JPS60205170A - 乾燥等の連続処理装置 - 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、放射性廃棄物のような有害物質を含む含水物
の乾燥処理等に好適な乾燥等の連続処理ｖｃ置に関する
。

放射性廃棄物を含む濃縮廃液、スラッジ、汚泥等、有害
物質を含む含水物を減容し、安定な固化体とするために
、含水物の濃縮、脱水、乾燥、焼却、溶融、固化等のも
理技術の研究１．ｉＦ１発が近年盛んに行なわれ、一部
は既に実用に供されている。

ところで、上記のような有害物反を含む含水物を脱水乾
燥する１合、非揮発性の有害物質がダストとして飛散し
て排ガス中に混入するのを極力防止することが−ｆｉま
しい。ところが、含水物の脱水乾燥に一般的に使用され
る薄膜乾燥機、ロータリキルン等の連続式処理装置では
、装置内において含水物の攪拌を伴うため、乾燥ダスト
の飛散が避けられず、ダストの排ガス中への混入を防止
できない。このため、排ガス処理装置に、このダストの
分離捕集装置を付設する必要があった。また、回分式の
処理装置として真空凍結乾燥機、外熱式攪拌槽があるが
、前者は表面積を多くしなければならない上、乾燥物の
移動、移し韓えの際にそれらが飛散するおそれがあり、
後者では、上記連続式処理装醸同様、攪拌によるダスト
飛散が問題となる。

そこで、上記従来の一般的な処理装置に代るものとして
、渕えば、第９図に示すような同軸型マイクロ波乾燥装
置が案出されている。この乾燥装置は、金＃ｉ偶の円筒
体１と、誘電体で形成されたスクリュー翼２を備えた回
転軸３がら成り、マイクロ波導入口４から円筒体１内に
マイクロ波を導いて投入口５から投入された含水物を誘
屯加熱処雌し、排出口６から乾燥物として排出するもの
である。

しかしながら、上記のような処理装置では、マイクロ波
を円筒体１の内部に閉じ込めているため、含水物の移！
０経路における位置によって、マイクロ１ｌｎｔ力の強
さあるいは〃■熱温度を最適に制御することが難しく、
加熱効率が悪いという問題があった。

本発明は、上紀従昶の事情に鑑みてなされたもので、被
処理物をマイクロ波によシ効率よく加熱処理することが
でき、しかも、加熱温度の制＃等を容易になすことので
きる乾燥等の連続処理装ｒｌｌを提供することを目的と
する。

上記目的を達成するためンこ、本発明μ、円節体に、駆
軸装置により回転される回転軸を、その軸線を円筒体の
軸線に一致させて配設し、かつ、この回転軸にスクリュ
ー城を設けるとともに、上記円筒体に複数のマイクロ波
加熱手段を付設し、また、上記スクリュー翼を、誘電体
で形成したマイクロ波透過部と、円筒体内を上記ｆｌＩ
Ｂ、のマイクロ波加熱手段に対応した榎奴のマイクロ波
加熱＠吠に区画するマイクロ波反射と４１とで構成した
もので、円筒体内をスクリュー蒐によって連続的に移送
される被処理物を、複数のマイクロ彼ＩＪＬＩ熱手段か
ら円筒体内のｔＭ数の加熱憤戟に導かれるマイクロ波に
よシ効率よく加熱するようにしたものでめる。

以下、本発明の一実施例を礪１図に基づいて説明する。

第１図において符号１０で示すものは、上部の開口が上
蓋１１により閉塞され、下部にコーン部１２が形成され
た堅杉の円筒体である。この円筒体１０は、金属により
形成されたもので、その上＊１ｔには、有害物質を含む
含水物等の被処理物を該円筒体１０内に投入する投入口
１３が設けられ、かつ、その側壁１４の上部位置にはガ
ス排出口１５が設けられるとともに、コーン４１２の下
部は上記被処理物の排出口１６となっており、この排出
口１６には排出バルブ１７が取り付けられている。そし
て、上記投入口１３には、被処理物を受け入れるホッパ
１８が一端に設けられたスクリューフィーダ１９の他端
が接続され、上記ガス排出口１５は凝縮器２０に接続さ
れている。また、上記投入口１３、排出口１６、ガス排
出口１５は、後記するマイクロ波加熱手段からのマイク
ロ波に対していずれもカットオフとなる大きさに形成さ
れている。

