JPS604896A - 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】 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。凝集沈殿法には廃液
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陽
イオンと陰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
，除染係数が低く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。

現在放射性物質取扱施設などで発生する放射性廃液は主
にこの方法で濃縮されセメント又はアスファルトと混合
固化されてドラム缶に充填し保管されているのが一般的
である。この廃液の処理法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提案されている（特
公昭５２−２４２００号公報参照） この装置は遠心薄膜乾燥機の下部にアスファルト固化機
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
り生成する粉末状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同化できるようにしている。

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だめ処理速度が遅くなる。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
の供給量をコントロールしている。しかし水分検出器は
乾燥粉末物に直接接触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。

本発明は上記の問題点を解決するために提案されたもの
で、実質的に鉛直な加熱面を周面に具え上部に蒸気出口
を有する筒状の容器本体。

上記加熱面上部に傾斜して設けた被処理液流入ノズル、
上記容器本体内に回動自在に設置されその外周面が上記
加熱面に摺接するとともにその下端が、その上端に対し
て先行する複数のスクレーパと同スクレーパに回転方向
後行し上記加熱面に向けて薬剤を噴射する薬剤噴射ノズ
ル。

上記容器本体下部にその上縁が上記加熱面から適当に離
間して配設され上記加熱面から上記スクレーパによって
掻き取られて落丁するスケールを受（づる漏斗状のホッ
パ、同ホッパ内に配設され上記ホッパ面上に溜ったスケ
ールを下方に掻き落す」二記スクレーパと連動する回転
羽根。

上記容器本体底部に連接され上記加熱面より大径に形成
されて」：記ホッパを包囲し上記加熱面を伝って上記漏
斗状ホッパの上縁との隙間を経て流下する未蒸発液を受
ける未蒸発液室及び上記ホッパ下縁に連接され上記ホッ
パより掻き落さｇだスケールを受ける容器とからなる廃
液濃縮固化装置を特徴とし、その目的とするところは上
記自動コントロール等の制御叶回路を一切必要とせず定
常運転だけでなく異帛運転においても処理龍度がほぼ一
定でφン燥できる廃液濃縮同化装置を提供することにあ
る。

本発明は上記の構成とすることにより放射性廃液を効率
良く濃縮・同化でき同化速度が大きい。濃縮同化操作に
おいて自動コントロール等の制御回路が不要となり、繁
雑なメンテナンスを必要としない。また密閉型であるた
め揮発性核種を含む放射性廃液でも濃縮・固化でき高い
除染係数が得られる。

固定剤としてアスファルトを用いる場合でも。

未蒸発の水分がアスファルド中にほとんど入らないため
処理速度が大きい等の効果を奏する。

以下本発明の最も好ましい実施例を第１図ないし第３図
により詳細に説明する。

容器本体１の加熱面７は実質的に鉛直な面であり、その
外側周面にはスチームジャケット５が設けられており、
被処理液１７はエゼクタ３５で薬剤ノズル３６ａから注
入される薬剤３７ａと混合されてノズル４から容器本体
１に入る。

薬剤３７ａは水ガラス又は固化助剤を用いる。

ノズル４は加熱面７に接する平面に対して平行で、水平
又は加熱面との接合部分がやや上方となるように１唄余
１して設けられている。２はモータ、３３はグーりを示
す。容器本体１の中には管状の回転軸６ａ、その軸廻り
に取り付けられた複数のスクレーパ・アーム１８．スク
レーパアーム１８の先端には噴射ノズル４０が設けられ
るとともに前記噴射ノズル４ｏに先行して駆動されるス
クレーパ８が固定されている。回転軸６ａは回転軸受１
９を介して下部の回転軸６ｂと接続している。２ｏは回
転軸受１９の支持アームである。

また回転軸６ａは容器本体ｌの外方にあるロータリージ
ヨイント３８を介して薬剤３７ｂ注大のための薬剤ノズ
ル３６ｂと連結している。

回転軸６ａおよび６ｂは回転軸６ａと強固に接合された
プーリー３３を介してモータ２により回転するようにな
っている。

薬剤３７ｂは固化助剤又は水ガラスである。

固化助剤としては被処理液１７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１７がその他の放射性発棄物取扱施設の廃液の
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、亜硫酸又は亜硫酸塩、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、還元性少糖類、還元性有機酸
又は還元性有機酸塩など用いる。

スクレーバ・アーム１８およびスクレーパ８は垂直方向
に対して複数個配設されており、上下に隣接するスクレ
ーパ・アーム１８およびスクレーバ８は互いに回転軸６
ａ廻りに対して所定角度に位置するように配備する。通
常は１８０゜程度となるように配設する。

