JP7010098B2 - Storage treatment equipment and storage treatment method for radioactive material-containing fly ash - Google Patents
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Description
本発明は、放射性物質を含む可燃性廃棄物の焼却炉から排出される放射性物質含有飛灰の保管処理装置および保管処理方法に関する。 The present invention relates to a storage treatment device and a storage treatment method for radioactive substance-containing fly ash discharged from an incinerator of combustible waste containing radioactive substances.
放射性物質を含む可燃性廃棄物を、ストーカ炉、キルン炉あるいは流動床炉などの焼却炉を用いて焼却すると、放射性物質を含む主灰と飛灰が発生する。飛灰は主灰にくらべ放射性物質濃度が高いため、保管容器に入れて保管される。 When combustible waste containing radioactive substances is incinerated using an incinerator such as a stoker furnace, a kiln furnace, or a fluidized bed furnace, main ash and flying ash containing radioactive substances are generated. Fly ash has a higher concentration of radioactive substances than main ash, so it is stored in a storage container.
放射性物質を含有する廃棄物を保管する容器としては、一般にドラム缶が用いられる。ドラム缶では、放射性廃棄物が放射線分解により有害なガスを発生し、ドラム缶内での内圧が上昇して破損が生ずることがある。 A drum can is generally used as a container for storing waste containing radioactive substances. In drums, radioactive waste generates harmful gas due to radiolysis, and the internal pressure inside the drums rises, which may cause damage.
そこで、特許文献1では、放射性廃棄物から発生するガスを放出させて破損を防止するドラム缶を保管容器として提案している。
Therefore,
特許文献1のドラム缶は、ドラム缶本体に被せる蓋に開口部を設けるとともに、該蓋の内面に開口部へ向う傾斜部を形成し、かつ開口部にフィルタを取り付けることとしている。このような構造のもとで、ドラム缶内でガスが発生しても該ガスは上記傾斜部で開口部へ向け導かれフィルタを経て外部へ放出される。その際、廃棄物の粉塵などは上記フィルタで捕捉されてガスのみが放出される。
In the drum can of
一方、金属アルミニウムを含む廃棄物の焼却灰に含まれている金属アルミニウムと水とが反応して水素ガスを生ずることが非特許文献1にて報告されている。保管容器に保管されている飛灰が反応して水素ガスが生ずると、容器内の内圧を上昇させる原因となる。
On the other hand, it is reported in Non-Patent
したがって、放射性物質を含む可燃性廃棄物の焼却炉から排出され保管容器で保管されている放射性物質含有飛灰に金属アルミニウムが含まれている場合には、金属アルミニウムと水分が反応して水素ガスが発生することがあるので、保管容器が密閉型であると、保管中に水素ガスが発生して保管容器内の内圧上昇により保管容器が膨張して破損し、放射性物質を含む飛灰が周囲に漏出するという問題が生じる虞れがある。 Therefore, if metallic aluminum is contained in the radioactive substance-containing flying ash discharged from the incinerator of combustible waste containing radioactive substances and stored in the storage container, the metallic aluminum reacts with water and hydrogen gas. If the storage container is a closed type, hydrogen gas is generated during storage and the internal pressure inside the storage container rises, causing the storage container to expand and break, and flying ash containing radioactive substances is around. There is a risk of leaking to the gas.
このような問題がある現状において、放射性物質を含む廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を収容する容器について、水素ガス発生の可能性を考慮し、水素ガス発生の有無を把握して適切に保管処理する保管処理技術はいまだ確立されていない。 In the current situation where there is such a problem, it is appropriate to consider the possibility of hydrogen gas generation for the container that houses the fly ash generated when waste containing radioactive substances is incinerated, and to grasp the presence or absence of hydrogen gas generation. The storage processing technology for storage processing has not yet been established.
本発明は、かかる事情に鑑み、放射性物質を含む飛灰を保管する際に、水素ガス発生の虞れの有無を短時間で精度よく判定し、水素ガス発生の有無に対応して適切に保管処理することができる保管処理装置および保管処理方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention accurately determines in a short time whether or not there is a risk of hydrogen gas generation when storing fly ash containing radioactive substances, and appropriately stores the fly ash according to the presence or absence of hydrogen gas generation. An object of the present invention is to provide a storage processing apparatus and a storage processing method capable of processing.
