JPS636840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子力発電所、原子力施設等の放射
性物質取扱い施設から発生する放射性物質と高分
子有機物とを含有する廃棄物の減容処理法および
その装置に関するものである。

上記の如き放射性物質と高分子有機物を含有す
る廃棄物（以下単に廃棄物という）の発生量は最
近の放射性物質取扱い施設の増加に伴つて逐次増
加し、処分のため優れた減容処理法の開発が社会
的に要請されている。

このような廃棄物の減容処理法として既に次の
如き方法が提案されている。即ち、第１の従来法
として特開昭49―70100、特開昭53―88500に記載
の如き廃棄物を150〜300℃の温度で濃硫酸、硝
酸、過酸化水素等の混合液中に浸漬して酸化分解
する方法がある。この方法は少量の廃棄物を処理
するためには好都合であるが、上記酸化条件の腐
蝕作用に耐える適当な金属材料がなく、ガラス、
陶磁器等のいわゆるセラミツク製容器を使用する
必要があるため、大型装置の場合には破損の危険
が多く、必ずしも実際的ではない。また、従来法
の第２は通常の焼却炉による焼却法である。この
方法は簡単ではあるが、一般に廃棄物量の10倍近
くの燃焼排ガスを発生する。ポリ塩化ビニール、
ポリエチレン等の如きプラスチツク類を多く含
み、放射性物質を含有しない通常廃棄物の場合に
おいても、焼却処理がプラスチツクの溶融現象、
含塩素プラスチツクの熱分解に起因して発生する
塩化水素の腐蝕作用等のため焼却処理が困難であ
ることは周知となつているが、放射性物質を含む
廃棄物の場合は、更に大量の燃焼排ガス中に同伴
される放射性物質の分離除去の困難さが伴う。従
つて、プラスチツク等人造高分子物質と放射性物
質を含む廃棄物の通常焼却炉による直接焼却処理
は実用的でない。一方、特開昭48―11372、特開
昭51―26985等において放射性物質を含有しない
プラスチツク廃棄物にアルカリ金属の水酸化物溶
液を添加の上、マイクロ波を吸収させることでプ
ラスチツク廃棄物を加熱分解する方法が知られて
いるが、この方法ではマイクロ液の有効利用率が
低く高価につき実用的でない。

以上述べた従来法に対してこの発明は上記の諸
方法を改良し、放射性物質と高分子有機物を含有
する固形廃棄物を熱分解および／または焼却処理
する際に必要な加熱装置としてマイクロ波を利用
した新規な装置である。先ずこの発明の内容を図
に従つて説明する。

図はこの発明の具体的実施法の一例である。

図において１は金属製外側容器、１９は上部蓋
である。即ち、マイクロ波発生器（図には省略）
から導波管７を経由して内側容器３にマイクロ波
を導入するためのマイクロ波供給口１７と、ガス
排出口９を有する外側容器１及び内側容器３に共
通する上部蓋である。内側容器３は金属製外側容
器１の内表面には密着しないように所望の間隔を
へだてて支持具１４により外側容器内に固定され
る。１１は内側容器の内部空間と、外側容器内面
と内側容器外面間に存在する空間又は間隙４との
間のガスの流通を防止するための耐熱性パツキン
グであり、１２はこの空間４と外気との間のガス
の流通を防止するためのパツキングである。内側
容器にはマイクロ波を反射しない材料にて製作さ
れたものを用いる。

廃棄物５は側容器３内に所望量投入され、マイ
クロ波は発生器から導波管７を経由、供給口１７
から内側容器内の廃棄物５に供給される。廃棄物
５に供給されたマイクロ波は一部が廃棄物に吸収
されてそのエネルギーが熱に変換され、他の一部
は透過あるいは反射により内側容器の外部に到達
する。しかし、これら透過あるいは反射により内
側容器の外部に到達したマイクロ波は金属性であ
る外側容器および上部蓋の内表面で反射され最終
的には供給されたマイクロ波の殆んど全部が廃棄
物に吸収される結果となり、供給されたマイクロ
波のエネルギーを効率よく熱エネルギーに変換し
て廃棄物を加熱することができる。

