JPS6038697A - 放射性廃液濃縮固化装置 - 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】 本発明は放射性廃液の濃縮同化装置に関する。

従来放射性廃液の処理法として凝集沈殿法。

イオン交換法、蒸発濃縮法がある。凝集沈殿法は廃液に
凝集剤を添加し、放射性物質を捕捉し共沈殿させる方法
である。イオン交換法は廃液中の主な放射性物質がイオ
ンとして存在するのでこれらをイオン交換樹脂によって
吸着除去する方法である。以上の方法は低レベル放射性
廃液を大量に処理するには有効であるが、除染係数が低
いため高レベル放射性廃液を処理するには適していない
。

蒸発濃縮法は廃液から大量の水を蒸発分離し、放射性物
質を廃液中にそのまま残存させる方法である。この方法
は上記工法にくらべて除染係数が極めて高く、高レベル
放射性廃液の除染に適している。

現在原子力発電所々とで発生する放射性廃液は主にこの
蒸発濃縮法で濃縮されセメント又はアスファルトと混合
固化してドラム缶に充填し脈管されている。この廃液の
処理法の一つとして遠心薄膜乾燥機で乾燥し、アスファ
ルトで固化する装置がすでに提案されている（特公昭５
２−２４２００号公報）０ この装置は遠心薄膜乾燥機の下部にアスファルト同化様
を設置し、アスファルト槽の混合を遠心薄膜乾燥機の回
転軸を利用して行い、定常運転時には遠心薄膜乾燥機よ
り生成する粉末を直接にアスファルトで固化し、また遠
心薄膜乾燥機の異常運転時において流出する廃液をもア
スファルト槽に受けて固化できるようにしている０ この装置では乾燥機から流出する未蒸発液をアスファル
ト槽に直接受けて、その水分をアスファルト層表面で蒸
発させなければならないため処理速度が遅くなってしま
う。これを防止するため廃液の乾燥粉末物の水分を検出
して廃液の供給量を自動コントロールしているが、水分
検出器が乾燥粉末物に直接接ｉ＝ｈするため、その機能
を維持するには頻繁なメンテナンスを要する０ 本発明は上記の困難を解消することを目的として研究の
結果開発されたもので、自動コントロール等の制御回路
を一切必幾とせず定常運転時だけでなく異常運転時にお
いても処理速度がほぼ一定で乾燥ができる放射性廃液の
濃縮固化装置を提案するものである。ところで本発明者
等は本発明に先立つ発明として既に放射性廃液の処理方
法として、放射性廃液に固化助剤及び水ガラスを添加後
加熱し、生成した重合ケイ酸ゲル７アスフアルト固化あ
るいはガラス同化。

セメント固化等を行う方法を提案している（竹原０昭５
Ｂ−７１４２８．同５８−７３８７８゜同５８−９４０
２１．同５８−１０４８８３）本発明は上記の処理方法
を行うための処理装置に関するものである。

す女わち本発明の要旨とするところは被処理液に水ガラ
スおよび固化助剤を添加し加熱濃縮固化する装置におい
て、 （１）実質的に鉛直な加熱面を備え、上部に蒸気出口を
有する蒸発機本体。

（２）上記加熱面に沿って駆動され、被処理液および水
ガラスを同加熱面に内側から噴射する二重管からなる噴
射ノズル。

（３）上記噴射ノズルに先行するスクレーパであって、
同スクレーパの下端が、その上端に対して常に進行方向
に先行するようにしたスクレーバ。

（４）上記蒸発機本体内に配設された加熱面から前記ス
クレーパによって掻き取られて落下するスケールを受け
るように前記加熱面と漏斗状の頂部内径がほぼ同径に形
成されているホッパ。

