JPS6051560A - 噴霧ノズル - 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、噴霧ノズルを有する流動層反応装置を使用し
て液体状（溶液およびスラリー状のものを含む）の物質
または気体状の物質を処理（化学反応、乾燥等）シ、固
体状の物質を得る装置において、当該物質を噴霧供給す
るノズルに関する。

例えば使用済み核燃料の再処理工場等に由来するウラン
または／およびプルトニウムは通常硝酸ウラニル（以下
ＵＮＨと記す）または硝酸プルトニウムの形で精製され
、それからＵｏｇまたは／およびＰｕＯ２に転化され、
ウランに関してはさらに必要に応じてＵＯ，（二酸化ウ
ラン）あるいはＵＰ。

（六フッ化ウラン）に転化されるが、このＵＮＨからＵ
Ｏｓに転化される工程には、噴霧ノズルを有する流動層
反応装置が使用される。

核燃料サイクルのＵＰ、の再転換（廃品ＵＦ６の再転換
を含む）工場等に由来する場合、　ＵＦ、はＨ，０によ
り加水分解されてＵＯ，Ｆ、（フッ化ウラニル）に転化
される。このＵＦ、の加水分解用の反応装置として噴霧
ノズルを有する流動層反応装置が使用できる。

使用済みの核燃料取扱い施設等より排出される液体放射
性廃棄物の処理工場においては、各種の放射性廃棄物の
塩類を含む溶液を処理して、当該物質の塩類を乾燥ある
いは熱分解して固体状の物質に転化させるが、そのため
の乾燥あるいは熱分解用の反応装置として噴霧ノズルを
有する流動層反応装置が使用される。

また、一般的にある物質の溶液２例えば硼酸水溶液ある
いは硝酸アルミニウム水溶液等を噴霧・乾燥（熱分解を
も含む）して２粒状の硼酸あるいは酸化アルミニウム等
を得るプロセスにおいては。

これらの処理装置として噴霧ノズルを有する流動層反応
装置が有効に利用できる。

本発明は１以上のような液体状（溶液およびスラリー状
のものを含む）の物質または気体状の物質を処理（化学
反応、乾燥等）し固体状の物質を得るための噴霧ノズル
を有する流動層反応装置における当該物質を噴霧供給す
るノズルに関するもので、その特徴とするところは流動
層への原料の供給ノズルの先端部こ誘導筒を取り付ける
ことにある。

本発明は、一般に液体状菫たは気体状の物質を処理し固
体状の物質を得るための噴霧ノズルを有する流動層反応
装置に適用できるものであるが。

以下、ＵＮＨ（硝酸ウラニル）熱分解（いわゆる脱硝）
のための流動層反応装置を例にとって本発明を説明する
。

流動層によるＵＮＨの熱分解は、原料であるＵ　Ｎ　Ｉ
−１を噴霧気体とともに噴霧ノズルにより流動層反応装
置内に吹き込み、外部より熱を与えて熱分解し、Ｕ０３
粉末を製造するのが常法である。このＵＮＨの熱分解反
応は急激な吸熱反応であるため、噴霧ノズル先端付近は
温度がかなり低下するので、噴霧ノズルの先端には未分
解ＵＮＨ，凝縮したＨ２Ｏ，ＵＯ，粉末等が付着し、徐
々に成長して塊状物となることがしばしばである。この
塊状物はある程度成長すると、流動層内は激しい撹拌状
態にあるため、噴霧ノズル先端より落下する。この塊状
物は、後に図面に言及して説明されるように、ノズルの
先端部から円筒状に生成することが多い。

このようにして生成した塊状物は、流動層内の激しい撹
拌状態のため、一部は脱落し、小さし）ものは生成され
るＵＯ，粉末とともにＵＯｓ粉末抜出し配管等より排出
されるが、大きいものはそのま才流動層内に残留する。

