JPH1164589A - 中・低準位放射性廃棄物の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機性ガスを油分形態として回収して使用でき
るようにする中・低準位放射性廃棄物の処理装置を提供
すること。 【解決手段】本発明の処理装置は、粉砕機を通じて粉砕
された可燃性廃棄物を低温溶融させる溶融槽と、前記溶
融槽から溶融された廃棄物を、低温で還元反応によって
油分形態の液化性物質を蒸発及び凝縮過程を通じて分離
させる熱分解炉と、前記熱分解炉の残存物を脱炭させて
ガラス化可能な前処理工程を完了する脱炭機と、前記溶
融槽及び熱分解炉から発生された酸性有毒ガスを中和さ
せる中和塔と、前記熱分解炉から発生される分解ガスと
燃焼排気ガスを触媒により液体有機物である硬質油分に
作る触媒塔と、前記触媒塔で液化されなかったガス成分
を温度によって凝縮させる凝縮機とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所で中・
低準位放射性廃棄物として分類されている可燃性廃棄物
の処理に関し、特に、可燃性廃棄物を低温熱分解及び脱
炭工程により処理してガラス化させ、また、可燃性廃棄
物の溶融過程で発生されるオフガス（ｏｆｆｇａｓ）を
最小化させる一方、これを浄化させて放射性物質が大気
に放出されることを防止するのは勿論、有機性ガスを油
分形態で回収して使用できるようにする中・低準位放射
性廃棄物の処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】中・低準位放射性廃棄物とは、原子炉の
運転・補修などに使用された機構・手袋・上靴・塵紙・
雑巾・防護服・ＰＶＣシート・除染紙・廃樹脂（例え
ば、イオン交換樹脂）・スラッジなど他の可燃性廃棄物
（以下で、可燃性廃棄物という）などで、これら放射性
廃棄物は放射能が漏出されないように処理した後、核廃
棄物貯蔵施設に保管される。

【０００３】最近、韓国の９個原子力発電所から出てく
る中・低準位放射性廃棄物は年間約６００ドラム（２０
０ｌ入り基準）（１９９６．１．１４日付中央日報科学
技術部分で抜粋）が発生されているという。このように
発生される放射能廃棄物のうち、可燃性廃棄物の場合に
は嵩減少と同時に積み滞りの解消のために焼却処理方
式、あるいはプラズマ処理による超高温熱分解方式を用
いて燃焼された灰（ａｓｈ）を作ってガラス化し、処理
している。

【０００４】ところが、上記のように焼却処理時発生さ
れる多量の排気ガス排出と、プラズマ処理時高温による
放射性核種の過多揮発などが発生される問題点を持つよ
うになる。

【０００５】即ち、高準位放射性廃棄物は核燃料灰処理
工程で有効成分を分離回収する過程の中で液状形態の廃
棄物が発生することになるが、このような高準位廃棄物
は蒸発及び可塑によって酸化物形態の乾燥粉末状に転換
されて、これをガラスと混合して溶融するためガラス化
処理が容易な反面に、中・低準位廃棄物として分類され
る可燃性廃棄物などは多様な化学組成から構成されてお
り、これらを焼却して灰に作る過程で多量の燃焼空気と
それによる排気ガスの排出が発生され、この排出ガスは
揮発性放射性物質と微粒子形態の核種が含有されてお
り、大気中に放出されることを防止するのにたくさんの
隘路点が発生されている。

【０００６】言い換えれば、放射性物質が主に微粒子状
に存在して周囲の気流による拡散程度が大きく発生する
ことができ、大気中に放出される場合人体に致命的な影
響を及ぼすので２次廃棄物放出を極小化させるためには
極めて厳格で複雑な濾過装置を必要としている。これに
よる排気ガスの側面からみる時、可燃性廃棄物を焼却炉
で処理時ガラスと不相溶性である炭素を除去するために
超高温（約１３００℃）セラミックスフィルタを使用し
なければならず、多量の排気ガスを濾過させるためには
多いセラミックスフィルタを使用しなければならないの
で廃棄物処理に必要な工程設備の複雑化と共に維持費が
高く所要される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術の問題点を解決するために創案されたものであ
って、その目的は放射性廃棄物を低温熱分解によって排
気ガスの発生量を大きく減らして濾過工程を最小化させ
ることにより放射性廃棄物の処理に必要な工程設備を簡
単にし、また有機性ガスを改質された液状油分形態で回
収して廃棄物の処理に効率性を高め、一方、熱分解され
た残存物を脱炭工程で炭素を完全に除去させてガラス化
時核種の浸出を防止して安全に保管できるようにする中
・低準位放射性廃棄物の処理装置を提供するものであ
る。