（５）前記ホッパ内面に沿って、該ホッパ面上に溜った
スケールを下方に掻き落す前記スクレーバと連動する回
転羽根。

（６）　前記蒸発機本体底部に前記加熱面より大径に形
成され、前記加熱面を伝って前記漏斗状ホッパの頂部外
径との隙間を経て流下する未蒸発液を受ける未蒸発液室
。

（７）　前記未蒸発液室に溜った液を取り出した後薔処
理液に混合させる手段。

（８）　前記ホッパと接続し、該ホッパより掻き落され
たスケールを受ける容器又は固化装置からなる放射性廃
液濃縮同化処理装置にある。

以下に本発明を図面により説、明する。

第１図は本発明の装置の回転軸方向縦断面の概略を示す
図であシ、第２図は第１図の装置のＥ　−Ｅ’断面図、
さらに第３図は第１１沼の装置のＦ方向からの矢現図で
ある。

第１〜３図において、Ａは被処理７ζＩ＋、　、　Ａ’
は未蒸発液、Ｂは水ガラス、Ｃは乾燥スクール、Ｄはア
スファルト（又はセメント、ガラス材料等）を示す。

本発明装置の構造は次の如くである。蒸発機１の加熱面
２は実質的に鉛直な而てあシ、その外側周面にはスチー
ムジャケット３が設けられている。蒸発機１の中には二
重管構造の回転軸６が設けられている。回転軸６はト１
１１０−タリージョイント５を介し一〇ノズル４と連結
しており、あらかじめ固化助剤を添加された被処理液Ａ
はノズル４．Ｎ１１１０−タリー・ジヨイント５を介し
て回転軸乙の外側管路を経由して乾燥機１の中に入る。

一方向転軸６の内側管路を形成する回転軸６ａは随１０
−タリージョイント５を貫通し、Ｎ［ｌ　２０−タリー
ジヨイント７を介してノズル８と連絡している。水ガラ
スＢはノズル８．　Ｎα２０−タリー・ジヨイント７を
介して回転軸６ａすなわち内側管路を経由して蒸発機１
の中に入る。当然のことながら回転軸６ａはその外側管
路を形成する回転軸６と部分的に固定されているため、
回転軸６と強固に接合されたグーグー９を介してモータ
１ｏにより、回転軸６と一体となって回転するようにな
っている。

蒸発機１の中には回転軸乙の廻りに数句けられ′に複Ｉ
ｌｌのスクレーパ・アーム１１，１１ａ〜θ　があり、
最上方に位置するスクレーパ・アーム１１のみの先端に
は、噴射ノズル１２が設けられておυ、且つ該スクレー
バアーム１１には前記噴射ノズル１２に先行して駆動さ
れるスクレーパ１３が固定金具１４を介して固定されて
いる。スクレーパ・アーム１１のみが二重管となってお
り、その内側管路６ａ′と外側管路は各々回転軸６ａと
６の管路と接続している。その他のスクレーパアーム１
１ａ〜θの先端にはスクレーパ１３ａ　％　ｅが固定さ
れているだけで被処理液や水ガラスを通すべき管路や噴
射ノズルは設けない。

回転軸６は回転軸受１５を介して下部の回転軸６′と接
続している。１５′は回転軸受１５の支持アームである
。また垂直方向に対して４Ｍ’ｌ＆個配設されているス
クレーパ・アームとスクレーパについては、上下に隣接
するスクレーパ・アー、ｉ、　＋　１．１１　ａ−ｅ　
およびスクレーバ１６．１！＋ａ〜ｅは互いに回転軸乙
の４Ｂに対して所定角度に位置するように配備する。通
常は１８ａ０程度となるように配設する（第２図）。ス
クレーバ１３．１３ａ−ｅ　が加熱面２を掻き取る鉛直
方向の需は、上方又は下方に隣接するスクレーパが加熱
面２を掻き取る鉛直方向の幅の下端又は上錨ｉの一部と
互いに重なシ合うように、各々のスクレーパ１３．１３
　ａ−ｅが配置□□□をれている。またスクレーパ１３
．１５ａ−ｅ　？−１加熱而２に密着しながら進行方向
に対して下端が上端よりも先行するように、鉛直線に対
して所定角度（通常５〜１５°）傾けて配備されている
（第３図）。