さらに、上記円筒体１０の側壁１４の上部の所定位（ｑ
および下部の所定位置には、それぞれ金属製のマイクロ
波導波’ｆ２１＆＋２１ｂの一端が、その管路を該側壁
１４に形成された貫通孔に連通させて接続されており、
この各マイクロ波導波゛ｇ２１　ａ　＋　２１　ｂの他
端に、温度コントローラ２２ａ。

２２Ｅ、が付属されたマイクロ波発振装置２３ａ。

２３ｂがそれぞれ設げられている。また、上記マイクロ
波導彼管２１ａ、２１ｂが接続された四壁１４の貫通孔
には、セラミック、ガラス、テフロン等の誘電体で形成
された仕切板２４ａ、２４ｂがｃＸ、に通孔を閉塞して
それぞれ設けられている。

そして、上記マイクロ波発振装＋ｆ２３ａ、２３？ｌ、
−ｒイクロ波２ｆｐ波管２１　ｌＬ＋　２１　ｂ　等が
、それぞれ円筒体１．０内にマイクロ波を導いてマイク
ｃｆｆ枝の加熱ｐＡ域を形成するマイクロ波加熱手段２
５ａ。

２５ｂを構成している。

一方、上記円節体１０の中Ｑ　；／ｃは、金に製の回転
軸２６がその軸線を該円筒体１０の軸線に一致させて配
設されている。この回転軸２６は、上端が上記上畜工１
を頁通し、下端かコーン部１２の上部の支持＠＠’２７
まで延びるもので、軸受２８ａ。

２８ｔ、によって該上蓋１１と支持部材２７に回転自在
に支承されており、その上端にハ劇勅モータ等の駆＃Ｊ
装置２９が連結されている。また、この回転軸２６には
、被処理物を移送するスクリューｇ３０が回転軸２６の
長さ方向に沿って設けられている。このスクリュー、１
ｉｉ！３０は、その上方部と下方部が、回転軸２６に低
層されたセラミック等のｓｆＬ体國の軸部３１ａ＋３１
ｂと、内縁がこの軸部３１　ａ　ｒ　３１　ｂの外周面
に固定され、外縁が円筒体１０のｍｌ壁１４の内周面に
近接して位置するとともに、外＃四が内縁側より下方に
なるように傾斜されたセラミック等の誘電体製の翼部３
２ａ。

３２ｂとから成り、また、その中間部が、上ｍ１回転軸
２６に内縁を直接固定され、上記翼部３２ａ。

３２　ｂ　ト同形状ｔｆｘ、　Ｌ、、該楓８３２　ａ　
、　３２　ｂＫ連続して形成された金Ｍ４製の翼部３３
から成り、上記上方部と下方部がマイクロ波透過部３４
を形成し、上記中間部がマイクロ波反射部３５となって
いる。そして、上記マイクロ波反射部３５が、上記各マ
イクロ波導波管２１ａ、２１ｂの円筒体１０への接続部
間つまりマイクロ波導入部間に位置しておし、このマイ
クロ波反射部３５により、円筒体１０内が上方のマイク
ロ波加熱領域んと下方のマイクロ波加熱領域へとに区画
されている。