残留する塊状物の大きさは流動層の操作条件あるいは装
置の設計条件等によって変るが、使用済み核燃料の再処
理工場等における脱硝用流動層反応装置の場合、装置の
分解なしに生成する塊状物を完全に排出できるような装
置の設計は１例えば、臨界等の問題もあり装置の径等と
の関係１難しい。また、流動層反応装置においては、安
定した流動状態を得るため、あるいは所望の製品を得る
ための操作条件等が限定されることが多く、噴霧ノズル
表面をこ生成する塊状物を流動層内の撹拌によって完全
に脱落させるだけの操作条件とすることは至難であり、
生成した塊状物が、そのまま脱落せずに成長することも
しばしばである。生成した塊状物が噴霧ノズル表面より
脱落することなく成長すると、塊状物はだんだんと噴霧
ノズルの表面全体を覆うようになり、やがて噴霧体の吹
き出し口を覆うようになる。このような状態になると、
噴霧ノズルが閉塞状態になり、一定量の原料（Ｕ　Ｎ　
Ｉ−１）の供給が不可能になる。ＵＮＨの供給量が乱れ
ると、装置の温度制御が難しくなり、装置の操作の維持
と所望の製品を得ることが事実上困難となる。この塊状
物の発生を完全に防止する方法はいまなお完成されてい
ない。塊状物が成長してノズルが閉塞した場合あるいは
閉塞の防止の対策として、クリーニングニードルにより
機械的にノズル先端の塊状物に穴をあける（この操作に
より塊状物が噴霧ノズル表面より落下する場合もある）
方法、あるいは加圧容器に蓄えた温水才たは酸等により
スプレーノズルを洗浄する方法等が提案されているが、
前者の方法はニードルを機械的に往復作動させるため、
しばしばニードルの破損を生じる欠点を有する他、ニー
ドルを戻す際をこ流動層内のＵＯｓ粉末を噴霧体の供給
径路（噴霧ノズル内の液供給径路）へ巻き込み、より強
固な閉塞状態を生じさせることもしばしばであり、さら
に、ニードルの作動時には流動層への供給が停止される
ことにより装置の運転管理に悪影響をおよぼすため、実
用上、実装置への採用は不可能である。後者の方法は９
本出願人によって先に開示（特開昭５５−１９０５２号
）された方法であり、＃方法によれば、噴霧ノズルの閉
塞が生じた（閉塞の生じかけた場合を含む）場合にその
都度、あるいは閉塞の生じる前に周期的に、加圧液を噴
霧ノズルの液供給径路より噴射・洗浄することにより噴
霧ノズルの閉塞を解除あるいは防止することができる。

噴霧ノズルが閉塞した場合でも、この加圧液の噴射・洗
浄方法により原料液の供給径路を再開通することが可能
であり。

閉塞状態を解除することができ安定した噴霧状態（安定
した流動状態）を維持することができる。

しかしながら、該方法は、閉塞排除には効果的ではある
が、閉塞現象を生じなくすることはできない。一度閉塞
状態を引き起すまでに成長した塊状物は、比較的大きい
ものが多く、仮に噴霧ノズル先端より脱落させることが
できたとしても、流動層内に徐々に蓄積し、長時間運転
を実施する場合には流動特性に悪影響を及ぼし、運転停
止に到ることもある。これらの塊状物は、その大きさが
比較的小さい場合には、流動層よりの製品排出用の配管
（通常オーバーフローとアンダーフローがある）より製
品と同時に抜出すことができる。例えばＵＮＨの熱分解
流動層反応装置の場合では。

その操作条件等を勘案するとオーバーフローより最大約
２０間程度の塊状物であれば抜出すことができる。また
、流動層が充分に大口径の場合には流動層下部に設ける
アンダーフロー（抜出し管）の口径を塊状物が通過可能
なものにすることにより、その口径にみあった塊状物の
抜出しが可能である。しかしながら、使用済み核燃料の
再処理等濃縮ウランやプルトニウムを取扱う場合（この
場合、臨界管理上流動層口径が制限される）のように、
それが不可能な小口径の場合にはアンダーフロー（抜出
し管）上部にスクリーン等を設け、塊状物が抜出し管に
入らないようにする等の対策が実施されている（特開昭
５５−７５２９号）カＳ。