上記の如くこの発明により加熱されつつある廃
棄物は次の２種の化学的操作に供することができ
る。第１の化学的操作は廃棄物中に含有されてい
る有機物の熱分解である。即ち、高分子有機物は
300℃以上の温度に昇温すると熱分解が生起し、
分解ガスが発生する。分解ガスは排出口９から排
ガス処理装置に導入される。従つてマイクロ波エ
ネルギーの供給量を制御することにより所望の温
度、所望の速度で廃棄物の熱分解を行うことがで
きる。熱分解を行つた後には分解残渣が内側容器
内に残留する。第２の化学的操作は、廃棄物を直
接にあるいは第１の化学的操作による熱分解後の
分解残渣に行わせる燃焼反応である。燃焼に必要
な酸素は所望の酸素濃度を有するガスとして上部
蓋にあるガス供給口１３から外側容器１と内側容
器３の間にある空間４を経由、内側容器３の壁に
所望の形状寸法にて所望数だけ設けられた通気口
６から供給される。燃焼温度および速度はマイク
ロ波エネルギーの供給量、酸素含有ガス中の酸素
濃度および酸素含有ガスの供給量を制御すること
により調節される。

次にこの発明およびこの発明を前記２種の化学
的操作に応用した場合の効果について説明する。
効果の第１はこの発明の方法および装置によるマ
イクロ波の熱エネルギーへの変換効率が非常に良
いことである。一般に放射性物質を含有する廃棄
物の化学的処理に当つては放射性物質の広い地域
への飛散、大量のガス、水流中への拡散の如き現
象を防止することが重要である。一方、有機高分
子物質は一般に熱伝導率が低く、ある程度以上の
廃棄物の量を熱伝導を利用して加熱する場合に高
温部位から離れた箇所をも所望の温度に上昇させ
るためには長時間を必要とする。更に熱可塑性プ
ラスチツクが含有されている場合は、熱分解、燃
焼等の化学的変化が生起される温度以下で溶融流
動化し廃棄物全体のブロツク化現象を生起して通
気性が非常に悪くなり、一層廃棄物全体の温度上
昇を妨げる結果を生ずる。これら両理由が、有機
高分子物質を含有する廃棄物の熱分解、燃焼の両
操作を行い難くする原因であることは周知となつ
ている。即ち、熱分解操作の際間接加熱法を使用
すれば加熱面から離れた廃棄物は熱伝導の悪さの
ため昇温が遅く熱分解完了迄に長時間を要し、甚
だしく非能率なものとなり、高温ガスによる直接
加熱法を用いても熱可塑性合成樹脂の流動化によ
り廃棄物層内に於ける高温ガスのための均一な通
気路の保持が不可能となり、大過剰の高温ガスを
通気してもガス通路から離れた廃棄物は昇温が遅
く熱分解完了迄に長時間を要する結果となる上、
ガスの通路にある放射性物質の微粉がガス流に同
伴流出するため、この流出放射性物質微粉の捕
集、処理等に特別な工夫を必要とする。また、燃
焼操作の際には何等かの方法で昇温後酸素を含有
するガスを導入して燃焼反応を行わせることとな
るが、この場合も上記高温ガスによる熱分解の場
合と同様、熱可塑性樹脂の流動化により廃棄物層
内における酸素含有ガスのための均一な通気路の
保持が不可能となるため、大過剰の酸素含有ガス
を吹き込んでも局部燃焼は避けられず、上記高温
ガスによる熱分解と略同様の結果となる。これら
の難点は化学操作の行われている槽内を何等かの
手段で撹拌することにより一部を解決することが
できるが、被撹拌物が高温の固体と高粘度液体の
混合物であるため、撹拌効果を充分上げることは
困難であり、更に撹拌による放射性物質の排ガス
やその他の装置部位への飛散による悪影響も大の
ため実施困難である。更にまた廃棄物中にはポリ
塩化ビニール、クロロプレンゴム等の如き含塩素
合成高分子物が含有され、これらの熱分解や燃焼
の際多量の塩化水素ガスを放出し、強い腐蝕作用
を呈する。この腐蝕作用は燃焼操作の際の酸素の
存在により特に加速されることが知られている。

