JPH0287100A - 焼却灰の固化処理装置およびその固化処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は焼却灰の固化処理装置およびその固化処理方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の焼却灰の処理は特公昭５７−４１０００号公報に
記載されているように、焼却灰を造粒機でペレット状に
成形し、ドラム缶内に充填後、固化材を注入して固化す
る方式が提案されている。しかし、焼却灰中に混入して
いる多種の金属夾雑物および未燃物の除去方法または既
に原子力施設内に２００２ドラム缶内に充填され、処分
されずに貯蔵されている焼却灰の取扱いおよび固化処理
方法については配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に原子力発電所から発生する放射性廃棄物は２００
Ｑドラム缶内に固化体として充填され、発電所内の貯蔵
庫内に一時貯蔵されているが、将来は一定基準を満足し
ていることが確認された固化体は発電所敷地外の最終処
分場へ搬出され、そこで処分されることになる。

従って放射性廃棄物は何等かの手段で固化体の形態にす
る必要があり、そのため各種の固化処理方式が提案され
ており、例えば沸騰水型原子力発電所の運転に伴って発
生する硫酸ソーダ（Ｎａ２ＳＯａ）ｔｅ主成分とする放
射性廃液は、プラスチック等による固化が現在行われて
いる。

しかし可燃性雑固体を焼却炉で燃やした残査である焼却
灰については現在２００Ｑドラム缶へそのまま充填して
おり、固化処理が未実施のためにその固化処理方式の確
立が望まれている。焼却灰を固化処理する際には次のよ
うな問題がある。

（１）焼却炉から直接排出される焼却灰にはそのまま固
化するには適さない金属類、具体的にはボルト類９番線
、クリップおよび保温材などの夾雑物並びに不燃焼残査
等が混入している。

（２）上記夾雑物類を取り除くにはふるい、粉砕機。

分級機等の複雑な前処理プロセスが必要となる。

（３）既貯蔵の２００Ｑドラム缶内焼却灰は何等かの方
法で一度ドラム缶から抜き出す必要がある。１本発明は
以上の点に鑑みなされたものであり、焼却灰を容易に固
化することを可能とした焼却灰の固化処理装置およびそ
の固化処理方法を提供することを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、装置に、充填容器内に注入する固化材を添
加水を加えて混練する混練機および充填容器を上部側か
ら密閉する着脱自在な混練フードを設けると共に、充填
容器内に挿入自在で、かつその先端がドリル形状に形成
された案内羽根を有する混練羽根を設けることにより、
そして焼却灰を固化処理するのに、固化材に添加水を加
えて混練し、この混練した固化材を充填容器内に注入し
、充填容器内で容器内の焼却灰と注入された固化材とを
混練して固化することにより、達成される。

〔作用〕

装置に固化材を混練する混練機、充填容器を上部側から
密閉する着脱自在な混練フード、充填容器に挿入自在で
、先端がドリル形状に形成された案内羽根を有する混練
羽根を設けた。そして固化材を混練し、混練した固化材
を充填容器に注入し、充填容器内で焼却灰と固化材とを
混練して固化したので、焼却灰を充填容器内で固化でき
るようになって、複雑な前処理の要がなくなり、焼却灰
を容易に固化することができる固化処理装置および固化
処理方法が得られる。

このようにして装置および方法が得られるが、そのよっ
てきたるところを以下に詳細に説明する。

（１）固化材との混練による焼却灰の嵩減り現像。

原子力発電所内でドラム缶詰されている焼却灰はドラム
缶に約７〜９割入っており、固化材の注入完了後の固化
体液位レベルは、焼却灰の粉体嵩密度、固化後（固化体
）の密度および焼却灰の固化材に対する充填効率によっ
て決定される。以下、具体的な一例を記述する。

今、２００Ｑドラム缶に高さ方向で約８割焼却灰が充填
されていると仮定する。焼却灰の嵩密度は約０．８ｇ／
ａ（なので、焼却灰の重量としてはドラム缶内に焼却灰
が占める体積に嵩密度を乗じた値となり、約１３４ｋｇ
／ドラム缶の充填量である。この焼却灰を固化材と混練
するとき、固化材との混合比率は固化材の種類によって
多少の相違があるが、例えばセメントガラスによる固化
を想定した場合、焼却灰の混合率は固化材の約４０ｗｔ
％である。従って焼却灰１３４ｋｇ／ドラム缶に対して
セメントガラスは２０１ｋｇ／ドラムを注入混練し、固
化体を作製することになるので、固化体としての総重量
は３３５ｋｇとなる。

