JPS58189599A - 放射性廃棄物処理用のマイクロ波溶融固化装置 - 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】 本発明は金属を含む放射性廃棄物処理用のマイクロ波溶
融固化装置に関する。さらに詳しくは、炉内クリーニン
グ装置を備えた金−を含む放射性廃棄物処理用のマイク
ロ波溶融固化装置に関する。

原子力施設から排出される放射性物質を含む廃棄物ある
いは放射性物質にて汚染された廃棄物は、取扱いに危険
を伴ない、またその放射性物穎か長い半減期を有する場
合長期間隔離・貯蔵を要するので、作業の安全性、貯蔵
容器・格納スペースの節減等の点から減容処理の強い要
請がある。減容方法には、可燃物の場合は焼却法、不燃
物の場合は切断・粉砕等の機械的方法、さらには被処理
物を加熱溶融したのち冷却し固化体とする溶ｈ・ｉ・同
化処理方法がある。特に溶融法によれば、溶融・同化後
の被処理物は著しく稠密化するので減容効果の点から最
も優れ、さらに近時、その加熱溶融手段としてマイクロ
波溶融炉を用いる方法が実用化されつつある。

マイクロ波照射による加熱・溶融方法は、誘出性固体被
処理物の構成分子の分子運動と分子間結合抵抗とによる
物質自体の誘電加熱％Ｉを利用するもので、他の輻射熱
や伝熱などの形式による加熱に比べて、被処理物の均一
かつ効率のよい加熱溶融が可能であり、またマイクロ波
印加電力の調整により、緩急任意の溶融処理を行なうこ
とができる利点を有する。

マイクロ波溶融炉の操業にあたっては、溶融炉本体内に
被処理物を装入し、マイクロ波発振機がら導波管を介し
て該本体炉内にマイクロ波を導入し溶融を行なう。また
この場合テフロン製等のスリーブ機構にて保持されたチ
ューナをルツボ内の被処理物の溶融湯面に応じて上下に
往復動させることによりマイクロ波の波長を整合させて
溶融操作を行なうものも存在する。

マイクロ波を用いたかかる溶融炉においては湯面からの
輻射熱等による対流現象あるいは排気操作により、供給
された被処理物や溶融時の蒸発によるヒユームおよびダ
スト等が吹上かり炉内壁に付着し、長時間の操業中に相
当な量になる。これらの付着物は主として蒸発冷却物が
多く、その大部分はＮａ２５ｏ４、ＮａＣｚ、Ｋ　ＣＩ
！または融剤として添加されたＢ２Ｏ３あるいはＮａ２
Ｂ２０７等の塩類である。かかる付着物が炉内に付着し
た場合は、（１）前記塩類が窒気中の水分を吸収し潮解
しやすい物質であることか多いため炉壁の腐蝕現象を促
進する、（２）付着物によりマイクロ波が吸収され、ル
ツボ内の被処理物に対し照射されるマイクロ波の有効照
射率が低Ｆする、（３）付着物を放電点として放電現象
が発生しゃすくなる、１４）チューナが存在する場合は
付着物がスリーブ機構に噛み込みチューナの円滑な移動
を困難にする、などの種々の操業上困難な問題が存在す
る。

また、マイクロ波溶融による温容処理において、金属な
どの電気良導体は、マイクロ波の反射、あるいは一部表
面電流が流れることによる加熱が生じるだけで溶融固化
にまでは至らす金−物の溶融同化は不可能である。

本発明者らは上記問題点に鑑み、金属物を金−酸化物類
と一緒に容易に溶融固化処理しえ、かつ炉内付着物の除
去を容易に行ないうるマイクロ波溶融同化装置について
研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、上部炉体と、これ１こ着脱可能な下
部炉体とからなり、下部炉体内ルツボに装填された被処
理物にマイクロ波を照射して該被処理物を加熱溶融する
マイクロ波溶融炉において、金属物供給装置および焼焼
灰供給装置を付設するとともに、前記上部炉体下方に該
上部炉体に対し進退および回転可能なりリーニングヘッ
ドを有するクリーニング装置を配設し、金績物の溶融固
化が可能で、しかも炉内付着物の除去が容易な放射性廃
棄物のマイク白波溶紳固化装置を提供するものである。

