JPS6219201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心薄膜蒸発機の運転方法に係り、特
に廃棄物を粉体化する時に装置の洗浄水を低減さ
せるのに好適な遠心薄膜蒸発機の運転方法に関す
る。

第１図に示す断面図を基に、遠心薄膜蒸発機の
機構を述べる。垂直な円筒形の伝熱面１は、外部
より蒸気または熱媒によつて加熱されている。こ
の内部にモータ２によつて回転するシヤフト３が
あり、これにブレード４が取り付けられている。
処理液は上部より供給され、デイストリビユータ
５の遠心力によつて伝熱面１に薄膜を形成する。
この薄膜は、重力によつて伝熱面１を落下する過
程で、加熱および濃縮される。回転しているブレ
ード４は、伝熱面１と液膜との熱伝達を加速す
る。生成物は蒸発器の下部より排出され、発生し
た蒸気は上部より凝縮器９に導かれる。この遠心
薄膜蒸発機を液の濃縮に使用する場合、運転を停
止する時は、処理液の供給を止めてブレードの回
転を止めると、遠心薄膜蒸発機内部に滞留してい
た液は、重力によつて下部より流出する。

ところが、無機の水溶液を遠心薄膜蒸発機で乾
燥粉体にする場合に、濃縮する場合と同様に停止
すると、内部に滞留していた液が下部より排出さ
れず、伝熱面１やブレード４に乾燥して付着する
ことが解つた。この状態で再起動すると、伝熱面
１上のスケールの影響で所定の性能が得られなく
なる。そこで、バルブ６を切り換えて洗浄水を供
給して、内部を洗浄し、この洗浄液は下部の三方
弁７を切り換えて、タンク８に輸送する。この洗
浄水は、遠心薄膜蒸発機で再び乾燥処理する。図
２のこの運転モードを示すが、内部の滞留物を洗
い流すために、多量の洗浄水が必要となるような
欠点があり、この結果遠心薄膜蒸発機の運転時間
が長くなる。

本発明の目的は、遠心薄膜蒸発機において溶液
や固型物スラリーを乾燥粉体化して、装置を停止
する時に、必要な洗浄水量を低減する遠心薄膜蒸
発機の運転方法を提供することにある。

乾燥過程を検討するため溶液の濃度と粘性の関
係を実験により求めた。この結果、飽和濃度以下
では粘性はほとんど変化しないが、飽和濃度以上
になると溶液中に結晶の析出が起きて、粘性は急
激に増加することが解つた。更に濃度が上昇して
結晶が相互に接触しだすと、流動性が無くなつ
た。したがつて、乾燥粉体化において回転してい
るブレードの作用が無ければ、溶液は濃縮される
と流動性を失つて、伝熱面に付着する。また、乾
燥過程においては溶液の粘性が高いため、遠心薄
膜蒸発機内部での滞留量が大きくなり、それを洗
い流すのに必要な洗浄水も多量に必要となる。

以上の現象の把握に基づき、遠心薄膜蒸発機の
停止モードは以下のようにする。処理液の供給を
停止してからもブレードの回転を持続させ、でき
るだけ遠心薄膜蒸発機内部の滞留量を低下させて
から洗浄水の供給を開始して、洗浄水量を低下さ
せる。

以下、本発明の一実施例を第３図により説明す
る。本システムはBWR原子力発電所から発生す
るNa₂SO₄を主成分の濃縮廃液を、乾燥粉体化す
るものである。イオン交換樹脂の再生によつて発
生するNa₂SO₄水溶液は、濃縮器によつて20wt％
まで濃縮されてから、供給タンク１１に輸送され
る。濃度を均一にするため撹拌機１２でタンク内
を混合する。遠心薄膜蒸発機１３は伝熱面積が２
m²で、７気圧170℃の飽和蒸気で加熱すると、毎
時200Kgの処理量である。定量ポンプ１４で一定
量の濃縮廃液を遠心薄膜蒸発機１３に供給する。
生成粉体は毎時40Kgで三方弁１９より排出する。
発生した蒸気はミストセパレータ１５によつて、
不純物を除却した後、凝縮器１６によつて凝縮さ
れる。ミストセパレータ１５は内部に穴の開いた
円板があり、蒸気と洗浄水を気液接触させる。こ
の洗浄水には凝縮器１６から生成される凝縮水を
使用することで、二次廃棄物の発生を抑制してい
る。遠心薄膜蒸発機１３の中央部において伝熱面
の温度を熱電対１７で測定する。濃縮廃液を粉体
化している時は、この温度は約120℃の値を示
し、内部に滞留物が無い時は蒸気温度と同じ170
℃の値になる。そこで、遠心薄膜蒸発機を停止さ
せる時には、図４のような運転モードで行なう事
とする。まず、ポンプ１４の運転を停止した後
も、モータ１８を濃縮廃液の粉体化時と同じ回転
数で動かし続ける。この時に熱電対１７の温度を
連続的に測定する。温度は120℃から指数関数的
に170℃に近づく。温度上昇率が毎分１℃以下に
なつたら、遠心薄膜蒸発機１３内部の滞留物が無
くなつたと判定する。そこで、三方弁１９を切り
換え、バルブ２０を閉め、バルブ２１を開けて洗
浄水を遠心薄膜蒸発機内に供給する。毎時200Kg
までは蒸発するので、洗浄水量は400Kg／ｈとす
る。洗浄水は三方弁１９より供給タンク１１に戻
る。このライン上で洗浄液の電気伝導度を電気伝
導度計２２で計測する。電気伝導度は温度によつ
て変化するので、同時に洗浄水の温度を求めて補
正する。電気伝導度から計算される洗浄水中の
Na₂SO₄濃度が、供給液の濃度20wt％の百分の１
以下になつたら、バルブ２１を閉めて洗浄水の供
給を停止するとともに、モータ１８の回転を止め
る。本実施例によれば、遠心薄膜蒸発機の停止に
おいて洗浄水を低減できる効果がある。

