JPS60178209A - 物質混合物処理方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物質混合物の処理装置及び方法に糸り、より詳
しくは焼却炉を用いて放射能汚染物等の屍莱物を有効に
処理し得る装置・方法に関する。

この棟の装置６は王として、可燃性ノ↓シ分と不ノ然性
成分との混在するｙｉＡ棄吻、特に放射能廃棄物の処理
に用いられている。混合物は炉内金時−トし、炉床に円
錐状に堆積する。この円錐は実際の燃：立案の紙面を形
成することとなり、炉底面を保みする。不燃性重質は円
錐表ノーで溢解し、底面（！こおける排出口より液化し
た状態にて炉外に↑非出さＪ’Ｌる。

この踵の装置としてＦｉ特開昭４９−４２１７１号公報
に記載のものが知られている。これによれば、炉内環状
仝１ｄＪ域をその頂部にふ・いて閉塞するカバーに排出
口が設けられているため、ここから燃焼ガスの一部が炉
外に漏出してしまう。

・　したがって廃棄物が炉床に堆積する前に廃棄物から
水分が失なわれてしまい、また燃焼ガスの二次処理を極
めて困難にしていた。史には、被処理物質は炉内環状空
間域において回転ジャケットにより分散せしめられるが
、炉内に送入された物質は専ら重力によって降下しよう
とするため底面上に均等に分散させることは困難であり
、このため装置の処理効率に悪影＃を与えていた。

本発明は上記従来技術の不利欠点を解消し、廃棄物処理
装置における焼却炉の処理効率を高め燃焼ガスの炉外漏
出を防ぐことを目的とする。

更には本発明は、被処理物質を焼却炉の底面に対し十分
に均等に分散させることのできる処理装置を提供するこ
とを目的とする。

本発明の更に別な目的は、上記したような装置ｆｔを用
いて物質混合物を有効に処理することのできる方法を提
供することにある。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

図面中間−の・符号は同一の部材ないし構成袋素を示す
ものである。

第１図に示すツ６棄物処理装置に卦ける焼却炉２の炉頂
には主バーナ−３が配設され、またその周側上部に向け
て供給管１が開口連結されている。焼却炉２には主バー
ナ−３よシ圧描燃料及び圧縮空気が送り込まれ、例えは
約’ｌ、　ｋｐａの圧力条件下で運転することがでさる
ものであるが、例えば約−２ｋｐａの負圧条件下におい
ても可動で、ちる。放射ｌｆｆ１Ｃ汚染物等の被処理物
質は供給管１内のベルトコンベヤ４によって焼却炉２内
に装入される。このような被処理物Ｘは一般に可燃性成
分と不燃性成分とが混在しているものであって、本発明
によるこの装置は可燃性成分１０〜ｇ　０ｗｔ０％と不
燃性ｌＪｉ分９０〜１０ｗｔ、。

％の混合物より成る廃棄物を有効に処理することができ
、ｌ侍に被処理物質が可燃性成分８０〜９ＱＷｔ、％と
不燃性成分２０〜ｌ　Ｑ　ｗｔ１％から成るような場合
に有効に働く。被処理物質には＃！　Ａ！Ｉ　’ｃ混入
して用いることができる。

焼却す２の炉床は開口部５を介して副燃・暁塁６に接続
されており、焼却ｉｐ　２　ｔｃおける加熱ないし燃焼
過程で生成した吻、ＩＡ１即ち被処理物質中の可燃性成
分の盤υＬカス及び残留１勿及び揮元吻質がこの排出口
５＋Ｃ辿って゛ド方の副燃グ耗室６にＪ県仄導入される
ようになっている。−１」燃焼室６は１（１１火金属で
形成さｊＬ１、史にその内壁には耐火物によるコーティ
ングが施されている。焼却υ４２から排出さｇた慈滉残
留吻はこの則燃焼至６　Ｄｔ　：ｂ、いて二次処↓：ｉ
　ａ　ｎ、、液体分と気体分とに分１：ｊｌ　、！れる
。

