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JP6170649B2 - Radioactive organic waste volume reduction device and method of use thereof - Google Patents

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JP6170649B2
JP6170649B2 JP2012280274A JP2012280274A JP6170649B2 JP 6170649 B2 JP6170649 B2 JP 6170649B2 JP 2012280274 A JP2012280274 A JP 2012280274A JP 2012280274 A JP2012280274 A JP 2012280274A JP 6170649 B2 JP6170649 B2 JP 6170649B2
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泰明 山越
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光政 木村
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Description

本発明は、原子力発電所の事故等により、広範囲の地域の森林や有機性廃棄物が放射性セシウム等の放射性物質に汚染された場合に用いて好適な、大量の土壌や瓦礫等に対する減容処理を行う装置及びその使用方法に関する。
また、本発明は、原子力発電所の操業に付随して発生する低レベル放射性汚染物の減容処理を行うのに用いて好適な放射性有機廃棄物の減容化装置及びその使用方法に関する。
The present invention provides a volume reduction treatment for a large amount of soil, debris, etc., which is suitable for use when a wide range of forests and organic waste are contaminated with radioactive substances such as radioactive cesium due to an accident at a nuclear power plant, etc. The present invention relates to a device for performing the above and a method for using the same.
The present invention also relates to a volume reducing device for radioactive organic waste suitable for use in volume reduction treatment of low-level radioactive contaminants generated in association with operation of a nuclear power plant, and a method for using the same.

原子力発電所の事故等により広範囲に放射性物質に汚染された場合、大量の土壌や瓦礫等の処理が必要になる。放射性汚染物質にはいろいろな種類があるが、例えば、セシウム137とストロンチウム90は現在、チェルノブイリ原子力発電所事故の周囲の地域で発生している放射能の発生源の大部分を占めている。セシウム137は、半減期が30年と長く、体内に入ると血液の流れに乗って腸や肝臓にベータ線とガンマ線を放射し、カリウムと置き換わって筋肉に蓄積したのち、腎臓を経て体外に排出される。セシウム137は、体内に取り込まれてから体外に排出されるまでの100日から200日にわたってベータ線とガンマ線を放射し体内被曝の原因となる。そこで、汚染土壌から放射性セシウムを効率的に除染することは強く求められている。   When radioactive materials are extensively contaminated by an accident at a nuclear power plant, a large amount of soil, rubble, etc. must be treated. There are various types of radioactive pollutants, but for example, cesium 137 and strontium 90 currently account for most of the sources of radioactivity occurring in the area surrounding the Chernobyl nuclear power plant accident. Cesium 137 has a long half-life of 30 years. When it enters the body, it rides on the blood stream and emits beta and gamma rays to the intestines and liver. Is done. Cesium 137 emits beta rays and gamma rays from 100 days to 200 days after being taken into the body and discharged outside the body, causing internal exposure. Therefore, there is a strong demand for efficiently decontaminating radioactive cesium from contaminated soil.

しかし、汚染された土壌等は大量であるため、体積、重量を減らすことが重要である。現在は、原子炉水蒸気爆発から2年近く経過している。そこで、放射性物質のうちヨウ素131は半減期が8日程度と短いため、大部分はベータ崩壊して、安定化元素であるキセノン131に変化している。他方で、セシウム137は、ベータ崩壊して、安定化元素であるバリウム137に変化する。しかし、現在の物理学の分野では、放射性物質の半減期は一般人が生活するような環境では不変と考えられており、半減期を劇的に短くするような触媒作用をする物質は存在しないと考えられている。また、セシウムは土壌と強く結合することが知られており、これを安価な費用で効果的に分離することは現状では困難である。   However, it is important to reduce the volume and weight of the contaminated soil because it is a large amount. Currently, nearly two years have passed since the reactor steam explosion. Therefore, iodine 131 of the radioactive substance has a short half-life of about 8 days, so that most of it is beta-decayed and changed to xenon 131 which is a stabilizing element. On the other hand, cesium 137 undergoes beta decay and changes to barium 137, which is a stabilizing element. However, in the current field of physics, the half-life of radioactive materials is considered to be unchanged in an environment where ordinary people live, and there is no catalytic substance that dramatically shortens the half-life. It is considered. In addition, cesium is known to bind strongly to soil, and it is difficult to separate it effectively at low cost.

例えば、特許文献1には、セシウムの抽出方法が提案されている。しかし、特許文献1は、経済的に重要なセシウム源の鉱物であるポルサイト(Cs(AlSi))からルビジウムを分離する技術に関するものである。現在におけるセシウムの世界鉱山からの採掘量は年間5から10トンであり、可採年数は数千年にもなるため、わざわざ放射能汚染された土壌からセシウムを分離しても、鉱業として商業的な成功は見込めない。
他方、放射能汚染された土壌の改善も、特許文献2、3で提案されている。しかし、特許文献2、3の処理対象とする放射性物質はプルトニウムやウランのような重金属を対象としており、セシウムのようなアルカリ金属を対象とするものではない。
また、本発明者の提案にかかる特許文献4には、有機廃棄物の低温熱分解装置が提案されているが、セシウムに関しては何らの記載がない。そこで、セシウムを含有する有機廃棄物を低温熱分解しても、有機廃棄物の減容化されるだけであり、セシウムについては残さ物として灰分に残るか、あるいは揮発して液状廃棄物に移動するはずである。
For example, Patent Document 1 proposes a method for extracting cesium. However, Patent Document 1 relates to a technique for separating rubidium from porcite (Cs (AlSi 2 O 6 )), which is an economically important cesium source mineral. Currently, the amount of cesium mined from the world mine is 5 to 10 tons per year, and the harvestable period is several thousand years. Therefore, even if cesium is purposely separated from radioactively contaminated soil, No success is expected.
On the other hand, improvement of radioactively contaminated soil is also proposed in Patent Documents 2 and 3. However, the radioactive substances to be treated in Patent Documents 2 and 3 are intended for heavy metals such as plutonium and uranium, and are not intended for alkali metals such as cesium.
Moreover, although the low temperature thermal decomposition apparatus of organic waste is proposed by patent document 4 concerning this inventor's proposal, there is no description regarding cesium. Therefore, even if organic waste containing cesium is pyrolyzed at low temperature, it only reduces the volume of organic waste. Cesium remains in ash as a residue or volatilizes and moves to liquid waste. Should do.

そこで、非特許文献1では、セシウムを含む土壌の原位置加熱による分離方法が検討されている。しかし、セシウムを土壌から分離する場合に、下記(a)、(b)の性質があるため、顕著な効果は得られなかった。
(a)水に溶けたセシウムは,土壌中で1価の陽イオンとして振る舞い,負に帯電している土壌粒子表面の粘土層である薄い層状構造の間に取り込まれて,きわめて強く「固定」され,他の陽イオンによって簡単に置き換えることができない。
(b)セシウムを吸着した土壌をセシウムの沸点である685℃や、セシウムの化合物の融点や沸点を考慮した1300℃程度に加熱しても,セシウムの顕著な揮発挙動は見られない。
他方、非特許文献2では、除染対象物が土壌、手法が熱処理で、高性能反応促進剤を特徴とする除染実証技術が開示されている。福島原子力発電所付近の除染対象地域での実証試験の結果によると、当該除染実証技術の除染率は99.9%と湿式分級と比較して格段に高いが、処理費用も20万円/トンと10倍以上の費用がかかる問題点がある。
Therefore, in Non-Patent Document 1, a separation method by in-situ heating of soil containing cesium is studied. However, when separating cesium from the soil, the following effects (a) and (b) are present, so that a remarkable effect cannot be obtained.
(A) Cesium dissolved in water behaves as a monovalent cation in the soil, and is taken in between the thin layered structure, which is a clay layer on the surface of negatively charged soil particles. And cannot be easily replaced by other cations.
(B) Even when the soil adsorbed with cesium is heated to 685 ° C., which is the boiling point of cesium, or about 1300 ° C. in consideration of the melting point and boiling point of the cesium compound, no significant volatilization behavior of cesium is observed.
On the other hand, Non-Patent Document 2 discloses a decontamination demonstration technique characterized by a high-performance reaction accelerator characterized by soil to be decontaminated and heat treatment as a method. According to the results of the verification test in the decontamination target area near the Fukushima nuclear power plant, the decontamination rate of the decontamination verification technology is 99.9%, which is much higher than wet classification, but the processing cost is also 200,000. There is a problem that the cost is more than 10 times as much as yen / ton.

特開平5−5134号公報JP-A-5-5134 特開平6−51096号公報JP-A-6-51096 特表平10−505903号公報Japanese National Patent Publication No. 10-505903 特許第3872083号公報Japanese Patent No. 3872083

日本原子力研究開発機構 JAEA−Research 2011−026Japan Atomic Energy Agency JAEA-Research 2011-026 福島第一原子力発電所事故に係る避難区域等における除染実証業務報告書 日本原子力研究開発機構 平成24年6月Report on Decontamination Demonstration Work in Evacuation Zones Related to Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident Japan Atomic Energy Agency June 2012

本発明は上記課題を解決するもので、有機廃棄物や土壌に含まれるセシウム137を迅速に減容化しながら、処理費用も大幅に低減できる放射性有機廃棄物の減容化装置及びその使用方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、原子力発電所の操業に付随して発生する低レベル放射性汚染物を処理するのに好適な放射性有機廃棄物の減容化装置及びその使用方法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and a volume reduction device for radioactive organic waste that can reduce the processing cost significantly while rapidly reducing the volume of cesium 137 contained in organic waste and soil, and a method of using the same. The purpose is to provide.
Another object of the present invention is to provide a radioactive organic waste volume reduction device suitable for treating low-level radioactive contaminants generated in connection with the operation of a nuclear power plant, and a method for using the same. .

上記課題を解決する本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置は、例えば図1に示すように、有機性廃棄物が低温熱分解温度で熱分解される熱分解室19と、有機性廃棄物を低温熱分解温度で熱分解するための火床を保持する火床保持部18を有する低温熱分解装置であって、熱分解室19に火床を形成するための有機性乾燥多孔質材からなる熱分解温度保持材92を供給する手段(91、94)と、熱分解室19に少なくとも熱分解温度以上の温度を有する自律熱分解状態の種火保持材99を供給する手段(98、94)とを備え、有機性廃棄物が放射性物質を含み、火床保持部18はゼオライト鉱石が所定の厚さで置かれており、熱分解室19の排出ガスを循環して熱分解室19に供給するガス循環系統80を備える。
The apparatus for reducing the volume of radioactive organic waste of the present invention that solves the above problems includes, as shown in FIG. 1, for example, a pyrolysis chamber 19 in which organic waste is pyrolyzed at a low temperature pyrolysis temperature, and organic waste. A low-temperature pyrolysis apparatus having a firebed holding unit 18 for holding a firebed for thermally decomposing an object at a low-temperature pyrolysis temperature, and an organic dry porous material for forming a firebed in the pyrolysis chamber 19 Means (91, 94) for supplying a pyrolysis temperature holding material 92 comprising the above, and means (98, 94) for supplying the pyrolysis chamber 19 to the pyrolysis chamber 19 in an autonomous pyrolysis state having a temperature equal to or higher than the pyrolysis temperature. 94) , the organic waste contains a radioactive substance, and the firebed holding unit 18 is placed with a predetermined thickness of zeolite ore, and circulates the exhaust gas from the pyrolysis chamber 19 to circulate the pyrolysis chamber 19. A gas circulation system 80 is provided.

本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置によれば、低温熱分解装置10において、熱分解室19にて有機性廃棄物が低温熱分解温度で熱分解される。火床保持部18は、有機性廃棄物を低温熱分解温度で熱分解するための火床を保持する。火床保持部18はゼオライト鉱石が所定の厚さで置かれている。この所定の厚さは、有機性廃棄物を低温熱分解温度を保持するのに適した厚さがよく、例えば1mm〜20cmの厚さが良い。ゼオライト鉱石の厚さが1mmより薄いと、火床保持部18での伝熱により装置外部に熱が漏れて、有機性廃棄物を低温熱分解温度に保持するのが難しくなり、有機廃棄物の減容化の効率が低下する。ゼオライト鉱石の厚さが20cmより厚いと、有機廃棄物と比較してゼオライト鉱石の量が多くなり、有機廃棄物の減容化の効率が低下する。
ガス循環系統80は、熱分解室19の内部を低温熱分解温度で維持するために、熱分解室19の排出ガスを循環して熱分解室19に供給する。排出ガスを循環することで、低酸素状態のガスが熱分解室19に供給され、有機廃棄物の酸化速度が適切に制御されて、有機廃棄物の発熱量と熱分解室19の外部への放熱がバランスして、低温熱分解温度の維持が容易になる。
熱分解温度保持材92は、低温熱分解減容化装置の稼働開始時に必要な火床を形成するのに用いる有機性乾燥多孔質材である。種火保持材99は、少なくとも熱分解温度以上の温度を有する自律熱分解状態であり、熱分解温度保持材が充填された熱分解室19に投入されて、低温熱分解減容化装置の稼働開始時に必要な火床を形成する種火となる。
According to the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, in the low temperature pyrolysis device 10, the organic waste is thermally decomposed at the low temperature pyrolysis temperature in the thermal decomposition chamber 19. The fire bed holding unit 18 holds a fire bed for thermally decomposing organic waste at a low temperature pyrolysis temperature. Zeolite ore is placed in the firebed holding part 18 with a predetermined thickness. The predetermined thickness may be a thickness suitable for maintaining a low temperature pyrolysis temperature of the organic waste, for example, a thickness of 1 mm to 20 cm. If the thickness of the zeolite ore is less than 1 mm, heat is leaked to the outside of the apparatus due to heat transfer in the fire bed holding unit 18, and it becomes difficult to maintain the organic waste at a low temperature pyrolysis temperature. The efficiency of volume reduction is reduced. When the thickness of the zeolite ore is larger than 20 cm, the amount of the zeolite ore is increased as compared with the organic waste, and the efficiency of reducing the volume of the organic waste is lowered.
The gas circulation system 80 circulates the exhaust gas from the pyrolysis chamber 19 and supplies it to the pyrolysis chamber 19 in order to maintain the inside of the pyrolysis chamber 19 at a low temperature pyrolysis temperature. By circulating the exhaust gas, a low-oxygen state gas is supplied to the thermal decomposition chamber 19, and the oxidation rate of the organic waste is appropriately controlled. Balance of heat dissipation makes it easy to maintain the low temperature pyrolysis temperature.
The pyrolysis temperature maintaining material 92 is an organic dry porous material used to form a fire bed required at the start of operation of the low temperature pyrolysis volume reducing device. The seed flame holding material 99 is in an autonomous pyrolysis state having a temperature at least equal to or higher than the pyrolysis temperature, and is put into the pyrolysis chamber 19 filled with the pyrolysis temperature holding material to operate the low temperature pyrolysis volume reducing device. It becomes a fire that forms the necessary fire bed at the start.