尚スクレーパアームおよびスクレーパは回転軸６の廻り
の同一水平位置に複数個所間隔に位置するように設けて
もよい。１６はスチーム・ジャケット３内へのスチーム
入口、１７はスチーム・ジャケット乙の底部に設けられ
たスチーム・ドレン出口、１８は蒸発機１上部に設けた
蒸発蒸気出口である。１９は加熱面２の底部に形成され
た加熱面７の内径より大きな内径を有する未蒸発室、２
０は才蒸発室１８に設けられた未蒸発液出口、２１は未
蒸発ｔｉ、ネ１９より蒸発機１内に挿入されて上方に開
口すると共に、その開口上面が未蒸発液室１９の上方部
に位置するようにした漏斗状のホッパである。ホラ・・
２１の頂部内径は加熱面２の内径とほぼ内径となるよう
に形成されておシ、その外周は加熱面２と未蒸発液室１
９の側壁との間に適当な間隙を設けるように配備さＪｌ
ている。、２２はホッパ２１の内面に沿って設けられた
回転羽根で、回転軸６と強固に接合されている。回転羽
根２２はホッパ内面の傾斜部とホッパ２１の頂部上辺面
に密着している。２３ａ、ｂはホッパ２１の下部に連通
ずる筒状の調圧察２４の上端および下端より垂下したダ
ンパである。調圧室２４Ｃ，同化装置２５と接続してお
り、Ｄはアスファルト、２６はアスファルト供給ノズル
、２７は同化休出口。

２８はヒ−り、２９は固化装置モータである。

なお被処理液Ａにあらかじめ添加される上記固化助剤と
しては既に提案した上記出願に述べた薬品が使用できる
３、即ち被処理液Ａがウランを含む溶液の場合は無機酸
、有機酸、炭酸アルカリ、炭酸ガス又はアルカリ土類金
属塩などを用い、被処理液Ｂがウランを含まない（ｌｉ
ｄの放射性廃液の場合はホウ酸、ホウ酸塩、リン酸、第
１リン酸塩およびアルミニウム塩の他に、亜硫酸又は亜
硫酸１息、チオ硫酸塩、−酸化炭素、二酸化硫黄、硫化
水素又は硫化物、アルデヒド化合物、単糖類、Ｒ元性少
糖傾、還元性有機酸又はその塩などを用いる。

上記の本発明の装置による作用について述べる、実質的
に鉛直な加熱面２はスチーム人口１６より吹き込１れた
スチームによって加熱されている。あらかじめ同訓助剤
を添加された被処理放入はノズル４からＮｕ　１０−タ
リーシヨイントｓ、Ｉｒ１転Ｊｑｌ＋　６の外側管路、
スクレーノぐアーム１１の外（＋ｌＩ管路を経由して、
同アームの先端の噴ｑ・↓ノズル１２に達する。一方水
ガラスＢ　ｒＪノズル８から１１１２０一タリージヨイ
ント７１回転４１＋　ｂａ、Ｎ１１０−タリージヨ・ｆ
ノド５２回転柘１６の内偵１管路、スクレーバアーム１
１の内仙］管路６ａ′を経由して、同アーム１１の先端
のｌ！Ａ躬ノズル１２に達する０噴射ノズル１２で初め
て沙処理液Ａと水ガラスＢが混合されながら噴出し、加
ルｊ（面２の上に万遍なく塗イ（ｊされる。この際波処
理液へに含ｌれた水を−１，１ａちに７１（蒸気となっ
て蒸気比１ｍｌ　１８より排出され、固形物は松処理液
へにあらかじめ添加しておいた固化助剤と水ガラスＢお
よび加熱の相互作Ｊ＋１によって直ちに場合ケイ酸の被
膜に覆れて水から分離し、やがて遂には蒸発乾固する。

