JPS5812051B2 - リユウドウカサレタリユウジヨウノ シヨウハンノウソウチカラリユウジヨウノ シヨウザイリヨウオ ジヨキヨスル タメノ ドウテキクウキナガレソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動化法反応装置に関するものである。

砂又は他の固体粒子から成る床は、該床を多孔性のフロ
アの上に配置しそして該フロアを通して空気流を与える
ことによって液体のような流動体となし得る。

このような材料の床は液体の如き流動特性を有するため
〃流動化法〃として当業者には呼称される。

１つ又はそれ以上の材料を流動化床と反応させるための
又は該流動化床の中で反応させるための流動化法反応装
置は広く知られており又■焼炉、乾燥機、結晶機、分級
機、焼却炉及び他の数多くの用途に用いることができる
。

床材料が流動化法反応装置の作動時に更に新しく作り出
される。

反応室における床高さ或は流動化用の空気流を乱さない
態様で過剰さなった材料を除去することが重要である。

これは、各種の偏移が自己修正されないという理由から
である。

余りにも多くの床材料が反応室に蓄積されたり又は流動
化用空気流が短絡されたりすると、流動化された粒子の
流量を減少させ室の底部近傍により重い粒子を生成させ
たり更に流動化粒子の流動を減少させたりすることがあ
る。

反対に所望レベル以下に床材料の量が減少したり又は空
気流が増大したりすると、床材料を速く流動させ好まし
くない摩滅作用を生ぜしめ、各粒子を摩滅させ、更に反
応室中の床材料の量を減少させることがある。

流動化装置の多くのものが所望の反応を助成するために
反応室を加熱する装置を具備する。

特に、各偏移は床高さ及び流動化用空気流と同様に動的
な熱流れをも変化させるので、前記各装置において床材
料の所望量を正確に保持することが使用に当っては重要
である。

大抵の従来の流動化未反応装置は過剰床材料を除去する
ために機械的な装置を具備する。

一つの典型的な従来装置は、過剰床材料を反応室から螺
子コンベアへと搬送するために連結された重力流れ出口
管路を具備する。

流動化用空気流が室を通して流れ得るように、空気入口
と出口が反応室の底部と上部に夫々配設される。

空気出口は流動化用空気流によって室から搬送される微
細粒子を遠心的に除去するために連結される。

分離機が除去された微細粒子を螺子コンベアへと投入す
るために連結される。

感知装置が床材料の量を測定しそして螺子コンベアを適
宜に作動させる。

作動に際し、重力流れ管路及びコンベアは、作動を乱す
かも知れない反応装置の成るレベルからの空気流又は粒
子流を全て防止すべく床材料で充填される。

螺子コンベアは反応装置の中の材料の感知された量にふ
されしい割合で材料を貯蔵容器中に投入する。

上記したタイプの有効な装置が提供されている。

しかし、装置を提供するに当って極めて困難な問題を包
含している。

機械的コンベアが摩耗し、腐食し且つ破壊し易い点を最
小にする設計を行なうために相当の設計上の努力及び費
用が必要とされる。

加うるに、コンベアと該コンベアの駆動装置との間の洩
れが又問題である。

放射性の又は有害な材料を処理するための流動化未反応
装置において洩れは特に極めて危険なことであり、前記
装置においては極めて有効なシールが必要とされる。

上記機械的コンベア装置が持つ他の問題は、微細粒子を
より重い床材料としばしば所望される程十分には混合し
ないということである。

除去された材料は更によく混合することによってよりコ
ンパクトな、一様密度の密集体へき沈積され得るであ／
・う。

低密度及び密度の変動は、該沈積された材←を更に処理
し又取扱う場合、大きな欠点となり得る。

上記装置が持つ他の問題点は、新しい床材料が反応室に
形成されている割合に適した割合で正ｉにコンベアを作
動するためには比較的複雑な感知及び制御装置が必要と
されるということである。