その場合には塊状物は流動層内の整流板上をこ残留し、
根本的解決策にはなってし１なｌ、）。低部こアンダ−
フロー（抜出し管）の口径が充分大きくとれる場合でも
、アンダーフローよりの流動層内の粉末の抜出しは、流
動層を形成する粉末および塊状物が同時に排出されるた
め、流動層高の変動を生じ。

運転管理の面から好ましくない。

運転停止後に該塊状物を流動層内から除去する場合には
、装置を分解する必要があるので９分解時にＵｏｓ粉末
等の飛散防止対策設備等を設けなければならない。

この塊状物生成に関する説明は９代表例としてＵＮＨの
熱分解反応の場合を例にとって説明しているが、ＵＮＨ
の熱分解反応に限らず、一般に。

噴霧ノズルを有する流動層を使用して液体状または気体
状の物質を処理し固体状の物質を得る装置において、当
該物質を噴霧供給する場合に共通して生じる問題である
。

ある程度の塊状物は存在するがこの塊状物については原
則的にはそれが完全に除去されることが望才しいが９本
発明者らはＵ　Ｎ　Ｈの熱分解反応用等の流動層装置の
運転経験によって、この塊状物は装置の大きさ、運転条
件、塊状物の物性等にもよるが、その生成（蓄積）量が
ある一定量以下であれば、特に流動特性に悪影響を及ぼ
すことなく流動層装置の運転を可能ならしめるものであ
ることを見出している。

本発明者らはこのような知見およびＵＮＨの熱分解反応
用流動層装置等の運転経験から得られた知見、すなわち
噴霧ノズル表面の塊状物は通常円筒状に成長することが
多いことおよび塊状物が円筒状に付着している場合には
噴霧ノズルの閉塞が生じにくく運転操作が安定であるこ
と等の点に着目して本発明に到達した。

すなわち９本発明は噴霧ノズルを有する流動層を使用し
て液体状（溶液およびスラリー状のものを含む）の物質
または気体状の物質を処理（化学て、当該物質を噴霧供
給するノズルの先端に誘導筒を取り付けたことを特徴と
する噴霧ノズルにある。

本発明によれば、一般的に噴霧ノズルを有する流動層反
応装置を使用して液体状の物質または気体状の物質を処
理し固体状の物質を得る装置においては、当該物質を噴
霧供給するノズル（噴霧ノズル）の先端に該物質才たは
／およびその生成物あるいは流動層を形成する粉末物質
等の刺着等による塊状物が生成し、ノズルの閉塞等を引
き起したり、塊状物の蓄積による運転操作等の阻害が生
じることがあるが、これらの問題を解決し、流動層反応
装置の長期運転を可能にする噴霧ノズルを提供すること
ができる。

次に図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１，２図は従来のノズルにおける塊状物生成の状況を
図解したものである。第１，２図において、５は反応装
置の器壁であり、１は噴射ノズルであり、４は被処理液
体（この場合Ｕ　Ｎ　１−１の醐液）の供給管である。

生成する塊状物はＵＮＨ熱分解の場合、ＵＮＨの熱分解
・乾燥によって生成したＵＯ３および生成して流動層を
形成しているＵＯ，粒子等よりなっており、生成機構は
次のように考えられている。すなわち、噴霧ノズル１（
４はＵＮＨ溶液の供給管）より噴霧された噴鮪体３（こ
の場合はＵＮＨおよびＨ２Ｏ）が流動層形成物質（この
場合はＵＯ，粉末）によってはねかえされ、噴霧ノズル
の表面に付着する。噴霧ノズルの表面は、前述のように
ＵＮＨの熱分解反応による吸熱により温度が低下してい
てＵＮＨの固結温度以下になっているため、その部分（
噴霧ノズル表面）にＵＮＨが析出する。このＵＮＨが外
部から熱を受け熱分解してＵＯ５に変化して塊状物２を
形成する。また。