スクレーパ１３はモータ１０とグーリ９によって回転軸
６およびスクレーバ・アーム１１台介して加熱面２をこ
すりながら一周してもとの位酋に戻り、被処理液Ａの蒸
発乾固物である乾燥スケールＣを掻き取シ、続々とスク
レーノ（１３の面上を、上方および蒸発機１の中心方向
の合成された方向へ移動しやがてスクレーノ（１３の面
上から品れるようにして下方に落下する。なおスクレー
パ１３伺近で蒸発しきれなかった被処理液Ａは、加熱面
２上を流下しながら蒸発しスクレーパ１３ａ−ｅによっ
てスクレーバ１３と同様に掻き取られる。下方に落下し
たスケールｃｄホッパ２１に落ち込み、回転羽根２２で
下方へさらに送られて、ダンパ２３　ａ、２３　ｂｔ　
ｒ＋ｖ１次開１イコすることにより調圧室２４を通過し
て固化装置２５に落下する。−男前熱面２を伝って落下
しブｊ未蒸発腋へ′は、未蒸発液室１９の４１壁が加熱
面２の内径より太き々径を有するため飄この（ｊｊ１壁
にτＤつて落下しホツノく２１にｌｄ入らず未蒸発液室
１９に溜り、出口２０を経由して排出される。未蒸発液
は直ちにポンプ等による移送手段によって被処理液Ａと
混合して再度蒸発機１に流入させる。同化装置２５でｄ
スケールＣ１、ノズル２６から入れるアスファルトＤと
ヒータ２８で加熱しなからモータ２９によってＦｌ’ｔ
ｓ　ｔＪされ、固化体出口２７から排出してドラム缶等
容器内に充填して静置放冷すると固化する。なお上記二
段のダンパー及び調圧室に代えて蒸発機１内を所定の真
空度に保持しつつスケールを下方（／！：送られるもの
であれば、ロータリー・フィーダーその他の手段に換え
ることができる。又直空に保つ必要がない場合、ダンパ
ー及び個１圧室は設けなくてもよい。寸だ同化装（１〕
２５はアスファルト固化装置の他にセメント固化又はガ
ラス固化Ｇｕに１翻き換えることができる。寸だ放射性
物質が極微量の場合は同化装置２５を設けずドラム缶等
の杼１閉容器に置き換えてスケールを直接充填してもよ
い。

以上に述べた本発明の装置及びその作用による効果は次
のとおりである。

（１）　スクレーパ１３．１３ａ〜ｅ　が加熱面２を扱
き取る垂直方向のＩＪを、上方又は下方に４接する各々
のスクレーバ４３．１３ａ〜θの掻き取る垂直方向の巾
、ｌ！：重なるように配置することにより、スケールＣ
の付着していない新しい加熱面を絶えず用意することに
なり、極めて蒸発速度が大きい。

（２）　スクレーパｉ３，１３ａ−ｅ　の進行方向に対
して、その下端が上端よりも先行するように、鉛１α線
に対して所定角度傾けて配備することにより掻き取られ
たスケールＣの滞留時間が増加し、スケールＣの水分を
さらに減少せしめる。

（３）加熱面２と漏斗状ホッパ２１０頂部内径がほぼ内
径に形成されていることと、底部に前記加熱面より大径
に形成されている未蒸発液室１９を設けているため、ス
クレーバで１蚤き取られたスケールＣはホッパ２１に容
易に落下するとともに、未蒸発液Ａ′は加熱面２よシ未
蒸発液室１９の側壁を伝い、ホッパ内に落下することな
く未蒸発液室１９に流下するので自動的にスケールと未
蒸発液を分離できる。

（４）　ホッパ２１内面を絶えず回転羽根２２で攪拌す
るため、スケールＣに付着している微量の水分を蒸発で
きる〇 （５）　ダンパ２３ａ、ｂと調圧室２４を設けることに
よＩ）ｍ発機内部を真空型とすることができ、放射性物
質が外部に漏れることがないため、安全性を高められる
。また高温では容易に揮発する放射性物質等が含まれる
廃液でも処理できる。

