JPS6080795A - 放射性廃棄物の乾燥処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子力発電所等より発生する放射性廃棄物の
うち、廃液及びスラリー状の廃棄物の処理において、こ
れらの廃棄物を屹繰させるようにした放射性ｈｄ葉物の
乾燥処理方法に関するものである。

〔希明の背景〕

１３χ子力発電所等から発生する衣射性廃棄物としては
、各種廃液、使用済イオン交換樹脂、および廃スラツジ
等がある。

この中で廃液とは、イオン交換樹脂の再生廃液、機器下
レン及び床ドレン（床面等を洗浄した時の廃液）等があ
り、これらの廃液は濃縮器により濃縮処理されて、いわ
ゆる濃縮廃液となる。

こｉｔらの廃液及び廃スラツジ、使用済イオン交換樹脂
は、原子炉建屋から、放射性廃棄物処理膜内建屋へと移
送きれ、そこでタンク貯蔵及び各種減容処理が河口され
る。

従来の処理方法では、各種廃液は濃縮処理を行ない、濃
縮廃液とした後セメントと混練してドラム缶に固化する
方法が収られている。

？゛響締縮廃液セメントにて固化する場付Ｖζは、海洋
投棄の為の条件（科技庁告示）である−軸圧縮強度１５
０に９／ｃｌｄ等を満足させる為、２００ｔドラム缶に
は、約］　１０ｔの濃縮廃液しか入らず、容積的には、
セメント固化すると、液体時と比べて倍の容積となって
しまう。

一方、使用済イオン交換樹脂及び溌スラッジは、セメン
トで混練して固化した場行、同化体の発生本数が多い（
セメント同化時に光填できる叶が少ない為）ので、現在
（ゴー貯蔵タンク内に貯緘づれている。

しかし、タンク内貯蔵はあ〈ゴ：でも一時的な対応策で
を）り恒久的なものとは言えず、また、貯蔵タンクの健
全性の確保及び貯蔵タンクの９］５股場所の確保等より
限度がある。

寸だ、他方ＩＣ、％−いで、放射併発４ｔ（物の最終処
分方法が未決である為、同化体を当面ザイト内に暫定的
に保管する必要がある。我国の基本方針として、原子委
員会は最終処分の方針として、陸地処分と、海洋処分と
を併用することとなっているが、セメント固化体の海洋
処分の為の基準（科技庁告示）が制定されたのみであり
、〃ｌ渾投棄の実姉に当って近隣諸外国の合意が得られ
ず、実施のめどすら立っていない状況にある。また、陸
地処分については、我国忙適する方式として施設外貯蔵
保管方式が提案されでいるが、検討が開始きれた所であ
る。　に の様に、轍路処分実施時期が未決である為、今後とも固
化体（は増加の一途となり発生廃果物の大幅な減容が必
要でちる。１だ、殆生溌磨物を減容することは、最終処
分同化体数の減少は最終処分費用の低減ともなる。

この様な減容技術として最近、粉体化誠容処理技６１：
ｒが、これらｌ’ｐ（Ｈ’ｊｉ’ｊ物の減容処理＋ｌｃ
壱効であり、一部採用きわつつある。

現在一般に、ｈ’ｌ射性廃果Ｃ吻処１１１！用屹燥機と
しては、たて型の遠心ｐ’ｓ’　ｊ莫タイズのものが１
車用されており、この型の屹１４￥８機は、生成粉体の
含水率を下げるという粉体化性能にはグヶれ−Ｃいる。

しかし伝熱面が円筒形であり、かつ内部に、しゆう動翼
を有している為、長き方向が犬きくなる１）、９向にあ
る。

この様に、乾燥機が、・イ、くなると建屋的さが茜くな
るという欠点があった。

しかし、粉体化１０セス以降の同化処理グロセスにて、
生成粉体の含水率許容範囲が広い場合には、乾燥特性に
唆れたたで型遠心薄膜タンプ以外のコンパクトな乾燥機
の適用が可能である。この場合の乾燥機は、メンテナン
ス性がよくかつ密封形とでさることが心情である。

〔発明の目的〕

本狛明の目的は、放射性廃棄物の乾Ｐ処理方法において
、コンパクトで処理能力の大きい乾燥方法を提供するこ
とにＪ）る。

〔発明の概要〕

本Ｓｆ明の特依は、改９１性ｊ１．〕棄吻の乾燥処理に
おいて、流動する熱１１％ボール表面に、Ｉａ棄物を付
着ζせボールと、Ｍ風等の熱媒体を接触させて乾燥させ
る方法で、熱媒ボールとしてセラミックボールを使用す
る点にｔｔする。

