JPS58217432A - 脱硝装置 - 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、使用ずみ核燃料再処理工場などにおいて硝酸
ウラ冊ル溶液又は硝酸プルトニウム溶液或いはこれらの
混合物を加熱・脱硝して酸化ウランや酸化プルトニウム
に転換するめに用いる脱硝装置に関する。

従来の脱硝装置では、第１図に示されるように、原料溶
液Ａを耐食鋼（ステンレス鋼等）の金属製受皿容器１に
所定量注入し、充填した後、照射オーブン２内でマイク
ロ“波発生器６からのマイクロ波を照射して直接加熱し
、溶液を蒸発、乾固し、分解、脱硝して酸化ウランおよ
び／又は酸化プルトニウムの脱硝ケークを生成する。

なお、受皿容器１は、モータＭによって駆動されるター
ンテーブルａを介して回転する。第１図中、ｔは排気ラ
インである。つぎに、受皿容器１を取り出して、第２図
に示されるように剣山状に多数の刃を先端に設けたケー
クかきとり刃４でカルメラ焼状に発泡した形態の脱硝ケ
ークＢを突き崩すか又は第３図に示されるようにナイフ
状の刃を先端に設けたケークがきとり刃５で脱硝ケーク
Ｂを突き崩すことなどにより、脱硝ケークＢを機械的に
切断、破砕し、流動性を有する粉末状又は細薄片状にし
て、空気輸送もしくはホッパー充填等が可能な形態にし
て回しかしながら、このような従来の装置においては、
受皿容器１が金属製であるために、（１）受皿容器１の
下部からのマイクロ波透過がなり、。

マイクロ波の吸収加熱は受皿容器１の上部からの一方向
のみとなり、（２）受皿容器１の伝熱が良いために受皿
からの放熱量が大となり、かつ、また金属表面の電場打
消し作用により受皿容器１の近傍の脱硝物の温度が上が
りにくく、（３）受皿容器１の熱変形等が生じ易く、容
器底部の平担度が維持しにくいので、原料溶液の不均一
な液深に因る脱硝むらが生じるなどの欠点がある。

この脱硝むらの結果、未脱硝部（硝酸ウラニル又は硝酸
プルトニウム結晶乾固物）が受皿容器１に固着しやすく
、従来の上述したようなかきとり機構ではその未脱硝部
のかきとりは困難であり、このため残留物として回収で
きない部分が生じるという問題がある。また、脱硝反応
過程および発泡条Ｆ卜が一定ではないために、脱硝ケー
クの表面状態および嵩密度或いは破砕強度は一様でない
場合が多く、このため、種々のがきとり刃によるかきと
り装置が提案され、実用化されているカーこれらの装置
を自動化する場合には各様の脱硝ケークを効率よく、か
つ、遠隔、自動操作により容易に破砕して粉末化するこ
とは困難であり、また、装置機構も複雑で大がかりなも
のが必要となる。さらに、受皿容器１を第４図に示され
るような装置に適用して連続処理化をはかる場合には、
受皿容器１が金属製であることに起因する上記と同様な
問題が生じ、特にかきとり装置の連続処理化が問題とな
る。

なお、第４図に示される装置について説明すると、６は
底部に開口を有する加熱室Ｅを構成する壁で、−１＝壁
６′には複数個のマイクロ波発生器７と図示しないブロ
ワ−により加熱室Ａ内の蒸気もしくは分解ガスを吸引排
出するための排出ライン８が設けられると共に、側壁６
″の下端周囲には漏止め・１部材９が設けられている。

１ｏは無端鎖チェーン１１が巻廻されたチェンホイール
で、モータの如き駆動機構１２によりベルト１６を介し
て駆動される。、したがって、これにより複数個の受皿
容器１　、１’、　１″、・・・が連続的に加熱室Ｅ内
を移動するので連続処理が可能となる。

本発明は、上述した事情にかんがみてなされたもので、
−に記の諸問題点を伴なうことのない脱硝装置を提供す
ることを目的とし、このため、本発明の装置は、硝酸ウ
ラニル溶液および／又は硝酸プルトニウム溶液を上部開
口容器に入れ、該容器の周囲からマイクロ波を照射して
加熱し、脱硝を行なう装着であって、前記容器をセラミ
ック等のマイクロ波透過性耐熱材で構成し、かつ、離型
材として前記容器内面に紙製容器もしくはポリアミド系
樹脂等の耐熱合成樹脂フィルムを揃唖−配設したことを
特徴とする。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳しく説
明する。

第５図は、本発明の脱硝装置の一例を示した断面説明図
で、前述した第１図におけると同一の番号は同一の箇所
を表わす。第５図において、受皿容器１は窒化珪素等の
耐熱、耐酸セラミック等のマイクロ波透過性材で構成さ
れる。これは、セラミックがマイクロ波透過性であって
耐熱性、保湿性等が良いからであり、このため、セラミ
ックのうちでも特にマイクロ波透過性で耐熱性、耐熱衝
撃性、耐酸性等に優れた窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用い
ることが好ましい。この受皿容器１内には紙製容器もし
くは耐熱合成樹脂フィルム１４が配設されている。耐水
紙製容器１４は水密性であって、原料溶液である硝酸ウ
ラニル溶液および／又は硝酸プルトニウム溶液を脱硝す
るに際して該原料溶液を収容するためのものである。な
お、マイクロ波透過性を良好に保持するためにターンテ
ーブルａと受皿容器１との間にマイクロ波波長程度の空
間を設けることが好ましく、このためセラミック等ｒＯ
マイクロ波透過性材で成る受皿支持台１ｃｃをターンテ
ーブルａ上に設置する。