（６）　加熱面２での蒸発乾固速度に応じて水ガラスＢ
と被処理液Ａの混合比率を自在にコントロールできる。

以上装置上の効果に加えて。

（７）　水ガラスと固化助剤を被処理液に添加すること
により、加熱濃縮の効果と相捷って著しく同化速度が促
ＡＩＬ　ｉれ、効率が上昇する。

（８）液中の固形物および放射性物質等が急速に重合ケ
イ酸で覆れてペレットとなることにより、液中の水分が
容易に蒸発分離される。

（９）　ペレット化したスクールは乗合ケイ酸でグれて
いるため未蒸発の液に触れても再溶解しないため未蒸発
液中の固形物の量が極めて低く、従って蒸発乾固の速度
が上昇する０頭　上記ペレット化したスケールは水分お
よび結晶水をほとんど含址ない。そのためアスファルト
に容易に固着するのでアスファルト固化速度が大きい。

（１υ　重合ケイ酸は非膨潤性ゲルであるため、アスフ
ァルト中のｌｉ量の水分を吸収して膨潤せず、固化した
アスファルトとの間隙を生じさ　くせない。そのため放
射性物質が浸出し難く安全性を旨める〇 というすでに上記出願において説明した効果も当然側わ
る。

すなわち本発明の装置によれば放射性廃液を効率良く濃
縮固化でき、同化速度が大きい上に、該濃縮同化操作に
おいて自動コントロール等の制御回路は不要であシ、そ
のために繁雑なメンテナンスも不要であって極めて効率
的かつ経済的である２１さらに密閉型であるため安全に
揮発性核ｆｌｉ！　（例えは１３′１等）を含む放射性
屏液でも濃縮、同化できる上に高い除染係数が得られる
０又、固定剤としてアスファルトを用いる場合でも未蒸
発水分がアスファルト中に殆んど入らないため、同化の
処理速度が大きい。

このような効果を有する本発明の装置は放射性廃液濃縮
固化処理装置、所築廃水濃縮固化処理装妬、汚泥濃縮固
化処理装置等に応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図であり、第２図は第１図
の装置のＥ−ｇ’　断面図、そして第５しｊは第１図の
装置のＦ方向からの矢仇り１である。 俊代理人　内　１１］　明 復代理人　萩　原　亮　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　被処理液に水ガラスおよび固化助剤を添加し加熱
   濃縮固化する装置において、 （１）実質的に鉛直な加熱面を備え、上部に蒸気出口を
   有する蒸発機本体、 （２）上記加熱面に沿って駆動され、被処理液および水
   ガラスを同加熱面に内側から噴射する二重管からなる噴
   射ノズル、 （３）上記噴射ノズルに先行するスクレーパであって、
   同スクレーパの下端が、その上端に対して常に進行方向
   に先行するようにしたスクレーパ、 （４）上記蒸発機本体内に配設された加熱面から前記ス
   クレーパによって掻き取られて落下するスケールを受け
   るように前記加熱面と漏斗状の頂部内径がほぼ同径に形
   成されているホッパ、 （５）前記ホッパ内面に沿って、該ホッパ面上に溜った
   スケールを下方に掻き落す前記スクレーパと連動する回
   転羽根、 （６）　前記蒸発機本体底部に前記加熱面より大径に形
   成され、前記加熱面を伝って前記漏斗状ホッパの頂部外
   径との隙間を経て流下する未蒸発液を受ける未蒸発液室
   、 （７）　前記未蒸発液室に溜った液を取り出した後被処
   理液に混合させる手段、 （８）　前記ホッパと接続し、該ホッパより掻き落され
   たスケールを受ける容器又は同化装置からなる放射性廃
   液濃縮同化処理装置。