〔発明の実施例〕

原子力発電所等より発生する放射性廃棄物の量を減らす
減容処理において、乾第粉体化処理は、極めて有効な方
法である。

現在は、たて形薄膜屹燥機が（重用さ）１ているが、た
て形薄膜乾燥機は、溶液、スラリーの乾′燥粉体化特性
が秀れているものの、伝熱面が円筒形であり処理能力を
上げる為には、伝熱面積を増やすこととなる為、乾燥機
は形状が大型化し、ｔＨｖ、動モーター等を入れると高
さの高い設備となってしまう。

その為設備建屋が大規模となってしまい、建屋建設費も
高価なものとなってし１う。

しかし、屹Ｉ！■粉体化プロセス以降にて、粉体含水率
の萌精度な制（財）が不用な場合には、コンパクトで処
１４１１能力の大きな乾燥機を（中相することが、合理
的と言える。

しかし、乾燥機は、密封構造とできかっ、洗浄及メンテ
ナンスが容易であることが必要でＪ゛〕る。

また、乾燥機をコンパクト（ｌζする為１１こ（づ１、
蒸発面積を増やし、熱交換特性を向上づせる心安がある
。

この条件を・満たす乾燥（幾として、乾燥（畿内に乾燥
媒体として小径のボールを用いるものがある。

この方式は熱媒ボールを乾燥機内でボール表面へ廃液を
付着させさらにボール全流動させて蒸発面積を増大させ
、かつ、乾燥用熱風を乾燥機内で下方より上方へ流し、
溌＃物と向流接触させることにより熱交換効率を向上で
きる。

また、たて形薄膜乾燥機は、回転翼を遠心力にて円筒形
の伝熱而へ押し付けて回転びせながら廃景物を乾燥粉体
ｆヒするので、しゆう動による回転翼と伝熱而の摩耗を
避けがたい。し力・し乾燥媒体として小径のボールを用
い−Ｃ，ボールを流動きせること（〆Ｃより順次熱風と
接触させて乾燥させる場合には、流動によりボールが接
触するものの、遠心力等の外力等が１・Ｌ用しない為、
＃ｉ粍は大幅に転減される。

また乾燥機の構造は、可動部が少々〈密閉造粒としやす
く、閉サイクルとすることが可能である。

また、通常、乾燥媒体のボールは、金属製のものが使用
されるが、金属ボールを曲用した場合には、熱伝導率が
良い為、乾燥機の熱容量が大きくなるが、起動立上げ時
間及び、金統ボールに消費される熱量の分たけ熱効率が
低下するとともに、乾燥機重量が増大し、下部のボール
には大きな圧縮力が作用する為、乾燥機のシェルの摩耗
が大きくなる。

これらの間鴨点に利し、セラミック製のボールを用いる
ことにより、解決することができる。

まず、セラミックは、温度伝導率が金属に比べ２．６倍
であり、乾燥機の熱効率を約８％上げることができる。

小型の試験装置で行なった、処理能力の試験結果を、表
１に示す。処理能力の限界値は、生成粉体の含′水率が
、１０ｗｔ％を起えた場合とし１５ｗｔ％のイｌ１ＩＬ
酸すトリウム水溶液を用いて行なった。

表１　通気ボール型乾燥機の処理能力 また、セラミックは、耐摩性に秀れさらに、重量が軽い
為乾燥機の摩耗、及び、ボール流動の駆動力の出力を小
さくすることが可能である。

原子力発電所等から発生する廃莱物を、乾燥粉体化処理
する場ばの具体的実施例について、以下詳細に説明する
。

放射性廃棄物を取扱う場合には、系内を密閉構造にし、
かつ、閉サイクルとして運転することが好寸しい。

第１図に乾燥機本体の１１４造を示す。

乾燥機は外側に熱風ジャケットを治し、さらに、内部に
、熱風吹き出し用のヘッダーを有している。

熱風は、ジャケット経由し乾燥機内の熱風ヘッダーより
乾燥機内へ吹き出し、乾燥機内のボールと順次接触しな
がら上昇し排気口より排出される。

また熱風の一部は、乾燥粉体化した廃棄物を同伴して、
粉体排出口からも出る。また、この様に連続的に、乾燥
粉体を排出するのでなく粉体排出口に、弁を取り付けて
、バッチことに排出する方法も可能である。

乾燥機の底部は、円すい底となっており、この上部に、
格子状の乾燥機底板が取＋Ｊけである。つまり、生成し
た粉体は、この格子状の乾燥機底板をぬけて、乾燥機の
底部に達する構造となっている。

