床反応装置。 ６、分散板はマイクロ液吸収材料により形成されたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波加
熱流動床反応装置。 ４、マイクロ波吸収材料としてパリクム・鉄酸化物、ス
トロンチウム・鉄酸化物、マンガン・マグネシウム・鉄
酸化物、コバルト・・鉄酸化物、アルミニウム・ニッケ
ル・鉄酸化物、アルミニウム・ニッケル・亜鉛・鉄酸化
物から選ばれた少なくとも１種のフェライト材料からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイク
ロ波加熱流動床反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212732A JPS58114723A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | マイクロ波加熱流動床反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212732A JPS58114723A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | マイクロ波加熱流動床反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58114723A true JPS58114723A (ja) | 1983-07-08 |
Family
ID=16627510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56212732A Pending JPS58114723A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | マイクロ波加熱流動床反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58114723A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145191A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Kobe Steel Ltd | 放射性廃棄物の処理方法 |
| JP2011088767A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Japan Atomic Energy Agency | 製品添加によるマイクロ波吸収・発熱効果を利用した金属酸化物粒子の製造方法 |
| CN102649725A (zh) * | 2011-02-24 | 2012-08-29 | 中国科学院金属研究所 | 一种微波强化酯化反应精馏装置与工艺 |
-
1981
- 1981-12-29 JP JP56212732A patent/JPS58114723A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145191A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Kobe Steel Ltd | 放射性廃棄物の処理方法 |
| JP4579893B2 (ja) * | 2006-12-07 | 2010-11-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 放射性廃棄物の処理方法 |
| JP2011088767A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Japan Atomic Energy Agency | 製品添加によるマイクロ波吸収・発熱効果を利用した金属酸化物粒子の製造方法 |
| CN102649725A (zh) * | 2011-02-24 | 2012-08-29 | 中国科学院金属研究所 | 一种微波强化酯化反应精馏装置与工艺 |
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