上述した課題は、本発明によれば、次のように構成される、放射性物質含有飛灰の保管処理装置、保管処理方法、保管容器によって解決される。 According to the present invention, the above-mentioned problems are solved by a storage treatment device for radioactive substance-containing fly ash, a storage treatment method, and a storage container, which are configured as follows.
<保管処理装置>
放射性物質を含む可燃性廃棄物の焼却炉から排出され放射性物質を含有する飛灰を該飛灰の保管に先立ち前処理する飛灰前処理装置と、前処理後の飛灰を保管する飛灰保管装置とを有し、
飛灰前処理装置は、飛灰を貯留する灰貯槽と、該灰貯槽から飛灰の一部を受け、飛灰中の金属アルミニウムと反応する反応剤を該飛灰に添加して水素ガス発生の有無を判定する水素ガス発生判定装置を有し、
飛灰保管装置は、水素ガス発生判定装置で水素ガスの発生がないと判定された飛灰を保管する密閉型保管容器と、水素ガス発生判定装置で水素ガスが発生したと判定された飛灰を保管する通気型保管容器とを備え、
通気型保管容器は、飛灰を収容するプラスチック層をもつ内側収容部と該内側収容部を収める金属製の外側収容部との二重構造となっているとともに、水素ガスの通気を許容する通気口を有している、
ことを特徴とする放射性物質含有飛灰の保管処理装置。
<Storage processing equipment>
A fly ash pretreatment device that pre-treats the fly ash that is discharged from the incinerator of combustible waste containing radioactive substances and contains the radioactive substances prior to the storage of the fly ash, and the fly ash that stores the fly ash after the pretreatment. Has a storage device and
The fly ash pretreatment device receives a part of the fly ash from the fly ash storage tank and the fly ash, and adds a reactant that reacts with the metallic aluminum in the fly ash to the fly ash to generate hydrogen gas. It has a hydrogen gas generation determination device that determines the presence or absence of
The fly ash storage device is a closed storage container that stores the fly ash that is determined not to generate hydrogen gas by the hydrogen gas generation determination device, and the fly ash that is determined to have generated hydrogen gas by the hydrogen gas generation determination device. Equipped with a ventilated storage container to store
The ventilation type storage container has a double structure of an inner storage part having a plastic layer for storing fly ash and a metal outer storage part for storing the inner storage part, and also allows ventilation of hydrogen gas. Have a mouth,
A storage treatment device for fly ash containing radioactive substances.
かかる構成の本発明において、通気型保管容器は、内側収容部が通気口付きのプラスチック容器で、外側収容部が通気口付の金属容器であるようにすることができる。 In the present invention having such a configuration, the ventilated storage container may be a plastic container having an inner accommodating portion with a vent and a metal container having an outer accommodating portion having a vent.
また、本発明において、通気型保管容器は、外側収容部としての金属容器の内面に内側収容部としてのプラスチック塗覆装が施されているようにすることもできる。 Further, in the present invention, in the ventilated storage container, the inner surface of the metal container as the outer accommodating portion may be covered with a plastic coating as the inner accommodating portion.
<保管処理方法>
放射性物質を含む可燃性廃棄物の焼却炉から排出され放射性物質を含有する飛灰を該飛灰の保管に先立ち前処理する飛灰前処理工程と、前処理工程後の飛灰を保管する飛灰保管工程とを有し、
飛灰前処理工程は、飛灰を灰貯槽に貯留する灰貯留工程と、該灰貯槽から飛灰の一部を受け、飛灰中の金属アルミニウムと反応する反応剤を該飛灰に添加して水素ガス発生の有無を判定する水素ガス発生判定工程を有し、
飛灰保管工程では、水素ガス発生判定工程で水素ガスの発生がないと判定された場合に該飛灰を密閉型保管容器に保管し、水素ガス発生判定工程で水素ガスが発生したと判定された場合に該飛灰を通気型保管容器に保管し、
通気型保管容器は、飛灰を収容するプラスチック層をもつ内側収容部と該内側収容部を収める金属製の外側収容部との二重構造となっているとともに、水素ガスの通気を許容する通気口を有していて、飛灰保管工程では、水素ガスを通気型保管容器の通気口から容器外に放出することを特徴とする放射性物質含有飛灰の保管処理方法。
<Storage processing method>
A fly ash pretreatment step in which fly ash discharged from an incinerator of combustible waste containing radioactive substances is pretreated prior to storage of the fly ash, and a fly ash in which the fly ash after the pretreatment step is stored. Has an ash storage process
The fly ash pretreatment step is an ash storage step of storing the fly ash in an ash storage tank, and a reactant that receives a part of the fly ash from the fly ash and reacts with metallic aluminum in the fly ash is added to the fly ash. Has a hydrogen gas generation determination step to determine the presence or absence of hydrogen gas generation.