また、乾燥機内部の中央（ｌこは、熱媒のボール全流動
Ｈｓせるスクリューコンベ゛γ−があり、このスクリュ
ーコンベアーにより、乾燥イ・−ｑの下部の熱媒ボール
を乾燥機上部へ移動させる。これにより、熱〃■ボール
は、乾燥機中央部のスクリューコンヘアーでｌｆ−し、
次いで、スクリューコンヘアーヨり乾燥機周辺部へ移動
し、コンベアーで乾燥機下部より上部へ吸い上げられた
分Ｊ＠次沈降し、乾燥機内を対流する。

一方、廃棄物は、廃棄物入１」の配管を経由して乾燥機
内に入り、順次沈降していく、熱媒ボール上に散布され
、熱媒ボールの表面に付着する。廃棄物の付着したボー
ルは、順次沈降しながら、乾燥機の底部にある熱風ヘッ
ダーより供給これる熱風と向流接触し、付着したＩ＞’
ｉ６４ｔｊ物の水分を蒸発させて行く。また、熱媒ボー
ルが互いに接触移動していく過程で廃棄物は、圧縮・破
砕されて、粒径が細かくなるという効果もある。ＰｆＩ
３葉物の粒径が細かくなるということは、蒸発面積が増
加し、乾燥上有利となる。そして、十分乾燥した廃棄物
は、熱媒ボールの移動に伴うボール同志の接触等により
、はく峙し、乾燥機底板全経由して乾燥機底部に達し、
粉体排出口より排出σ７Ｌる。また、この様に連続的に
］Ｊ［出し冷−くても、ｆ９「定ｈ１屹燥機底部に溜ま
ってから排出することも”Ｊ能である。

定期的な点検時には、粉体排出口を閉じて洗浄水注水ラ
インより洗浄水を注入し熱媒ボール全体を洗浄水で満た
し、前述の如く運転を行ない、乾燥機内に何着している
廃棄物を洗浄し、洗浄後洗浄水け、粉体排出口を経由し
て、洗浄水受タンクへ１回収される。

次いで、乾燥粉本化／ステムについて説明する。

第２図にシステムの概要を示す。

乾燥粉体化システムは、主費構成機器として乾燥機、復
水機、循現ブロワー９加熱器、及び圧力調整装置より構
成される。

葦だ、本システムはｈ（対性の物１Ｇを扱う為、上述の
各機器は基本的には、密封構造とし、定常運転時には、
システム内、特に、ｌｉ／１．燥粉体取扱い領域を弱負
圧とすることとし、この系内の圧力調整は、圧力を彫整
装置にて行ない、この圧力ーＩ４整は、系内の圧力を順
次測定して制御する。

このイ＋に系内を弱負圧に保持することにより、装置〜
より外部への放射性物質の飛散を防ぐことが可能となる
。特に粉体を取扱う場合には、系内を弱負圧にし、粉体
の外部への飛散を防ぐ必要がある。

また、この様に完全閉サイクルとする場合には熱源とし
ては、電気ヒーターを利用するのが合理的である。

次にシステムの機能についＣの概要を説明する。

まず、熱風は、循環ブロワ−からの熱媒空気は電気ヒー
ターにて約１５０〜２（１０Ｃ′ｙ！で加熱されて、乾
燥機内へ入る。乾燥機内で、熱媒ボールと順次向流接触
し熱媒ボールに付着した廃棄物より水分を奪い、乾燥機
上部の排気口Ｊ、り排出される。この除、熱風に同伴し
た微、ＮＩＩなバ＆棄物粉体は、乾燥機上部の未乾燥の
熱媒ボールと接融した際に、捕捉され、乾燥機外へ同伴
される粉体量が低減される。

乾燥機より排出された熱風（熱媒空気）は、掬水器へ導
ひかれる。ここでは、熱風が同伴した水分を凝縮ζせて
回収する。回収きれた水分は、再度濃縮処理され、肖利
用される。約２０〜３５ｔ？に冷却された熱媒空気は、
デミスタ−にて水分を除却した後、再度ブロワ−を経由
してリサイクルされる。

一方、廃棄物は、廃棄物供給タンクより、供給ポンプを
介して、所定鍛乾燥機に供給される。

また、定常運転時の系内の圧力は、圧力調整装置により
調整される。乾燥粉体の回収は、乾燥機下部の粉体排出
口よりサクロン、及びブロワ−をかいして、連続的に回
収さｈる。