廃棄物のマイクロ波による加熱は上記した諸難
点の中の廃棄物の低熱伝導度問題を廃棄物の内部
から発熱させることにより解決する手段として周
知となつている。しかしながら、前記特開昭48―
11372の実施例記載の耐熱、耐蝕性容器として適
当な金属材料が無く、セラミツク材料を耐熱耐蝕
性材料として使用した場合は、供給したマイクロ
波の相当部分が廃棄物に吸収されずに、セラミツ
ク材料を透過し外部へ発散する結果損失となる。
破損し易いため放射性物質を含有する廃棄物の取
扱中に於ける破損による放射性物質の飛散を考慮
すると不充分な容器である。

この発明は上記の如きセラミツク製容器におけ
るマイクロ波の易透過性のために起るマイクロ波
の透過損失をマイクロ波を反射せず、必要な耐
熱、耐蝕性を有する内側容器（以後単に内側容器
という）の外側に金属性外側容器を設けることに
より解決したものである。金属面はマイクロ波を
効率よく反射する。従つて廃棄物に吸収されずに
内側容器を透過したマイクロ波は全て外側金属容
器およびこの容器の上部蓋の内面で容器の内側に
向けて反射され、再び廃棄物に供給され、最終的
には全部が廃棄物に吸収され熱エネルギーに変換
されることとなる。

また、内側容器は高温に加熱された廃棄物から
の熱伝導およびマイクロ波が内側容器を通過する
際吸収される一部のマイクロ波により必然的に温
度の上昇が起る。外側金属容器内面と内側容器が
密着している場合は温度が上昇した内側容器から
外側の金属容器を通過して、高価なマイクロ波エ
ネルギーにより発生した熱が伝導し損失となる。
この発明では外側容器内面と内側容器外面との間
に若干の間隔を設けガス体および／または断熱材
による断熱効果を利用し、上記熱損失を最小限に
止めることができる。

この発明の効果の第２は上記金属性外側容器内
壁面と内側容器外壁面との間にある間隙にガスを
流通することができることである。ガスを流通さ
せることにより得られる利点は内側容器内で熱分
解を行う場合と燃焼反応を行う場合は若干異な
る。まず熱分解を行わせる場合について述べる。
熱分解を行う場合は前記した如く、塩化水素ある
いは硫酸蒸気等の腐蝕性ガスが大量に発生する場
合が多い。一方、金属以外で内側容器用材料とし
て内側容器の使用温度1000℃程度迄の温度に耐え
るセラミツク系材料にはガス透過性が金属やガラ
スに比して大なるものが多く、上記腐蝕性ガスが
廃棄物に含まれる水分等を共に内側容器外へ滲透
拡散し、外側金属容器内面に到達し金属を腐蝕す
る原因となる。ガスの流通により熱分解を行う際
の上記望ましくない内側容器外へ滲透拡散したガ
スを通気口６から内側容器内へ逆流させ外側容器
の腐蝕を防止することができる。またさらに通気
口６から流通するガスを内側容器内に導入するこ
とにより熱分解により生成した分解物を排ガス出
口９の方へ早期に追い出し熱分解の速度を上げる
効果もある。熱分解の際に流通させるガス量は熱
損失を少量とするために窒素ガス、場合によつて
は二酸化炭素の如き不活性ガスを少量流通するの
が望ましく、少量の流通で上記効果は充分に達成
される。

燃焼反応を行わせる場合のガス流通は燃焼に必
要な酸素含有ガスを供給することである。即ち、
この場合通気口６から所望濃度の酸素を含有する
ガスを所望量内側容器内に導入し、マイクロ波に
よる廃棄物の加熱と併用することにより燃焼の速
度と温度を制御し、放射性物質が飛散して排ガス
と共に系外に排出されないよう静かな燃焼反応を
行わせることができる。これら何れの場合も外側
金属容器と内側容器の間に間隙が存在するためガ
スを図の１３の如き位置に設けた導入口から導入
することが可能となり、図の１９で示される上部
蓋より下の内側容器と外側容器より成る加熱室部
分には系外と連結する配管類が全く不要となり、
後記の如くこの装置を遠隔操作で操業する際大き
な利便を生ずる。