【０００８】上記の目的を具現するための本発明は粉砕
機を通じて粉砕された可燃性廃棄物を低温溶融させる溶
融槽と；前記溶融槽から溶融された廃棄物を、低温で還
元反応によって油分形態の液化性物質を蒸発及び凝縮過
程を通じて分離させる熱分解炉と；前記熱分解炉の残存
物を脱炭させてガラス化可能な前処理工程を完了する脱
炭機と；前記溶融槽及び熱分解炉から発生された酸性有
毒ガスを中和させる中和塔と；前記熱分解炉から発生さ
れる分解ガスと燃焼廃棄ガスを触媒により液体有機物で
ある硬質油分に作る触媒塔と；前記触媒塔で液化されな
かったガス成分を温度によって凝縮させる凝縮機とから
構成されることを特徴とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下で、本発明の望まし
い実施例を添付された図面により詳細に説明する。

【００１０】添付された図面は本発明の中・低準位放射
性廃棄物処理装置の全体構成図を図示したものであり、
図面符号１０は可燃性廃棄物１００があるホッパーを図
示したものである。

【００１１】上記ホッパー１０にある可燃性廃棄物１０
０などは先に説明したように原子炉の運転・補修などに
使用された機構・手袋・上靴・塵紙・雑巾・防護服・Ｐ
ＶＣシート・除染紙・廃樹脂（例えば、イオン交換樹
脂）・スラッジなどがその例である。

【００１２】上記のようにホッパー１０にある可燃性廃
棄物１００などはまず粉砕機１２により溶融に有利なよ
うに細かく粉砕される。以後、粉砕された可燃性廃棄物
１００はコンベヤー１４とスクリュー供給機１６を通じ
て低温溶融槽１８に投入されて溶融される。この時、溶
融槽１８で可燃性廃棄物１００が溶融されながら発生さ
れる酸性有毒ガス（例えば、塩化水素ガス（Ｈｃｌ））
（１９）は中和塔２０に送られることになり、循環水槽
２１にある苛性ソーダ（ＮａＯＨ）溶液が上記中和塔２
０にスプレーされて有毒ガスを中和させて排水処理され
る。

【００１３】上記で可燃性廃棄物１００を溶融させる溶
融槽１８の内部温度が必要以上に高ければ可燃性廃棄物
の溶融時発生される有毒ガスの発生量が大きく増加され
るので、その温度条件を可燃性廃棄物１００が溶融可能
な温度とするが、１５０〜３００℃の低い温度条件にし
て有毒ガスの発生量を大きく減らすのが望ましい。

【００１４】上記溶融槽１８で低温溶融された廃棄物は
低温熱分解炉２２へ移送され、廃棄物は熱分解炉２２の
内部温度３００〜４５０℃の低温条件で還元反応によっ
て溶融と熱分解が同時になされて油分形態の液化性物質
を蒸発及び凝縮過程を通じて分離し、ここで発生される
酸性有毒ガス（例えば、塩化水素ガスなど）は中和塔
（２０）を通じて中和させて排水処理させる。

【００１５】上記で重要なのは可燃性廃棄物１００内に
含有されている核種などの中で４００℃以上で昇華され
やすい物質などが４００℃未満の低温熱分解及び溶融条
件によって揮発を最小化することができ、また、可燃性
廃棄物１００を単純焼却処理して多量の排気ガスを排出
させることではなく、油分形態として回収することであ
る。

【００１６】そして、上記熱分解炉２２から分離された
残存物は脱炭機２４へ移送されて脱炭機２４を通じて完
全で良質のガラス化可能な前処理工程が完了される。

【００１７】上記脱炭機２４は熱分解炉２２で分離され
た黒色残存物を白色灰分と転換させる脱炭（ｃａｒｂｏ
ｎｃｌｅａｎｉｎｇ）工程がなされることであり、この
ような脱炭工程をしなければならない目的は、ガラスは
金属及び無機酸化物形態として存在する時構造的に安定
し、ガラスの中に炭素成分が含入される場合、炭素は相
溶性が全くないので完全に分離された相として存在して
放射性核種が浸出される危険性を持つようになる。これ
によりガラス化において炭素を完全に除去して初めて安
定したガラス固化体を得ることができるようになる。