本発明装置で金属類の処理を行なうには、懐却灰等の金
属酸化物複合体（２ＣａＯ・ＡＩ！２０３・Ｓ　ｉ０２
，３ＣａＯ，Ａｚ２０３等）あるいは金属酸化物単体（
Ｆｅ２０３．ＺｎＯ等）またはその混合体（ＡＩ！２０
３＋ＣａＯ＋Ｂ２Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＣａＯ等
）（以下、単に金ｍｍ化物類という）を連続的にたとえ
ば金属製ルツボ中に落下させ、マイクロ波を照射しつつ
溶融を行ない、この中に金属物を供給し金属酸化物の溶
融体でとじこめる方法が採用される。このような方法に
は、金属酸化物と一緒にこれら金属物を混ぜて炉内へ供
給する方法、あるいは金属物を金■酸化物類とは分離し
てそれぞれ炉内へ供給する方法の２つが考えらね、いす
むの方法でも金属物の処１１ｊがマイクロ波で可能であ
ることか見い出された。

中でも金−酸化物類と金属物とを分離して別系統で炉内
へ供給した方が定量的な、ｊＪｆ、給ができ、しかも得
られた同化体の中に金−物か均一に分離してとじこめら
れた同化体が得られる利点がある。ここでは主として金
属物を分離供給する場合について述べる。

本発明装置における被処理物たる金属物は原子力施設よ
り排出される放射性物質により汚染されたクギ、金噴製
パイプ、金舅板、金嘆片などの全織物であり、さらには
放射性物餡で汚染された可燃性廃棄物に混入し、−緒に
焼却処理に付されて情動灰中に混入したものである。

一方金属酸化物類は原子力施設から排出された各種可燃
性廃棄物を焼却して得られるものであり、あるいはガラ
ス繊維、アスベスｌ維で作らねた保温材等の不純物であ
る。その主な成分はＣａ　Ｏ。

Ｍ　ｇ　Ｏ、Ｓ　ｓ　０２　、　Ａ　ｌ　２０３などで
ある。

つきに本発明装置の一具体例を第１図に示し、図面にも
とづき説明する。

第１図に示すように、本発明の溶融固化装置は、両者合
して装置本体を構成する上部炉体（１）、下部炉体（２
）、および該下部炉体（２）に付設された炉内クリ−♀
ング装置（３）からなり、該上部炉体・１）は、マイク
ロ波発振機（図示せず）に連結されたマイクロ波導波管
（４）、チューナ（５）、排気管（６）、スクリューコ
ンベア（７）を介して炉内に通じる焼却灰用ホッパ（８
）を備えた焼却灰供給装置（９）、および金媚物供給装
置（１０１を有する。該金＠物供給装置（１０）は、供
給管（１１）を介して前記上部炉体（１）と連通ずる金
−修用ホッパ（１２を有し、該金舅物用ホッパ（１２１
には、振動フィーダ０３）に連通し、かつ押上げ杆＜１
４＋により転動する秤量受器０５）を内部に備えた秤量
機（１６）かダンパ０７）を介して開口する。

また、下部炉体ｉ２＋は台車０８）上に鯖直されたリフ
トｍ構（１ωにより昇降される下部炉体本体■と、これ
に回転自在に収納される円筒状の回転容器１２１）と、
さらに該回転容器に収納されてこれとともに回転する金
属ルツボ＠とを備え、前記上部炉体に対してフランジ（
２３）を介して着脱可能・に取付けられる。

さらに、炉内クリーニング装置１３）は、台車（１８）
に取着された連結杆（２転該連結杆０４１の対向側に庁
１されたパワーシリンダ器および側面に設けら２また昇
降モータ（２６）を有する外筒曽と、該外筒＠に収納さ
れ前記昇降モータ母によって外＠＠内面を昇降する内筒
（２８）と、該内筒弼内に収納されかつ頂部にブラシ器
を設けたクリーニングヘッド（３ｏ）を有し下端に回転
昇降モータ（３１）を取りつけた回転軸Ｌ３２）とから
なる。なお、前記外筒的側面にはフィルタ！３３）を介
して吸引ブロワ（３１Ｊが設けられている。