本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置において、好ましくは、熱分解室19は、熱分解された前記有機性廃棄物の熱分解ガスを排出する熱分解ガス出口26を有し、ガス循環系統80は熱分解ガスを水分で洗浄した洗浄済みガスを帰還すると共に、さらに熱分解室19は、洗浄済みガスを前記熱分解室に吸気するためのガス供給口25を有するとよい。
このように構成すると、熱分解ガスは水分で洗浄済みなので、有機性廃棄物の熱分解に付随する水分・炭化水素油・ばいじん等が除去されて、有機性廃棄物の熱分解に適する酸素含有率の少ない洗浄済みガスが供給される。そこで、有機性廃棄物に含まれる放射性物質は減容化装置内を循環し、外部空間に漏洩することがない。
In the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, the pyrolysis chamber 19 preferably has a pyrolysis gas outlet 26 for discharging the pyrolyzed gas of the organic waste that has been pyrolyzed, and gas circulation. The system 80 may return the cleaned gas obtained by cleaning the pyrolysis gas with moisture, and the pyrolysis chamber 19 may further include a gas supply port 25 for sucking the cleaned gas into the pyrolysis chamber.
With this configuration, since the pyrolysis gas has been washed with moisture, moisture, hydrocarbon oil, and dust accompanying the pyrolysis of organic waste are removed, and oxygen content is suitable for pyrolysis of organic waste. A less cleaned gas is supplied. Therefore, radioactive materials contained in organic waste circulate in the volume reduction device and do not leak to the external space.

本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置において、好ましくは、低温熱分解温度は、熱分解室19内で熱分解する有機性廃棄物温度として大略200℃〜300℃の範囲内であるとよい。熱分解室19内で熱分解する有機性廃棄物温度として大略200℃以下だと、放熱により冷却されやすくなり、熱分解反応が緩慢となりやすく、熱分解反応が停止して、熱分解反応の安定した継続が困難となる。熱分解室19内で熱分解する有機性廃棄物温度として大略300℃以上だと、熱分解反応が急激に促進されやすく、低温熱分解温度が上昇して、熱分解反応の安定した継続が困難となる。
In the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, preferably, the low-temperature pyrolysis temperature is approximately in the range of 200 ° C. to 300 ° C. as the temperature of the organic waste thermally decomposed in the pyrolysis chamber 19. Good. If the temperature of the organic waste to be pyrolyzed in the pyrolysis chamber 19 is approximately 200 ° C. or less, it becomes easy to cool by heat dissipation, the pyrolysis reaction tends to become slow, the pyrolysis reaction stops, and the pyrolysis reaction becomes stable. Continuation is difficult. When the temperature of the organic waste to be pyrolyzed in the pyrolysis chamber 19 is approximately 300 ° C. or more, the pyrolysis reaction is likely to be accelerated rapidly, the low-temperature pyrolysis temperature rises, and it is difficult to stably continue the pyrolysis reaction. It becomes.

本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置において、好ましくは、さらに、磁場を生成する磁気生成手段85と、磁気生成手段85で生成された磁気を火床保持部18に導くための、前記低温熱分解温度で強磁性を有する材料よりなる高透磁率部材24を有するとよい。好ましくは、高透磁率部材24は火床保持部18の下部に設けられたガス通気部の壁材を兼ねるとよい。
このように構成すると、高透磁率部材24により、磁気生成手段85で生成された磁気が火床保持部18に導かれるため、火床保持部18を含む熱分解室19に形成される磁場が強くなり、有機性廃棄物に含まれる放射性物質の崩壊に有益と思われる。また、高透磁率部材24が火床保持部18の下部に設けられたガス通気部の壁材を兼ねると、熱分解室19内に循環するガスが磁気生成手段85の磁気作用を受けて、ガス流速が高まる効果がある。
In the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, preferably, the magnetic generation means 85 for generating a magnetic field, and the magnetism generated by the magnetic generation means 85 for guiding the magnetism generated by the magnetic generation means 85 to the firebed holding unit 18 are further described. It is preferable to have a high permeability member 24 made of a material having ferromagnetism at a low temperature pyrolysis temperature. Preferably, the high magnetic permeability member 24 may also serve as a wall material for a gas ventilation part provided in the lower part of the firebed holding part 18.
With this configuration, the high permeability member 24 guides the magnetism generated by the magnetism generating means 85 to the firebed holding unit 18, so that the magnetic field formed in the pyrolysis chamber 19 including the firebed holding unit 18 is generated. It seems to be stronger and beneficial for the decay of radioactive materials in organic waste. Further, when the high magnetic permeability member 24 also serves as a wall material of the gas ventilation part provided at the lower part of the firebed holding part 18, the gas circulating in the thermal decomposition chamber 19 receives the magnetic action of the magnetic generation means 85, This has the effect of increasing the gas flow rate.

本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置において、好ましくは、熱分解室19に投入する種火保持材を一時貯えるストックヤード14と、熱分解室19とストックヤード14との間に設けられたストックヤード仕切板17とを備えると共に、ストックヤード14に貯蔵された種火保持材は熱分解室19に収容された熱分解温度保持材の表面に対して少量毎に落下する構造とするとよい。このように構成すると、ストックヤード14は種火保持材を一時貯えるため、熱分解温度保持材が熱分解室19に収容されている場合に、種火保持材を熱分解温度保持材の表面に対して少量毎に落下することで、種火保持材を均一な厚さで熱分解温度保持材の表面に堆積させるのが容易になる。
本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置において、好ましくは、放射性物質はセシウム134とセシウム137の少なくとも何れか一方を含むとよい。
In the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, it is preferably provided between the stock yard 14 for temporarily storing the seed-fire holding material to be put into the pyrolysis chamber 19, and between the pyrolysis chamber 19 and the stock yard 14. In addition, the seed yard partition plate 17 is provided, and the seed fire holding material stored in the stock yard 14 may be configured to fall in small amounts with respect to the surface of the pyrolysis temperature holding material accommodated in the pyrolysis chamber 19. . If comprised in this way, since the stock yard 14 stores the seed-fire holding material temporarily, when the pyrolysis temperature holding material is accommodated in the pyrolysis chamber 19, the seed-fire holding material is put on the surface of the pyrolysis temperature holding material. On the other hand, by dropping every small amount, it becomes easy to deposit the seed fire holding material on the surface of the pyrolysis temperature holding material with a uniform thickness.
In the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, it is preferable that the radioactive substance contains at least one of cesium 134 and cesium 137.

上記課題を解決する本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置の使用方法は、例えば図4に示すように、有機性廃棄物が低温熱分解温度で熱分解される熱分解室19と、有機性廃棄物を低温熱分解温度で熱分解するための火床を保持する火床保持部18を有する低温熱分解装置の使用方法であって、熱分解室19に、火床を形成するための有機性乾燥多孔質材からなる熱分解温度保持材92を供給するステップ(S104、S106)と、熱分解室19に、少なくとも熱分解温度以上の温度を有する自律熱分解状態の種火保持材99を供給するステップ(S110、S114)と、熱分解室19で種火保持材99によって、熱分解温度保持材92の熱分解を安定的に維持するステップ(S118)と、熱分解温度保持材92の熱分解安定化ステップの後に、低温熱分解の対象となる有機性廃棄物を熱分解室19に供給するステップ(S120、S124)と、前記有機性廃棄物が減容化されると共に、当該有機性廃棄物に含まれる放射性物質量が低下するまで、前記熱分解温度を保持するステップ(S119)とを備える。
The method of using the volume reducing device for radioactive organic waste according to the present invention that solves the above-described problems includes, for example, as shown in FIG. 4, a pyrolysis chamber 19 in which organic waste is pyrolyzed at a low temperature pyrolysis temperature, A method of using a low-temperature pyrolysis apparatus having a fire bed holding unit 18 for holding a fire bed for pyrolyzing organic waste at a low temperature pyrolysis temperature, for forming a fire bed in a pyrolysis chamber 19 A step (S104, S106) of supplying a pyrolysis temperature holding material 92 made of the organic dry porous material, and an autonomous pyrolysis seed fire holding material having a temperature at least equal to or higher than the pyrolysis temperature in the pyrolysis chamber 19 99 (S110, S114), a step (S118) of stably maintaining the thermal decomposition of the pyrolysis temperature holding material 92 by the seed fire holding material 99 in the pyrolysis chamber 19, and a pyrolysis temperature holding material. After 92 pyrolysis stabilization steps , Supplying organic waste to be subjected to low-temperature pyrolysis to the pyrolysis chamber 19 (S120, S124), and reducing the volume of the organic waste and radioactive contained in the organic waste A step (S119) of maintaining the thermal decomposition temperature until the amount of the substance decreases.

本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置によれば、火床保持部はゼオライト鉱石が所定の厚さで置かれており、熱分解室の排出ガスを循環して熱分解室に供給するガス循環系統を備えるので、熱分解室が低温熱分解温度で安定化すると共に、ゼオライト鉱石と低温熱分解温度が作用する環境にあるため、有機性廃棄物に含まれる放射性物質の崩壊が促進され、セシウム137のような放射性物質が無害化されると考えられ、安全な状態となり、人の居住環境での低放射線化が促進される。
また、本発明の放射性物質の処理方法は、放射性有機廃棄物の減容化装置及びその使用方法をさらに一般化したもので、磁場やゼオライト鉱石の存在下でセシウム137のような放射性物質を無害化処理する。
According to the volume reduction device for radioactive organic waste of the present invention, the ore holding part has zeolite ore placed at a predetermined thickness, and circulates the exhaust gas from the pyrolysis chamber and supplies it to the pyrolysis chamber. Since it has a gas circulation system, the pyrolysis chamber is stabilized at the low temperature pyrolysis temperature, and the environment where the zeolite ore and the low temperature pyrolysis temperature act is promoted, so the decay of radioactive materials contained in organic waste is promoted. It is considered that a radioactive substance such as cesium 137 is rendered harmless, and a safe state is achieved, and reduction of radiation in a human living environment is promoted.
In addition, the radioactive substance processing method of the present invention is a generalization of a volume reduction device for radioactive organic waste and a method for using the same, and it does not harm radioactive substances such as cesium 137 in the presence of a magnetic field or zeolite ore. Process.

本発明に係る放射性有機廃棄物の減容化装置の全体構成を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the whole structure of the volume reduction apparatus of the radioactive organic waste which concerns on this invention. 本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置の操業開始時を説明する図である。It is a figure explaining the time of an operation start of the radioactive organic waste volume reduction apparatus of this invention. 本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置の操業開始時を説明する図である。It is a figure explaining the time of an operation start of the radioactive organic waste volume reduction apparatus of this invention. 本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置の使用方法を説明する流れ図である。It is a flowchart explaining the usage method of the volume reduction apparatus of the radioactive organic waste of this invention. 熱分解装置稼働時の周辺空間γ線量率の分布状態を説明する図である。It is a figure explaining the distribution state of surrounding space gamma dose rate at the time of thermal decomposition apparatus operation. 熱分解装置の不稼働状態での磁場分布状態を説明する図である。It is a figure explaining the magnetic field distribution state in the non-operating state of a thermal decomposition apparatus.

以下、図面によって本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る放射性有機廃棄物の減容化装置の全体構成を説明する構成図である。図において、放射性有機廃棄物の減容化装置1は、低温熱分解装置10、ガス洗浄装置2、並びに両者を接続する管路としての給水系統70、ガス循環系統80を備えている。低温熱分解装置10側には、気液分離器30を設置している。また、ガス洗浄装置2側には水分噴霧塔50a、50bと貯液タンク60が設けてある。また、クレーン94が設けてあり、有機性乾燥多孔質材92と種火保持材99を低温熱分解装置10に投入する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the overall configuration of a radioactive organic waste volume reducing device according to the present invention. In the figure, a volume reduction device 1 for radioactive organic waste includes a low-temperature pyrolysis device 10, a gas cleaning device 2, and a water supply system 70 and a gas circulation system 80 as pipes connecting the two. A gas-liquid separator 30 is installed on the low temperature pyrolysis apparatus 10 side. Further, water spray towers 50a and 50b and a liquid storage tank 60 are provided on the gas cleaning device 2 side. Further, a crane 94 is provided, and the organic dry porous material 92 and the seed fire holding material 99 are put into the low-temperature pyrolysis apparatus 10.

低温熱分解装置10は、有機性廃棄物が投入される投入口11、耐熱性材料よりなる側壁12、地面に設置する為の基部13を有する円筒状又は箱状の容器で、有機性廃棄物の単位時間処理能力に応じた容積を有している。投入口11は、低温熱分解装置10の蓋部分に設けることによって、ストックヤード14に有機性廃棄物を投入する作業を容易にするものである。ストックヤード14は、投入口11側に設けられた第1層開閉蓋15と、熱分解室19側に設けられた第2層開閉蓋16を有している。第1層開閉蓋15と第2層開閉蓋16は、水平方向(矢印A、B方向)に開閉動作を行うものである。第2層開閉蓋16を閉じた状態では、第2層開閉蓋16がストックヤード仕切板17として作用する。   The low-temperature pyrolysis apparatus 10 is a cylindrical or box-like container having an inlet 11 into which organic waste is introduced, a side wall 12 made of a heat-resistant material, and a base 13 for installation on the ground. It has a volume corresponding to the unit time processing capacity. The input port 11 is provided at the lid portion of the low-temperature pyrolysis apparatus 10, thereby facilitating the operation of inputting organic waste into the stock yard 14. The stockyard 14 has a first layer opening / closing lid 15 provided on the inlet 11 side and a second layer opening / closing lid 16 provided on the pyrolysis chamber 19 side. The first layer opening / closing lid 15 and the second layer opening / closing lid 16 perform an opening / closing operation in the horizontal direction (arrows A and B directions). In the state where the second layer opening / closing lid 16 is closed, the second layer opening / closing lid 16 acts as the stockyard partition plate 17.