乾燥機の洗浄の際には、粉体排出口の３方弁を閉じて、
洗浄水注水ラインより洗浄水を注入し、乾燥機内を洗浄
水で満たした後、スクリューコンベアーを作動源せ、熱
媒ボールを流動させて洗浄する。洗浄操作終了後は、３
方弁を洗浄水受タンクへの配管へ接続し、洗浄水を排出
する。

洗浄水を十分排出後、乾燥機の無負荷運転により乾燥機
内を乾燥させる。３方弁を閉じ、乾燥機へ熱風を供給し
、さらにスクリューエレベータ−にて、熱媒ボールを流
動づせる。

乾燥機より排出される熱風に同伴されるミスト及び微粉
末が多い場合には、乾燥機と復水器との間に、ミストセ
パレーターを設置し、イリ水器よりの〒９水と乾燥機よ
り排出された熱風とを気液接触させて同伴ミスト等を除
却することも可能でありこれにより、復水器側へのｈｖ
射・目ミ物貿の移行量を、大幅に低減可能である。この
場合の／ステムを第３図に示した。

第３図において、乾燥機から出た熱風は、ミストセパレ
ーターにて、復水器よりの凝縮水と気液接触し同伴ミス
トを除却し、１壇水にｇへ入り水分を除却した麦、再度
、フロター・加熱機を経由して乾□卑機に入るようＶ（
、なっている。

また、前記第２図において、乾燥機から出た、熱風は復
水・綿にて、水分を除却した後、循環ブロワ−１加熱機
ｆ：経由して、乾燥４＆に入るよりになっている。

〔発明の効果〕

本発明の効果を以下に箇条書で示す。

（１）　ｓｂ／ｌ嗅ボールとしてセラミックス製ボール
を１史用することによ（ハ耐久１生向上、熱効率向上及
び設備重量の蛯計化を７５−１’　にとができる。

（２）　乾燥イ侵の処理能力が大きい為小型化でき、シ
ステム全体をコンパクト化できる。

（３）　乾燥処理システムを閉サイクルとし、系内金弱
負圧に保持することにより、放射性物質の系外への飛散
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乾燥機本体構造の一実施例を示す概略
断面図である。 １・・・電動機、２・・・ティストリビューター、３・
・・洗浄水スプレー・ノズル、４・・・廃棄物供給ライ
ン、５・・、スクリューコンベヤー、６・・・ｋＡ　Ｉ
（Ｌヘラター、７・・３方弁、８・・・乾燥機底板、９
・・・熱媒ボール。 第２し１は本発明の乾燥処理システムフローの一例を示
す系ａ　［：′Ｊ、ｌである。 １・・・廃棄物供給タンク、２・・・供給ボング、３・
・・乾燥機、４・・・復水器、５・・・デミスタ−５６
・・・圧力調整装１汽、７・・・フィルター、８・・ｆ
盾環）゛ロワー、９・・・加１ｉＡ４幾（ヒーター）、
１０・・・フロター、１１・・・サイクロン、１２・・
・３方弁。 第３図は乾燥処理システムフローの他の例を示す系統間
である。 １・・・廃棄物供給タンク、２・・・供給ポンプ、３・
・・乾燥機、４・・・復水器、５・・・テミスター、６
・・・圧力調整ａｌｌ、７・・・フィルター、８・・・
循環ブロワ−５９・・・加Ｍｉ；ｌヒーター）、１０・
・・フロター、１１・・・サイクロン、１２・・・３方
９Ｖ　％　１３・・・ミストセパレ躬　１　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射性廃棄物の乾燥処理において、流動する熱媒ボ
   ール表面に、廃棄物を付着させボールと、熱風等の熱媒
   体を接触させて乾燥六せる方法で、熱媒ボールとしてセ
   ラミックボールを使用することを釣機とする放射性廃棄
   物の乾燥処理方法。 ２、乾燥機とイ夏水器、加熱源及びフロワーを閉サイク
   ルとすることを特徴とする４’Ｊ’　＋＋Ｔ　Ｍ請求の
   範囲第１項記載の放射性廃棄物の乾燥処理方法。 ３、乾燥険、復水器、加熱器及びブロワ−の閉サイクル
   内を弱負圧に保持する為の圧力調整装置＾を有すること
   を′ト９徴とする特許請求の範囲第２項記載の放射性１
   錆擬物の乾燥処理方法。 ４、乾燥機と矢水器の間にミスト七バレーターを股部し
   、前記乾燥機以降の様器へ放射性廃棄物が移行するのを
   防止することを′［４徴とする％杵請求の範囲第２項記
   載の放射性廃棄物の乾燥処理方法。