JPS6328279B2 - - Google Patents

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。

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、またその放射性物質
が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融
固化処理方法がある。特に溶融法によれば、溶
融・固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、誘電
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現象を利用す
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つては、溶融炉
本体内に被処理物を装入し、マイクロ波発振機か
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ユーナをルツボ内の
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拝気操
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がり炉内壁に
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Na₂SO₄、NaCl、KClまたは融剤として添
加されたB₂O₃あるいはNa₂B₂O₇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
類が空気中の水分を吸収し潮解しやすい物質であ
ることが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
率が低下する、(3)付着物を放電点として放電現象
が発生しやすくなる、(4)チユ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ユーナの円
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減容処理におい
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ず金属物
の溶融固化は不可能である。

本発明者らは上記問題点に鑑み、金属物を金属
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
溶融固化装置について研究を重ねた結果、本発明
を完成するに至つた。

すなわち本発明は、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クリーニングヘツドを有す
るクリーニング装置を配設し、金属物の溶融固化
が可能で、しかも炉内付着物の除去が容易な放射
性廃棄物のマイクロ波溶融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、焼却
灰等の金属酸化物複合体（2CaO・Al₂O₃・SiO₂、
3CaO・Al₂O₃等）あるいは金属酸化物単体
（Fe₂O₃、ZnO等）またはその混合体（Al₂O₃＋
CaO＋B₂O₃、Fe₂O₃＋ZnO＋CaO等）（以下、単
に金属酸化物類という）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
を金属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つが考えられ、いずれの方法でも金
属物の処理がマイクロ波で可能であることが見い
出された。中でも金属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供給が
でき、しかも得られた固体化の中に金属物が均一
に分離してとじこめられた固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、金属製パイプ、金属板、金属片などの金
属物であり、さらには放射性物質で汚染された可
燃性廃棄物に混入し、一緒に焼却処理に付されて
焼却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、アスベスト繊維で作ら
れた保温材等の不純物である。その主な成分は
CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃などである。

つぎ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
内クリーニング装置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、チユーナ５、排気管６、ス
クリユーコンベア７を介して炉内に通じる焼却灰
用ホツパ８を備えた焼却灰供給装置９、および金
属物供給装置１０を有する。該金属物供給装置１
０は、供給管１１を介して前記上部炉体１と連通
する金属物用ホツパ１２を有し、該金属物用ホツ
パ１２には、振動フイーダ１３に連通し、かつ押
上げ杆１４により転動する秤量受皿１５を内部に
備えた秤量機１６がダンパ１７を介して開口す
る。

また、下部炉体２は台車１８上に載置されたリ
フト機構１９により昇降される下部炉体本体２０
と、これに回転自在に収納される円筒状の回転容
器２１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２２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３は、台車１８
に取着された連結杆２４、該連結杆２４の対向側
に配されたパワーシリンダ２５および側面に設け
られた昇降モータ２６を有する外筒２７と、該外
筒２７に収納され前記昇降モータ２６によつて外
筒２７内面を昇降する内筒２８と、該内筒２８内
に収納されかつ頂部にブラシ２９を設けたクリー
ニングヘツド３０を有し下端に回転昇降モータ３
１を取りつけた回転軸３２とからなる。なお、前
記外筒２７側面にはフイルタ３３を介して吸引ブ
ロワ３４が設けられている。

しかして本発明装置を用いて溶融を行なうには
第１図に示すごとく下部炉体２をフランジ２３を
介して上部炉体１に取付ける。溶融処理にあたつ
ては、まず焼却灰用ホツパ８からスクリユーコン
ベヤ７を介して焼却灰Ａを炉内の金属ルツボ２２
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、金属物Ｍは振動フイーダ１３よ
り供給されて予め秤量受皿１５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げ杆１
４の作動にもとづく受皿１５の転動によつて、開
口したダンパ１７から金属物用ホツパ１２、供給
管１１を経てルツボ２２内のスラグ上へ投下され
る。ついで焼却灰Ａをコンベヤ７により再投入し
金属物上に所定の層をつくつた後、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
とにより一度の溶融処理による処理量を増加させ
うる。

また、本発明の固化装置は、一定量の金属物を
一挙に供給できるので、焼却灰を連続的に供給し
溶融を行なつ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他のガラ
ス片、コンクリート片、SiC製セラミツクフイル
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（下部炉体は省略）に示すごと
く、台車１８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３１を
駆動させてクリーニングヘツド３０を回転させな
がら上昇させ上部炉体１中に挿入しブラシ２９に
より炉壁のクリーニングを行なう。クリーニング
が終了すればクリーニングヘツド３０を下降させ
てこれを上部炉体１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、フランジ２３を介して上部炉体１
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
能なクリーニングヘツドを有するクリーニング装
置が配設されるので、金属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的に、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、本発明の装置の一具体例を示す概略
図、第２図は本発明の装置のクリーニング操作を
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……金属物供
給装置、２２……ルツボ、３０……クリーニング
ヘツド。

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
   能なクリーニングヘツ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。