１、Ｉｉｌ燃’ａ　？＋ｉ　６　＋’、ｔでの）ｉｌ　
ｔｔＢ　Ｖこおい−Ｃ開口さノし、二＋ｉｉ璧ｉｉｌ造
金イ］する水冷パイグ１を介してべべ状化エソμ！ｉ室
８と連結、ｒる。処」ｊ１！号変８は気密シールさｊＬ
、づと共Ｖこその内部は水温Ａ′／Ｊ　ｊ（□　ｌｌの
水で〈「：ちたきれて４．−り燃・ｉ３’８残’ｒｊ（
１勿のりもの液体分をここでφ：０）す固化−ｊｊ−１
，めベレット状の膣１　ｋｓｌとする。このようＱζし
てイ与られｆｃ　＋１ｍ　１〜ｔは適当な手段（図示せ
ず）を用いて処理室８より周期的に排出する↓νを′こ
し、処理水の品貝・Ｔｉ！誠を軸持する。

副燃焼室６の一側には副バーナ−９を南する燃焼室１０
が連設されている。副燃焼室６内の温度は副バーナ−９
により］　３１）　（１〜１６００℃に保たれでいる。

副燃焼室６の他側は耐火金＠製の二次燃焼室１１と一体
的に連結する。二次燃焼盤１１の内１１４１１には耐火
物によるコーティングがなさ几ている３、燃焼残留物の
うちの気体分はこの二次燃焼室１１−の排出口１２より
装置外に排出され、冷却・洗浄・濾過等の処理を受ける
。

副燃焼室６と二次燃焼宿１１の３１　＆”ｒ付近の周壁
には送気管１３が接続され内部に二次空気を送入するよ
うになっている。

燃焼ｆ２の詳細な構成は第２図に７ｔす通りでろって、
円筒形の外殻部１４と漏斗形底面１５とより成る外壁に
対（７、円筒形の内壁１６がこれと同心的にｉ１１！１
設されている。外殻部１４と内壁１６との間には分散ジ
ャケット１７及び移送ジャケット１９が夫々回転ｏＴ能
に設置さ〕ｔｌ　前者には外側に向けて突出した翼片１
８が、後者にけ螺旋状の刀口圧片２０及び移送片２１が
、夫々１：り、・夕１］己１．ジされている。

外１．々ｉ’ｒｌｊ　ｌ　４はく改風−で、５す、底部
１５は耐火１メ４ミ金目で作らｔしてい良、１排出口５
は底部１５の中心に形成さＪｌｌ、この周囲には円部に
冷却水を１１）′↓渦すしめｂよう十、１ダ成びれた冷
却ダクト２２が環設され、更にはこれらをリング２３が
包囲するｊｊ［ｌ　＜　Ｉｆ＆成され−Ｃいつ。

１＋’（＋ｆ７１１５のｊｌｉｌｌ而に（，１作］ｇ１
１ダクト２斗及び空気、；ｉ　２　’＞が旧設、Ｉｇ、
こ７′ｌ、らを辿し−Ｃ冷却水及び梁（（が炉内に送り
込＝ｎる。

軽ｊ、Ｉ」炉２の炉内部体、即ち内壁１Ｇ、分散ジー＼
′ケット１７及び移送ジャケット１９は外殻部１４」二
に〕収シ外し口」ｆ泪に４ｉ’２　ｆ紅されたカックー
２６に吊り下げられている。内壁１６はカバー２６に固
着されているのでカバー２６載置状態においては外殻部
１４に対し固定的な位置関係をとる。

固定内壁１６と移送ジャケット１９の上端間にシよ水封
室２７が設けられ、同様に分数ジャケット１１と移送ジ
ャケット１９及び外壁１４との夫々上端間には夫々水封
室２７が介在する。

内壁１６と耐火コーディングをイ■する釣鐘状部材２９
とにより炉内中心部？″ｉ略ね円錐形状に形成され、そ
の上端には羽口３０に設けて燃焼に必要な空気をパイプ
３１を介して導入すると共に、釣鐘部２９の下端には冷
却ダクト３２を設けて冷却液を圧入するようになってい
る。

釣鐘部２９の上部閉塞端中央部に設置された主バーナ−
３Ｋは燃料供給′ｉ￥３３を通じて燃料が供給されると
共に送風α３４から空気が送り込まれる。３５はバーナ
ー３を冷却するための冷却液供給管である。