第２図の人で示す噴霧ノズルの外周の近傍には。

流動層へ噴霧体を供給することおよび流動化ガス等の流
れの相互作用により渦流が発生する。この渦流に流動層
を形成しているＵＯｓ粉末の一部が巻き込すれ、湿った
噴霧ノズル表面あるいは未乾燥の塊状物表面に付着し、
新たに塊状物の一部を形成し成長する。

本発明によってノズルの先端に誘導筒を設けることによ
り。

■　噴霧ノズルの閉塞が生じず、流動層反応装置の運転
において安定した操作が可能となること。

■　塊状物の大きさが小型化し流動化され易い物性とな
り、このためオーバーフローより排出され易くなり、流
動層内へ蓄積して運転管理上に悪影響を及ぼすことがな
くなること。

等の効果を生ずる。この事実は全く経験的ζこ把握され
たものであって、このような効果が何故に得られるかに
ついて目下のところ理論的な解明はできていないが、生
成した塊状物およびその断面等の観察結果より次のよう
に考えられる。すなわち噴霧ノズル表面への付着塊状物
は一般的な（従来の）噴霧ノズルでは１才ず第２図のＡ
で示すノズルの外周から同図のＢ、Ｃで示す点の方向に
向かって成長（発達）する。この成長途中において。

一部の塊状物は流動層内の激しい撹拌状態によって脱落
させられるが、途中で脱落しなかった塊状物は噴霧ノズ
ル表面のほぼ全域（第１図のＡ、Ｂ。

０点を含む全領域）を覆い、さらに成長が進むとノズル
より噴霧される噴霧体の流動層内における通路をも偵う
ようになる。この状態が閉塞が生じる状態であり、この
時点において噴霧体の噴射圧力により塊状物に加えられ
る力が塊状物の噴霧ノズル表面への付着力に打ち勝てば
塊状物は噴霧ノズルの表面より脱落する。（本出願人が
先に開示した加圧液を噴射・洗浄してノズルの閉塞を防
止才たは解除する方法は、塊状物を溶かす作用に加えて
、この原理を応用して噴霧ノズルの閉塞−こよる不都合
を解消するものである。）このような場合、従来の噴霧
ノズルでは。

■　塊状物と噴霧ノズル表面との接触（付着）面積が大
きく付着が強固で塊状物がノズル表面より脱落しにくい
。

■　塊状物が成長途中で脱落するために受ける力は流動
層の撹拌による粒子の運動力および装置の振動により加
わる力が主であり、途中で脱落しなかった塊状物はノズ
ルの噴霧体通路付近才で噴霧ノズル表面はぼ全域にわた
って成長するため、塊状物の付着（して成長）する時間
が長くなり、塊状物とノズル表面との接触付着面積が大
となり付着力が大となる。この結果塊状物は脱落しに＜
＜、シかもその間に乾燥がすすむため、付着力はより大
きく強固なものとなる。

これに対し２本発明では。

■　第６図に示すように噴霧ノズルの先端に取付けた誘
導筒６の先端６ａに塊状物２が付着し成長するため、塊
状物の接触（付着）面積が小さく付着力が弱いため塊状
物は脱落し易くなる。

■　塊状物は成長途中（大きく成長しない段階）におい
て、第４図に示すように、噴射されである程度拡がった
噴霧体３によるカを受ける。この時点では付着した塊状
物がまだあまり強固になっていないことおよび付着面積
の小さい（したがって付着力の小さい）こととあい才っ
て。