上記装置の更に他の問題は、多くの場合微細粒子が遠心
分離機の放出口で架橋現象を起しついには該放出口を塞
いでしまわないように成る特殊な機構を必要とするとい
うことである。

流動化未反応装置から過剰の床材料を除去するための非
機械的な装置が提案された。

該装置においては、反応室は第１管路によって第２管路
に形成されたベンチュリ管に連結される。

第２管路を通る空気流はベンチュリ管にて低圧を生ぜし
め粒状材料を反応装置から引っ張り出す。

この装置の顕著な欠点は、第１管路からベンチュリ管路
への開口がこの装置の動きを悪くする程小さくなければ
ならないか又は第２管路とベンチュリ管が第１管路に好
ましくないような大量の空気流を必要とする程大きくあ
らねばならないということである。

摩耗ということも又このベンチュリ管タイプの粒子除去
装置においては大きな問題である。

空気噴射弁のような他の非機械的な制御要素が知られて
おり、流動化未反応装置の床レベルを制御するための装
置以外にて使用されている。

これら他の各装置は、例えば反応装置の作動を安定に保
つという問題のような、有効な流動化未反応装置を提供
する場合に存在する諸問題を有さないものである。

従来技術は、作動している流動化未反応装置から過剰の
床材料を制御して除去し、微細粒子を床寸法の粒子と混
合し、該混合粒子を集塊し、そして該集塊した粒子を一
様の嵩密度を持った密集体へと沈積させる装置を、全て
不安定な作動を生ぜしめることなく、提供するためにこ
れら要素を利用する装置を提案してはいない。

本発明は、制御して、作動中の流動化法反応室から床材
料を除去し、そして微細粒子と床置型物さを混合し集塊
させ、均一な嵩密度を持った材料の密集体を提供するた
めの非機械的な、動的空気流れ装置から構成される。

〃空気流れ〃という語句はここでは如何なるガス状の流
れをも指して用いられる。

未除去装置は反応室の予め選定された高さに達した床材
料のための重力流れ出口通路から成り、床材料は該予め
選定されたレベルの上方の空気及び微細粒子のための出
口通路を横断する。

２つの通路を通る空気流は微細粒子を ここでは時に固
体と呼ばれるより大きな原寸、４粒子と混合させる。

固体−空気の遠心分離機が出口導管からの流れを受容し
、遠心力により混合粒子を集塊し、そして集塊された粒
子を貯蔵器に沈積させるために連結される。

又、制御弁装置が空気を重力流れ出口導管に噴射するた
めに配設される。

重力流れ管路に噴射された空気は、該管路を通る空気流
を提供し又反応室から流動化ガスを未制御下に放出する
のを防止する圧力シールを提供し、更に又反応室の床材
料の量を制御する。

従って、圧力シールは反応室の不安定作動を防止する。

ここに説明される実施態様においては、空気は、室から
の流れに所望の制限を行なうのに必要な空気噴射を最小
にするためにはり反応室に向った方向に沿って噴射され
る。

種々の装置を制御するのに必要とされる噴射空気の量は
、出口管路の直径及び流動化床の予定高さに対する該管
路への入口の位置に依存して、一般に反応室の流動化空
気の約２〜１０％の間にある。

２つの導管を通る空気流は２つの出口通路の交点にて流
体状にて混合される。

サイクロンに入るに先立ってのこの混合は比較的均一な
床置体と微細粒子との混合物を提供し、又該混合物は、
集塊されそして遠心力の働きで空気流から分離せられた
時、床材料の嵩密度に近づいた比較的均一の嵩密度を有
する材料の集塊床となる。

極めて均一な密度で沈積された材料はそれ以後の取扱い
及び処理を容易にする。

本発明に％る装置の他の利点は混合し、集塊せられた粒
子が従来装置の微細粒子のみを処理するサイクロン分離
機の場合よりサイクロン分離機を不作動にする傾向が著
しく少ないきいうことである。