燃焼のための空気圧は炉内圧に比べ０．２〜５ｋｐａ程
度大なる状態で送風管３１に供給し、このようにして供
給された過圧状態の空気が羽口３０及びパイプ３７を通
じて炉内中心部に送入される。空気室２５より羽口３６
を通じて炉内下方域に送入されるについても同様に炉内
圧よりも０．２〜５　ｋｐａ過圧とすることが望せしい
。

炉内に１４人され７ｃ空気は燃焼を開始促進させる／ど
（・Ｙでなく炉内、背に・ｐ床部５を冷却する働きをも
有し、ここで予熱された空気が炉内中央部に達して）然
ノ尭用に用いられる。

炉内中央部の燃焼状態全Ｉｇ＋！察するためパイプ３Ｂ
、３９が釣鐘部２９を貫通して配設されている。

被処理物質はモーター（図示せず）によって、ＩＪ入動
されるスクリュー４により、炉頂部において外１１ジ１
４と分散ジャケット１７との川Ｊに形成さ７また環状の
壁間域内に送入きれる。分散ジャケット１１の下端に固
着された披処理物質分牧片１８は、ｉ供給管１の炉頂部
に対する開口位置とばぼ同じ高さしこ位１ｄするため、
炉頂部に導入されｆ：被処理【物質は直ちにこの分散片
１日により上記舅状墾間域内に均等に分散せしめられる
。

分散ジャケット１７はクラウンギヤ４６に固ＩＴされ、
モーター（図示せず）によシ適当な駆動４支ｉ／’？を
介しで、飼えば２　Ｑ　ｒ、Ｉ）、Ｉｌｌの速度で回＋
１伝−Ｊ″６つ一方、移送ジャケット１９は別のクラウ
ンギヤ４７にｊｉ！：１着され、モーター（図示せｒ）
Ｖこより”Ｕ　功ａｎ　Ｍ＊　４５　’ｆｃ　＃　Ｌで
、例えば３　ｒ、Ｉ）、Ｉｌｌの運１ｉで回（云する。

＋ｔ１又ジャケット１７のＦ　ｙｍが前記したように供
給管１の囲一部付近に位置するのと異なり、移送ジャケ
ット１９はよシト”力士で、即ち内壁１６の下端付近に
１で延長さｌシ、か”つより内壁に近接して配設されて
い−〉。

Ｚ走ジャケット１９０周側に螺旋状に取り付けら＋１−
　ｆＣＦＡ４　檄の分散片２（１；ｆ、いずれも分散ジ
ャケット１７の下方に位置している。こｔＬら分散片２
０　！’、ｔ　ｒ’９　〕＜’ｓジャケット１９と外壁
１４との１イ１の空間域４２に存仕する被処理物質を下
方に加圧すべく作用シフ、これにより彼処４！を物質は
空間域４２否−分赦［７ながら均等なスピードで降下す
る。

一方、移送ジャケット１９の下端に環設された移送片２
１は被処理物質を上記空間域４２から、底内１１５と釣
鐘部２９との間に形成された燃焼域４３へ移動させる働
きを有する。

このようにして移３助された被処理１勿質（は底而１５
上に円錐形に推遺し、その開口部は排出口５に通じてい
る。

燃焼域４３に堆積した廃棄物は主バーナ−３による燃焼
処理を受け、所要時間の燃焼が継続される。・燃＋ｌＬ
、ｖｃよる放熱は釣鐘部２９の耐火壁に導かれて底面１
５上に円錐形状に堆積する廃棄物を照射する。燃焼域４
３に於ける加熱温度はバーナー３に対する燃料供袴率及
びスクリュー４によシ供給される廃棄物の供給率及び成
分に応じて異なるが、一般Ｋ　１３００〜１６００℃の
範囲内で、ｂる。また、この温度は、いかなる場合にも
廃棄物中の不燃性成分の融点以上でなければならず、即
ち円錐形に堆積した廃棄物のうちの表層部が不燃性成分
の融点以上に加熱されなければならない、溶解した廃棄
物は液体の小滴となって円錐の傾斜面を伝って流れ落ち
、次いで排出口５から排出されて処理室８にて固体化さ
れることは既述の通シである。

底面１５上に堆積した廃棄物及び液化したその表層部は
底面１５を隠ぺいし熱照射から隔離することになるため
、冷却ダクト２４から６却されていることとも相俟って
、底面１５は燃焼処理中においても比較的低温を維持す
ることができ、７０℃以上になることは殆んどない。