ストックヤード仕切板17は、低温熱分解装置10内部に水平状態で収容された仕切板で、上側にストックヤード14が形成され、下側には熱分解室19が形成されている。熱分解室19の定常運転時の内部温度は最高で200℃〜300℃程度であるが、有機性廃棄物に着火して焼却炉のような状態で燃焼する場合にも損壊しないように、投入口11、側壁12、ストックヤード仕切板17には耐熱性鋼板等の耐熱性材料を用いると良い。   The stockyard partition plate 17 is a partition plate accommodated in a horizontal state inside the low-temperature pyrolysis apparatus 10. The stockyard 14 is formed on the upper side, and the pyrolysis chamber 19 is formed on the lower side. The internal temperature during steady operation of the pyrolysis chamber 19 is about 200 ° C. to 300 ° C. at maximum, but it is charged so as not to be damaged even when the organic waste is ignited and burned in the state of an incinerator. A heat resistant material such as a heat resistant steel plate may be used for the mouth 11, the side wall 12, and the stockyard partition plate 17.

火床保持部18は、低温熱分解装置10内部に水平状態で収容された仕切板で、上側に保熱性材料20と、熱分解中の炉内有機性廃棄物21を保持し、下側には洗浄済みガスが通風するガス通風部24が形成されている。火床保持部18は、保熱性材料20と炉内有機性廃棄物21がガス通風部24に落下しないように保持する程度の網状体、又は一定形状の開口部が多数形成されている。火床保持部18には、鉄等の強磁性材料であって、キュリー温度が低温熱分解温度(200℃〜300℃)より高い構造材料を用いるのが良い。火床保持部18やガス供給口25、ガス通風部24を形成する管路に強磁性材料を用いることにより、永久磁石ユニット85の発生する磁場は熱分解室19の全体に作用する。
保熱性材料20は、低温熱分解温度(200℃〜300℃)程度に温度が維持されるもので、ゼオライト鉱石のような一定の粒子形状を有するものである。ゼオライト鉱石は、例えば比表面積が大きな粉末のものを用いるとよい。
The firebed holding unit 18 is a partition plate accommodated in a horizontal state inside the low-temperature pyrolysis apparatus 10 and holds the heat-retaining material 20 and the in-furnace organic waste 21 during the pyrolysis, and on the lower side. A gas ventilation section 24 through which the cleaned gas is ventilated is formed. The firebed holding unit 18 is formed with a number of nets or openings having a certain shape so as to hold the heat-retaining material 20 and the in-furnace organic waste 21 so as not to fall into the gas ventilation unit 24. The firebed holding unit 18 is preferably made of a ferromagnetic material such as iron and having a Curie temperature higher than the low temperature pyrolysis temperature (200 ° C. to 300 ° C.). A magnetic material generated by the permanent magnet unit 85 acts on the entire pyrolysis chamber 19 by using a ferromagnetic material for the conduits forming the fire bed holding unit 18, the gas supply port 25, and the gas ventilation unit 24.
The heat retaining material 20 is maintained at a temperature of about a low temperature pyrolysis temperature (200 ° C. to 300 ° C.), and has a certain particle shape such as zeolite ore. As the zeolite ore, for example, a powder having a large specific surface area may be used.

熱分解室19の壁面材料、火床保持部18の仕切板や格子部材、ガス通風部24の管材料には、鉄等の強磁性構造材料を用いるとよい。熱分解室19の定常運転時の内部温度は最高で200℃〜300℃程度であるため、構造用鋼板のようなニッケル鋼やコバルト鋼と比較して、耐熱性に劣る鉄製材料でも差支えないが、ニッケル鋼板やコバルト鋼板のような耐熱構造材料を使用してもよい。鉄のキュリー温度は770℃、ニッケルのキュリー温度は354℃、コバルトのキュリー温度は1115℃である。熱分解室19の定常運転時は低温熱分解温度であり、ガス通風部24の管材料内部は永久磁石ユニット75、85の磁場の影響を受けて、例えば0.05テスラから0.3テスラ程度の磁束密度を有するものと考えられる。なお、ガス通風部24の管材料外部は、磁気抵抗が大きいため、磁束密度は環境磁場程度に低下している。   Ferromagnetic structural materials such as iron may be used for the wall material of the pyrolysis chamber 19, the partition plate and lattice member of the firebed holding unit 18, and the tube material of the gas ventilation unit 24. Since the maximum internal temperature during steady operation of the pyrolysis chamber 19 is about 200 ° C. to 300 ° C., iron materials having inferior heat resistance can be used as compared with nickel steel and cobalt steel such as structural steel plates. A heat-resistant structural material such as a nickel steel plate or a cobalt steel plate may be used. The Curie temperature of iron is 770 ° C, the Curie temperature of nickel is 354 ° C, and the Curie temperature of cobalt is 1115 ° C. During the steady operation of the pyrolysis chamber 19, the temperature is a low temperature pyrolysis temperature, and the inside of the tube material of the gas ventilation unit 24 is affected by the magnetic field of the permanent magnet units 75 and 85, for example, about 0.05 Tesla to 0.3 Tesla. It is considered that the magnetic flux density is as follows. In addition, since the magnetic resistance is large outside the tube material of the gas ventilation unit 24, the magnetic flux density is reduced to an environmental magnetic field.

磁束密度の分布は、熱分解室19の壁面材料、火床保持部18の仕切板や格子部材、ガス通風部24の管材料の磁気抵抗により影響を受ける。そこで、熱分解室19の磁束密度の分布を調べるには、磁気回路の理論を用いると良い。ここで、磁気回路の基礎計算式は、電気回路に関するオームの法則と大略同様の関係にある。即ち、磁気回路の全磁束をファイ、起磁力をF、磁気抵抗をRとすると、この三者の間には、次の関係が成立している。
[全磁束ファイ]=[起磁力F]/[磁気抵抗R] (1)
そして、磁気抵抗Rは、磁路の長さをL、磁路の断面積をA、磁路の透磁率をミューとしたとき、次の関係が成立している。
[磁気抵抗R]=[磁路長L]/{[磁路断面積A]x[透磁率ミュー]} (2)
即ち、磁路長が短く、磁路断面積および透磁率が大きいほど磁気抵抗Rが小さくなる。比透磁率ミューは、真空の透磁率を基準としたもので、常温での比透磁率ミューは、コバルトで250、ニッケルで600、鉄の場合は鋼の種類に応じて相違するが、例えば2000−7000の間である。
The distribution of the magnetic flux density is affected by the magnetic resistance of the wall material of the pyrolysis chamber 19, the partition plate and lattice member of the firebed holding unit 18, and the tube material of the gas ventilation unit 24. Therefore, in order to investigate the distribution of the magnetic flux density in the thermal decomposition chamber 19, the theory of a magnetic circuit is preferably used. Here, the basic calculation formula of the magnetic circuit is substantially similar to Ohm's law regarding the electric circuit. That is, if the total magnetic flux of the magnetic circuit is phi, the magnetomotive force is F, and the magnetic resistance is R, the following relationship is established between the three.
[Total magnetic flux phi] = [magnetomotive force F] / [magnetoresistance R] (1)
The magnetic resistance R has the following relationship when the length of the magnetic path is L, the cross-sectional area of the magnetic path is A, and the magnetic permeability of the magnetic path is mu.
[Magnetic resistance R] = [Magnetic path length L] / {[Magnetic path cross-sectional area A] x [Permeability mu]} (2)
That is, the shorter the magnetic path length and the larger the magnetic path cross-sectional area and permeability, the smaller the magnetic resistance R. The relative permeability mu is based on the vacuum permeability. The normal permeability mu at room temperature is 250 for cobalt, 600 for nickel, and in the case of iron, depending on the type of steel. Between -7000.

熱分解室19は、保熱性材料20、炉内有機性廃棄物21並びにストックヤード14から供給される有機性廃棄物が低温熱分解温度で熱分解する空間で、火床保持部18とストックヤード仕切板17の中間に形成される。熱分解室19に対する酸素の供給は、ガス供給口25から供給される洗浄済みガスに限定される為、有機性廃棄物の完全な酸化反応に必要とされる酸素量に比較して、極端な酸素欠乏状態にある。そこで、有機性廃棄物は一酸化炭素や炭素鎖が一部分解された低級炭化水素化合物に熱分解されて、熱分解ガス出口26より有機性廃棄物の熱分解ガスとして排出される。   The pyrolysis chamber 19 is a space in which the organic waste supplied from the heat insulating material 20, the in-furnace organic waste 21 and the stock yard 14 is pyrolyzed at a low temperature pyrolysis temperature. It is formed in the middle of the partition plate 17. Since the supply of oxygen to the pyrolysis chamber 19 is limited to the cleaned gas supplied from the gas supply port 25, it is extremely less than the amount of oxygen required for the complete oxidation reaction of organic waste. Being hypoxic. Therefore, the organic waste is thermally decomposed into a lower hydrocarbon compound in which carbon monoxide and carbon chains are partially decomposed, and discharged from the pyrolysis gas outlet 26 as a pyrolysis gas of the organic waste.

残さ堆積層22は、火床保持部18の下側に形成されるもので、残さ堆積層22と火床保持部18との間に位置するガス通風部24を洗浄済みガスが通風する。残さ堆積層22には、熱分解室19で熱分解された炉内有機性廃棄物21の残さや、熱分解に伴って微粒子化した保熱性材料20が堆積する。この残さの成分を熱分析したところ、有機性廃棄物が木材や一般家庭ごみの場合には、石膏が主成分であることが判明した。   The residual deposited layer 22 is formed below the firebed holding unit 18, and the cleaned gas is passed through the gas ventilation unit 24 located between the residual deposited layer 22 and the firebed holding unit 18. In the residue deposition layer 22, the residue of the in-furnace organic waste 21 thermally decomposed in the thermal decomposition chamber 19 and the heat-retaining material 20 that has been atomized along with the thermal decomposition are deposited. Thermal analysis of the remaining components revealed that gypsum is the main component when the organic waste is wood or general household waste.

残さ排出口23は、残さ堆積層22に堆積した炉内有機性廃棄物21の残さと熱分解に伴って微粒子化した保熱性材料20を取出す開口部である。ガス供給口25は、洗浄ガス循環管路84から供給される洗浄済みガスが供給されるものである。熱分解ガス出口26は、ストックヤード仕切板17近傍の熱分解室19に位置する側壁12に設けられたもので、有機性廃棄物の熱分解ガスを気液分離器30に供給する。   The residue discharge port 23 is an opening through which the residue of the in-furnace organic waste 21 deposited on the residue deposition layer 22 and the heat-retaining material 20 that has been finely divided due to thermal decomposition are taken out. The gas supply port 25 is for supplying the cleaned gas supplied from the cleaning gas circulation pipe 84. The pyrolysis gas outlet 26 is provided on the side wall 12 located in the pyrolysis chamber 19 in the vicinity of the stockyard partition plate 17, and supplies pyrolysis gas of organic waste to the gas-liquid separator 30.

気液分離器30は、熱分解ガス出口26から排出される熱分解ガスを気液分離する筒状の施設で、熱分解ガスの気流が直接当るコーン状の衝止板31を有している。衝止板31にて熱分解ガスが比重に応じてガス成分と液体・微粒子成分とに分離される。分離ガス排出口32は、気液分離器30の頂部に設けられたもので、熱分解ガスから液体や微粒子成分が除去された分離ガスを水分噴霧塔50aに送る。気液分離器底部33には、熱分解ガスから比重で分離された液体や微粒子成分が溜まる。分離液体排出口34は、気液分離器30の底に設けられたもので、熱分解ガスから比重で分離された液体や微粒子成分を貯液タンク60に送る分離液管路40と接続されている。なお、液体は、凝縮した炭化水素油や水分の混合物と考えられ、ばいじんなどの微粒子成分を含んだ状態となっている。   The gas-liquid separator 30 is a cylindrical facility that gas-liquid separates the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis gas outlet 26, and has a cone-shaped stop plate 31 that directly receives a flow of pyrolysis gas. . The thermal decomposition gas is separated into a gas component and a liquid / particulate component according to the specific gravity by the stopper plate 31. The separation gas discharge port 32 is provided at the top of the gas-liquid separator 30 and sends the separation gas from which the liquid and particulate components have been removed from the pyrolysis gas to the moisture spray tower 50a. In the gas-liquid separator bottom 33, liquid and fine particle components separated by specific gravity from the pyrolysis gas accumulate. The separation liquid discharge port 34 is provided at the bottom of the gas-liquid separator 30, and is connected to a separation liquid conduit 40 that sends liquid and particulate components separated from the pyrolysis gas by specific gravity to the liquid storage tank 60. Yes. The liquid is considered to be a mixture of condensed hydrocarbon oil and moisture, and includes a particulate component such as dust.

水分噴霧塔50a、50bは、気液分離器30で分離された分離ガスに、ガス処理水を噴霧するもので、ここでは大略同一形状の水分噴霧塔が2系列直列に設けられているものを図示している。なお、水分噴霧塔は3系列以上直列に設けることによって、分離ガスの洗浄を確実に行う構成としてもよく、また分離ガスの多寡に応じた処理能力の為に並列に増設しても良い。水分噴霧塔50a、50bは、塔内でガス処理水が噴霧される関係で、内部温度が蒸気温度である100℃乃至それより低い温度である。そこで、構造材料として塩化ビニール樹脂、ガラス繊維強化プラスチック、又はジシクロペンタジエン樹脂等の耐腐蝕性プラスチック材料を用いることが出来る。耐腐蝕性プラスチック材料を用いると、分離ガスに塩化水素や亜硫酸ガスのような腐蝕性ガスが含まれていても、腐食することがなく耐久性が高くなる。   The water spray towers 50a and 50b spray gas-treated water onto the separated gas separated by the gas-liquid separator 30. Here, the water spray towers having substantially the same shape are provided in two series in series. It is shown. In addition, it is good also as a structure which carries out the washing | cleaning of separation gas reliably by providing three or more series of water spray towers in series, and may add in parallel for the processing capacity according to the amount of separation gas. In the moisture spray towers 50a and 50b, gas treatment water is sprayed in the tower, and the internal temperature is 100 ° C., which is the vapor temperature, or lower. Therefore, a corrosion resistant plastic material such as vinyl chloride resin, glass fiber reinforced plastic, or dicyclopentadiene resin can be used as the structural material. When a corrosion-resistant plastic material is used, even if the separation gas contains a corrosive gas such as hydrogen chloride or sulfurous acid gas, it does not corrode and has high durability.