しかして本発明装置を用いて溶＃１１を行なうには第１
図に示すごとく下部炉体１２）を７ランジの）を介して
上部炉体）１）に取付ける。溶融処理にあたっては、ま
ず焼却灰用ホッパ（８）からスクリューコンベヤ（７）
を介して焼却灰（Ａ）を炉内の金−１ルツボ０２＋に投
下し、マイクロ波を照射して溶融スラグを形成させる。

他方、金嘆物悶は振動フィーダ（１３）より供給されて
予め秤量受皿（１５１にて秤量され、一旦マイクロ波の
照射を中断した時点で押上は杆（１４）の作動にもとづ
く受皿（１５）の転勤によって、開口したダンパ（１η
から金属物用ホッパ（１ｚ１供給管（１１）を紛てルツ
ボ■内のスラグ上へ投下される。ついで焼却灰（〜をコ
ンベヤ（７）により再投入し金属物上に所定の１（至）
をつくった後、マイクロ波を照射して溶融を再開する。

この操作をくり返すことにより一変の溶融処理による処
理量を増加させうる。

また、本発明の固化製鑵は、一定量の金績物を一挙に供
給できるの−で、焼却灰を連続的に供給し溶融を行なっ
ている途中でマイクロ波照射を停止せずに金属物を供給
することも可能である。

さらに、本発明装置によれば金属物の伸にガラス片、コ
ンクリート片、５ｉｃｋセラミツクフイルタ、磁器片等
の異物も粉体化せずに塊状のままで同様な方法で処理す
ることができる。

つぎに溶融処理終了後、炉内のクリーニングを行なうに
は第２図１（下部炉体は省略）に示すごとく、台車（］
８）を移動させて（図中右方へ）上部炉体（１）の直下
に炉内クリーニング装置（３）を位置させ、昇降モータ
（２６）および回転昇降モータ０１）を駆動させてクリ
ーニングヘッド１３０）を回転させなから上昇させ上部
炉体（１）中に挿入しブラシ！２９ｊにより炉壁のクリ
ーニングを行なう。クリーニングか終了すねはクリーニ
ングヘッド■を下降させてこわを上ａ［ζ炉体は）より
抜きとり、他方下部炉体（２）には新しいルツボを載置
して元の位置（第１図参照）へ戻し、７ランジのを介し
て上部炉体１１）と下部炉体・２）との連結を行ない次
の溶融に備える。

しかして、本発明によれば、金属物供給装置が設けられ
るとともに、炉体内に進退および回転可能なりリーニン
グヘッドを有するクリーニング装置が配設されるので、
金Ｍ物を含む場合にも被処理物を容易に安定して溶融固
化しえ、また炉内付着物を系外に飛散することなく自動
釣に、安全、確実かつ大きな工数を要しないで除去する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の一興体例を示す概略図、第２
図１は本発明の装置のクリーニング模作を説明する概略
図である。 図中の主な符号はつぎのとおりである。 １・・・上部炉体、２・・・下部炉体、３・・・クリー
ニング装置、９・・・焼却灰供給装置、１０・・・金興
物供給Ｍｉｄ、２２・・・ルツボ、３０・・・クリーニ
ングヘッド。 特許出願人株式会社　神戸製鋼所 代理人弁理士青山　葆外２名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部炉体と、これに着脱可能な下部炉体とからな
   り、下部炉体内ルツボに装填された被処理物にマイクロ
   波を照射して該被処理物を加熱溶融するマイクロ波溶融
   炉において、金属物供給装置および焼却灰供給装置を付
   設するとともに、前記上部炉体下方に該上部炉体に対し
   進退および回転可能なりリーニングヘッドを有するクリ
   ーニング装置を配設したことを特徴とする放射性廃棄物
   のマイクロ波溶融固化装置。