In the fly ash storage step, when it is determined that no hydrogen gas is generated in the hydrogen gas generation determination step, the fly ash is stored in a closed storage container, and it is determined that hydrogen gas is generated in the hydrogen gas generation determination step. If so, store the fly ash in a ventilated storage container.
The aerated storage container has a double structure of an inner accommodating portion having a plastic layer for accommodating fly ash and a metal outer accommodating portion accommodating the inner accommodating portion, and also allows aeration of hydrogen gas. A method for storing and treating radioactive substance-containing fly ash, which has a mouth and discharges hydrogen gas from the vent of a ventilated storage container to the outside of the container in the fly ash storage step.
本発明において、添加剤をアルカリ溶液とすることができる。 In the present invention, the additive can be an alkaline solution.
本発明において、通気型保管容器は、内側収容部が通気口付きのプラスチック容器で、外側収容部が通気口付の金属容器であり、飛灰保管工程で、水素ガスを内側収容部の通気口、外側収容部の通気口を順次経て容器外に放出することができる。 In the present invention, the vented storage container is a plastic container having an inner accommodating portion having a vent, and a metal container having an outer accommodating portion having a vent. , Can be discharged to the outside of the container through the vents of the outer accommodating portion in sequence.
本発明において、通気型保管容器は、外側収容部としての金属容器の内面に内側収容部としてのプラスチック塗覆装が施されているようにすることができる。 In the present invention, the ventilated storage container can be such that the inner surface of the metal container as the outer accommodating portion is covered with a plastic coating as the inner accommodating portion.
<保管容器>
放射性物質を含む可燃性廃棄物の焼却炉から排出され放射性物質を含有する飛灰を保管する飛灰保管容器であって、
飛灰保管容器は、飛灰を収容するプラスチック層をもつ内側収容部と該内側収容部を収める金属製の外側収容部との二重構造となっているとともに、水素ガスの通気を許容する通気口を有している通気型保管容器である、
ことを特徴とする放射性物質含有飛灰の保管容器。
<Storage container>
A fly ash storage container that stores fly ash that is discharged from an incinerator of combustible waste containing radioactive substances and contains radioactive substances.
The fly ash storage container has a double structure of an inner accommodating portion having a plastic layer for accommodating fly ash and a metal outer accommodating portion accommodating the inner accommodating portion, and also allows aeration of hydrogen gas. A ventilated storage container with a mouth,
A storage container for fly ash containing radioactive substances.
本発明において、通気型保管容器は、内側収容部が通気口付きのプラスチック容器で、外側収容部が通気口付の金属容器であるようにすることができる。 In the present invention, the ventilated storage container can be such that the inner storage portion is a plastic container with a vent and the outer storage portion is a metal container with a vent.
本発明において、通気型保管容器は、外側収容部としての金属容器の内面に内側収容部としてのプラスチック塗覆装が施されているようにすることもできる。 In the present invention, the ventilated storage container may be provided with a plastic coating as an inner storage portion on the inner surface of the metal container as the outer storage portion.