【００１８】上記のように脱炭機２４を通じて白色灰分
で精製された灰は通常的にガラス貯蔵タンク２６にある
ガラス粉と混合装置２８で混合されてスクリュー供給機
３０を通じてガラス化炉（Ｖｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
Ｍｅｌｔｅｒ（３２））へ送られてガラス化炉３２で溶
融処理後容器に入れて固化させ、容器を密封し、放射能
の汚染を除去する除染段階及び検査段階などを経て最終
的に保管倉庫３４に貯蔵するようになる。このようによ
く精製された灰をすべての核種が濃縮された状態になっ
てガラス粉と混合して溶融固化させることにより自然条
件により浸出されず、永久保管の安全性と共に嵩の減少
が約１／１００に大幅減ることになって貯蔵能力を大き
く拡大させることができるようになる。

【００１９】一方、上記熱分解炉２２から発生される分
解ガス３５と燃焼排気ガス３７は触媒塔３６に送くられ
て触媒によって液体有機物である硬質油分を作って凝縮
機３８に送り、これと同時に上記凝縮機３８では上記触
媒塔３６で液化されなかったガス成分を温度によって凝
縮させて油分を回収用槽４０へ共に送る。そして、上記
凝縮機３８及び中和塔２０から発生される非凝縮ガス４
２は回収されて熱分解炉２２の供給ガスとして使用さ
れ、上記回収用槽４０に貯蔵されている硬質油分も熱分
解炉２２及び溶融槽１８の供給ガスとして使用される。

【００２０】図面で、符号４４は排気ガスであって、排
気ガス処理装置４６を通じて処理して大気に放出させ
る。上記の排気ガス処理装置４６は排気ガスの発生量が
極めて少ないため超高性能フィルタ（ｈｅｐａｆｉｌｔ
ｅｒ）（図示せず）だけを使用しても充分に浄化されて
排気装置の簡単化を実現する効果を有する。

【００２１】図面のうち、未説明符号４８は温水槽であ
って、溶水を凝縮機３８へ供給回収する役割をする。そ
して、未説明符号Ｐは各ラインをポンピングする装置を
例示したものである。

【００２２】

【発明の効果】以上で説明したように本発明は低温熱分
解及び脱炭工程によって可燃性放射性廃棄物を処理する
ことにより排気ガスの発生量を大きく減らして工程設備
を簡単にする利点と共に、熱分解された残存物に含有さ
れた炭素を除去させてガラス化時核種の浸出を防止して
保管の安定性を高め、有機性ガスを改質された液状油分
として回収してこれを排気物処理に使用することにより
効率性を高める利点を有することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中・低準位放射性廃棄物処理装置の全
体構成図。

【符号の説明】

１０：ホッパー １２：粉砕機 １４：コンベヤー １６、３０：スクリ
ュー供給機 １８：溶融槽 １９：酸性有毒ガス ２０：中和塔 ２１：循環水槽 ２２：熱分解炉 ２４：脱炭機 ２６：ガラス貯蔵タンク ２８：混合装置 ３２：ガラス化炉 ３４：保管倉庫 ３５：分解ガス ３６：触媒塔 ３７：燃焼排気ガス ３８：凝縮機 ４０：回収用槽 ４２：非凝縮ガス ４４：排気ガス ４６：排気ガス処理
装置 ４８：温水槽 １００：可燃性廃棄
物 Ｐ：ポンピング装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉砕機１２を通じて粉砕された可燃性廃
   棄物１００を低温溶融させる溶融槽１８と；前記溶融槽
   １８から溶融された廃棄物を、低温で還元反応によって
   油分形態の液化性物質を蒸発及び凝縮過程を通じて分離
   させる熱分解炉２２と；前記熱分解炉２２の残存物を脱
   炭させてガラス化可能な前処理工程を完了する脱炭機２
   ４と；前記溶融槽１８及び熱分解炉２２から発生された
   酸性有毒ガスを中和させる中和塔２０と；前記熱分解炉
   ２２から発生される分解ガスと燃焼排気ガスを触媒によ
   り液体有機物である硬質油分で作る触媒塔３６と；前記
   触媒塔３６で液化されなかったガス成分を温度によって
   凝縮させる凝縮機３８とから構成されたことを特徴とす
   る中・低準位放射性廃棄物の処理装置。
2. 【請求項２】 前記溶融炉１８の内部温度は１５０〜３
   ００℃の範囲にすることを特徴とする請求項１記載の中
   ・低準位放射性廃棄物の処理装置。
3. 【請求項３】 前記熱溶融炉２２の内部温度は３００〜
   ４５０℃の範囲にすることを特徴とする中・低準位放射
   性廃棄物の処理装置。