底面１５の羽Ｉ］３６から送入された燃焼空気　゛は熱
照射域４３に全９、円錐状の廃棄堆積物中を通過する。

かくして廃棄推槓物は４つのゾーンに分かれ、即ち燃焼
空気により乾燥状態とされている物質より成る最下層域
、熱的に不安定な成分が上層からの、４を受けて分解し
そこでの生成ガスを燃焼空気とともに上層へ伝える役割
をする熱分層成ないし予備燃焼域、可燃性物質と熱分解
による生成ガスとが酸素と反応する場゛所となる燃焼域
、及び不燃性物質と灰分とが溶解してスラグとなる溶解
表層域より成り、夫々の境界域においては渾然一体とな
シつつもこれら４つの域が廃棄堆積物を構成するもので
ある。

燃焼ガスは廃棄体積物の液化表層を通って唯一の排出口
５から炉外に排出される。この液化表ノーはフィルター
の動きをしかなシの量の吻買苓−内部！ＩＣ留めるため
、上記燃焼ガスの流動により廃１酎吻は盛大な択紮、わ
けて燃焼される。

ＩＱ；　、＝ｈ　したように燃焼残留物ｔま副燃焼室６
にて７ｉｌｊ体分と気体分とに分けられる。分離された
気し１ζ分の残留物は二次燃焼室１１で完全燃焼される
。

炉・■・法に際してはわずかに正帰した窒素ガス嚢１．
Ｉ（伶’Ｔ：ｆ　１よりｐ内に・本人することが望まし
く、こＪしによりど２量減４１又は４２に過大な＝ｆ燃
性、ないし暴発１（１：ガスが充満すること金防ぐこと
ができる。