<作動原理>
本発明の保管処理装置、保管処理方法においては、灰貯槽の飛灰は、その一部が採取されて水素ガス発生判定装置へもたらされ、該水素ガス発生判定装置で、反応剤が添加されて、水素ガスが発生しているかどうかが判定される。水素ガスの発生がないと判定されたときには、灰貯槽の飛灰は、通常の密閉型保管容器に保管され、水素ガスが発生していると判定されたときには、通気型保管容器に保管される。反応剤としては、例えば、水酸化カルシウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液又は酸溶液を用いる。
<Principle of operation>
In the storage treatment device and storage treatment method of the present invention, a part of the fly ash in the ash storage tank is collected and brought to the hydrogen gas generation determination device, and the reaction agent is added in the hydrogen gas generation determination device. Therefore, it is determined whether or not hydrogen gas is generated. When it is determined that no hydrogen gas is generated, the fly ash in the ash storage tank is stored in a normal closed storage container, and when it is determined that hydrogen gas is generated, it is stored in a ventilated storage container. .. As the reactant, for example, an alkaline solution such as an aqueous solution of calcium hydroxide or an aqueous solution of sodium hydroxide or an acid solution is used.
かかる通気型保管容器により保管された飛灰は、本発明の保管処理装置、保管処理方法、保管容器において、プラスチック層をもつ内側収容部内に収容されているので飛灰や水分の漏出が防止され、さらに上記内側収容部が金属製の外側収容部により保護されるとともに、飛灰中の金属アルミニウムが該飛灰中の水分と反応して水素ガスが発生すると、該水素ガスは通気型保管容器の通気口から外部へ放出されるので、保管容器内の内圧が上昇することなく、保管容器の破損の危険性がない。 Since the flying ash stored in such a ventilation type storage container is stored in the inner storage portion having a plastic layer in the storage processing device, the storage processing method, and the storage container of the present invention, leakage of flying ash and moisture is prevented. Further, when the inner accommodating portion is protected by the metal outer accommodating portion and the metallic aluminum in the flying ash reacts with the moisture in the flying ash to generate hydrogen gas, the hydrogen gas is released into a ventilated storage container. Since it is discharged to the outside from the vent of the storage container, the internal pressure inside the storage container does not increase and there is no risk of damage to the storage container.
以上のように、本発明の保管処理装置、保管処理方法では、貯灰槽内の飛灰について、その一部を採取して反応剤を用いて水素ガス発生の有無を判定し、水素ガス発生がない飛灰を通常の密閉型保管容器に保管することとし、水素ガス発生がある飛灰のみを本発明の通気口をもつ通気型保管容器に保管すればよく、保管容器の破損の危険性を回避して保管における安全性を確保できるとともに、通常の密閉型保管容器に対し、高コストとなる通気型保管容器の使用数を抑制できる。 As described above, in the storage treatment apparatus and storage treatment method of the present invention, a part of the flying ash in the ash storage tank is sampled and a reaction agent is used to determine whether or not hydrogen gas is generated, and hydrogen gas is generated. It is decided to store the flying ash without hydrogen gas in a normal closed storage container, and only the flying ash with hydrogen gas generation needs to be stored in the ventilation type storage container having the vent of the present invention, and there is a risk of damage to the storage container. In addition to ensuring safety in storage, it is possible to reduce the number of ventilated storage containers that are expensive compared to ordinary closed storage containers.
本発明の保管処理装置および保管処理方法において、保管容器はプラスチック層をもつ内側収容部と金属製の外側収容部とを有しているので、内側収容部で飛灰や水分の漏出を防止し、外側収容部で内側収容部の破損に対する保護を図れる結果、保管における安全性を確実に得ることができる。 In the storage treatment apparatus and storage treatment method of the present invention, since the storage container has an inner storage portion having a plastic layer and an outer storage portion made of metal, fly ash and moisture leak from the inner storage portion. As a result of preventing damage to the inner accommodating portion in the outer accommodating portion, safety in storage can be surely obtained.