まず、上流の水分噴霧塔50aにおいて、分離ガス導入路51aは、一端が分離ガス排出口32と接続され、他端が塔内上部53a側に開口したもので、気液分離器30から供給される分離ガスを水分噴霧塔50a内部に導く。ガス処理水噴霧塔52aは、一端がガス処理水供給管路73と接続され、他端が塔内上部53a側に開口したもので、ガス処理水を分離ガスに噴霧する噴霧口を有する。ガス処理水噴霧塔52aの噴霧口は、塔内上部53aと塔内下部55aにて霧状にガス処理水を噴霧して、分離ガスとの気液交換を効率的に行い、分離ガスに含まれる水溶性成分をガス処理水中に溶し込む。塔外排出管54aは、一端が塔内下部55aと接続され、他端が下流の分離ガス導入路51bと接続されている。ガス処理水との気液交換の完了した分離ガスは、塔外排出管54a経由で下流の分離ガス導入路51bに送られる。分離ガスとの気液交換が完了したガス処理水は、ガス処理水排出路56aを経由して、ガス処理水管路41を経て、貯液タンク60に貯えられる。   First, in the upstream water spray tower 50a, the separation gas introduction path 51a has one end connected to the separation gas discharge port 32 and the other end opened to the upper side 53a side of the tower, and is supplied from the gas-liquid separator 30. The separated gas is introduced into the moisture spray tower 50a. The gas-treated water spray tower 52a has one end connected to the gas-treated water supply pipe 73 and the other end opened to the upper side 53a in the tower, and has a spray port for spraying the gas-treated water onto the separated gas. The spray port of the gas-treated water spray tower 52a sprays the gas-treated water in the form of a mist at the upper part 53a and the lower part 55a in the tower, efficiently performs gas-liquid exchange with the separated gas, and is included in the separated gas. The water-soluble component is dissolved in the gas-treated water. One end of the column outside discharge pipe 54a is connected to the column lower part 55a, and the other end is connected to the downstream separation gas introduction path 51b. The separated gas that has been gas-liquid exchanged with the gas treated water is sent to the downstream separated gas introduction path 51b via the out-to-column discharge pipe 54a. The gas treated water that has been gas-liquid exchanged with the separation gas is stored in the liquid storage tank 60 via the gas treated water discharge path 56a, the gas treated water conduit 41, and the like.

下流の水分噴霧塔50bにおいて、ガス処理水噴霧塔52b、塔内上部53b、塔内下部55b、ガス処理水排出路56bは、其々ガス処理水噴霧塔52a、塔内上部53a、塔内下部55a、ガス処理水排出路56aと同様の構造と機能を有している。分離ガス導入路51bは、一端が塔外排出管54aと接続され、他端が塔内上部53aで開口したもので、上流の水分噴霧塔50aから送られる分離ガスを水分噴霧塔50b内部に導く。塔外排出管54bは、一端が塔内下部55bと接続され、他端が洗浄ガス循環縦管82と接続されている。   In the downstream water spray tower 50b, the gas treated water spray tower 52b, the tower upper part 53b, the tower lower part 55b, and the gas treated water discharge path 56b are respectively the gas treated water spray tower 52a, the tower upper part 53a, and the tower lower part. 55a has the same structure and function as the gas treated water discharge passage 56a. The separation gas introduction path 51b has one end connected to the outer column discharge pipe 54a and the other end opened at the upper portion 53a in the tower, and guides the separation gas sent from the upstream water spray tower 50a to the inside of the water spray tower 50b. . One end of the tower discharge pipe 54 b is connected to the tower lower part 55 b, and the other end is connected to the cleaning gas circulation vertical pipe 82.

貯液タンク60は、気液分離器30で分離された分離液体と、水分噴霧塔50a、50bで噴霧されたガス処理水とを貯えるものである。貯液タンク60に対する分離液体とガス処理水の輸送は、分離液管路40とガス処理水管路41を用いている。即ち、分離液管路40は、分離液体排出口34と接続されて、気液分離器30で分離された分離液体を輸送するもので、ガス処理水管路41と接続されている。分離液管路40は、さらにガス洗浄装置2の筐体内部で、ガス処理水排出路56a、56bと接続されており、水分噴霧塔50a、50bで噴霧されたガス処理水を輸送する。ガス処理水管路41は、分離液管路40と貯液タンク60とを接続する縦管である。分離液管路40は、満水状態で用いられることは稀で、通常は分離液体やガス処理水の上部には分離ガスが通過する構造となっている。   The liquid storage tank 60 stores the separated liquid separated by the gas-liquid separator 30 and the gas treated water sprayed by the moisture spray towers 50a and 50b. The separation liquid line 40 and the gas treatment water line 41 are used to transport the separation liquid and the gas treatment water to the liquid storage tank 60. That is, the separation liquid conduit 40 is connected to the separation liquid outlet 34 and transports the separation liquid separated by the gas-liquid separator 30, and is connected to the gas processing water conduit 41. The separation liquid pipe 40 is further connected to the gas treated water discharge paths 56a and 56b inside the casing of the gas cleaning device 2, and transports the gas treated water sprayed by the moisture spray towers 50a and 50b. The gas processing water pipe 41 is a vertical pipe that connects the separation liquid pipe 40 and the liquid storage tank 60. The separation liquid conduit 40 is rarely used in a full water state, and usually has a structure in which the separation gas passes above the separation liquid or gas treated water.

貯液タンク60では、比重の重い水分を主成分とする重比重液体層61と、各種炭化水素油を主成分とする軽比重液体層62に分離する。貯液タンク60の上部は蓋部64で覆われており、軽比重液体層62と蓋部64との間にガス滞留室63が形成されている。ガス滞留室63は、ガス処理水管路41から重比重液体層61をへて送りこまれた洗浄済みガスが滞留していると共に、洗浄ガス循環縦管81の他端が接続されている。炭化水素油排出管65は、軽比重液体層62の比重の軽い炭化水素油について廃油タンク66に送るものである。貯液タンク60に貯蔵された分離液体とガス処理水の混合液体は、水分と炭化水素油を含む為、炭化水素油については廃油タンク66に分離して貯える。   In the liquid storage tank 60, the liquid is separated into a heavy specific gravity liquid layer 61 mainly composed of water having a high specific gravity and a light specific gravity liquid layer 62 mainly composed of various hydrocarbon oils. The upper part of the liquid storage tank 60 is covered with a lid portion 64, and a gas retention chamber 63 is formed between the light specific gravity liquid layer 62 and the lid portion 64. In the gas retention chamber 63, the cleaned gas sent from the gas processing water pipe 41 to the heavy specific gravity liquid layer 61 is retained, and the other end of the cleaning gas circulation vertical pipe 81 is connected. The hydrocarbon oil discharge pipe 65 sends hydrocarbon oil having a light specific gravity of the light specific gravity liquid layer 62 to the waste oil tank 66. Since the mixed liquid of the separation liquid and the gas treated water stored in the liquid storage tank 60 contains moisture and hydrocarbon oil, the hydrocarbon oil is separated and stored in the waste oil tank 66.

貯液タンク60には、気泡生成装置(67、68)が設けられており、分離液体とガス処理水の混合液体に対して気泡を吹込むバブリング処理を行うことで、比重による分離を促進している。即ち、気泡生成装置は、空気を吹込むブロワーポンプ67と、貯液タンク60の底部に噴出し口を有するバブリング管68を有している。ブロワーポンプ67により吸込まれた空気は、バブリング管68によって噴出し口より噴出して、分離液体とガス処理水の混合液体に対して比重による分離を促進している。   The liquid storage tank 60 is provided with a bubble generating device (67, 68), which promotes separation by specific gravity by performing a bubbling process in which bubbles are blown into the mixed liquid and gas-treated water mixed liquid. ing. That is, the bubble generating device has a blower pump 67 for blowing air and a bubbling pipe 68 having an outlet at the bottom of the liquid storage tank 60. The air sucked by the blower pump 67 is ejected from the ejection port by the bubbling pipe 68 and promotes the separation by specific gravity with respect to the mixed liquid of the separation liquid and the gas treated water.

液体循環部としての給水系統70は、貯液タンク60に貯えられた重比重液体層61の水分をガス処理水として水分噴霧塔50a、50bに供給するもので、ラインポンプ71、ガス処理水供給管路72、73を有している。液体循環部のうち、水分噴霧塔50a、50bからの回収管路は、分離液管路40とガス処理水管路41となっている。ラインポンプ71は、貯液タンク60に貯えられた液体のうち、比重の重い水分をガス処理水として利用できるように、貯液タンク60の底に比較的近い位置に液体吸込み口74を有している。液体吸込み口74では、貯液タンク60に沈殿しているばいじんや固形分が吸込まれないように、適宜のフィルターが設置してある。   A water supply system 70 serving as a liquid circulation unit supplies water in the heavy specific gravity liquid layer 61 stored in the liquid storage tank 60 to the water spray towers 50a and 50b as gas treated water. Pipes 72 and 73 are provided. Of the liquid circulation section, the recovery pipes from the water spray towers 50a and 50b are a separation liquid pipe 40 and a gas treatment water pipe 41. The line pump 71 has a liquid suction port 74 at a position relatively close to the bottom of the liquid storage tank 60 so that moisture having a high specific gravity out of the liquid stored in the liquid storage tank 60 can be used as gas treated water. ing. In the liquid suction port 74, an appropriate filter is installed so that the dust and solids precipitated in the liquid storage tank 60 are not sucked.

洗浄ガス循環系統80は、水分噴霧塔50a、50bにてガス処理水の噴霧された洗浄済みガス(未反応ガス)を、低温熱分解装置10に帰還するもので、洗浄ガス循環縦管81、82、洗浄ガス循環横管83、洗浄ガス循環管路84とを備える。洗浄ガス循環横管83は、最下流段に位置する水分噴霧塔50bの近傍に設けられた洗浄ガス循環縦管82と、低温熱分解装置10の近傍に設けられた洗浄ガス循環管路84との間を連結する管路で、概ね水平方向に位置している。洗浄ガス循環横管83は、低温熱分解装置10とガス洗浄装置筐体2の設置状態に応じて適宜に配置できる。洗浄ガス循環縦管81は、一端がガス滞留室63と接続され、他端が洗浄ガス循環縦管82の端部と接続されている。塔外排出管54bは、洗浄ガス循環縦管81、82の接続部に接続されている。   The cleaning gas circulation system 80 returns the cleaned gas (unreacted gas) sprayed with the gas treated water in the moisture spray towers 50a and 50b to the low-temperature pyrolysis apparatus 10, and includes a cleaning gas circulation vertical pipe 81, 82, a cleaning gas circulation horizontal pipe 83, and a cleaning gas circulation pipe 84. The cleaning gas circulation horizontal pipe 83 includes a cleaning gas circulation vertical pipe 82 provided in the vicinity of the moisture spray tower 50b located at the most downstream stage, and a cleaning gas circulation pipe 84 provided in the vicinity of the low temperature pyrolysis apparatus 10. It is a pipeline that connects the two, and is generally in the horizontal direction. The cleaning gas circulation horizontal pipe 83 can be appropriately arranged according to the installation state of the low-temperature pyrolysis device 10 and the gas cleaning device casing 2. The cleaning gas circulation vertical pipe 81 has one end connected to the gas retention chamber 63 and the other end connected to the end of the cleaning gas circulation vertical pipe 82. The outside discharge pipe 54b is connected to the connection part of the cleaning gas circulation vertical pipes 81 and 82.

フィルター86は、洗浄ガス循環横管83に装着されるもので、洗浄ガス循環系統80を流れる洗浄済みガス(未反応ガス)に含まれるばいじんを除去して、洗浄ガス循環系統80がばいじんで閉塞する事態を防止する。ブロワー87は、洗浄ガス循環横管83に装着される送風機で、洗浄ガス循環系統80から洗浄ガス循環管路84のガス供給口25近傍に、洗浄済みガス(未反応ガス)が流れ込むのに必要な気流を生成する。ミストトラップ88は、洗浄ガス循環横管83に装着されるもので、洗浄ガス循環系統80を流れる洗浄済みガス(未反応ガス)に含まれる水分を除去して、洗浄ガス循環系統80内で水分が凝縮することを防止する。なお、フィルター86、ブロワー87、ミストトラップ88は、洗浄ガス循環横管83に代えて、洗浄ガス循環縦管82に装着しても良い。   The filter 86 is attached to the cleaning gas circulation horizontal pipe 83, removes dust contained in the cleaned gas (unreacted gas) flowing through the cleaning gas circulation system 80, and the cleaning gas circulation system 80 is soaked and blocked. To prevent the situation. The blower 87 is a blower attached to the cleaning gas circulation horizontal pipe 83 and is necessary for the cleaned gas (unreacted gas) to flow from the cleaning gas circulation system 80 to the vicinity of the gas supply port 25 of the cleaning gas circulation pipe 84. Produces a good airflow. The mist trap 88 is attached to the cleaning gas circulation horizontal pipe 83, removes moisture contained in the cleaned gas (unreacted gas) flowing through the cleaning gas circulation system 80, and removes moisture in the cleaning gas circulation system 80. Prevents condensation. The filter 86, the blower 87, and the mist trap 88 may be attached to the cleaning gas circulation vertical pipe 82 instead of the cleaning gas circulation horizontal pipe 83.