噴霧ノズルの誘導筒の先端より簡単に脱落する。

このような作用により９本発明を採用すれば。

噴霧ノズルの閉塞が生じることがなくなり、かつ。

生成される塊状物の大きさが小さくなる。小さくなった
塊状物は前述したように流動化され易く。

オーバーフローより排出されるようになる。このため、
従来の噴霧ノズルを使用した流動層型の反応装置で見ら
れたような噴霧ノズルの閉塞による運転管理上の乱れや
塊状物の蓄積ζこよる運転停止等のトラブルは解消され
、噴霧ノズルを有する流動層反応装置を長期に安定して
運転、操作することが可能となる。

第５図は本発明の噴霧ノズルが適用される１例としての
ＵＮＨ熱分解反応用流動層反応装置の図式的縦断面図で
ある。

装置は塔状をなし幾つかの部分から組み立てられており
、その底部には流動化気体の導入口１７゜該気体のプー
ルのためのウィンドボックス８．該気体の整流板９．温
度測定装置１２．アンダーフロー抜出管１６９反心気体
菫たは液体導入のためのノズル１．オーバーフロー出口
管１２．操作用の管１８．加熱手段１６．温度測定装置
１５，１５′。

フィルター１０．気体排出口１１等を備えている。

これは全く既知のものであるからこれ以上に詳しく説明
する要はない。

この装置の操作を代表例としてＵ　Ｎ　Ｈの熱分解反応
の場合を例にとって説明する。第５図に示すように、原
料液であるＵＮＨｉ液＋１は噴霧用気体ｐとともに噴霧
ノズル１より流動層７内に吹き込まれ、熱分解によりＵ
Ｏｓに転化される。流動層７は生成したＵＯｓ粒子の粉
末で形成されており、この中には一部前述の塊状物も含
まれる。ＵＯ，粒子を流動化させるための流動化ガスｆ
は導入口１７からウィンドボックス８を経て導入され整
流板９を通って流動層内に入る。熱分解反応により生成
されるガスおよび流動化ガスおよび噴霧用気体は。

流動層反応装置の上部に取付けられた固気分離フィルタ
１０で内部に随伴する微小なＵＯ３粒子を分離された後
、気体排出口１１から廃ガス処理系へ送られる。

第６図は本発明にかかる誘導筒を取りつけた噴霧ノズル
を拡大して示した断面図である。Ｉａ）は縦断面図、（
ｂ）は誘導筒の断面を示す。

ノズル１は既知の噴霧ノズルであり９本発明にかかる誘
導筒６の噴霧ノズルへの取付けは通常の浴接等の方法に
より簡単に実施することができる。

本発明を最も簡単な実施には第６図に示したような筒を
使用すれば良いが、誘導筒の形状は第６図に示すものば
かりでなく例えば第７図または第８図に示したようなも
のも有効である。第７図に示すものはその先端が上側に
開くように斜めに切断されている。第８図に示すものは
その断面が正方形である。その他の形状も有効である。

本発明の方法により、噴霧ノズルを有する流動層反応装
置を用いて液体状（宕液２よびスラリー状のものを含む
）の物質または気体状の物質を処理（化学反応、乾燥等
）し固体状の物質を得る装置において、当該物質を供給
噴霧するノズルの閉塞および反応過程において生成する
塊状物の蓄積による流動層操作への悪影響を起こすこと
なしに。

流動層反応装置を長期に安定して運転、操作することが
できる。

本発明を実施するにあたって、噴霧ノズルの先端に取付
ける誘導筒の長さは、原料液等の供給量。

噴霧用気体の量、使用するノズルの仕様、原料液等の供
給圧力等の操作条件によって当業者が通常の知識に基づ
き容易に設計製作できる。

次に本発明を実施例と比較例によって説明するが、これ
は単に例示であって本発明の技術範囲がこれに限定され
るものではない。また、これらの実施例において、原料
の導入点近傍における流動化気体の線速度は単に流動化
ガス速度と、原料の導入速度は処理速度と、噴霧用気体
／原料液容量比は噴霧化条件（Ａ／Ｌ　）と記す。