この発明の効果の第３は同一装置により、熱分
解操作のみ、燃焼操作のみ、先に熱分解を行い次
に燃焼を行う段階操作の３種を任意に選択できる
ことである。廃棄物には一般に種々雑多な物質が
混入しているのが普通である。これら種々雑多な
物を含む廃棄物を一定の方式で処理することは必
ずしも最も有利な方法ではない。即ち、例えば、
ポリ塩化ビニール、クロロプレンゴム等含塩素高
分子化合物を多く含有する廃棄物を直接燃焼する
と高温排ガス中には塩化水素、未反応酸素、水蒸
気が含まれ、この３種のガスが存在する場合、殆
どの金属が激しい腐蝕を受けるが、この３種のガ
スの内酸素の存在しない場合には腐蝕作用が著し
く減少することが知られている。従つて、含塩素
高分子化合物を含有する廃棄物を処理する場合に
は装置の腐蝕を少とするため、先に熱分解操作を
行つて含塩素高分子化合物中の塩素分を塩化水素
として無酸素状態で除去し、次に熱分解残渣を燃
焼操作に附して減容するのが良いが、この２段操
作は必然的に長時間を要するものとなる。逆に、
これら含塩素高分子化合物の如き腐蝕成分を含有
しない廃棄物の処理の際は、直接燃焼が可能で、
２段操作を行うことは非能率となる。また、廃棄
物中に有機物含有量の少ない場合は熱分解操作の
みで実質的減容は充分となる。従つて、廃棄物中
に含有される成分の種類に応じ、上記３種の操作
の最も適当なものを選択することにより装置の廃
棄物処理量を増加させることができる。

この発明の効果の第４は、放射性物質を含む廃
棄物安全取扱が容易なことである。この効果はさ
らに３種に区分できる。その１は、強度の弱い内
側容器を充分な強度を有する金属製外側容器内に
設置してあるため、内側容器を設置したまま外側
容器を上部蓋から分離し、移動させることがで
き、内側容器破損の機会が少なく、また仮に破損
が発生しても廃棄物は外側容器内に滞る故、飛散
の恐れがないことである。その２は、遠隔操作が
容易にできることである。放射性物質取扱い装置
は作業者の放射能被曝を避けるため通常作業は全
て遠隔操作により操業でき、かつ保守、点検、修
理等のために作業者が装置に接近する機会の少な
いことが望ましい。この発明の装置は前記の如く
上部蓋より下の加熱室部分には系外と連結する配
管、電線等が全くなく、遠隔操作により実施する
ことが困難な配管類や電気結線の取外しや再連結
を行うことなく、遠隔操作により可能な図示せる
昇降機１０による加熱室部分の昇降、また水平方
向への移動装置２１による水平方向への移動、さ
らには遠隔操縦による内側容器から処理残渣の排
出、また新規廃棄物の内側容器への装入が可能で
ある。さらに、非常に構造が簡単であり、腐蝕も
前記の如く防止されているので、保守点検、修理
等の目的で作業者が装置に接近する機会が非常に
少なくて良い。その３は、作業者が上記目的で装
置に接近する前に必要な、装置上に付着している
放射性物質を含む埃を遠隔操作で除去する作業が
容易なことである。放射性物質を含む物質を取り
扱う場所には必然的に放射性物質を含む埃が存在
し、この埃が長時間に及ぶ装置使用中に装置の表
面に付着しており、作業者が装置に接近する前に
この埃を遠隔操作で除去する必要がある。この発
明装置の場合はこの発明によらない場合に比し装
置構造が簡単である上、装置周辺にある配管、電
線、またそれらの支持具、補助的な機器類が少な
く、埃の除去は非常に容易である。例えば、加熱
を燃料の燃焼により行う場合は装置周辺に燃料供
給装置、空気逆入装置、燃料からの燃焼ガス排気
装置、さらにこれらのための制御機器等が必要と
なり、周辺に配置する機器が増加するため、遠隔
操作による埃の除去が困難となるが、本発明の場
合にはこのようなことがない。