しかして、上記連続処理装置において、有鮮な物質を含
む含水物等の被処理物を乾燥処理する場合は、まず、集
動装置１２９を作ヴｂして回転軸２６を回転させ、スク
リュー輯３０を回転させる。次いで、各マイクロ波発振
ｍ　＋ｔ２３　ａ　ｔ　２３　ｂ　２！ｉ：作動してマ
イクロ波をそれぞれ発振させ、この谷マイクロ波を、マ
イクロ波導波管２１ａ＋２１ｂから誘電体で形成された
仕切ｗ、２４　ａ　＋　２４　ｂを透過させて円筒体ｌ
Ｏ内に導く。すると、円筒体１０内には上下にマイクロ
波加熱碩域ん、んが形成されるが、この各マイクロ彼〃
口熱′１ｉＪＩＬ域ん、んにおけるＪＪ口熱温度を各温
度コントローラ２２＆＋２２１＋によりそれぞれ最適に
制御する。この状聾で、スクリューフィーダ１９を作動
して、ホッパ１８内に貯溜された被処理物を投入口１３
から円筒体１０内に連続的に投入し、また、排出パルプ
１７を所定のタイミングで開状帽にする。すると、被処
理物は、スクリュー＠３０の上面の螺旋面上に落下し、
その傾斜と重力によって円筒体１０の内周面に接しなが
ら回幼し、次第に下方に移送されるが、円筒体１０内に
形成された上記各マイクロ波加熱ｆｆＬ域ん、んを経由
する間に、そのマイクロ波を順次吸収して徐々に効率よ
く乾燥加熱される。すなわち、被処理物は投入口１３か
らスクリュー翼３０上に落下した時点では多くの水分を
含有しているが、スクリュー翼３０によって下方に移送
され、まず、上方のマイクロ波加熱領域んにおいてその
マイクロ波を吸収して乾燥／ｉｏ熱さ１１次に、下方の
マイクロ波加熱領域んに送られてそのマイクロ波を吸収
し、さらに乾燥加熱される。そして、所定の含水率の乾
燥′吻となって排出口１６から排出される。まだ、被処
理物の乾燥加熱により生じた水蒸気は、分解ガスととも
にガス排出口１５から凝縮器２０に導かれて冷却され、
＃稲分離される。

ここで、上記連続処理装置直に多つては、スクリュー翼
３０の上に落下した被処理物は、比較的攪拌されること
なく下方に移送されるから、乾燥した被処理物がダスト
として成敗することが少ない。

また、円筒体１０には２つのマイクロ波加熱手段２５ａ
　ｌ　２５ｂが付設され、これら２つのマイクロ波加熱
手段２５１Ｌ＋２５ｂに対応して、円筒体１０内に２つ
のマイクロ波加熱領域ん、Ａｊが形成されるとともに、
これらマイクロ波加熱領域ん。

んにおける加熱温度は、それぞれ温度コントローラ２２
　ａ　＋　２２　ｂにより制御されているから、被処理
物の物性が乾燥加熱ＩＭ程において変化しても、答易に
その物性に最適な加熱温度で乾燥加熱することができ、
加熱効率が高まる。さらに、スクリュー翼３０は竪形と
なっているため、横形のスクリュー翼の場合に比べ、彼
処４物の自由表ＵｋＪ′＋＊ははるかに大きい。

また、上記連続処理装置では、スクリュー翼３０の回転
速度を変えることによって被処理物の円筒体１０内にお
ける滞留時間を自由に、、４整することができる。さら
に、スクリュー翼３０の各翼部３２ａ。

３２ｂ、３３は、その外縁が内縁より下方になるように
傾斜せしめられているので、傾斜していない水平形のス
クリュー輯では大きなピッチにしないと落下しない被処
理物も、小さなピッチで落下させることができ、装置を
小形化することができる。装置の気密性の保持も容易で
ある。

ところで、上記実施例においては、円筒体１゜に２つの
マイクロ波加熱手段２５ａ＋２５ｂを付設して円筒体１
０内に２つのマイクロ波加熱領域Ａ、ｈを形成したが、
円筒体１ｏにさらに多くのマイクロ波加熱手段を付設す
ると、加熱温度をより小刻みに制御することができ、好
都合である。

さらに、第２図に示すように、複数の金属製のｙｔ−−
−ｙ’ン室３６　ａ　ｒ　３６　ｂを有するマイクロ波
オブン３７内に、セラミック、ガラス、テフロン等のｉ
！１１１Ｃ体で形成された竪形の円筒体５０を配設し、
このマイクロ波オープン３７の各オーブン室３６　ａ　
＋３６ｂにマイクロ波導波’ｆ２１＆＋２１ｂを介して
マイクロ波発振装置ｊ１２３　ａ　ｒ　２３　ｂを付設
して、構成することもで睡る。この場合、マイクロ波オ
ープン３７の各オーブン室３６ａ、３６ｂ、マイクロ波
発振装置２３ａ、２３ｂ等がマイクロ波加熱手段２５ａ
＋２５ｂを構成し、各マイクロ波発振装置２３　ａ　ｒ
　２３　ｂにより発振されたマイクロ波は各オーブン室
３６ａ、３６ｂＫ４かれ、円筒体５０の側壁５１の略全
面から該囲壁５１を透過して円筒体５０の内部に入る。