スクレーバ８が加熱面７を掻き取る鉛直方向の幅は、上
方又は下方に隣接するスクレーバ８が加熱面７を掻き取
る鉛直方向の幅の下端又は上端の一部とお互いに重なり
合うようにその下端が、その上端に対して先行するよう
に、鉛直線に対して所定角度（通常５〜１５°）頌けて
配備されている。又スクレーパアーム１８およびスクレ
ーパ８は回転軸廻りの同一水平位置に複数個所定間隔に
位置するように設けてもよい。

２１はスチーム・ジャケット５内へのスチーム入口、２
２はスチーム・ジャケット５の底部に設けられたスチー
ムドレン出口、３は容器本体ｌ上部に設けた蒸発蒸気出
口である。２３は容器本体１の底部に形成された容器本
体１の内径より大きな内径を有する未蒸発室、２４は未
蒸発室２３に設けられた未蒸発液出口、２５は未蒸発液
室２３より容器本体ｌ内へ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２３の上方部に位置す
るようにした漏斗状のホッパである。ホッパ２５の頂部
内径は加熱面７の内径とほぼ同径になるように形成され
ており、その外周は加熱面７と未蒸発液室２３の側壁と
の間に適当な間隙を設けるように配備されている。２６
はホッパ２５の内面に沿って設けられた回転羽根で１回
転軸６ｂと強固に接合されている。回転羽根２ｂはホッ
パ内面の頑斜部トホノバ２５の頂部上辺面に密着してい
る。

２７　ａ、２７　ｂはホッパ２５の下部に連通する筒状
の調圧室２８の上端および下端より垂下したダンパであ
る。固化装置２９は調圧室２８と接続している。１２は
アスファル）、３０はアスファルト供給ノズル、３１は
固化体出口。

１３はヒータ、３２は固化装置モータである。

また第４図に示すように被処理液１７をノズル４より容
器本体Ｉに直接導入することも可能である。その他の構
造は第１〜第３図と１つたく同じである。この場合固化
助剤は被処理液１７が容器本体１に供給される前にあら
かじめ被処理液−１７に添加しておく必要がある。同化
助剤としては上記に述べたものが間隙に使用できる。

薬剤３７・ｂは水ガラスを使用する。

実質的に鉛直な加熱面７はスチーム人口２１より吹き込
まれたスチームによって加熱されている。被処理液１７
はエゼクタ３５で薬剤ノズル３６ａから注入される薬剤
３７ａと混合されてノズル４から容器本体１の加熱面７
に沿いながら表面円周面に沿って旋回して流下する。一
方薬剤３７ｂはノズル３６ｂからロータリージョイント
ａｓ、回転軸６ａ、複数のスクレー・ノくアーム１８の
内孔を経由して、同アームの先端の噴射ノズル４０より
加熱面７上の被処理液に万遍なく噴出・塗布される。こ
の際被処理液１７に含まれた水は直ちに水蒸気となって
蒸気出口３より排出され、固形物は薬剤３７ａ、薬剤３
７ａ。

薬剤３７ｂおよび加熱の相互作用によって直ちに重合ケ
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８はモータ２とプーリ３３によって回転軸６
ａおよびスクレーノ（アーム１８を介して加熱面７をこ
すりながら１周してもとの位置に戻り、被処理液１７の
蒸発乾固物である乾燥スケール９を掻き取り、続々とス
クレーノｚ８の而」二を、上方向および容器本体１の中
心方１句の合成された方向へ移動し、やがてスクレーノ
く８の面上から溢れるようにして下方に落下する。

下方−２落下したスケール９はホラ・ぐ２５に落ち込み
２回転羽根２６で下方へさらに送られて。

ダンパ２７ａ、ダンパ２７ｂを順次開閉することにより
調圧室２Ｂを通過して固化装置２９に落下する。

一方加熱而７を伝って落下した未蒸発液は。

未蒸発液室２３の側壁が加熱面７の内径より大きな径を
有するため、この側壁に泪って矢印３４の如く落下しホ
ッパ２５には入らず未蒸発室２３に溜り、出口２４を経
由して排出される。未蒸発′ｔ７．は直ちにポンプ等に
よる移送手段によって被処理液１７と混合して再度容器
本体１に流入させる。

同化装置２９ではスケール９はノズル３０から入れたア
スファルト１２とヒーター１３で加イ仁イｆ 熱しなからモータ３２によって混練され、固耗出口３１
から排出してドラム缶等答器内に充填して静置放冷する
と固化する。

なお上記２段のダンパー２７ａ、２７ｂ及び調圧室２８
に代えて容器本体１内を所定の真空度に保持しつつスケ
ールを下方に送れるものであれば、ロータリーフィーダ
その他の手段に換えることができる。又真空に保つ必要
がない場合、ダンパー及び調圧室は設けなくてもよい。