一方作製された固化体の密度は約１．７ｇ／ｄになるこ
とがわかっているので、固化材混練後の固化体の２００
Ｑドラム缶内での高さ方向寸法は、以下のような考え方
から求められる。

総重量３３５ｋｇの固化体を体積に換算するため、固化
体の密度１．７ｇ／ｃＪで除してやると１９７Ｑとなる
。ところで２００Ｑのドラム缶寸法は既知のため、１９
７Ｑをドラム缶の断面積で除せばドラム缶内の固化体高
さが算出できる。この場合の固化体高さは約７８０ｍｍ
となり、２００Ｑドラム缶の高さ寸法８３０ｍより十分
小さい値となる。なお、固化後の固化体高さ寸法は焼却
灰の嵩密度が小さく程低い寸法となるので、固化材量を
多くすることも可能である。

以上のように焼却灰は固化材と混練することによってそ
の体積が減少するので、２００Ｑドラム缶内に既に焼却
灰が充填されていても直接固化材を注入して固化体を作
製することが可能であり、任意の固化材を任意の混合比
で操作することができる。

（２）ドラム缶上部の混練フード設置。

焼却灰は固化材との混練によって体積が減少するが、固
化材の注入直後および混練中においては固化材または焼
却灰が外部へ飛散する可能性がある。混練フードは固化
材の注入操作時に焼却灰が充填された２００ｆｌドラム
缶上部に下降し圧着シールするため、固化材の注入およ
び混練中に固化材または焼却灰が外部に飛散することが
ない。

（３）混練羽根の先端形状。

発電所内に保管されている焼却灰は２００Ｒドラム缶に
充填される際に、粉塵の舞い上りや飛散を防止するため
上部から水を吹き付けている場合が多く、そのため長期
保管中に焼却灰上部が若干固くなっている場合がある。

また、焼却灰は２００Ｑドラム缶にほぼ満杯に充填され
ているので、そのままでは通常の混練羽根の場合、ドラ
ム缶底部までの挿入が困難である。本発明の混練羽根は
先端形状をドリル型のスクリューとし、混練羽根の回転
による推進力によって焼却灰中を下降するので、２００
Ｑドラム缶の底部まで到達でき、十分な混練操作が可能
となるのである。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図から第３図には本発明の一実施例が示されている。

廃棄物充填容器例えばドラム缶１に入れられた焼却灰を
固化するのに、本実施例では装置にドラム缶１内に注入
する固化材を添加水を加えて混練する混練機２およびド
ラム缶１を上部側から密閉する着脱自在な混練フード３
を設けると共に、ドラム缶１内に挿入自在で、かつその
先端がドリル形状に形成された案内羽根４を有する混練
羽根５を設けた。そして固化材に添加水を加えて混練し
、この混練した固化材をドラム缶１内に注入し、ドラム
缶１内でドラム缶内の焼却灰と注入された固化材とを混
練して固化した。このようにすることにより焼却灰をド
ラム缶内で固化できるようになって、複雑な前処理の要
がなくなり、焼却灰を容易に固化することを可能とした
焼却灰の固化処理装置およびその固化処理方法を得るこ
とができる。

すなわち、第１図に示されているように、固化材ホッパ
６に受入れられた固化材は必要量に応じて固化材スクリ
ュー７し；よって払い出しおよび移送され、固化付計量
機８により所定量を計量する。

所定量計量された場合はロードセル９の信号により固化
材スクリュー７は停止する。

固化材が計量されると、これに応じた添加水が添加水計
量機１０に移送され、固化材と同様所定量の移送が完了
すると、ロードセル９の信号により添加水の供給は停止
される。計量された固化材と添加水とは弁（図示せず）
によってまず添加水が全量混練機２に排出され、次いで
固化材が定量的に混練機２に供給される。この際混練機
２は固化材が供給される直前からモータによって混練羽
根を回転させているので、固化材の部分的な濃度上昇に
よる硬化が防止される。

混練機２によって一定時間の混練処理を終った固化材は
、固化付注入管１１から混練フード３を装備した焼却灰
が充填されているドラム缶１に注入される。固化材と焼
却灰とが充填されたドラム缶１には混練羽根が挿入され
、モータによって混練羽根駆動軸１２が回転し、それに
伴って混練羽根が回転してドラム缶１内を一定時間混練
する。