この脱硝装置の操作は従来のものと同様であり、照射オ
ーブン２内でマイクロ波発生器３からのマイクロ波を原
料溶液Ａに照射する。このマイクロ波は通常２，４５０
ＭＨｚ程度である。これにより、原料溶液Ａが直接加熱
され、蒸発、乾固および熱分解脱硝が行なわれ、脱硝生
成物である酸化ウランおよび／又は酸化プルトニウムの
発泡状の乾燥ケークが生成する。この場合、紙製容器・
・１４は、加熱により炭化し、脱硝生成物と受・皿容器
１との間に介在して滑剤（もしくは離型材）の役目を果
たすので、脱硝生成物が受皿容器１の内面に付着するこ
とがない。したかつ。

て、ついで照射オーブン２から受皿容器１を取り出して
、第６図に示すように、適当な形状の粉砕板１５で脱硝
ケークＢを突き崩すなどして破砕し、容易に粉末化でき
る。

更には、耐熱合成樹脂フィルムの使用もしくは紙製容器
の炭化の状況によっては受皿容器の反転のみによって、
脱硝ケークを板状のまま一体化して離型回収も可能であ
る。

なお、−１−記のように紙製容器１４が炭化するので得
られる脱硝生成物中に炭素が不純物として混入するが、
炭素分はマイクロ波加熱により原料溶液中の硝酸の作用
を受けて燃焼してガス化し、除去され、更には、通常脱
硝工程の次工程として焙焼工程で脱硝粉末が加熱焙焼さ
れるので、残留炭素分は僅少となる。したがって、残留
不純物としては紙製容器材料中の微量の添加物が主体と
なる。一般に核燃料原料物質としての酸化ウランもしく
は酸化プルトニウムの不純物品位は総じて厳格なもので
はないので問題とはならない。すなわち、中性子吸収断
面積の大なるＢ　、　Ｃｄ　、　Ｇｄ　、　Ｄｙ等の元
素の含有量については許容量が厳しく制限されるが（ｐ
ｐｍ以下）、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ等については数十
〜数百ｐｐｍ以下と制限条件は緩（Ｎａ、に、Ｃ等につ
いては特別な制限（総量としての不純物制限は別として
）はないといわれている。−例として、以下のように処
理条件を仮定すると、核燃料脱硝生成物中の不純物量を
推定できる。

（１）　　原料溶液供給条件： （原料溶液子容器等）容積　　　　　１００（２）原料
溶液溶質濃度　　　　３００ｇＵ／を耐水容器等かさ密
度　　　ＩＫｙ／１ （３）耐水容器等焼却時の灰分０．０５％上記（１）〜
（３）の条件下で脱硝生成物（Ｕ換算）に残留する残渣
（灰分）量を求めれば、００ すなわち、不純物量として約１７ｐｐｍ／Ｕとなる。上
記（１）〜（２）の原料溶液供給条件を実現することは
容易であり、したがって、脱硝生成物の不純物の品位を
所定値（数十〜数百ｐｐｍ　）以下に制限することは可
能である。

上述したように本発明の脱硝装置においては受皿容器が
セラミックで構成されると共にその容器内に紙製容器も
しくは合成樹脂フィルムを設けているので、原料溶液の
マイクロ波加熱処理に際し均一加熱が可能となるので脱
硝むらが生ずることなく、また、紙製容器が炭化して離
型材または滑剤もしくはフィルムが離型材の段着するこ
とがない。このため、脱硝生成物をプレス等の手段で破
砕し、容易にかき取ることができる。したがって、本発
明の脱硝装置は、第４図に示されるような装置に適用し
て連続処理化を図るのＯこ好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の脱硝装置の一例を示す断面説明図、第２
図および第３図は従来の脱硝ケークかき取り装置の一例
をそれぞれ示す断面説明図、第４図は連続的に脱硝処理
する場合Ｇこ用いる装置の一例の説明図、第５図は本発
明の脱硝装置の一例を示す断面説明図、第６図は脱硝ケ
ークの破砕装置の一例を示す断面説明図である。 １．１’、１“・・・受皿容器、２・・・照射オーブン
、６゜７・・・マイクロ波発生器、４，５・・・ケーク
がきとり刃、Ａ・・・原料溶液、Ｂ・・・脱硝ケーク、
１４・・・紙製容器、１５・・・粉砕板、１６・・・受
皿麦持台、ａ・・・ターンテーブル。 代理人　弁理士　　小　川　信　− 弁理士　　野　己　賢　照 弁理士　　斎　下　和　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硝〜ウラニル溶液および／又は硝酸プルトニウム、溶液
   を上部開口容器に入れ、該容器の周囲からマイクロ波を
   照射して加熱し、脱硝を行なう装置であって、前記容器
   をマイクロ波透過性耐熱材で構成し、かつ、離型材とし
   て前記容器内面に紙製容器もしくは耐熱合成樹脂フィル
   ムを配設したことを特徴とする脱硝装置；呵。