比較例１ 内径６インチ（１５，２４ω）の流動層反応装置を使用
してＵＮＨＯ熱分解反応によりＵＯ３を得た。

装置はオーバーフロー排出型で、流動層高は９０ｃｍで
あった。操作条件は次の通り。

反応温度　２８５　℃ ＵＮＨ溶液濃度　１２００ｒ−Ｕ／ノ 処理速度　１０　Ｋｓ＋−Ｕ／ｈｒ 流動化ガス速度　３０　Ｃｍ／Ｓ 噴霧化条件（Ａ／Ｌ）　！＋００ 噴霧ノズル　市販品（通常のノズル で誘導筒なし） 以上の条件で１２時間の運転を実施したが、噴霧ノズル
の閉塞が頻繁に生じ、噴霧圧力の上昇等で場合によって
はＵ　Ｎ　Ｉ−１の供給が停止することがあった。その
都度、加圧部硝酸による噴霧ノズルの噴射・洗浄（以下
、単にクリーニングと略称する）を実施しながら運転を
つづけた。装置の運転中、オーバーフローより最大約２
０１１１１の塊状物の排出が観察された。丈だ、運転終
了後、流動層内に残留した塊状物の粒度分布を調べたと
ころ次のようであった。

１６．０市以上の塊状物個数４　ヶ 最大塊状物粒子の大きさ　４５ｍｍｘ３Ｂ朋Ｘ１６朋実
施例１ 比較例１と同じ装置を使用してＵ　Ｎ　Ｈを熱分解して
ＵＯ８を得た。操作条件は噴霧ノズルを除いて比較例１
と同じである。

反応温度　２８５　℃ ＵＮＨｍ液濃度　１２０１１−Ｕ／ノ 処理速度　１０　Ｋｐ−Ｕ／ｈｒ 流動化ガス速度　ろＯ１ｍ／ｇ 噴霧化条件（Ａ／Ｌ）　！＋００ 噴霧ノズル　市販品の先端に第６図 に示す構造の誘導筒を 取付けたもの 誘導筒の長さ　１５朋 誘導筒の直径　内径１２關φ 以上の条件で１２時間の運転を実施したが、噴霧ノズル
の閉塞は全くなく安定した操作が可能であった。運転中
、比較例１の場合と同様にオーバーフローより最大約１
４龍の塊状物の排出が観察された。才だ、運転終了後の
流動層内に残留した塊状物の粒度分布は次のようであっ
た。

１６．０ｍｍ以上の塊状物個数なし 最大塊状物粒子の大きさ　１６ｍｍｙ、１６ｔｎｍ以下
実施例２ 比較例１と同じ装置を使用して、実施例１と同じ操作条
件でＵＮＨを熱分解してＵＯｓを得た。ただし噴霧ノズ
ルの先端に取付けた誘導筒の長さは１０Ｉ＋Ｉｌｌ＋の
ものを使用した。この条件で１２時間の運転を実施した
が、実施例１の場合と同じく、噴霧ノズルの閉塞はなく
操作は安定したものであった。塊状物の大きさは最大で
もｉ６ｍｍｘｉ６ｍｍを越えるものは観察されなかった
。

実施例５ 比較例１と同じ装置を使用して、実施例１と同じ操作条
件でＵＮＨを熱分解してＵＯ３を得た。ただし噴霧ノズ
ルの先端に取付けた誘導筒は第７図のものを使用した。