以下、添付図面にもとづき、本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の一実施形態装置として図1に示される放射性物質含有飛灰の保管処理装置は、飛灰前処理装置Iと飛灰保管装置IIとを有しており、飛灰前処理装置Iは、放射性物質含有の廃棄物を焼却炉1で焼却して排出された排ガスから集塵した飛灰を受け、これを前処理して飛灰保管装置IIへ受け渡すように構成されている。
The fly ash storage treatment device for radioactive substances shown in FIG. 1 as an apparatus according to an embodiment of the present invention includes a fly ash pretreatment device I and a fly ash storage device II, and the fly ash pretreatment device I is a fly ash pretreatment device I. The fly ash collected from the exhaust gas discharged by incinerating the waste containing radioactive substances in the
上記焼却炉1には、排ガスを除塵する集塵機2、例えばバグフィルタが接続されており、排ガスが集塵機2へ送られて排ガス中の飛灰が集塵機2で集塵され、除塵後の排ガスが次工程での排ガス無害化処理に向け排出され、一方、集塵された飛灰がフィーダ3により混練機4へ送られるようになっている。
A
混練機4には、飛灰の飛散を防止して混練しやすくするために水が添加されるとともに、飛灰中の重金属の溶出防止のためにキレート剤が添加される。混練機4で混練された飛灰は、飛灰前処理装置Iへ送られる。 Water is added to the kneader 4 to prevent the fly ash from scattering and to facilitate kneading, and a chelating agent is added to prevent the elution of heavy metals in the fly ash. The fly ash kneaded by the kneader 4 is sent to the fly ash pretreatment device I.
飛灰前処理装置Iは、飛灰中に含有されている金属アルミニウムと水との反応で水素ガスが発生し、飛灰の保管中に保管容器内の内圧が上昇して保管容器の破損が生ずる危険性がないかどうかを保管前に判定する装置であり、上記混練機4から飛灰を受けこれを貯留する灰貯槽5と水素ガス発生判定装置6とを有している。
In the fly ash pretreatment device I, hydrogen gas is generated by the reaction between the metallic aluminum contained in the fly ash and water, and the internal pressure inside the storage container rises during the storage of the fly ash, causing damage to the storage container. It is a device for determining whether or not there is a risk of occurrence before storage, and has an
水素ガス発生判定装置6は、反応装置6Aと水素ガス濃度測定装置6Bとを有している。反応装置6Aは容器内に攪拌部材を有しており、上記灰貯槽5に接続されていて灰貯槽5内の飛灰の一部を試料飛灰として採取するようになっていて、上記容器内でこの試料飛灰に反応剤を添加し攪拌するようになっている。反応剤としては、例えば、水酸化カルシウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液を用いるようになっている。また、該反応剤は、酸溶液であってもよい。
The hydrogen gas
水素ガス濃度測定装置6Bは、反応装置6Aでの飛灰と反応剤との反応により発生した発生ガスを該反応装置6Aから受け、例えば、ガスクロマトグラフタ又は検知管により該発生ガス中の水素ガス濃度を測定するようになっている。
The hydrogen gas
飛灰中に金属アルミニウムが含有されていると、該金属アルミニウムは両性金属であるため、アルカリ溶液もしくは酸溶液と反応して水素ガスが発生する。本発明では、水素ガス濃度測定装置6Bによる水素濃度の測定の結果をもって水素ガス発生の有無を測定する。水素濃度測定値が0を超えていれば、水素濃度が低くとも、水素ガス発生が有りと判定する。
When metallic aluminum is contained in the flying ash, since the metallic aluminum is an amphoteric metal, it reacts with an alkaline solution or an acid solution to generate hydrogen gas. In the present invention, the presence or absence of hydrogen gas generation is measured based on the result of hydrogen concentration measurement by the hydrogen gas
飛灰保管装置IIは、複数の保管容器を備えることで構成されていて、密閉型保管容器7と通気型保管容器8の二種の容器を有している。密閉型保管容器7は一つ以上の密閉型保管容器7-1,7-2,・・・から成り、通気型保管容器8は、一つ以上の通気型保管容器8-1,8-2,8-3,・・・から成っている。
The fly ash storage device II is configured to include a plurality of storage containers, and has two types of containers, a closed
本実施形態では、図1に見られるように、密閉型保管容器7-1,7-2,・・・はいずれも同一形態であるが、配列待機位置順に符号7-1,7-2と区別して付してあり、同様に、通気型保管容器8-1,8-2,8-3,・・・もいずれもが同一形態であるが配列位置待機位置順に8-1,8-2,8-3,・・・と区別して付してある。 In the present embodiment, as seen in FIG. 1, the closed storage containers 7-1, 7-2, ... Are all of the same embodiment, but are designated by reference numerals 7-1, 7-2 in the order of the array standby position. Similarly, the ventilation type storage containers 8-1, 8-2, 8-3, ... Are all of the same form, but are attached in the order of the arrangement position standby position 8-1, 8-2. , 8-3, ... are attached separately.