このため、スクリュー翼３０の上面に乗って移送される
被処理物は、その全周からマイクロ波を受けることがで
きる。

なお、ｗＪｚ図において、符号３８で示すものは不活性
ガスの供給口であり、また、各オーブン室３６＆。

３６ｂの境界部３９は熱論、金属で形成されている。ま
た、スクリュー翼３０は、軸部が円筒体５０内で金属製
の回転軸２６とフランジ結合によって連結されたセラミ
ック等の誘眠体製の回転軸５２と一体となっており、し
かも、マイクロ波反射部３５は、Ｗｓｒ！、体で形成さ
れた翼部の例えば下面に金縞部材３５＆を張り付けるこ
とにより形成されている。なお、マイクロ波反射部３５
０回転軸５２は、金鵬製にするのが好ましいが、その軸
長がマイクロ波に対してカットオフとなる大きさであれ
ば、＃７ｓｔ体で形成しても構わない。

また、上記において、スクリュー翼３０は、専ピッチで
単一のものとしたつしかし、被処理物の物性は、敗り吸
うものによって種々変化し、また、乾燥加熱される過程
においても、含水率が減少するにつれて変化する。した
がって、これに対応するためにスクリュー翼３０の形状
やピッチ等を適当に変えてもよい。

第３図は、スクリュー翼３０の下方側のピッチＰ、を上
方側のピッチＰ！よシ小さくしたものである。

これは、スクリュー翼３０の下方側においては彼処４物
は含水量が多く流れが遣いが、スクリュー翼３０の下方
−では含水量が減少して流下速度が早くなり、ダストが
発生するおそれがでてくるため、これを防止したもので
ある。なお、この例の様にスクリュー８３０を傾斜形と
する場合は、スクリュー翼３０の半径方向の傾きθは、
水平に対して５°〜４０°が好しい。同様な目的で、第
４図に示すように、スクリュー翼３０の上段部分３０ａ
を傾斜形とし、下段部分３０ｂを水平形としてもよい、 第５図は、複数のスクリュー翼３０を、その間にスペー
サ４０を介在させて回転軸２６に取り付けたものである
。この場合、被処理物の物性および乾燥加熱過程におけ
るその′４ＩＩＪ性の変化に応じて、上記のように水平
形のスクリュー輌と組み合わせた９、ピッチや長さ等を
過電選ふと、被処理物は各スクリュー輯３０上では比較
的伍拌されずに下方に移送されるが、スペーサ４０が介
在する不連続部分ではダストの成敗が生じない程度に落
下攪打されることになり、乾燥効率が高まる。

第６図は、スクリュー翼３０の外縁に道数のピース４１
を設けたもので心る。この谷ピース４１は、スクリュー
翼３０の半径方向に延びる１数の長孔４１ａを有するも
ので、スクリュー翼３０の外縁に該外縁を貫通して螺着
された複数のボルト４２＆を、該長孔４１＆に通し、こ
れにナフト４２ｂを螺合せしめることにより、スクリュ
ー翼３０に係止されており、そのスクリュー翼３００半
径方向への移動は自在となっている。このため、ピース
４１は自１Ｋにより円筒体１０　、（５０）の内周面に
当接して回動する。したがって、被処理物がスクリュー
翼３０と円筒体１０．（５０）の内周面との間より落下
することがなく、円筒体１０゜（５０）における被処理
物のショートバスが防止される。また、このピース４１
を取り付けることにより、スクリュー翼３０全体の外径
は自動的に円筒体１０．（５０）の内径に略一致するよ
うＫなるため、スクリュー翼３０の外周を精密に加工す
る必要がなく、その製作が極めて各易となる。