永久磁石ユニット85は、通気通路に設置されるもので、通気通路として洗浄ガス循環管路84のガス供給口25近傍が用いられる。永久磁石ユニット85は、通気通路を挟んで略対向するように配設された少なくとも一対の永久磁石を有する。永久磁石ユニット85が装着されていると、ガス供給口25からの洗浄済みガス吸入量が20〜50%程度増大することが経験的に知られている。永久磁石ユニット75は、ガス処理水供給管路72に装着されるもので、装着によりガス処理水供給管路72の管路抵抗が減少して、水分噴霧塔50a、50bにおける液体循環が効率的に行える。   The permanent magnet unit 85 is installed in the ventilation passage, and the vicinity of the gas supply port 25 of the cleaning gas circulation pipe 84 is used as the ventilation passage. The permanent magnet unit 85 has at least a pair of permanent magnets arranged so as to face each other across the ventilation passage. It is empirically known that when the permanent magnet unit 85 is mounted, the amount of the cleaned gas suction from the gas supply port 25 increases by about 20 to 50%. The permanent magnet unit 75 is mounted on the gas-treated water supply pipe 72, and the pipe resistance of the gas-treated water supply pipe 72 is reduced by the mounting, so that the liquid circulation in the moisture spray towers 50a and 50b is efficient. Can be done.

永久磁石ユニット75、85の磁場の強さは、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジウム磁石等の永久磁石として通常用いられる値であり、例えば0.1テスラ〜数テスラの範囲である。永久磁石ユニット75、85の着磁方向は、N極又はS極の一方が通気通路や給水管路72を挟んで対向するようにするのが良いが、通気通路や給水管路72の流れ方向に沿ってN極とS極が着磁されていてもよい。なお、永久磁石ユニット75、85と共に、磁力を高めるために電磁石や超電導磁石を併用してもよい。   The strength of the magnetic field of the permanent magnet units 75 and 85 is a value normally used as a permanent magnet such as a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet, or a neodymium magnet, and ranges from 0.1 Tesla to several Tesla, for example. The magnetization direction of the permanent magnet units 75 and 85 is preferably such that one of the N pole or the S pole faces each other with the ventilation passage or the water supply pipe 72 interposed therebetween. A north pole and a south pole may be magnetized along. An electromagnet or a superconducting magnet may be used in combination with the permanent magnet units 75 and 85 in order to increase the magnetic force.

有機性乾燥多孔質材収容体91は、熱分解温度保持材としての有機性乾燥多孔質材92を収容するもので、例えば布袋や床板が開閉自在な運搬用の箱体が用いられる。有機性乾燥多孔質材92には、大鋸屑やもみ殻、蕎麦殻、麦殻などの穀物殻を用いると良い。吊り紐93は有機性乾燥多孔質材収容体91を低温熱分解減容化装置の近傍から投入口11に運搬するのに用いる。   The organic dry porous material container 91 accommodates the organic dry porous material 92 as a thermal decomposition temperature maintaining material, and for example, a transport box that can be freely opened and closed by a cloth bag or a floor board is used. As the organic dry porous material 92, grain husks such as large sawdust, rice husk, buckwheat husk, and wheat husk may be used. The hanging strap 93 is used to transport the organic dry porous material container 91 from the vicinity of the low-temperature pyrolysis and volume reducing device to the charging port 11.

クレーンレール94は、動力をもって荷をつり上げ、荷を水平に運搬することを目的とする機械装置の水平材で、移動範囲を定める。トロリ95は、クレーンレール94に沿って走行する。クレーンロープ96は、先端に設けたフック97により吊り紐93を吊って、有機性乾燥多孔質材収容体91を目的場所に移動するのに用いる。クレーンは、巻上げ(図中矢印V方向)、横行、走行(図中矢印H方向)の3動作が可能である。なお、クレーンはクレーン車のように自走式でもよく、天井クレーンのように建屋に固定して設置してもよい。   The crane rail 94 is a horizontal member of a mechanical device intended to lift a load with power and transport the load horizontally, and defines a moving range. The trolley 95 travels along the crane rail 94. The crane rope 96 is used to move the organic dry porous material container 91 to a destination by suspending a hanging string 93 by a hook 97 provided at the tip. The crane can perform three operations: hoisting (direction of arrow V in the figure), traversing, and traveling (direction of arrow H in the figure). The crane may be self-propelled like a crane car, or may be fixed to the building like an overhead crane.

種火保持材収容体98は、種火保持材99を収容するもので、例えば耐熱性の高い金網製袋や床板が開閉自在な運搬用の金属製箱体が用いられる。種火保持材99は、種火状態の木炭、成形木炭、オガ炭、竹炭、活性炭、マングローブ炭、ヤシガラ炭の少なくとも一種類を用いるとよい。種火保持材99は、例えば木炭の場合には、火熾しをして木炭を着火させて用いる。木炭の着火には、バーナーを使う方法、着火処理をした木炭を使う方法、チャコールスターターを使う方法等がある。木炭を着火することで、種火保持材99は、低温熱分解減容化装置の熱分解温度以上の温度を有する自律熱分解状態となり、熱分解温度保持材が充填された熱分解室19に投入されて、低温熱分解減容化装置の稼働開始時に必要な火床を形成する種火となる。   The seed-fire holding material container 98 contains the seed-fire holding material 99. For example, a highly heat-resistant wire mesh bag or a metal box for transportation that can be opened and closed is used. As the seed fire holding material 99, it is preferable to use at least one kind of charcoal, molded charcoal, oga charcoal, bamboo charcoal, activated carbon, mangrove charcoal, and coconut charcoal charcoal in the seed fire state. For example, in the case of charcoal, the seed-fire holding material 99 is used after burning and igniting the charcoal. There are several methods for igniting charcoal, such as using a burner, using charcoal that has been ignited, and using a charcoal starter. By igniting the charcoal, the seed-fire holding material 99 becomes an autonomous pyrolysis state having a temperature equal to or higher than the pyrolysis temperature of the low-temperature pyrolysis volume reduction device, and enters the pyrolysis chamber 19 filled with the pyrolysis temperature holding material. It becomes a seed fire that forms the necessary fire bed when the low-temperature pyrolysis volume reduction device is started.

このように構成された放射性有機廃棄物の減容化装置の動作を説明する。図2と図3は、本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置の操業開始時を説明する図で、各々が有機性乾燥多孔質材を投入した状態と、種火保持材を投入した状態を示している。
ここでは、図4の流れ図に基づいて、本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置において、起動時と安定時の操業過程を説明する。まず、低温熱分解装置10のストックヤード14に、熱分解温度保持材としての有機性乾燥多孔質材を投入する(S100)。起動時なので、熱分解室19からは熱分解ガスの発生はなく、第1層開閉蓋15は開放状態で差し支えない。また、保熱性材料20は火床保持部18に敷き詰められているが、起動時なので常温であり、低温熱分解温度には到達していない。次に、ストックヤード仕切板17を開くと(S102)、有機性乾燥多孔質材92が熱分解室19に落下する(S104)。そこで、図2に示すように、熱分解室19には、有機性乾燥多孔質材92が充分に蓄えられる(S106)と共に、ストックヤード14側の表面が平坦であるように有機性乾燥多孔質材92を動かす。この場合、有機性乾燥多孔質材92が熱分解ガス出口26を塞がない程度の高さにする。
The operation of the radioactive organic waste volume reducing device configured as described above will be described. FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams for explaining the start of operation of the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, each of which has been charged with an organic dry porous material and with a seed fire holding material. Indicates the state.
Here, based on the flowchart of FIG. 4, in the radioactive organic waste volume reducing device of the present invention, the operation process at the time of start-up and when stable will be described. First, an organic dry porous material as a thermal decomposition temperature maintaining material is charged into the stock yard 14 of the low temperature thermal decomposition apparatus 10 (S100). Since it is at the time of start-up, no pyrolysis gas is generated from the pyrolysis chamber 19, and the first layer open / close lid 15 may be opened. Moreover, although the heat insulating material 20 is spread | laid on the firebed holding | maintenance part 18, since it is at the time of starting, it is normal temperature and has not reached low temperature pyrolysis temperature. Next, when the stockyard partition plate 17 is opened (S102), the organic dry porous material 92 falls into the thermal decomposition chamber 19 (S104). Therefore, as shown in FIG. 2, the organic dry porous material 92 is sufficiently stored in the pyrolysis chamber 19 (S106), and the organic dry porous material so that the surface on the stock yard 14 side is flat. The material 92 is moved. In this case, the organic dry porous material 92 is made high enough not to block the pyrolysis gas outlet 26.

次に、種火保持材を投入する準備のため、ストックヤード仕切板17を閉鎖する(S108)。そして、低温熱分解装置10のストックヤード14に、種火保持材99を投入する(S110)。次に、ストックヤード仕切板17を開くと(S112)、種火保持材99が熱分解室19に落下して有機性乾燥多孔質材92を覆う状態となる(S114)。ここで、種火保持材99が投入口11の近くに集まるのを防止して、図3に示すように、種火保持材99が均一な厚さで有機性乾燥多孔質材92を覆う状態となるように、種火保持材99の落下状態を少量ずつ小分けして調整する。   Next, the stockyard partition plate 17 is closed in preparation for putting in the seed fire holding material (S108). And the seed-fire holding | maintenance material 99 is thrown into the stock yard 14 of the low-temperature pyrolysis apparatus 10 (S110). Next, when the stockyard partition plate 17 is opened (S112), the seed fire holding material 99 falls into the thermal decomposition chamber 19 and covers the organic dry porous material 92 (S114). Here, the seed fire holding material 99 is prevented from gathering near the inlet 11, and the seed fire holding material 99 covers the organic dry porous material 92 with a uniform thickness as shown in FIG. The falling state of the seed fire holding material 99 is adjusted in small portions so that

次に、ストックヤード仕切板17を閉鎖して(S116)、種火保持材99と有機性乾燥多孔質材92から発生する熱分解ガスが周囲に漏れないようにする。熱分解室19では、種火保持材99によって有機性乾燥多孔質材92の熱分解を安定的に維持する(S118)。すると、有機性乾燥多孔質材92全体が熱分解状態となり、火床が形成されて、保熱性材料20の全体が低温熱分解温度に到達する。この保熱性材料20の全体が低温熱分解温度に到達した状態を所定期間、例えば2日から1か月間の間維持すると、有機性廃棄物が減容化されると共に、当該有機性廃棄物に含まれる放射性物質量が低下する(S119)。   Next, the stockyard partition plate 17 is closed (S116) so that the pyrolysis gas generated from the seed fire holding material 99 and the organic dry porous material 92 does not leak to the surroundings. In the pyrolysis chamber 19, the pyrolysis of the organic dry porous material 92 is stably maintained by the seed fire holding material 99 (S118). Then, the entire organic dry porous material 92 is in a pyrolysis state, a fire bed is formed, and the entire heat retaining material 20 reaches the low temperature pyrolysis temperature. When the state in which the entire heat-retaining material 20 reaches the low-temperature pyrolysis temperature is maintained for a predetermined period, for example, for 2 days to 1 month, the organic waste is reduced in volume and the organic waste is reduced to the organic waste. The amount of radioactive material contained decreases (S119).

また、火床が形成されて、保熱性材料20の全体が低温熱分解温度に到達すると共に、有機性乾燥多孔質材92は、低温熱分解して徐々に減容されて、熱分解室19に有機性廃棄物を投入するための空隙が形成される。この段階で、低温熱分解の対象となる有機性廃棄物をストックヤード14に供給する(S120)。そして、有機性廃棄物を暖めると共に、適正な水分率、例えば5%〜25%となるように調整して、ストックヤード仕切板17を開放する(S122)。適正な水分率は有機性廃棄物のカロリーによって変動するが、水分率の下限値は低温熱分解温度から過度に高温側になるのを防止するように定める。水分率の上限値は、水分を蒸発させるのにエネルギーが消費されても、低温熱分解温度を維持できるように定める。
すると、低温熱分解の対象となる有機性廃棄物が、ストックヤード14から熱分解室19に落下する(S124)。落下した有機性廃棄物は、火床の上で均一な厚さとなるように拡散させるとよい。そして、ストックヤード仕切板17を閉鎖して(S126)、有機性廃棄物から発生する熱分解ガスが周囲に漏れないようにする。
In addition, a firebed is formed, and the entire heat-retaining material 20 reaches the low-temperature pyrolysis temperature, and the organic dry porous material 92 is gradually reduced in volume by low-temperature pyrolysis, so that the pyrolysis chamber 19 is reduced. A void is formed in order to put the organic waste into. At this stage, the organic waste subject to low temperature pyrolysis is supplied to the stockyard 14 (S120). Then, the organic waste is warmed and adjusted to an appropriate moisture content, for example, 5% to 25%, and the stockyard partition plate 17 is opened (S122). The appropriate moisture content varies depending on the calories of the organic waste, but the lower limit value of the moisture content is determined so as to prevent excessively high temperature from the low temperature pyrolysis temperature. The upper limit of the moisture content is determined so that the low temperature pyrolysis temperature can be maintained even if energy is consumed to evaporate the moisture.
Then, the organic waste subject to low-temperature pyrolysis falls from the stock yard 14 to the pyrolysis chamber 19 (S124). The dropped organic waste may be diffused to a uniform thickness on the fire bed. Then, the stockyard partition plate 17 is closed (S126) so that pyrolysis gas generated from the organic waste does not leak to the surroundings.

熱分解室19内の有機性廃棄物は、低温熱分解減容化の進行に従って次第に少なくなり、例えば3日から21日程度経過すると、大部分が残さとなり、一般的な焼却の指標とされる十分の1程度に対して、百分の1から千分の1程度と大幅に減容化される。そこで、低温熱分解の対象となる有機性廃棄物があるか判断し(S128)、YesであればS120に戻り、有機性廃棄物をストックヤード14に供給する。Noであれば低温熱分解減容化処理は終了する。この場合、火床が消えなければ、稼働の再開はS120から行えるが、火床が消えればS100に戻って最初から行う。   The organic waste in the pyrolysis chamber 19 gradually decreases as the low-temperature pyrolysis and volume reduction progresses. For example, when about 3 to 21 days have passed, most of the waste remains and is used as a general incineration index. The volume is greatly reduced from 1 / 100th to 1 / 1,000th of 1/10. Therefore, it is determined whether there is an organic waste subject to low-temperature pyrolysis (S128). If Yes, the process returns to S120, and the organic waste is supplied to the stock yard 14. If it is No, a low-temperature pyrolysis volume reduction process will be complete | finished. In this case, if the fire bed does not disappear, the operation can be resumed from S120, but if the fire bed disappears, the process returns to S100 and starts from the beginning.