図1においては、密閉型保管容器7-1,7-2,・・・そして通気型保管容器8-1,8-2,8-3,・・・のうちの一つ(図1では通気型保管容器8-1)が上記灰貯槽5の直下に配置され、該灰貯槽5から落下する飛灰の供給を受けるようになっており、他(密閉型保管容器7-1,7-2,・・・そして通気型保管容器8-2,8-3,・・・)は図示の上記灰貯槽5の直下位置から外れた待機位置にある。
In FIG. 1, one of the closed storage containers 7-1, 7-2, ... And the ventilated storage containers 8-1, 8-2, 8-3, ... (Ventilation in FIG. 1). The mold storage container 8-1) is arranged directly under the
上記密閉型保管容器7は、図2(A)に見られるように、ドラム缶等の強度を有する金属容器の外側収容部7A内に、ポリエチレン等のプラスチック製袋であって飛灰からの液の漏洩を防止できる内側収容部7Bが収められている。該内側収容部7Bは袋状でなくとも、ケースあるいはボトル状であってもよく、また、上記外側収容部7Aと一体になっていてもよく、例えば、外側収容部7Aとしての金属容器の内面に施されたプラスチック塗覆装として形成することもできる。
As seen in FIG. 2A, the
一方、通気型保管容器8は、本実施形態の場合、上記密閉型保管容器7の外側収容部7Aと内側収容部7Bと同様の材料そして形態の収容部分をなす外側収容部8Aと内側収容部8Bを有しているが、この通気型保管容器8では、外側収容部8Aと内側収容部8Bともに、通気口8A-1と通気口8B-1をそれぞれ有している。外側収容部8Aはさらに、上記通気口8A-1にフィルタ8A-2をも有している。
On the other hand, in the case of the present embodiment, the ventilated
上記通気口8B-1,8A-1は、内側収容部8B内に収められた飛灰が水分と反応して水素ガスを発生した場合に、この水素ガスを内側収容部8Bそして外側収容部8Aからそれぞれ放出するのに足りる小サイズの孔部が形成され、あるいは多孔材で形成されている。外側収容部8Aの通気口8A-1に取り付けられているフィルタ8A-2は、水素ガスを透過させ、飛灰を透過させないようになっている。フィルタ8A-2としてはHEPAフィルタを用いることが好ましい。
When the fly ash contained in the inner
次に、このような構成の本実施形態装置による、飛灰の保管の要領について説明する。 Next, a procedure for storing fly ash by the present embodiment device having such a configuration will be described.
放射性物質を含有する廃棄物は、焼却炉1で焼却される。焼却灰は該焼却炉1の下部から排出され、排ガスは該焼却炉1の上部から排出されて集塵機2へ送られる。該排ガスには飛灰が含まれていて、集塵機2では飛灰が捕集されて、ガス分だけが次の工程へ送られ排ガス無害化処理される。本実施形態では、飛灰は放射性物質の他に重金属類を含有している場合を想定しており、フィーダ3を経て、混練機4へ送られる。
Waste containing radioactive substances is incinerated in
混練機4には、水とキレート剤とが供給されており、飛灰と混練され飛灰中の重金属類がキレート剤により溶出しない状態とされる。 Water and a chelating agent are supplied to the kneading machine 4, and the kneading machine 4 is kneaded with the fly ash so that the heavy metals in the fly ash are not eluted by the chelating agent.