次に、この発明実施の際の重要事項について述
べる。重要事項の第１は使用するマイクロ波の周
波数である。この発明に使用可能なマイクロ波の
周波数はわが国の電波法により915MHzと2450M
Hzである。しかしながら、技術的見地からはこの
両周波数に制限されるものではなく、500MHz〜
10GHzのものを使用することができる。

この発明実施の際の重要事項の第２は、外側金
属容器に使用できる金属材料についてである。外
側容器用金属としては、前記した如くこの発明の
効果により温度が高温となることがなく、また腐
蝕性ガスに接触することもなくなつているので炭
素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼の如き高合金鋼、
銅合金等を外側容器に必要強度に応じ任意に選択
使用することができる。

この発明実施の際の重要事項の第３は内側容器
用材料である。前記のセラミツク系材料としては
蝋石や耐火粘土焼成物、陶器、磁器の如きシリカ
ーアルミナ質を多く含むもの、珪石、珪砂等珪酸
質を多く含むもの、焼結アルミナ、電融アルミ
ナ、ボーキサイトの如きアルミナを多く含むも
の、炭化珪素、マグネシヤ、クロム鉄鉱、炭素等
を主成分とするもの等、通常耐火物といわれてい
るものを所望の形状に成形焼成して使用すること
ができる。また、前記した熱分解のみを行う場
合、あるいは低温で非常に緩慢な燃焼を行う場合
等内側容器に高度の耐熱性を必要としない場合に
は、硼硅酸ガラス、石英ガラス等耐熱性の強いガ
ラスをも使用することができる。これらのセラミ
ツク系材料はマイクロ波の反射が非常に少なく、
この発明の目的に適合するが、この発明の効果を
高めるためにはマイクロ波を反射しないばかり
か、マイクロ波をも吸収せず、従つてマイクロ波
の供給を受けた際、マイクロ波の吸収による内側
容器自体の発熱の少ないものがより望ましく、マ
イクロ波の反射も吸収も少ない材料は上記の内陶
器、磁器、焼結アルミナ、電融アルミナ、硼硅酸
ガラス、石英ガラス等である。

この発明実施の際の重要事項の第４は内側容器
の形状である。この発明に使用する内側容器には
放射性物質を含む各種の廃棄物を遠隔操作で充填
する必要があり、このためには図の３に示す如く
上方に向けて大きく開口したものが使用上便利で
ある。また、廃棄物、熱分解残渣、燃焼残渣中に
は昇温時に熱分解、燃焼の両化学反応を行わず、
単に溶融し、冷却の際固結するものが含まれてい
るのが通常である。このような物質による加熱操
作中の操業障害や冷却後の固結物の取り出しに便
なるよう、内側容器の底部は図の３に示す如く中
心部分が上方に突出した形状とし、下部側壁１６
に傾斜を与え、環状凹部を形成させ、これを上記
の溶融固形物の一時的貯留部とし、これの最下部
底面を構成する壁には通気口を設けないことが望
ましい。

この発明実施の際重要な事項の第５は外側金属
容器の内面と内側容器の外面との間にある間隙の
構造に関してである。この発明の効果を高めるた
めにはガスの通過し得るかつマイクロ波を透過す
る断熱構造とするのが望ましい。断熱構造とする
理由は内側容器内で熱に変換されたマイクロ波エ
ネルギーが外部に逃出損失となることを防止しか
つ金属製外側容器の温度上昇を防止して高温度に
よる外側容器の強度低下、腐蝕の進行を防止する
ためである。また、ガスを通過し得るようにする
理由は前記の如く比較的ガスを透過し易い内側容
器の内部からこの間隙に滲透滞留する腐蝕性ガス
を不活性ガスまたは酸素を含有するガスにて置換
し、金属性外側容器が腐蝕作用を受けるのを防止
すると共に内側容器壁に設けられた多数の通気口
を経由内側容器内にこれらガスを導入し、熱分解
操作の際は不活性ガスを用いて内側容器内の熱分
解生成物を早期に上部蓋に設けられているガス排
出口に排出し熱分解を促進し、また燃焼操作の場
合は酸素含有ガスを用いて内側容器中の熱分解残
渣等の燃焼を行わせるためである。従つて、この
間隙に用いる断熱材としてはマイクロ波を透過し
かつ所望の耐熱性のものであれば連続気泡を有す
る１体となつた断熱材をこの間隙に充填する方
法、また外側容器の内側と内側容器の外側に別個
の断熱材を装着しこの両断熱材の間に若干の間隙
を設けることにより簡単に実施することができ
る。図は外側容器内面とは離されて内側容器外面
に設置された断熱材２を用いた例である。