なお、一般廃棄物、産業廃棄物は、木材、紙、プラスチック、ゴムなどの炭素化合物を含んでいる為、洗浄済みガスに僅かに含まれる酸素による酸化に伴って、酸化エネルギーを発生する。また、洗浄済みガスは永久磁石ユニット85によって生成する磁場を通過する際に、磁気作用によって活性化されると考えられている。この磁気活性化処理により、低温熱分解装置における一般廃棄物、産業廃棄物の熱分解が促進され、例えば熱分解速度として数十%程度促進される。放射性セシウムの崩壊に関しても、自然の半減期と比較して千倍から一万倍の速度で崩壊している可能性がある。
本発明に係る放射性有機廃棄物の減容化装置は、気体に関しては密閉系であり、液体に関しても密閉系であるため、放射性セシウムが何らかの原因で消滅しているとの測定結果が得られている。本発明者らは、一般的な物理学の常識から放射性セシウムの半減期を早めるものは、ゼオライト鉱石と低温熱分解温度の共同による触媒的作用によると考えており、また永久磁石ユニット85の磁場が間接的に作用している可能性も否定できない。
Since general waste and industrial waste contain carbon compounds such as wood, paper, plastic, rubber, etc., oxidation energy is generated along with oxidation by oxygen slightly contained in the cleaned gas. Further, it is considered that the cleaned gas is activated by the magnetic action when passing through the magnetic field generated by the permanent magnet unit 85. By this magnetic activation treatment, thermal decomposition of general waste and industrial waste in the low-temperature pyrolysis apparatus is promoted, and for example, the thermal decomposition rate is accelerated by several tens of percent. Regarding the decay of radioactive cesium, there is a possibility that it decays at a rate of 1000 to 10,000 times compared to the natural half-life.
Since the volume reduction device for radioactive organic waste according to the present invention is a closed system for gas and a closed system for liquid, a measurement result that radioactive cesium has disappeared for some reason is obtained. Yes. The present inventors consider that what accelerates the half-life of radioactive cesium from general physics common sense is due to the joint catalytic action of zeolite ore and low-temperature pyrolysis temperature, and the magnetic field of the permanent magnet unit 85. The possibility that is acting indirectly cannot be denied.

低温熱分解装置10では、原材料を燃焼として比較して各段に低温度の200℃〜300℃で熱分解させるもので、併せて熱分解生成物と洗浄済みガスとを反応させて、一酸化炭素を含む熱分解ガスと水蒸気を生成する。この生成された熱分解ガスと水蒸気は、ガス洗浄装置筐体2としての水分噴霧塔50に送られ、シャワーリング処理(ガス処理水を分離ガスに噴霧すること)が行われる。そして、比重分離装置としての貯液タンク60において、水分噴霧塔50で噴霧されたガス処理水が貯えられる。比重分離装置では、ガス処理水をバブリング処理する。貯液タンク60で生成する分離ガスは、低温熱分解装置10に帰還されるが、その際に永久磁石ユニット85による磁化処理を受ける。水分噴霧塔50a、50bにてガス処理水の噴霧された洗浄済みガスは、低温熱分解装置10で熱分解されなかった未反応成分を含む未反応ガスを含んでおり、洗浄ガス循環系統80により低温熱分解装置10に帰還される。   In the low-temperature pyrolysis apparatus 10, the raw material is combusted at a low temperature of 200 ° C. to 300 ° C. at each stage as compared with combustion, and at the same time, the pyrolysis product and the cleaned gas are reacted to produce a single oxidation. Pyrolytic gas containing carbon and water vapor are generated. The generated pyrolysis gas and water vapor are sent to a water spray tower 50 as the gas cleaning device casing 2 to perform a showering process (spraying the gas-treated water on the separation gas). And in the liquid storage tank 60 as a specific gravity separator, the gas processing water sprayed with the moisture spray tower 50 is stored. In the specific gravity separator, gas treated water is subjected to bubbling treatment. The separation gas generated in the liquid storage tank 60 is returned to the low-temperature pyrolysis apparatus 10 and is subjected to magnetization processing by the permanent magnet unit 85 at that time. The cleaned gas sprayed with the gas treated water in the moisture spray towers 50a and 50b includes an unreacted gas containing unreacted components that have not been thermally decomposed by the low-temperature pyrolysis apparatus 10, and the cleaning gas circulation system 80 Returned to the low-temperature pyrolysis apparatus 10.

貯液タンク60で比重分離された液体は、油分と水分に分離する。水分に関しては、ガス処理水として水分噴霧塔50に帰還されるが、配管の途中で永久磁石ユニット75により磁化処理される。ガス処理水に対する磁化処理も、液体循環部を構成する配管中の流体抵抗を減少させると考えられている。貯液タンク60の水分は、BOD(生物化学的酸素要求量)が高く、廃水処理が必要である。廃水処理では、例えば活性汚泥を用いる。この分離した活性汚泥は、有機性廃棄物としてストックヤード14に投入して、熱分解処理できると共に、放射性セシウムについても崩壊が促進される。   The liquid separated by specific gravity in the liquid storage tank 60 is separated into oil and moisture. The water is returned to the water spray tower 50 as gas-treated water, but is magnetized by the permanent magnet unit 75 in the middle of the piping. It is thought that the magnetization process with respect to gas treated water also reduces the fluid resistance in piping which comprises a liquid circulation part. The water in the storage tank 60 has a high BOD (Biochemical Oxygen Demand) and requires wastewater treatment. In wastewater treatment, for example, activated sludge is used. The separated activated sludge can be put into the stock yard 14 as an organic waste and thermally decomposed, and the decay of the radioactive cesium is also promoted.

続いて、本発明者らが福島県双葉郡広野町の北下迫地内にある広野町災害廃棄物仮置き場の分別エリア内で、本発明の装置で試験を行った結果を説明する。試験の期間は、次の通りである。ここで、試験の期間とは、本発明の装置で極低レベルの放射性セシウムを含有する有機性廃棄物を処理した期間をいう。
試験1の期間:平成24年3月18日〜4月4日
試験2の期間:平成24年5月6日〜5月21日
試験3の期間:平成24年7月9日〜8月3日
Next, a description will be given of the results of tests conducted by the present device in the sorting area of the Hirono Town Disaster Waste Temporary Storage Area located in the Kitashita area of Hirono Town, Futaba County, Fukushima Prefecture. The duration of the test is as follows. Here, the period of a test means the period which processed the organic waste containing a very low level radioactive cesium with the apparatus of this invention.
Period of Exam 1: March 18 to April 4, 2012 Period of Exam 2: May 6 to May 21, 2012 Period of Exam 3: July 9 to August 3, 2012 Day

Figure 0006170649
また、本発明の装置には、表1に示すように、ストックヤード14の廃棄物供給容量が小容量の0.75mと設備と、中容量の10mの設備の二種類がある。小容量設備は、回収槽としての廃油タンク66の容量が100リットル、循環水槽としての貯液タンク60の容量が100リットル、ゼオライト鉱石は300kgを用いている。中容量設備は、回収槽の容量が200リットル、循環水槽の容量が200リットル、ゼオライト鉱石は3000kgを用いている。小容量設備は、試験1の期間と試験2の期間について使用し、中容量設備は、試験3の期間について使用した。
Figure 0006170649
In addition, as shown in Table 1, the apparatus of the present invention has two types of equipment, that is, a waste supply capacity of the stock yard 14 of 0.75 m 3 with a small capacity and an equipment with a medium capacity of 10 m 3 . In the small capacity facility, the capacity of the waste oil tank 66 as a recovery tank is 100 liters, the capacity of the liquid storage tank 60 as a circulating water tank is 100 liters, and the zeolite ore is 300 kg. The medium capacity facility uses a recovery tank capacity of 200 liters, a circulating water tank capacity of 200 liters, and a zeolite ore of 3000 kg. Small capacity equipment was used for the period of test 1 and test 2 and medium capacity equipment was used for the period of test 3.

Figure 0006170649
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有機性廃棄物をストックヤード14に投入した重量は、試験1で133.6kg、試験2で129.8kg、試験3で3530kgであり、稼働日数は其々18日、15日、25日間である(表2参照)。また、試験の最終日に計量した残さ重量に関しては、試験1で0.01kg、試験2で0.6kg、試験3で6kgであり、減容化率として千分の1乃至千分の5程度が得られている(表3参照)。
Figure 0006170649
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The weight of the organic waste charged into the stockyard 14 is 133.6 kg in Test 1, 129.8 kg in Test 2, and 3530 kg in Test 3, and the working days are 18 days, 15 days, and 25 days, respectively. (See Table 2). The remaining weight measured on the last day of the test is 0.01 kg in Test 1, 0.6 kg in Test 2, and 6 kg in Test 3, and the volume reduction rate is about 1 / 1,000 to 5/1000. Is obtained (see Table 3).

Figure 0006170649
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ところで、有機性廃棄物に含まれる極低レベルの放射性セシウムは、分解油、循環水、循環ガスと移行すると共に、ゼオライト鉱石に吸着され、残りは残さ物に含有されるはずである。そして、試験完了後のゼオライト鉱石の表面での空間γ線量率は、0.549μSV/hと試験を実施した場所のバックグランド濃度程度になっている。なお、空間γ線量率の測定は、堀場製作所製の環境放射線モニタ(PA−1000、固体シンチレータCsI(TI)検出器)を用いている。
試験1では、残さと循環水の放射性物質の濃度を測定している。残差の濃度は、2930Bq/kgとなっているが、残さ量が約0.01kgであることから、残さでは放射性物質の濃縮は起こっていないと考えられる(表4参照)。また、循環水は不検出となっているが、検出限界は10Bq/kgである(表5参照)。なお、表5で分解油、炉内ガス等について『−』で表示された欄については、未計測であることを示している。
By the way, the extremely low level radioactive cesium contained in the organic waste is transferred to cracked oil, circulating water and circulating gas, and is adsorbed by the zeolite ore, and the rest should be contained in the residue. The space γ dose rate on the surface of the zeolite ore after completion of the test is 0.549 μSV / h, which is about the background concentration of the place where the test was performed. The space γ dose rate is measured using an environmental radiation monitor (PA-1000, solid scintillator CsI (TI) detector) manufactured by Horiba.
In Test 1, the concentration of radioactive material in the residue and circulating water is measured. The concentration of the residual is 2930 Bq / kg, but since the amount of the residue is about 0.01 kg, it is considered that no concentration of the radioactive substance occurs in the residue (see Table 4). Circulating water is not detected, but the detection limit is 10 Bq / kg (see Table 5). In Table 5, the columns marked with “-” for cracked oil, furnace gas, etc. indicate that they have not been measured.

Figure 0006170649
そこで、放射性物質の全体の物質バランスを検討すると、例えば試験1で投入された全量は約53万Bqであるのに対して、残さに含まれるのは29Bqである(表6参照)。従って、分解油、循環水、炉内ガス、ゼオライト鉱石に移行した量と、何らかの原因で減衰した量が53万Bqとなる。残さ基準での放射性物質の減少量は99.99%となる。
Figure 0006170649
表7は、投入廃棄物の量と放射能量の関係を示したものである。試験1で投入された廃棄物全量は133.6kgであり、投入放射能の全量は約53万Bqであるから、平均濃度は約4000Bq/kgとなる。試験2、3についても平均濃度は約4000Bq/kgと約1万Bq/kgである。
Figure 0006170649
Therefore, when the total substance balance of radioactive substances is examined, for example, the total amount introduced in Test 1 is about 530,000 Bq, whereas the remaining is 29 Bq (see Table 6). Therefore, the amount transferred to cracked oil, circulating water, furnace gas, and zeolite ore and the amount attenuated for some reason are 530,000 Bq. The reduction amount of radioactive material on the basis of the residue is 99.99%.
Figure 0006170649
Table 7 shows the relationship between the amount of input waste and the amount of radioactivity. Since the total amount of waste input in Test 1 is 133.6 kg and the total amount of input radioactivity is about 530,000 Bq, the average concentration is about 4000 Bq / kg. For tests 2 and 3, the average concentrations are about 4000 Bq / kg and about 10,000 Bq / kg.

Figure 0006170649
放射性セシウムの半減期が30年のままであれば、投入廃棄物の熱分解に伴って放射性セシウムが濃縮され、低温熱分解装置10内の放射性セシウムの全量は実質的に不変と考えられる。そこで、熱分解装置稼働時の周辺空間γ線量率を測定した。図5は、熱分解装置稼働時の周辺空間γ線量率の分布状態を説明する図である。表8で示すように、分解油タンクとしての廃油タンク66と、循環水タンクとしての貯液タンク60の周辺が、低温熱分解装置の近傍地点よりも低い値となっている。また、周辺空間γ線量率は熱分解装置から離れるほど高くなっている。
Figure 0006170649
If the half-life of radioactive cesium remains 30 years, the radioactive cesium is concentrated with the pyrolysis of the input waste, and the total amount of radioactive cesium in the low-temperature pyrolysis apparatus 10 is considered to be substantially unchanged. Therefore, the peripheral space γ dose rate during operation of the thermal decomposition apparatus was measured. FIG. 5 is a diagram for explaining the distribution state of the peripheral space γ dose rate during operation of the thermal decomposition apparatus. As shown in Table 8, the surroundings of the waste oil tank 66 as the cracked oil tank and the liquid storage tank 60 as the circulating water tank are lower than the vicinity of the low temperature pyrolysis apparatus. Further, the peripheral space γ dose rate increases as the distance from the thermal decomposition apparatus increases.