混練された飛灰は、飛灰前処理装置Iの灰貯槽5へ送られ、保管容器7,8に保管されるまでの間、該灰貯槽5に貯留される。該灰貯槽5内の飛灰は、その一部が試料飛灰として採取されて、水素ガス発生判定装置6の反応装置6Aに送られる。該反応装置6Aには、飛灰1に対して反応剤が添加される。飛灰中に金属アルミニウムが含有されていると該飛灰中の水分と反応して水素ガスが発生する。しかし、この反応は徐々に進行するので、飛灰を容器内に充填する際にはこの水素ガスの発生の有無を把握できず長期保管したときに水素ガスが発生し保管容器内の内圧が次第に上昇して保管容器の破損を起こしてしまうことがある。そこで、本発明では、水素ガス発生の有無を早期に見い出すために、上記反応剤を試料飛灰に添加して水素ガス発生を促進させて、飛灰の容器への充填前に、水素ガスの発生の有無を判定することとしたのである。反応剤としては、アルカリ溶液(例えば、水酸化カルシウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液)、または酸溶液を用いるが、アルカリ水溶液が好ましい。その理由は、次の通りである。
The kneaded fly ash is sent to the
焼却炉からの排ガスは酸性ガスを含んでいるのでこれを中和処理するために、消石灰(水酸化カルシウム)等のアルカリ薬剤を、煙道内を流送される排ガスに添加しており、集塵機で集塵された飛灰にはアルカリ薬剤が含まれている。したがって、飛灰に水を添加すると、飛灰のpHは10程度以上とアルカリ性を示す。このような飛灰へ、さらに、水酸化カルシウム水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液を比較的少ない量で添加するだけで、水素ガス発生反応を促進して生じさせ、水素ガスの発生の有無を確認できる。一方、酸溶液で金属アルミニウムを酸化し反応させ水素発生の有無を判定しようとすると多量の酸溶液を必要とする。これに対し、上述したように、アルカリ溶液を添加する場合には比較的少ない添加量で、水素ガスの発生の有無を確認することができることが、本実施形態で、酸溶液でなく、アルカリ溶液を反応剤として用いている理由である。 Exhaust gas from the incinerator contains acidic gas, so in order to neutralize it, alkaline chemicals such as slaked lime (calcium hydroxide) are added to the exhaust gas flowing through the flue, and a dust collector is used. The collected fly ash contains alkaline chemicals. Therefore, when water is added to fly ash, the pH of fly ash is about 10 or more, which is alkaline. By adding an alkaline solution such as an aqueous solution of calcium hydroxide or an aqueous solution of sodium hydroxide to such flying ash in a relatively small amount, the hydrogen gas generation reaction is promoted and generated, and the presence or absence of hydrogen gas generation is present. Can be confirmed. On the other hand, if it is attempted to oxidize and react metallic aluminum with an acid solution to determine the presence or absence of hydrogen generation, a large amount of acid solution is required. On the other hand, as described above, when an alkaline solution is added, the presence or absence of hydrogen gas generation can be confirmed with a relatively small amount of addition, which is not an acid solution but an alkaline solution in the present embodiment. Is the reason for using as a reactant.
反応装置6Aで飛灰中の金属アルミニウムと反応剤との反応で生じた発生ガスは、水素ガス濃度測定装置6Bに送られ、ここで発生ガス中の水素濃度が測定され発生ガス中に水素ガスが含まれているか確認される。発生ガス中の水素濃度測定はガスクロマトグラフ又は検知管により行う。
The generated gas generated by the reaction between the metallic aluminum in the flying ash and the reactant in the
飛灰から水素が発生するかどうか判定する方法としては、上記の他に飛灰に含まれる金属アルミニウムの定量を行うことが考えられる。定量方法としては、臭素-ハロゲン溶解法、粉末X線回折法、電子顕微鏡法があるが、臭素-ハロゲン溶解法は測定に時間がかかり短時間で定量することができず、粉末X線回折法は検出下限値が数%程度なのでその測定精度が低い。また、電子顕微鏡法は局所的なサンプルしか観察ができないため定量性が乏しい等、問題がある。そこで、本実施形態では、反応装置から抜き出された発生ガスをガスクロマトグラフ又は検知管を水素ガス濃度測定装置6Bとして用いて発生ガスの水素濃度を測定することとした。