なお、ボルト４２＆とナツト４２ａによってヒース４１
を適当な位置に固定して円筒体１０　、（５０）の内周
面とスクリュー翼３０との間隙を調整してもよい。

さらにまた、第７図に示すように、円筒体１０を水平に
配設して装置を構成することもできる。

この図において、符号４３で示すものは複数のガス排出
口１５を優って設けられたダクトであり、このダクト４
３にガス排出管４４が設けられている。また、この実施
例においては、円筒体１０と回転軸２６をマイクロ波的
に短絡させるために１中心部とスクリュー翼３０の外縁
に、セラミック等の誘電体で形成したチョーク部材４５
．４６がそれぞれ設けられている。

さらに、上記裟・ｌは、これを耐熱＃４＄Ｉによって形
成することにより、乾留、焼却、触媒再生等の燃焼装置
として使用することができ、また、被処理物の代りに触
媒を用い円筒体１０　、（５０）内に被反応流体を流通
するようにして移動層触媒反応装置としても肥用できる
。この場合、処哩温度によシ適当な誘電体を選択する必
要がろることは熱論で６る。

以上説明したように、本発明の乾燥等の一４！続処理装
置にあっては、有害物質を含む含水物等の被処理物をス
クリュー翼によって移動させながらマイクロ波により加
熱処理するので、被処理物がダストとなって飛散するこ
とが少ない。また、円筒体には、複数のマイクロ波加熱
手段が付設され、かつ、円筒体内には、これら複数のマ
イクロ波加熱手段に対応して、その長さ方向に複数のマ
イクロ技加熱領域が形成されているから、被処理物の物
性が、その移送過程において変什１．で本、各マイクロ
波加熱領域における加熱温度をフ・ｆ−ドパツク制御す
ることにより、被処理物を常に最適な効率でカ■熱処理
することができるう

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面略図、適２図は他
の実権例を示す断面略図、第３図ないし第６図はスクリ
ュー翼の他の構成を示すもので、第３図は下方のピッチ
を上方より小さくした場合の断面略図、第４図は傾斜形
の楓と水平形の穫とを組み合わせた場合の断面略図、第
５図は複数のスクリューにをスペーサを介して組み合わ
せた４合の断面略図、第６図（ａ）はスクリュー翼の外
縁にピースを設けた酷合の断面略図、第６図（ｂ）は同
平面図である。寸だ、第７図および第８図は円筒体を水
平に配設した実施例を示すもので、第７図は断面略図、
第８図は第７図の■−■矢視断面略図である。さらに、
第９図は従来のＨ置の断面略図である。 １０・・・・・・円筒体、２３（Ｌ・・・・・・マイク
ロ波発振装置遊、２３ｂ・・・・・・マイクロ波発振装
置、２５＆・・・・・・マイクロ波加熱手段、２５ｂ・
・・・・・マイクロ波加熱手段、２６・・・・・・回転
軸、２９・・・・・・協動装置、３０・・・・・・スク
リュー翼、３４・・・・・・マイクロ波透過部、３５・
・・・・・マイクロ波反射部、３７・・・・・・マイク
ロ波オーブン、５０・・・・・・円筒体。 出願人　株式会社新潟鉄工所 代理Δ　升哩士　、ｔ５復　止Ｊ囚１　、。 ＼；、・１ 第３図　第４図 第５図 第６図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理物の投入口と排出口を備えた円筒体に、＃Ａ勧裟
   １ｔにより回転される回転軸が、その軸線を円筒体の軸
   線に一致させて配設され、かつ、この回転軸には被処理
   物を移送するスクリュー翼が、回転軸の長さ方向に沿っ
   て設けられるとともに、上記円筒体には、円筒体内にマ
   イ多口波を導く複数のマイクロ波加熱手段が、円筒体の
   軸線に沿う方向に並べて付設され、また、上記スクリュ
   ー翼は、誘区体で形成されたマイクロ波透過部と、円筒
   体内を上記遵数のマイクロ波加熱手段に対応した複数の
   マイクロ波加熱領戚に区画するマイクロ波反射部とで構
   成されて成るこ々−を、Ｗａ、ａ−す−る乾燥等の連続
   感Ｊ！装置。