Figure 0006170649
広野町災害廃棄物仮置き場は、災害廃棄物の分別作業を行っている場所で、平成24年1月〜3月の平均空間γ線量率は表9のようになっている。仮置き場に集積されている災害廃棄物には放射性物質が含まれており、その放射能濃度には高低があるが、一時的に放射性物質が集積されているストックヤード周辺が仮置き場内の平均値よりも高くなっている。しかし、熱分解装置稼働時の周辺空間γ線量率は、熱分解装置の近傍が仮置き場内の平均空間γ線量率よりも低くなっており、熱分解装置の稼働には放射能濃度を低める作用があることが実測された。
特別管理が必要な廃棄物を含めて、一般的な産業廃棄物を適正処理するには、減容化を行うことで最終処分量を少なくすることが適切である。減容化処理としては、焼却処理が一般的である。しかし、廃棄物に放射性物質が含まれる場合には、焼却の過程で放射性物質の消滅は起きず、燃え殻や煤塵に放射性物質が濃縮されて含まれる。そこで、放射性廃棄物の減容処理によって算出される中間処理廃棄物の処理が難しくなっている。
Figure 0006170649
The Hirono Town Disaster Waste Temporary Storage Site is where disaster waste is sorted, and the average space gamma dose rate from January to March 2012 is as shown in Table 9. The disaster waste accumulated in the temporary storage area contains radioactive materials, and the radioactivity concentration is high or low, but the area around the stockyard where the radioactive materials are temporarily stored is the average in the temporary storage area. It is higher than the value. However, the ambient space γ dose rate during operation of the pyrolysis device is lower than the average space γ dose rate in the temporary storage area in the vicinity of the pyrolysis device, and the action of reducing the radioactivity concentration in the operation of the pyrolysis device It was actually measured.
In order to properly process general industrial waste, including waste that requires special management, it is appropriate to reduce the volume of final disposal by reducing the volume. An incineration process is common as a volume reduction process. However, when radioactive materials are included in the waste, the radioactive materials do not disappear during the incineration process, and the radioactive materials are concentrated and contained in the burning husks and dust. Therefore, it is difficult to process intermediate processing waste calculated by radioactive waste volume reduction processing.

Figure 0006170649
次に、熱分解装置で算出された残さの性状を説明する。表10に示すように、残さは、ケイ素、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウムの五成分で41重量%を含んでいる。この測定ではカルシウムを測定していないが、ゼオライト鉱石の成分であるため、相当量含まれていると考えられる。炭素分や熱杓減量の測定はないが、残さには炭素分はあまり含まれていないと考えられる。減容化の過程で、有機性廃棄物の炭素分は、分解されて分解油となると考えられる。
Figure 0006170649
残さからの溶出試験結果は、表11に示されている。塩化物イオンが0.52%と多く溶出している。有害物質とされる重金属などに関しては、カドミウム以外検出されていない。
Figure 0006170649
Next, the properties of the residue calculated by the thermal decomposition apparatus will be described. As shown in Table 10, the residue contains 41% by weight of five components of silicon, magnesium, potassium, iron, and aluminum. Although calcium is not measured in this measurement, it is considered to be contained in a considerable amount because it is a component of zeolite ore. There is no measurement of carbon or heat loss, but it is thought that the residue does not contain much carbon. In the process of volume reduction, the carbon content of organic waste is considered to be decomposed into cracked oil.
Figure 0006170649
The dissolution test results from the residue are shown in Table 11. Chloride ions are eluted as much as 0.52%. No heavy metals other than cadmium have been detected as harmful metals.

Figure 0006170649
有機性廃棄物が熱分解された後、ガス状となり、熱分解室19から気液分離器30に送られる。その後、分解液体は気液分離器30で油分を含む状態で回収される。また、分解ガスは水分噴霧塔50へて貯液タンク60とで回収され、油分を含む液体状態で回収される。
そこで、貯液タンク60や給水系統70に含まれる循環水の性状を測定した。循環水の性状測定結果は、表12に示すようになっている。水分は97.8%であり、水分を除く成分としては、炭素が68.2%となっている。油分は0.49%が循環水に含まれており、熱灼減量が95.7%となっている。
Figure 0006170649
After the organic waste is thermally decomposed, it becomes gaseous and is sent from the thermal decomposition chamber 19 to the gas-liquid separator 30. Thereafter, the cracked liquid is recovered by the gas-liquid separator 30 in a state containing oil. The cracked gas is collected in the water spray tower 50 and the liquid storage tank 60, and is recovered in a liquid state containing oil.
Therefore, the properties of the circulating water contained in the liquid storage tank 60 and the water supply system 70 were measured. The results of measuring the properties of the circulating water are shown in Table 12. The moisture is 97.8%, and the component excluding moisture is 68.2% carbon. The oil content is 0.49% in the circulating water, and the heat loss is 95.7%.

Figure 0006170649
表13は循環水の溶解成分の測定結果である。循環水の溶解成分には、シアン化合物やフッ素化合物、鉛や極少量のカドミウムが含まれているが、その他に重金属類は検出されなかった。放射性セシウムは崩壊によりバリウムになるが、両者共に検出下限値以下であった。
Figure 0006170649
Table 13 shows measurement results of dissolved components of circulating water. The dissolved components of the circulating water contained cyanide, fluorine compounds, lead and a very small amount of cadmium, but no other heavy metals were detected. Although radioactive cesium became barium by decay, both were below the lower limit of detection.

Figure 0006170649
有機性廃棄物が熱分解された後に生成する液状物質(炭化油)については、試験3で測定しており、表14に示す結果が得られた。ここで、分解油は貯液タンク60の軽比重液体層62のもので、n−ヘキサン抽出物質は1.3g/lとなっている。回収油分は廃油タンク66に蓄えられた廃油分で、n−ヘキサン抽出物質は16g/lとなっている。循環水は貯液タンク60の重比重液体層61のもので、n−ヘキサン抽出物質は4mg/lとなっている。洗浄水は分離液管路40とガス処理水管路41のもので、n−ヘキサン抽出物質は2.2g/lとなっている。
Figure 0006170649
The liquid substance (carbonized oil) produced after the organic waste was thermally decomposed was measured in Test 3, and the results shown in Table 14 were obtained. Here, the cracked oil is in the light specific gravity liquid layer 62 of the liquid storage tank 60, and the n-hexane extract substance is 1.3 g / l. The recovered oil is the waste oil stored in the waste oil tank 66, and the n-hexane extract substance is 16 g / l. The circulating water is in the heavy specific gravity liquid layer 61 of the liquid storage tank 60, and the n-hexane extract substance is 4 mg / l. The washing water is from the separation liquid line 40 and the gas treatment water line 41, and the amount of n-hexane extract is 2.2 g / l.

本発明の低温熱分解装置では、有機性廃棄物に含まれる放射性セシウムが、社会通念上の半減期と比較して3桁乃至4桁短い時間で崩壊していると考えられる。
そこで、陶磁器容器やスチール容器に有機性廃棄物を収容して、蓋をして本発明の低温熱分解装置内で処理して、放射性セシウムの濃度を測定した。試験の期間は、ステンレス鋼製容器については8日間、陶磁器容器については14日間である。熱分解温度は200℃〜300℃であるため、土壌成分のうち水分や腐植成分に関しては、水分の蒸発や炭化物性揮発成分の揮発が想定される。これらの水分や揮発成分に関しては、陶磁器容器やスチール容器での蓋の隙間や通気孔から熱分解装置内に移動したと思われる。土壌成分のうち放射性セシウムは土壌の粘土成分に吸着した状態にあるため、揮発したとは考えにくい。
In the low-temperature pyrolysis apparatus of the present invention, it is considered that radioactive cesium contained in organic waste has decayed in 3 to 4 orders of magnitude shorter than the socially accepted half-life.
Then, organic waste was accommodated in a ceramic container or a steel container, covered and processed in the low-temperature pyrolysis apparatus of the present invention, and the concentration of radioactive cesium was measured. The duration of the test is 8 days for stainless steel containers and 14 days for ceramic containers. Since the thermal decomposition temperature is 200 ° C. to 300 ° C., regarding moisture and humus components among soil components, evaporation of moisture and volatilization of carbide volatile components are assumed. These moisture and volatile components are thought to have moved into the pyrolysis device from gaps and vents in the lids of ceramic and steel containers. Of the soil components, radioactive cesium is adsorbed to the clay component of the soil and is unlikely to have volatilized.

表15に、陶磁器容器やスチール容器に有機性廃棄物を収容して、蓋をして本発明の低温熱分解装置内で処理した場合の、放射性セシウムの測定値を示す。土壌は網目100μm程度のふるいで篩分けして、粒子の細かいものを用いた。試験前の篩分けした土壌は、セシウム134が680Bq/kgで、セシウム137が1040Bq/kgであった。陶磁器容器では、処理後は放射性セシウムが大略半減しており、セシウム134が329Bq/kgで、セシウム137が485Bq/kgであった。ステンレス鋼製容器でも、処理後は放射性セシウムが大略半減しており、セシウム134が336Bq/kgで、セシウム137が485Bq/kgであった。

Figure 0006170649
Table 15 shows the measured values of radioactive cesium when organic waste is stored in a ceramic container or a steel container, covered and processed in the low-temperature pyrolysis apparatus of the present invention. The soil was sieved with a sieve having a mesh size of about 100 μm and fine particles were used. The sieved soil before the test was 680 Bq / kg for cesium 134 and 1040 Bq / kg for cesium 137. In the ceramic container, radioactive cesium was approximately halved after the treatment, cesium 134 was 329 Bq / kg, and cesium 137 was 485 Bq / kg. Even in the stainless steel container, radioactive cesium was almost halved after the treatment, cesium 134 was 336 Bq / kg, and cesium 137 was 485 Bq / kg.
Figure 0006170649

Figure 0006170649
表16には、表15の試料における土壌の熱灼減量を示している。熱灼減量は一般廃棄物を焼却処理した後に生じる焼却灰に含まれる可燃性分の含有割合とされている。なお、熱灼減量は一般廃棄物処理事業に対する指導に伴う留意事項について(昭和52年11月4日環整95号)に準拠するもので、電気炉内で600℃±25℃で三時間強熱した後、デシケータ内で放冷後、試料を精秤した数値である。熱灼減量は土壌に含まれる有機成分と考えられるが、試験前の土壌では6.1%であるのに対して、陶磁器容器とスチール容器については、試験後はそれぞれ0.8%と0.9%と減少している。従って、土壌に含まれる有機成分は殆どが熱分解されたと見做せる。
Figure 0006170649
Table 16 shows the heat loss of the soil in the samples of Table 15. The amount of heat loss is the content of combustible matter contained in the incinerated ash generated after incineration of general waste. Note that the amount of heat loss is based on the precautions accompanying the guidance for the general waste disposal business (Environment No. 95, November 4, 1977). It is a little over 3 hours at 600 ° C ± 25 ° C in an electric furnace. It is a numerical value obtained by precisely weighing the sample after heating and after cooling in a desiccator. Heat loss is considered to be an organic component contained in the soil, but it is 6.1% in the soil before the test, whereas in the ceramic container and the steel container, 0.8% and 0.00%, respectively, after the test. It has decreased to 9%. Therefore, it can be considered that most of the organic components contained in the soil are thermally decomposed.

以上の試験1〜3について、社会通念に従い放射性セシウムの半減期は不変とすると、単純な熱分解処理では残さや循環水で放射性セシウムの濃縮が起きるはずである。しかし、何れの試験結果においても、放射性セシウムの濃縮は観測されず、却って放射性セシウムは減少している。そこで、放射性セシウムの崩壊によって生ずるバリウムの量を測定すれば、さらに解析が進むことになるが、当該バリウムの量は極めて少量である。また、国立医薬品食品衛生研究所の報告よると、バリウムは環境中の表層水中に15mg/l以上溶存されているとされ、環境中に既存のバリウムに、放射性セシウムの崩壊によって生ずるバリウムが付加されたとしても、検出誤差以下となる可能性が高い。
そこで、本発明の低温熱分解装置で、放射性セシウムの大幅な減少が生じた真実の理由については、磁場単体の影響があるか検証するための比較実験を行った。
In the above tests 1 to 3, if the half-life of radioactive cesium is not changed according to common wisdom, the concentration of radioactive cesium should be caused by residue and circulating water in a simple pyrolysis treatment. However, in any of the test results, no concentration of radioactive cesium was observed, and the radioactive cesium decreased on the contrary. Therefore, if the amount of barium produced by decay of radioactive cesium is measured, the analysis proceeds further, but the amount of barium is extremely small. According to a report from the National Institute of Health Sciences, barium is dissolved at 15 mg / l or more in the surface water of the environment, and barium generated by decay of radioactive cesium is added to the existing barium in the environment. Even if this is the case, there is a high possibility of being below the detection error.
Therefore, in the low-temperature pyrolysis apparatus of the present invention, a comparative experiment for verifying whether or not there is an influence of a single magnetic field was performed on the true reason for the significant decrease in radioactive cesium.

[比較例]
比較実験では、熱分解炉の不稼働状態での土壌放射能の変化を調べて、熱分解炉の有する磁場のみによって有機性廃棄物に含まれる放射性セシウムの崩壊が促進されるかの検証を行った。
実験場所は、試験1〜3と同様に、広野町仮置場内である。実験期間は、平成24年11月20日〜平成24年11月28日の8日間である。実験装置は、本発明の低温熱分解装置の一部をなす熱分解室19とガス供給口25とブロワー87を含むガス循環系統80である。熱分解室19は空状態で使用し、保熱性材料20を用いず、低温熱分解温度ではなく、常温に保持された。
実験方法は、放射能をもつ土壌(セシウムの和約1600Bq/kg)を、表15に示す陶器製容器と同等の土鍋及びステンレス容器と同等のスチール鍋に投入し、各々付属の蓋をして、空状態の熱分解室19に略密閉状態で保管した。そして、永久磁石ユニット85で磁気処理された空気を、ガス供給口25から処熱分解室19に送り込み、8日間その状態を保持し、それぞれの土壌を1.4kg程度採取し、放射能の測定をした。放射能測定機は、ATOMTEX社製AT1320A/Cである。
また運転中に、熱処理室の中、周辺(高さ1m付近、室内壁側については室内床付近)及び、永久磁石ユニット85近傍の磁場を測定した。
[Comparative example]
In the comparative experiment, we examined changes in soil radioactivity when the pyrolysis furnace is not in operation, and verified whether decay of radioactive cesium contained in organic waste is promoted only by the magnetic field of the pyrolysis furnace. It was.
The experiment place is in the Hirono-cho temporary storage place like Tests 1-3. The experiment period is 8 days from November 20, 2012 to November 28, 2012. The experimental apparatus is a gas circulation system 80 including a pyrolysis chamber 19, a gas supply port 25, and a blower 87 that form a part of the low-temperature pyrolysis apparatus of the present invention. The pyrolysis chamber 19 was used in an empty state, did not use the heat-retaining material 20, and was maintained at room temperature instead of low-temperature pyrolysis temperature.
The experimental method is to put radioactive soil (cesium sum about 1600 Bq / kg) into a clay pot equivalent to a ceramic container shown in Table 15 and a steel pot equivalent to a stainless steel container, each with an attached lid. In an empty pyrolysis chamber 19, it was stored in a substantially sealed state. Then, air magnetically processed by the permanent magnet unit 85 is sent from the gas supply port 25 to the thermal decomposition chamber 19 and kept in that state for 8 days. About 1.4 kg of each soil is sampled and measured for radioactivity. Did. The radioactivity measuring machine is AT1320A / C manufactured by ATOMTEX.
During operation, the magnetic field in the vicinity of the heat treatment chamber (in the vicinity of 1 m in height and on the indoor wall side near the indoor floor) and in the vicinity of the permanent magnet unit 85 was measured.