この発明実施の際重要な事項の第６は廃棄物を
マイクロ波で加熱する際における助材の併用であ
る。既に前記特開昭48―11372等により廃棄物層
によるマイクロ波の吸収をよくするため廃棄物に
アルカリ金属水酸化物溶液を添加してマイクロ波
加熱を行う方法が周知となつているが、アルカリ
金属水酸化物溶液を使用することは加熱時に溶剤
の蒸発を伴なうためマイクロ波エネルギーの損失
を伴なう外、溶剤が蒸発した後の溶融水酸化アル
カリによる内側容器の腐蝕、また廃棄物中の無機
物の高温におけるアルカリ金属水酸化物との反応
による低融点化等を伴なう。この発明ではより望
ましい添加剤として水分含有量の少ない無定形炭
素、グラフアイトの如き炭素質のもの、鉄酸化物
および／または他の金属をも含む鉄酸化物いわゆ
るフエライト等の粉粒状物あるいはこれらを含有
する廃棄物、熱分解または燃焼反応の残渣を使用
することができる。

この発明を実施する際に重要な事項の第７は外
側金属容器とその内側にある内側容器を主な構成
要素とする加熱室部分とマイクロ波供給口、内側
容器から発生する高温ガス出口、外側容器と内側
容器の間にある間隙に導入する前記ガスの導入口
を有する上部蓋の組付関係である。この発明では
図の上部蓋部分１９を建築物または床面に固定し
下部の加熱室部分は昇降機１０の上に設置し、操
業の際は昇降機によつて加熱室部分を上部蓋部に
軽く押しつけ低温に保持されている外側金属容器
上端と冷却水入口２２から冷却水出口２３へ流通
する冷却水で冷却された上部蓋の周辺部１８にゴ
ムの如き弾性ある材料製のパツキング１２を使用
して装置内外の気密性を保ち、内側容器と上部蓋
との間は耐熱性パツキング１１により気密を保つ
ことができ、操業終了後は加熱室部分を所望の温
度迄冷却後、昇降機を下降し、加熱室部分を水平
方向への移動装置２１の上に降下させ、水平方向
に移動後、内側容器内にある残渣の排出、次に処
理すべき廃棄物の装入を全て遠隔操作で行い得る
よう設備することが望ましい。この際必要に応
じ、外側金属容器を水冷または空冷ジヤケツト２
６を有する構造とし、このジヤケツトに導入する
冷却剤の導入口と導出口を上部蓋の２５，２７の
位置に着脱自由に設け、遠隔操作により加熱室部
を移動させる際、配管の取り外し等の如き遠隔操
作による実施の困難な作業を回避して外側容器を
冷却することもできる。

上部蓋にある、マイクロ波供給口１７は形状に
より内側容器から発生したガスの排出口を兼ねる
場合もあるが、図の如くマイクロ波供給口１７と
ガス排出口が別に設置されている場合においても
上部蓋の外部は断熱材料２９、加熱ジヤケツト３
１等で保温し、内側容器から発生したガスの一部
が外気で冷却凝縮し内側容器内に還流して熱損失
となることを防止すると共に、上部蓋内面は前記
セラミツク材料の如き耐熱耐蝕性材料２８で被覆
し腐蝕を防止することが重要である。また、放射
性物質を取り扱うための本装置全体が設置され
る、外気と遮断された処理室内の気温上昇を防止
するため上部蓋の最外部は水冷ジヤケツト３２で
冷却しておくことがさらに望ましい。