ドラム缶１への固化材の投入および混練による一時的な
ドラム缶１内の液位上昇は混練フード３によってオーバ
ーフローが防止され、確実に焼却灰の固化体を作製する
。

なお、固化材注入完了後は混練機２を洗浄するため、添
加水計量機１０から洗浄水を混練機２へ供給する。洗浄
後の洗浄排水は切換弁１３によって流路を切換え、洗浄
水受タンク（図示せず）へ排出される。

第２図には焼却灰を固化処理した時のドラム缶１内の液
位レベル変動を各操作毎に測定した結果が示されている
。なお、焼却灰は嵩密度０．７４ｇ　／　ｃｎ？の一般
産業焼却灰を使用し、内部状況を観察し易いように、ド
ラム缶１と混練フード３とは透明アクリル容器で作製し
た。焼却灰の充填状態はドラム缶高さ方向で８０％およ
び９０％の２種類を用意した。また、固化体の作製条件
は、焼却灰４３　ｗ　ｔ％に対して固化材５７ｗｔ％の
混合比率にした。従って前者（高さ方向で８０％の場合
）は焼却灰１２４ｋｇ、固化材１６４瞳を、後者（高さ
方向で９０％の場合）は焼却灰１４０ｋｇ、固化材１８
６ｋｇを混練した。

焼却灰を２００Ｑドラム缶１に高さ方向で８０％充填時
、９０％充填時とも固化材の投入時は既にドラム缶１内
に焼却灰が充填されているため、固化材投入相当量分、
ドラム缶１内の液位Ｘが」−昇する（Ｂ参照）が、混練
操作を進める（Ｃ参照）に従い焼却灰と固化材とが混合
され、次第にドラム缶１内の液位Ｘが低下していき、混
練完了後はほぼ固化材が投入される前のレベルに戻る（
Ｄ参照）ことが確認された。なお、この時の固化体の密
度は約１．７１　ｇ　／ＣＩｌ？になった。また、同図
でＡは固化材を投入する前の状態である。

固化材混練装置の構造が示されている第３図に示されて
いるように、混練装置全体はフレーム１４によって支持
され、焼却灰の充填されたドラム缶１はローラコンベア
１５によってこのフレーム１４内に搬送される。固定ブ
ロック１６に取り付けられた混練フード駆動軸１７がモ
ータ（図示せず）によって回転することにより、スライ
ドブロック１８を介して混練フード３を下降させ、ドラ
ム缶１を密着シールする。

固化材は固化材注入管（図示せず）からドラム缶１に注
入され、注入完了後ば混練羽根駆動軸１２の回転により
案内羽根４を有する混練羽根５が下降する。案内羽根４
は先端が先細りのスクリュー形状になっており、焼却灰
中を混練羽根５が進入するのを案内する役目を行うのに
効果がある。

このように本実施例によれば焼却炉から発生する焼却灰
または既に２００Ｑドラム缶に詰められ中間貯蔵されて
いる焼却灰を、直接２００Ｑドラム缶内で注入固化が可
能となり、固化体として最終処分することができる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は焼却灰を容易に固化することがで
きるようになって、焼却灰を容易に固化することを可能
とした焼却灰の固化処理装置およびその固化処理方法を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焼却灰の固化処理装置の一実施例の説
明図、第２図は同じく一実施例の固化処理時の液位レベ
ル変動図、第３図は同じく一実施例の混練装置の構造を
示す斜視図である。 １・・・ドラム缶（廃棄物充填容器）、２・・混練機、
３・・・混練フード、４・・・案内羽根、５・・・混練
羽根。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、廃棄物充填容器に入れられた焼却灰を固化処理する
   焼却灰の固化処理装置において、前記装置に、前記充填
   容器内に注入する固化材を添加水を加えて混練する混練
   機および前記充填容器を上部側から密閉する着脱自在な
   混練フードを設けると共に、前記充填容器内に挿入自在
   で、かつその先端がドリル形状に形成された案内羽根を
   有する混練羽根を設けたことを特徴とする焼却灰の固化
   処理装置。 ２、廃棄物充填容器に入れられた焼却灰を固化処理する
   焼却灰の固化処理方法において、固化材に添加水を加え
   て混練し、この混練した固化材を前記充填容器内に注入
   し、充填容器内で容器内の前記焼却灰と注入された固化
   材とを混練して固化したことを特徴とする焼却灰の固化
   処理方法。 ３、前記焼却灰が、各種夾雑物が混入されたものである
   特許請求の範囲第２項記載の焼却灰の固化処理方法。 ４、前記固化材が、セメントガラス、セメント、アスフ
   ァルト、プラスチックである特許請求の範囲第２項記載
   の焼却灰の固化処理方法。