本発明は上記した笑楕的に限定されるものではなく、・
亡の軸＋７１（内圧於いて多くの変形を行うことができ
る。レリえは分散ジャケットと移送ジャケットの回転速
度は前記以外の速度を広範囲にＪ」ぶことが四面であり
、−またこれらを反対方向に回転させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１１Ｘ１ｉ、を本発明による物質混合物処理装置の概
略ｌｊｉ面図、 第２図は第１図示装置の焼却炉部分の拡大詳細断面図で
らる。 １．４・・・装入手段　２・・・焼却炉３・・・バーナ
ー　５・・・排出口 １４・・・外殻　１５・・・底面 １６・・・中心部体　１７．１８・・・分数手段＋９．
２０・・・移送手段　２５．３６・・・給気小紋２６・
・・カバー　２９・・・内壁 ３０．３１．３７・・・給気手段 ４１．４２・・・空間域　４３・・・燃焼室％♂「出願
人　ストウーディセントラム・ヴオア・カーネエナギー 第１図 ！、４Ｊ２図 ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）外殻１４及び排出口５を有する底面１５よｐ形成さ
   れた外壁、ベル状にＩＩＡ斜した内壁２９を有し１．、
   ＩＦ、底面１５との間に燃焼室４３を形成するよう該外
   殻１４内に配設された中心部体１６、該外殻１４と中心
   部体１６との間の環状の空間域４１．４２を閉塞するカ
   バー２６、該中心部体１６の頂部に配設されたバーナー
   ３、被処理物質全項状空間域４１．４２内に装入するた
   めの装入手段１．４、炉内に燃焼空気を送入するための
   手段３０．３１．３７．２５．３Ｇ、及び装入手段１．
   ４より炉内に装入された被処理物質を環状空間域４１に
   於いて分散せしめるための手段１１．１８より成る焼却
   炉２を有するものに於いて、該焼却炉２の前記環状空間
   域の分散手段１７．１８配設位置よりも下方域４２にし
   かも中心部体２６に近接させて被処理物質を前記燃焼室
   ４３に移送せしめるための手段１９．２０゜２１を設け
   、環状空間域＋１．４：ｌをその頂部においてカバー２
   ６により完全に密閉するように形成したことを特徴とす
   る物質混合物の処理装置。 ２）前記移送手段が、駆動手段４５．４６．４７によ多
   回転されるジャケット１９、及び該ジャケット１９の周
   側に固着された複数の加圧片２０及び移送片２１よシ成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の処理
   装置。 ＼ ：３）前記分散手段１７と移送手段１９をカバー２６に
   回転可能に吊り下げて配設し、分散手段１７の上端と外
   殻１４及び移送手段１９との間に夫々第１水封室２７を
   形成すると共に、移送手段１９の上端と中心部１Ｇとの
   間にも第２水封室２７を形成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の処理装置。 ４）前記分散手段１７がＯ〜５０　ｒ、ｐ、ｍ、　＋７
   ）速度で回転することを特徴とする特許請求の範囲４０
   １項乃至ｉ：Ｊ４３項のいずれかに記載の処理装置６、
   っ ５）前記移送手段１９が１／４〜９ｒ、［）、口１．の
   速度で回転することを特徴とする特許請求の範囲ｍｌも
   １項乃至第４項のいずれかに記載の処理装置。 ６）前記中心部体１６が円筒形状であり、内壁２９に耐
   火性コーティングが施されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の処理装
   置。 ７）前記燃焼空気送入手段が、中心部体１６の上端に載
   置された送風口３０、該送風口３０に通じる送ｊ虱看３
   １及び該送ｊ虱口３０と中心部体１６の内部円灸圧秋空
   間域とを連結する少なくとも１のパイノー３７より成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至４６項のい
   ずれかに記１成の処理装置脱。 ８）ＡｉＩ記燃焼空気送入手段が底面１５にて開口する
   少なくとも１の給気装置２５．３６より成る特許請求の
   範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の処理装置。 ９）焼却炉２にその底面１５を冷却する手段２４．２５
   が配設されている特許請求の範囲第１項乃至Ｉ；ｇ８項
   のいずれかに記載の処理装置静。 １．０）　ＫＪ記冷却手段が底面１５の下方側に固設し
   た冷却ダクト２４を有する特許請求の範囲第９項に記載
   の処理装置。 １１）前記冷却手段が底面１５の下方側に固設した送風
   室２５を有する特許請求の範囲第９項又は第１０項に記
   載の処理装置。 １２）　ｉｆＩ記冷却手段が送風室２５よシ成り開口部
   ３Ｇを介して焼却炉ｚ内に通じている特許請求の範囲第
   ８項又は第１１項に記載の処理装置。 １３）可燃性成分と不燃性成分とから成る物質混合物を
   処理するに当たり、主として垂直に延びている環状の頂
   部閉塞空間域とこの下方に連結する主として水平に延び
   ている下部とよシ成る空間域の頂部に原混合物を装入し
   、これにより少なくとも垂直部と同レベルにまで該混合
   物を水平部に充満せしめて該水平部に円＝ｉｉ状シて准
   、債せしめ、もって水平部に於ける燃焼と水平部低面に
   形成さ７’した開口部からのｊ）ｒ出４７何うもの（（
   於いて、前記垂直部に装入さｔ′また混合物音４一回転
   手段により均等に分数−］たしめ、史にｉＩＥ直部ド）
   ５域に存在する混合物を・４ル二回転手段により下方に
   加圧１．て水平域に導くことを！４ケ【１′（七ｒろ、
   物質混合物の処」−１！方防５゜ １・１）　氷乎部力・ら：ｊｉｌ　ｌ：１重金＋＋Ｉ′
   ｉつてυト出寓れる燃ｊ尭θスを（ｌζ過ず６特イ′「
   請求の範囲第１３項に記載の処理方法。 １５）口Ｊ゛燻燃１ｊ５分１０〜す（）Ｗｔ、％及び不
   燃成分９０〜］　Ｑ　ｗｔ、％より成る混合物全処理す
   る特許、請求のＦｉｉｌ）四組］　：３　！Ｉ’を又Ｕ
   ｊ’、　＜ｕ　１４　項Ｋ　ｎｔ　＋ｋｋ　ノ処理方法
   。 １６）　１Ｊｊ−燃成外８（）〜！ン□　ｗ　ｔ　、％
   及び不燃成分２０〜ｌＱｗｔ０％より成る混合物を処理
   する狩許請求の４東門第１５項に記載の処理方法。 １７）水平部における燃焼ｉ　１３００〜１６００℃の
   温度域にて行う特許請求の範囲、第１３項乃至第１６項
   のいずれかに記載の処理方法。