（誘導筒の長さは最長部分で２０朋、最短部分で１０間
）この条件で１２時間の運転を実施したが、実施例１の
場合と同じく。

噴霧ノズルの閉塞はなく操作は安定したものであった。

塊状物の大きさは最大でも１６ｍ＋ｎｘ１６＋ｎｍを越
えるものは観察されなかった。

実施例４ 比較例１と同じ装置で実施例１と同じ１Ｍ作条件でＵＮ
）］を熱分解した。ただし噴霧ノズルの先端に取付けた
誘導筒はその断面の一辺が１２ｍｍの矩形（第８図に示
す形状）で、長さｉ５ｖｔｍのものを使用した。この条
件で１２時間の運転を実施したが、結果は実施例１の場
合とほぼ同様であった。

比較例２ 比較例１と同じ装置、同じ条件でＵ　Ｎ　Ｈを熱分解し
てＵＯ３を得た。延運転時間にして約１５０時間の運転
を実施したが、噴霧ノズルの閉塞がしばしば生じ。

クリーニングを実施しながらの運転であった。運転時間
１６０時間頃より流動層の上部と下部（整流板近傍）の
温度測定値に差が生じるようになり流動層内の混合状態
が悪化している兆候が観察された。運転時間１５０時間
に到り、流動特性が極端に悪化し、噴霧ノズルからのＵ
　Ｎ　１−１の供給が不安定となったり、一定の運転ｇ
理（温度の維持）ができなくなったため運転を停止した
。運転終了後、内部のＵＯ１ｌ粉末を抜出したが塊状物
が多く抜出し操作は極めて困難であった。流動層内には
ＵＯ３粉末抜出し後も整流板上に塊状物が残り、残留し
た塊状物の蓄積状態を観察したところ、大径（約２０朋
以上）の塊状物粒子が整流板上に厚さ約５　Ｃｒｎ（１
，９５Ｋ９−　ＵＯｓ　）蓄積していた。蓄積した塊状
物の粒度分布を調べたところ次のようであった。

１６．０ｍＴＡ臥上の塊状物個数多数 最大塊状物粒子の大きさ　５０■×６２朋×２０龍実施
例５ 比較例１と同じ装置で、実施例１の操作条件でＵＮＨを
熱分解してＵＯ，を得た。約１８０時間の運転を実施し
たが、噴霧ノズルの閉塞はほとんどなく、安定した運転
操作が可能であった。１８０時間の連続運転後も何らの
不都合も観察されず。

なおも連続運転が可能であった。運転中、オーバーフロ
ーより最大的２０１１１７１１の大きさの塊状物の排出
が観察された。運転終了後の内部のＵ０３粉末の抜出し
もスムーズであり、　ＵＯ，粉末抜出し後に流動層装置
内に残留した塊状物の量も約０．３５Ｋｒ−ＵＯ８と少
なく２０朋以上の塊状物は観察されなかった。なお、残
留した塊状物の粒度分布を調べたところ次のようであっ
た。

１６．０朋以上の塊状物個数　２ヶ 最大塊状物粒子の大きさ　１８ｍｍｘ１４ｍｍｘ８ｔｎ
ｍ比較例３ 内径６インチ（７，６２Ｃｍ　）の流動層反応装置を使
用してＵＦ、を加水分解反応により転化してＵＯ，Ｆ、
を得た。装置はオーバーフロー排出型で。

流動層高は４ＱＣｍであり操作条件は次の通りである。

反応温度　６００℃ 処理速度　５　Ｋｇ−Ｕ　Ｆａ　／　ｈ　ｒ流動化ガス
速度　３５　Ｃｍ／５ （ＨｚＯ／ＵＦ６）モル比　５．５ 噴霧ノズル　市販品（比較例１で使 用したものと同仕様の ノズル） 以上の条件で６時間の運転を実施したが、噴霧ノズルの
閉塞が頻繁ζこ生じ、噴霧圧力の上昇等で操作は不安定
であった。運転終了後、流動層内に塊状物が残留してお
り、その数は５個、大きさで最大のものは３２ｍｍ×ｉ
　１３ｍ１Ｘ　１（、ａｍであった。