この発明実施上の重要事項の第８は内側容器内
にある廃棄物の均一加熱である。マイクロ波は直
進性が強く、マイクロ波発生装置（図では省略）
から導波管７により送られて来るマイクロ波はマ
イクロ波を透過するがガスを透過せず内側容器で
発生したガスが導波管に逆流するのを防止するた
めの石英ガラス、テフロン等製隔壁１５を経由、
マイクロ波供給口１７を経て廃棄物に供給される
が、外側容器内で定常波が発生すると加熱むらが
生じ廃棄物中に相当大なる温度差を生ずる。この
温度差による処理時間の延長を防止するため、金
属性回転羽根３０によるマイクロ波の散乱を行い
定常波の発生を防ぎ内側容器内の廃棄物に均一に
マイクロ波が供給されるよう設備することが廃棄
物全体を所望温度迄昇温させるための時間を短縮
するのに重要である。また、隔壁１５の直下にあ
るガス導入口８から窒素、二酸化炭素等の不活性
ガスまたは空気を導入することにより、分解ガス
または燃焼ガスがマイクロ波供給口１７に進入
し、タール状物質、腐蝕性物質が炭素等と共に凝
縮付着し、腐蝕、マイクロ波の吸収や進行妨害等
の好ましくないことの発生するのを防止し、この
供給口１７の周囲部の断熱材２９、加熱ジヤケツ
ト３１、水冷ジヤケツト３２を省略することもで
きることが重要である。

この発明は通常廃棄物の熱分解を行う際には
400〜600℃に加熱し、燃焼反応を行わせる際には
燃焼熱の発生による温度上昇をも含め500〜1000
℃迄の加熱に使用することができる。加熱して熱
分解、燃焼反応を行つた際発生する排ガスは周知
の方法で処理することができるが、この発明方法
および装置による場合は従来方法に比し排ガスの
量が少なくかつ前記した如くこのガス中に同伴さ
れる浮遊粒子状の放射性物質の含量も少なく、例
えば熱分解を行つた際の排ガスをまず90〜150℃
に冷却した際に得られる分解油を主成分とする凝
縮物あるいはさらに次工程で水あるいはアルカリ
溶液で排ガスを洗滌した際の排出洗滌液、排出ガ
ス中に含まれる同伴放射性物質の量が少なく、こ
れら分解油、洗滌排液、洗滌排ガスからさらに放
射性物質を分離除去するための処理を従来法に比
し容易に行うことができる。

この発明はエチレン、プロピレン、スチレン、
ジビニールベンゼン、塩化ビニール、塩化ビニリ
デン、アクリロニトリル、メチルメタアクリレー
ト、各種の含弗素モノマー、ブタジエン等のモノ
マーを単独重合、共重合して得られる高分子物質
およびその加工品、フエノール、尿素、メラミン
等とホルムアルデヒドあるいはアジピン酸とヘキ
サメチレンダイアミン、あるいはテレフタール酸
とエチレングリコール、カプロラクタム等を重縮
合して得られる高分子物質およびその加工品、木
材質、紙、木綿等の如き天然セルローズを主成分
とする物質およびその加工品、羊毛、絹、動物死
体等の天然蛋白系物質およびその加工品、その他
の固形高分子物質、無機物質よりなり、形状が塊
状、粉粒状、薄膜状、薄板状、繊維状等とあらゆ
る形状の物質やそれらの混合物と共に放射性物質
を含む固形廃棄物の処理に適用することができ
る。そしてこの発明による処理の前に各種の手段
により同伴する水分を可能な限り減少させておく
ことがマイクロ波エネルギーの効率よい利用のた
め望ましい。

実施例 図の装置において外側容器にステンレス鋼板製
内径30cm・高さ50cmで外側に水冷ジヤケツトを有
するもの 内側容器として肉厚10m／ｍ・外径25cm・高さ
30cmの磁器製で直径3m／ｍの通気口を側面の下
半部および底部中央の突出部に多数設けた容器 内側容器の外面をシリカーアルミナ系軽量キヤ
スタブル断熱材厚さ２cmで被覆する。