以上が本発明の一実施例の説明で、この例では
遠心薄膜蒸発機内部の滞留量を伝熱面の温度によ
つて計測したが、他にも遠心薄膜蒸発機内の滞留
量が無くなることを計測するものとしては、ミス
トセパレータへの蒸気流量、ミストセパレータで
の圧力損失、凝縮水温度、モータ電力、加熱蒸気
の流量等を使用しても良い。

以上の実施例によれば遠心薄膜蒸発機内部に滞
留が無いことを計測してから、洗浄を開始する。
しかし、若干の誤差を許容するならば、あらかじ
め濃縮廃液の供給を停止してから、内部の滞留が
無くなるまでの時間を実験的に決めることもでき
る。この場合、空運転時間tminは次式で予測で
きる。

ｔ＝ａ Ｗ／Ｑ ここでＷは処理流量（Kg／ｈ）、Ｑは伝熱面を
通しての熱流束（kcol／m²ｈ）、ａは実験から求
まる定数である。Na₂SO₄20wt％の条件では、ａ
の値は４×10³となる。したがつて伝熱面積が２
m²の遠心薄膜蒸発機はＱが５×10⁴kcol／m²ｈな
ので、処理量が100Kg／ｈで８分、200Kg／ｈで16
分処理液の供給が停止してからも、ブレードの回
転を続けてから洗浄を開始すれば良い。本実施例
によれば、計測器が無くても遠心薄膜蒸発機内の
滞留物が無くなつてから洗浄を開始できるので、
洗浄水量を低減できる。

以上が本発明の実施例の説明であるが、この例
ではBWR原子力発電所に適用した場合について
述べたが、PWR原子力発電所や燃料再処理工場
へも本発明を適用することができる。

本発明によれば遠心薄膜蒸発機内部の滞留物が
無くなつてから洗浄を開始できるので、必要な洗
浄水量を低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は遠心薄膜蒸発機による廃液の処理シス
テムを示す系統図、第２図は従来例の運転停止モ
ードを示すグラフ、第３図は本発明の実施例を説
明する系統図、第４図は本発明の運転モードを示
すグラフである。 １３…遠心薄膜蒸発機、１５…ミストセパレー
タ、１６…凝縮器、１７…熱電対、２２…電気伝
導度計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 処理液または不溶性物質を含むスラリーが内
   部に供給されかつ壁面が加熱される容器と、前記
   容器内に挿入されるシヤフトと、前記シヤフトに
   設けられるブレードとを有する遠心薄膜蒸発機の
   運転方法において、処理液またはスラリーを遠心
   薄膜蒸発機に供給して粉体化し、前記処理液また
   はスラリーの供給を停止した後一定時間ブレード
   の回転を継続し、伝熱面の温度、ミストセパレー
   タへの蒸気流量、ミストセパレータでの圧力損
   失、凝縮水温度、モータ電力および加熱蒸気流量
   の測定値のいずれかが平衡になつた後、遠心薄膜
   蒸発機内部への洗浄水の供給を開始することを特
   徴とする遠心薄膜蒸発機の運転方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、洗浄水の供
   給を開始してから停止するまでの時間を、洗浄水
   の電気伝導度の測定で決めることを特徴とする遠
   心薄膜蒸発機の運転方法。