加うるに、本装置は摩耗し且つ破壊する機械的部品を除
去する。

又洩れを生じることがない。

放射能汚染塩溶液を処理するための特に有利な流動化床
タイプの廃棄物処理装置は未除去構造体を高温流動化法
反応室と組合せて利用することによって提供される。

本装置は、塩溶液が室に供給される割合及び溶解された
塩の濃度が変動するような場合でさえ、反応室に既定量
の床材料を保持し且つ既定の流動化レベルを保持する。

室にて材料が生成される割合を変化するこれらの各変動
は単に材料が重力流れ出口通路へと流れる割合を又対応
する態様で変化させる。

従って材料が反応室７に供給される割合の小さな変動に
応答して粒子除去装置の作動を調整する必要はない。

極めて均一な嵩密度の最終生成固体を作り出すべく、流
体床反応装置から床生成物の除去を制御し、微細粒子を
床生成物と混合しそして微細生成物と床生成物とを集塊
するためのここに述べる装置は物理的に簡単であって且
つ非機械的な装置であり、又該装置は流体床方法及び装
置を使用する者に総合的な価格の減少という利益をもた
らし、処理のために規定された所望レベルに床高さを保
持する完全な制御能力を有し、非機械的装置に関連した
固有の高い信頼性を有し、又包含される構成要素の数は
限定され且つガス処理工業に共通に用いられるものであ
るので容易に保守される。

流動床に用いられる場合の本装置の作動は、連続作動態
様で運転される場合、大幅に自己制御態様にて床の回収
量及び床の深さの制御を行なう。

しかしながら、未回収及び床高さの制御は反応室から調
整された又は周期的な除去を行なうことによって等しく
達成され得る。

又生成物の搬送は単に空気制御流量を増大するか又は減
少するかして停止され得る。

更に、始動態様に当って、床生成材料は圧力シールを形
成するために消費されたり又は必要とされることはなく
、又該圧力シールがないと、圧力シールの機能は単に制
御空気流によってのみ制御されるので、流体床反応装置
の正確な作動を妨げる。

又、未除去管路への入口は従って反応室のフロアと、反
応室の作動時に最も高いと予定される流動化床のレベル
との間に配設され得る。

本発明の目的、特徴及び利益は更に以下の説明及び図面
を参照して明らかとなるであろう。

図面は放射能に汚染された塩溶液を処理するための廃棄
物処理装置１０を図示する。

該装置１０は、管路１４から噴出口１６を通って流れる
溶液を受容すべく連結された反応室１２から成る。

室１２は多孔性のフロア２０を具え、該フロア２０は、
不活性の材料か又は装置１０で処理される溶液中に溶解
されているのと同じ塩の固体粒子から成る床１８を担持
する。

空気ポンプ２２が空気をフロア２０を通って流すべく連
結され、又加熱用コイル２４が室１２を囲繞する。

第１分岐路２８と第２分岐路３０を持った出口管路２６
が室１２をサイクロン固体・空気分離機３２に連結する
。

分岐管路２８は室１２の既定レベルに達した床材料のた
めの重力流れ出口通路を画定する。

分岐管路３０は室１２の頂部近くの空気及び微細粒子の
ための出口通路を画定する。

サイクロン分離機３２は、受容した空気及び固体を円形
通路に沿って差し向けるように形成された壁を有し、そ
れによって固体粒子を、該粒子を担持している空気流か
ら遠心的に分離するようにした室である。

分離機３２は空気吐出管路３４と、分離された固体粒子
を貯蔵容器３８に落すために連結された管路３６を具え
る。

装置１０は又、室１２からの流れを制限する分岐管路２
８の空気圧を生じさすために、分岐管路２８に空気を噴
射する装置４０を具える。

制御装置４０は注入された空気流を変化させるための弁
４１を具え、又室１２からの流れに既定の制限を与える
のに必要とされる噴射を最小とすべく室１２の方へと噴
射された空気を差し向けるために配設されたノズル４２
を具える。