実施例６ 比較例６と同じ装置、同じ条件で、噴霧ノズルのみ実施
例１で使用したものと同仕様のものでＵＮＨの熱分解に
代えてＵＦ、を加水分解を行なった。

以上の条件で１２時間の運転を実施したが、噴霧ノズル
の閉塞は生じず、安定した運転操作が維持できた。１２
時間運転後も何ら不都合は観察されず、さらに長期の連
続運転が可能であった。運転終了後、流動層内に残留し
た塊状物は１６ＩＩｔＩＩＩ以上の大きさのものは観察
されなかった。

比較例４ 内径４インチ（１０，１６ｃｒｎ）の流動層反応装置を
使用して硝酸アルミニウム浴液を熱分解させ酸化アルミ
ニウムを得た。装置はオーバーフロー排出型で、流動層
高は５０ｃｔｎである。操作条件は次の通りである。

反応温度　４００　℃ 硝酸アルミニウム濃度２ｍｏ１％ 処理速度　０．８　Ｋｐ−Ａ４０Ｂ／ｈｒ流動化ガス速
度　５０　ｃｍ／ｓ ｍ／化条件（Ａ／Ｉ、）　４００ 噴霧ノズル　比較例６で使用したも のと同仕様のノズル 以上の条件で６時間の運転を実施したが、噴霧ノズルの
閉塞が頻繁に生じ、噴霧圧力の上昇等で操作は不安定で
あった。

実施例７ 比較例４と同じ装置、同じ条件で、噴霧ノズルのみ実施
例１で使用したものと同仕様のものに変えて硝酸アルミ
ニウム浴液を熱分解させた。１２時間の運転を実施した
が、噴霧ノズルの閉塞は生じず、安定した運転操作が維
持できた。１２時間運転後も何ら不都合は観察されず、
さらに長期の連続運転が可能であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、硝酸ウラニル等の熱分解等によって噴霧ノズ
ルの表面に生じる塊状物の形状を模式的に示した断面図
である。 第２図は、従来（市販）の噴霧ノズルにおいて塊状物の
成長してゆく過程を説明するために噴霧ノズル表面にお
ける各点を示した説明図である。 第６図は１本発明に従って誘導筒を取りつけた噴霧ノズ
ルの誘導筒の先端に生成する塊状物の付着状態を模式的
に示した断面図である。 第４図は１本発明に従って誘導筒を取りつけた噴霧ノズ
ルの誘導筒の先端における噴霧体の拡がり状態を模式的
に示した断面図である。 第５図は１本発明が適用される基本的なＵＮＨの熱分解
用流動層反応装置の断面図である。 第６図の（ａｌは基本的な噴霧ノズルおよびその先端に
取付ける本発明にかかる誘導筒の断面図、同図のｆｂ）
は該誘導筒の正面図である。 第７図は本発明に使用できる噴霧ノズルの先端に取付け
る誘導筒の別の例の正面図および側面図。 第８図は該誘導筒の別の例の正面図および側面図である
。 これらの図において ２００・・・・流動層反応装置 ５・・・・・・・反応装置の器壁 １　・・・・・・・非処理物質の供給噴霧ノズル６・・
・・・・・誘導筒 ■ 絵 口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　液体状（溶液およびスラリー状のものを含む）の
   物質または気体状の物質を処理（化学反応、乾燥等）し
   て、流動層状態で固体状の物質を得る流動層反応装置に
   使用する被処理物質を噴霧供給するノズルであって、そ
   の先端に基端がノズル先端に固定された誘導筒を取り付
   けたことを特徴とする噴霧ノズル。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の噴霧ノズルであって
   、その誘導筒が単純な円筒状であるもの。 ３、％許請求の範囲第２項に記載の噴霧ノズルであって
   、その誘導筒の先端が上側に開くように斜めに切断され
   ているもの。 ４、特許請求の範囲第１項に記載の噴霧ノズルであって
   、その誘導筒が正方形の断面を有するもの。