図6は、熱分解装置の不稼働状態での磁場分布状態を説明する図である。
磁場測定機は、カネテック(株)社製のテスラメータTM−701で、磁場測定機の測定レンジが200mTまでの場合、分解能が0.1mTであり、測定レンジが200mTから3Tまでの場合、分解能が1mTである。福島県田村郡小野町における環境磁場をこの測定機で測定したところ約0.3mTであった。日本での環境磁場は約0.05mTであるが、校正に依存する許容範囲と考えた。
永久磁石ユニット85の近傍では、139〜146mT程度の磁場測定値が得られた。他方、熱分解室19の内部では0.32mTであり、熱分解室19の外部周囲では、壁面から1m離れた位置で約0.3mTであり、環境磁場に近い値であった。
FIG. 6 is a diagram for explaining a magnetic field distribution state in a non-operating state of the thermal decomposition apparatus.
The magnetic field measuring instrument is Teslameter TM-701 manufactured by Kanetech Co., Ltd., the resolution is 0.1 mT when the measuring range of the magnetic field measuring instrument is 200 mT, and the resolution is 200 mT to 3 T when the measuring range is 200 mT. 1 mT. The environmental magnetic field measured in Ono-cho, Tamura-gun, Fukushima Prefecture was about 0.3 mT. Although the environmental magnetic field in Japan is about 0.05 mT, it was considered as an allowable range depending on calibration.
In the vicinity of the permanent magnet unit 85, a magnetic field measurement value of about 139 to 146 mT was obtained. On the other hand, it was 0.32 mT inside the pyrolysis chamber 19, and about 0.3 mT at a position 1 m away from the wall surface around the outside of the pyrolysis chamber 19, a value close to the environmental magnetic field.

放射能実験結果は、表17に示すとおりである。比較実験の前後で土壌放射能はほぼ変わらない数値が得られ、放射能の低減は見られなかった。
以上の比較実験の結果より、熱処理室内が環境磁場程度の環境で、熱処理せずに磁気処理された空気を送り込むだけでは放射能低減に至らないことが判明した。

Figure 0006170649
The results of the radioactivity experiment are as shown in Table 17. Before and after the comparative experiment, the soil radioactivity was almost unchanged and no decrease in radioactivity was observed.
From the results of the above comparative experiments, it has been found that radiation is not reduced simply by feeding air that has been subjected to magnetic treatment without heat treatment in an environment where the heat treatment chamber is at an environmental magnetic field.
Figure 0006170649

そこで、本発明の低温熱分解装置で、放射性セシウムの大幅な減少が生じた理由の説明としては、ゼオライト鉱石と低温熱分解温度による触媒的な作用によって、放射性セシウムの崩壊速度が劇的に増した結果と考えられる。また、永久磁石ユニットで磁気処理された循環ガスや、熱分解室の壁材料が低温熱分解温度でも強磁性を有することで、磁場による付加的な影響により、放射性セシウムの大幅な減少が助成されている可能性もある。   Thus, in the low-temperature pyrolysis apparatus of the present invention, the reason for the significant decrease in radioactive cesium is that the decay rate of radioactive cesium increases dramatically due to the catalytic action of zeolite ore and the low-temperature pyrolysis temperature. The result is considered. In addition, the circulating gas magnetically processed by the permanent magnet unit and the wall material of the pyrolysis chamber have ferromagnetism even at the low temperature pyrolysis temperature, which helps to greatly reduce radioactive cesium due to the additional effect of the magnetic field. There is also a possibility.

なお、上記の本発明の実施の形態においては、具体的な実施例を用いて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、当業者にとって自明事項の範囲内で設計された態様も含むものである。例えば、永久磁石ユニットは、永久磁石のみでは起磁力に限りがあり、サマリウムコバルト磁石、ネオジウム磁石等でも0.5テスラ程度であるが、電磁石や超電導磁石を用いて10テスラ、20テスラ、50テスラと高磁場を実現できる。また、熱分解室19の壁面材料や火床保持部18の仕切板や格子部材には、鉄等の強磁性構造材料を用いる場合を示しているが、低温熱分解温度で強磁性を保持する部材であれば、コバルト鋼やニッケル鋼のような部材を用いてもよい。   In the above-described embodiment of the present invention, the present invention has been described using specific examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is obvious to those skilled in the art. The embodiment designed within the range is also included. For example, a permanent magnet unit has a limited magnetomotive force with a permanent magnet alone, and is about 0.5 Tesla even with a samarium cobalt magnet, a neodymium magnet, etc., but 10 Tesla, 20 Tesla, 50 Tesla using an electromagnet or a superconducting magnet. High magnetic field can be realized. Moreover, although the case where a ferromagnetic structural material such as iron is used for the wall surface material of the pyrolysis chamber 19 and the partition plate and the lattice member of the firebed holding unit 18 is shown, the ferromagnetism is maintained at a low temperature pyrolysis temperature. If it is a member, you may use members, such as cobalt steel and nickel steel.

本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置及びその使用方法は、原子炉災害等により広範囲の地域の森林や有機性廃棄物が放射性セシウム等の放射性物質に汚染された場合に、大量の土壌や瓦礫等に対する減容処理を行うのに好適である。
また、本発明の放射性有機廃棄物の減容化装置及びその使用方法は、原子力発電所の操業に付随して発生する低レベル放射性汚染物の減容処理を行うのに好適であり、従来のような自然環境から隔離された隧道などに保管する場合でも、放射性汚染物が減容化されて、処理コストが大幅に低減される。
The radioactive organic waste volume reducing device of the present invention and the method of using the same are used in a large amount of soil when a wide range of forests and organic waste are contaminated with radioactive materials such as radioactive cesium due to a nuclear disaster. It is suitable for performing volume reduction treatment for rubble and rubble.
Further, the volume reduction device for radioactive organic waste and the method of using the same of the present invention are suitable for volume reduction treatment of low-level radioactive contaminants generated accompanying the operation of nuclear power plants. Even when stored in a tunnel isolated from the natural environment, the volume of radioactive contaminants is reduced and the processing cost is greatly reduced.

1 放射性有機廃棄物の減容化装置
2 ガス洗浄装置
10 熱分解容器(低温熱分解装置)
11 投入口
18 火床保持部
19 熱分解室
20 保熱性材料(ゼオライト鉱石)
23 残さ排出口
24 ガス通風部(高透磁率部材)
25 ガス供給口
26 熱分解ガス出口
30 気液分離器
50a、50b 水分噴霧塔
60 貯液タンク
66 廃油タンク
70 給水系統
75、85 永久磁石ユニット(磁気生成手段)
80 洗浄ガス循環系統
92 熱分解温度保持材
99 種火保持材
1 Volume reduction device for radioactive organic waste 2 Gas cleaning device 10 Pyrolysis container (low temperature pyrolysis device)
11 Charging Port 18 Firebed Holding Unit 19 Pyrolysis Chamber 20 Heat Insulating Material (Zeolite Ore)
23 Residue outlet 24 Gas ventilation part (high permeability member)
25 Gas supply port 26 Pyrolysis gas outlet 30 Gas-liquid separator 50a, 50b Moisture spray tower 60 Storage tank 66 Waste oil tank 70 Water supply system 75, 85 Permanent magnet unit (magnetic generation means)
80 Cleaning gas circulation system 92 Pyrolysis temperature holding material 99

Claims (6)

有機性廃棄物が低温熱分解温度で熱分解される熱分解室と、前記有機性廃棄物を前記低温熱分解温度で熱分解するための火床を保持する火床保持部を有する低温熱分解装置であって、
前記熱分解室に、前記火床を形成するための有機性乾燥多孔質材からなる熱分解温度保持材を供給する手段と、
前記熱分解室に、少なくとも前記熱分解温度以上の温度を有する自律熱分解状態の種火保持材を供給する手段とを備え、
前記有機性廃棄物が放射性物質を含み、
前記火床保持部はゼオライト鉱石が所定の厚さで置かれており、
前記熱分解室の排出ガスを循環して前記熱分解室に供給するガス循環系統を備える放射性有機廃棄物の減容化装置。
Low-temperature pyrolysis having a pyrolysis chamber in which organic waste is pyrolyzed at a low-temperature pyrolysis temperature, and a fire bed holding unit for holding a fire bed for pyrolyzing the organic waste at the low-temperature pyrolysis temperature A device,
Means for supplying a pyrolysis temperature maintaining material composed of an organic dry porous material for forming the fire bed to the pyrolysis chamber;
Means for supplying the pyrolysis chamber with a seed fire holding material in an autonomous pyrolysis state having a temperature at least equal to or higher than the pyrolysis temperature;
The organic waste contains radioactive material;
The fire bed holding part is placed with a predetermined thickness of zeolite ore,
An apparatus for reducing the volume of radioactive organic waste, comprising a gas circulation system for circulating exhaust gas from the thermal decomposition chamber and supplying the exhaust gas to the thermal decomposition chamber.
前記熱分解室は、熱分解された前記有機性廃棄物の熱分解ガスを排出する熱分解ガス出口を有し、
前記ガス循環系統は、前記熱分解ガスを水分で洗浄した洗浄済みガスを帰還すると共に、
前記熱分解室は、前記洗浄済みガスを前記熱分解室に吸気するためのガス供給口を有することを特徴とする請求項1に記載の放射性有機廃棄物の減容化装置。
The pyrolysis chamber has a pyrolysis gas outlet for discharging pyrolysis gas of the organic waste that has been pyrolyzed,
The gas circulation system returns the cleaned gas obtained by cleaning the pyrolysis gas with moisture,
The apparatus for reducing the volume of radioactive organic waste according to claim 1, wherein the pyrolysis chamber has a gas supply port for sucking the cleaned gas into the pyrolysis chamber.
前記低温熱分解温度は、前記熱分解室内で熱分解する有機性廃棄物温度として大略200℃〜300℃の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射性有機廃棄物の減容化装置。 3. The radioactive organic waste according to claim 1, wherein the low-temperature pyrolysis temperature is approximately in a range of 200 ° C. to 300 ° C. as an organic waste temperature to be pyrolyzed in the pyrolysis chamber. Equipment for volume reduction . さらに、磁場を生成する磁気生成手段と、
前記磁気生成手段で生成された磁気を前記火床保持部に導くための、前記低温熱分解温度で強磁性を有する材料よりなる高透磁率部材と、
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の放射性有機廃棄物の減容化装置。
Furthermore, a magnetic generation means for generating a magnetic field,
A high-permeability member made of a material having ferromagnetism at the low-temperature pyrolysis temperature for guiding the magnetism generated by the magnetism generating means to the firebed holding unit;
The volume reduction device for radioactive organic waste according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
前記熱分解室に投入する前記種火保持材を一時貯えるストックヤードと、
前記熱分解室と前記ストックヤードとの間に設けられたストックヤード仕切板と、
を備えると共に、前記ストックヤードに貯蔵された前記種火保持材は前記熱分解室に収容された前記熱分解温度保持材の表面に対して少量毎に落下する構造とすることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の放射性有機廃棄物の減容化装置。
A stock yard for temporarily storing the seed fire holding material to be put into the pyrolysis chamber;
A stockyard partition plate provided between the pyrolysis chamber and the stockyard;
Provided with a, the seed fire holding material stored in the stockyard is characterized by a structure that falls every small amount relative to the surface of the thermal decomposition temperature holding material contained in the pyrolysis chamber according The volume reduction device for radioactive organic waste according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1乃至請求項の何れか1項に記載の放射性有機廃棄物の減容化装置の使用方法であって、
前記熱分解室に、前記火床を形成するための有機性乾燥多孔質材からなる熱分解温度保持材を供給するステップと、
前記熱分解室に、少なくとも前記熱分解温度以上の温度を有する自律熱分解状態の種火保持材を供給するステップと、
前記熱分解室で前記種火保持材によって、前記熱分解温度保持材の熱分解を安定的に維持するステップと、
前記熱分解温度保持材の熱分解安定化ステップの後に、低温熱分解の対象となる放射性物質を含む有機性廃棄物を前記熱分解室に供給するステップと、
前記有機性廃棄物が減容化されると共に、当該有機性廃棄物に含まれる放射性物質量が低下するまで、前記熱分解温度を保持するステップと、
を備える放射性有機廃棄物の減容化装置の使用方法。
A method of using the volume reduction device for radioactive organic waste according to any one of claims 1 to 5 ,
Supplying a pyrolysis temperature maintaining material made of an organic dry porous material for forming the fire bed to the pyrolysis chamber;
Supplying the pyrolysis chamber with a seed fire holding material in an autonomous pyrolysis state having at least a temperature equal to or higher than the pyrolysis temperature;
Stably maintaining the thermal decomposition of the thermal decomposition temperature maintaining material by the seed flame holding material in the thermal decomposition chamber;
After the thermal decomposition stabilization step of the thermal decomposition temperature maintaining material, supplying organic waste containing a radioactive substance to be subjected to low temperature thermal decomposition to the thermal decomposition chamber;
Maintaining the pyrolysis temperature until the volume of radioactive waste contained in the organic waste is reduced while the volume of the organic waste is reduced;
A method of using a volume reduction device for radioactive organic waste comprising:
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