弁４１は手動又は自動いずれにても制御され得る。

作業に当って、ポンプ２２は室１２の床材料１８を流動
化するために多孔性フロア２０を通して空気をポンプ送
りする。

適当に流動化された床の空気流は床材料をほぼ通路４４
に沿って流動せしめる。

通路４４に沿った流れを変え且つ不安定な作動を生ぜし
める分岐管路２８への短絡空気道を防止するために、該
管路に十分な圧力を生せしめるべく空気がノズル４２か
ら分岐管路２８へと噴射される。

所望に応じて、床材料が分岐管路に流動するに十分な重
さとなる前に床１８を分岐管路２８の入口の上方の既定
位置に形成せしめるに必要な成るレベルまで管路２８は
加圧され得る。

装置１０で処理さるべき放射能で汚染された１つ又はそ
れ以上の塩を含有する溶液が噴出口１６を介して室１２
へと噴射される。

硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）、又は硼酸ナトリウム
（Ｎａ ２Ｂ４０□）−又は燐酸ナトリウム（Ｎａ３Ｐ
Ｏ４）のいずれかを含有する放射能汚染溶液は種々のタ
イプの核装置においては共通することであり、装置１０
は他の化学塩によって汚染された溶液と同様にこれら溶
液を処理するのに使用することができる。

室１２は室１２に噴射された塩が即座に蒸発されるよう
な温度にまで加熱される。

冬場は流動床材料と反応し合いそして集塊し所定の原寸
法を持った粒子が新しく生成される。

余分の床材料は重力流れ分岐管路２８を介して室から出
て行く。

原寸法の粒子に集塊しなかった微細粒子と空気は分岐管
路３０を通って流れる。

分岐管路２８と３０を通る空気流は分岐管路３０からの
微細粒子と分岐管路２８からのより大きな粒子とを２つ
の分岐管路の交点にて流体混合せしめる。

サイクロン分離機３２は微細粒子を遠心力の作用でより
大きな原寸法の粒子に結合、即ち他の言葉で言えば集塊
し、又該集塊した固体粒子を空気流から遠心的に分離す
る。

分離せられた各粒子は貯蔵容器３８へと沈積される。

分離管路３０からの微細粒子を分岐管路２８からのより
大きな粒子と混合し、次で分離機３２の遠心力の働きで
なされる集塊作用が貯蔵容器３８に沈積される材料をす
っかり均一な高密度なものとする。

本発明の一実施例を説明したが、当業者には数多くの簡
単な変更実施態様が当業者には容易に想到されるであろ
う。

【図面の簡単な説明】

図面は溶液から放射能で汚染された塩を除去しモして該
塩をコンパクトな処理可能の物体へと沈積させるための
廃棄物処理装置の概略図である。 １０：廃棄物処理装置、１２：反応室、１６：入口、１
８：床、２０：フロア、２４：加熱用コイル、２６：出
口管路、２８：第１分岐管路、３０：第２分岐管路、３
２：サイクロン分離機、３８：貯蔵容器、４０：空気噴
射装置、４１：弁、４２：ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流動化粒状床反応室の床材料の量及び空気流れを所
   定に保つべく、床材料を新しく作り出す該流動化法粒状
   反応室から粒状物質を制御して除去しそして該粒状物質
   を圧縮して集塊するための装置であって：前記流動化法
   粒状反応室には該室に放射能汚染塩溶液のような液体を
   噴射するための噴射口と、床材料を流動化し前記液体と
   床材料とを反応させるために該室に空気を噴射する空気
   噴射手段とを設け、更に該室には前記室の予め選定され
   たレベルに達した粒状床材料のための重力流れ出口通路
   を画定する第１導管と、前記予め選定された室レベルの
   上方に空気及び微細粒子のための出口通路を画定し前記
   第１導管と交叉する第２導管とを連結し、更に前記第１
   導管を加圧し前記室からの粒状床材料の流れを制御する
   ための噴射手段と、前記第１及び第２導管の交点にて混
   合された前記第１及び第２導管からの粒子を含む空気流
   から該混合粒子を遠心作用により集塊しそして分離する
   ための手段とが設けられたことを特徴とする前記装置。