上部蓋は上記外側および内側容器の形状寸法に
合致するようステンレス板で製作し内外面をシリ
カーアルミナ系キヤスタブル断熱材で被覆せるも
のを用いた。

排ガス処理はまず冷却器でガスを120℃に水で
間接冷却し次に５％苛性ソーダ水溶液で洗滌後
HEPAフイルターで過し大気放出した。

内側容器内にはポリ塩化ビニール軟質シートを
約10cm角に切断したもの20重量％、強酸型カチオ
ン交換樹脂のビーズ30重量％、クロロプレン製ゴ
ム手袋10重量％、各種繊維屑10重量％、木屑14.5
重量％、ポリエチレン製フイルムの約10cm角に切
断したもの15重量％およびフエライト粉0.5重量
％、放射性物質として１マイクロキユーリーに相
当する原子量59の鉄の同位元素含有の酸化鉄粉少
量を添加混合したものを１Kg投入し、加熱部を上
部蓋に昇降機により押しつけた後ガス供給口１３
から窒素ガスを導入しつつ2450MHzのマイクロ波
発生装置から5KWのマイクロ波を供給昇温し、
まず内側容器内容物の熱分解を行つた。熱分解は
終了は45分後でアルカリ洗滌後の排ガス量が図の
１３より導入した窒素ガス量と略等しくなつたこ
とで確認した。この一連の操作後、予冷器後の気
液分離器から採取された油分には塩素分がHClと
して5.3mg／と1.3×10^-3μキユーリーの放射能が
検出された。また、アルカリ洗滌後の液より分離
された油分には塩素分がHClとして185mg／と
1.7×10^-4μキユーリーの放射能、さらにこの苛性
ソーダ洗滌後液の水相部分を蒸留して水分を溜出
除去した後の残渣には塩素分113.5grと9.5×10^-4μ
キユーリーの放射能が検出された。この熱分解実
験でフエライトを添加しない場合は熱分解終了迄
に１時間以上を要する。

上記熱分解の次に図のガス供給口１３から空気
を5.0Nm³／時の割合で吹き込み、内側容器内の
熱分解残渣の燃焼を行つた。燃焼操作は35分間で
終了したことを水洗滌後の排ガス中のCO₂が0.05
％になつたことで確認した。この操作において予
冷器後の分離器から得られる油分はなく、水洗滌
後の洗滌液からの分離油分もなく、水相部の水分
を蒸溜溜出後の残渣中には0.36grの塩素と2.4×
10^-3μキユーリーの放射能が検出された。この燃
焼操作後の内側容器内には34grの燃焼残渣が残
り、その放射能は0.99μキユーリーであつた。総
合結果として、残渣中への放射能物質の残留は従
来法の約50％からこの発明法の99％に上昇してい
る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による加熱装置の垂直断面図であ
る。 １……外側容器、２……断熱材、３……内側容
器、４……空間、５……廃棄物、６……通気口、
７……導波管、８……ガス導入口、９……ガス排
出口、１０……昇降機、１１……耐熱性パツキン
グ、１２……パツキング、１３……ガスの供給
口、１４……支持具、１５……隔壁、１６……内
側容器下部側壁、１７……マイクロ波供給口、１
８……上部蓋周辺部、１９……上部蓋、２０……
水平移動用シリンダー、２１……水平移動用装
置、２２……冷却水入口、２３……冷却水出口、
２４……上部蓋冷却水入口、２５……冷却剤導入
口、２６……外側容器冷却ジヤケツト、２７……
冷却剤導出口、２８……耐熱被覆、２９……断熱
材、３０……回転羽根、３１……加熱ジヤケツ
ト、３２……水冷ジヤケツト、３３……上部蓋冷
却水出口、３４……加熱媒入口、３５……加熱媒
出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属製外側容器の内壁面に密着せずに該外側
   容器内に設置されかつマイクロ波を実質的に反射
   しない部材および／または構造よりなる内側容器
   内でマイクロ波を放射性物質と有機高分子物質を
   含有する固形廃棄物に吸収せしめて、マイクロ波
   を用いて該廃棄物を加熱処理する加熱処理装置で
   あつて、何れも上部に開口する外側容器と内側容
   器、及び両容器に共通する上部蓋からなり、該上
   部蓋にはマイクロ波の供給口と加熱に際し生ずる
   ガスの排出口と、外側容器内壁面と内側容器外壁
   面との間の間隙へのガス導入口とが設置され、該
   間隙から内側容器内に通ずる通気口が内側容器の
   底部を含む内側容器の器壁に設けられたことを特
   徴とする加熱処理装置。