また同化装置２９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装置に置き換えることができる。

また放射性物質が極微唯の場合は同化装置２９を設けず
ドラム缶等の密閉容器に置き換えてスケールを直接充填
してもよい。

次に本実施例による効果を列挙する。

（１）ノズル４を加熱面７に接する平面に対して平行で
流入口が水平又はやや上方に向けて配設することによっ
て被処理液１７に加熱面７での旋回流を与えるため被処
理液１７の分散が効率良く行なえる。

（２）被処理液１７の流入方向とスクレーパ８の移動方
向が同じであるため、被処理液１７の分散を妨げること
がない。

（３）スクレーパ８が加熱面７を掻き取る垂直方向の巾
を、上方又は下方に隣接する各々のスクレーパ８の巾と
重なるように配置することにより、スケール９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、ス
ケール９の付着していない新しい加熱面をたえず用意す
ることになり、極めて蒸発速度が大きい。

１４）スクレーパ８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、鉛直線に対して所定角度頌けて
配備することにより、掻き取られたスケール９の滞留時
間が増加し、スケール９の水分をさらに減少せしめる。

（５）加熱面と漏斗状ホッパの頂部内径がほぼ同径に形
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を設けているため、スクレーパで
掻き取られたスケールはホッパ内に容易に落丁するとと
もに。

未蒸発液は加熱面より未蒸発液室の側壁を伝い、ホッパ
内に落下することなく未蒸発液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。

（６）ホッパ内面を絶えず回転羽根で攪拌するため。

スケールに付着している機敏の水分を蒸発できる。

（７）ダンパと調圧室を設けることにより蒸発機内部を
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
。

（８）エゼクタ−３５および上記スクレーパ８に後行す
る噴射ノズル４０を配備することによりスケール９の付
着していない新らしい加熱面へ向けて水ガラスと固化助
剤を別々に注入できるので、加熱面７での蒸発乾固速度
に応じて各薬品の注入量の設定が自在にコントロールで
きる。又固化助剤として水に溶けにくい気体状のものを
用いるときは噴射ノズル４０より直接加熱面上の被処理
液へ吹き付けることができるので蒸発液量を増加させる
ことなく効率良く被処理液を蒸発乾固できる。

（９）水ガラスと固化助剤を被処理液に添加することに
より、加熱濃縮の効果に相まって著しく固化速度が促進
され、効率が上昇する。

叫液中の固形物および放射性物質等が急速に重合ケイ酸
で覆れてベ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。

０１）ペレフト化したスケールは重合ケイ酸で覆れでい
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。

ｕ２１上記ベレット化したスケールは水分および結晶水
をほとんど含まない。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同化速度が大きい。

０３１重合ケイ酸は非膨潤性ゲルであるため、アスファ
ルト中の微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せない。そのた
め放射性物質が浸出し難く安全性を高める。

【図面の簡単な説明】

−Ａ断面図、第３図は本実施例における薬剤噴射ノズル
及びスクレーパの取付状態を表す説明図、第４図は本発
明の他の実施例を示す説明図である。 ■・・容器本体、３・・・蒸気出口、４・・・被処理液
流入ノズール、７・・・加熱面、８・・・スクレーパ、
２３・・・未蒸発液室、２５・・・ホッパ、２６・・・
回転羽根。 ２９・・・固化装置、４０・・・噴射ノズル。 ５２９− 第１図 ｊ２！、３Ｊ’□−曽 単２圀 第３閃 痢４悶 １３」９６−“リ ５３０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 実質的に鉛直な加熱面を周面に具え上部に蒸気出口を有
   する筒状の容器本体、上記加熱面上部に傾斜して設けた
   被処理液流入ノズル、上記容器本体内に回動自在に設置
   されその外周面が上記加熱面に摺接するとともにその下
   端が、その上端に対して先行する複数のスクレーパと同
   スクレーバに回転方向後行し上記加熱面に向けて薬剤を
   噴射する薬剤噴射ノズル、上記容器本体下部にその上縁
   が上記加熱面から適当に離間して配設され上記加熱面か
   ら上記スクレーパによって掻き取られて落下するスケー
   ルを受ける漏斗状のホッパ、同ホッパ内に配設され上記
   ホッパ面上に溜ったスケールを下方に掻き落す上記スク
   レーパと連動する回転羽根、上記容器本体底部に連接さ
   れ上記加熱面より大径に形成されて上記ホッパを包囲し
   上記加熱面を伝って上記漏斗状ホッパの上縁との隙間を
   経て流下する未蒸発液を受ける未蒸発液室及び上記ホッ
   パ下縁に連接され上記ホッパより掻き落されたスケール
   を受ける容器とからなることを特徴とする廃液濃縮固化
   装置。