In addition to the above, it is conceivable to quantify the metallic aluminum contained in the fly ash as a method for determining whether or not hydrogen is generated from the fly ash. The quantification method includes a bromine-halogen dissolution method, a powder X-ray diffraction method, and an electron microscopy method. However, the bromine-halogen dissolution method takes a long time to measure and cannot be quantified in a short time. Since the lower limit of detection is about several percent, the measurement accuracy is low. In addition, electron microscopy has problems such as poor quantification because only local samples can be observed. Therefore, in the present embodiment, it is decided to measure the hydrogen concentration of the generated gas by using the generated gas extracted from the reaction device as a gas chromatograph or a detector tube as the hydrogen gas
本実施形態では、水素ガス濃度測定装置6Bで、上記発生ガスから水素ガスが検出されたときには、その濃度の高低にかかわらず、保管容器に飛灰を長期保管したときには水素が発生し容器内圧が上昇し保管容器が破損する可能性があると判定することとした。
In the present embodiment, when hydrogen gas is detected from the generated gas by the hydrogen gas
次に、上記水素ガス発生判定装置6で、水素ガスの発生が検出されたときには、その濃度の高低にかかわらず、上記灰貯槽5から飛灰が飛灰保管装置IIに配置された通気型保管容器8に収容されて保管され、また水素ガスの発生が全く検出されなかったときは、密閉型保管容器7に保管される。上記飛灰保管装置IIでは、複数の密閉型保管容器7(7-1,7-2,・・・)と複数の通気型保管容器8(8-1,8-2,8-3,・・・)がそれぞれ配置されており、上記水素ガス発生判定装置6による判定結果により密閉型保管容器7そして通気型保管容器8のいずれかが選択されて、上記灰貯槽5の直下位置にもたらされ、該灰貯槽5から飛灰を受けるようになる。
Next, when the hydrogen gas
試料飛灰から水素ガスの発生が全くないと判定されたときには、飛灰は灰貯槽5から密閉型保管容器7に収容され保管され、長期にわたり保管されても保管容器が破損する虞れがないので何ら問題はない。
When it is determined that no hydrogen gas is generated from the sample fly ash, the fly ash is stored in the
試料飛灰から水素ガスの発生が検出されたときには、水素ガスの濃度にかかわらず、飛灰は灰貯槽5から通気型保管容器8へ収容されて保管される。長期保管の結果、飛灰から水素ガスが発生したときには、水素ガスは、上記通気型保管容器8の内側収容部8Bの通気口8B-1そして外側収容部8Aの通気口8A-1を通って外部へ放出される。
When the generation of hydrogen gas is detected in the sample fly ash, the fly ash is stored in the aeration
このように、保管中に水素ガスの発生が予想される飛灰に対しては、通気型保管容器8に保管することとするので、発生した場合の水素ガスは通気口8A-1,8B-1より容器外へ排出され容器内に残留することがないため容器内圧が上昇し容器が膨張したり破損することがなく、飛灰が容器外へ飛散せず、安全に放射性物質を含有する飛灰を保管することができる。外側収容部8Aの通気口8A-1から水素ガスが放出される際に、水素ガスに随伴される微粉状の飛灰はフィルタ8A-2で濾過するので、飛灰は外部への漏出が確実に防止される。
In this way, the flying ash that is expected to generate hydrogen gas during storage is stored in the ventilation
5 灰貯槽
6 水素ガス発生判定装置
7 密閉型保管容器
8 通気型保管容器
8A 外側収容部
8B 内側収容部
I 飛灰前処理装置
II 飛灰保管装置
5
II Fly ash storage device
Claims (7)
飛灰前処理装置は、飛灰を貯留する灰貯槽と、該灰貯槽から飛灰の一部を受け、飛灰中の金属アルミニウムと反応する反応剤を該飛灰に添加して水素ガス発生の有無を判定する水素ガス発生判定装置を有し、
飛灰保管装置は、水素ガス発生判定装置で水素ガスの発生がないと判定された飛灰を保管する密閉型保管容器と、水素ガス発生判定装置で水素ガスが発生したと判定された飛灰を保管する通気型保管容器とを備え、
通気型保管容器は、飛灰を収容するプラスチック層をもつ内側収容部と該内側収容部を収める金属製の外側収容部との二重構造となっているとともに、水素ガスの通気を許容する通気口を有している、
ことを特徴とする放射性物質含有飛灰の保管処理装置。 A fly ash pretreatment device that pre-treats the fly ash that is discharged from the incinerator of combustible waste containing radioactive substances and contains the radioactive substances prior to the storage of the fly ash, and the fly ash that stores the fly ash after the pretreatment. Has a storage device and
The fly ash pretreatment device receives a part of the fly ash from the fly ash storage tank and the fly ash, and adds a reactant that reacts with the metallic aluminum in the fly ash to the fly ash to generate hydrogen gas. It has a hydrogen gas generation determination device that determines the presence or absence of
The fly ash storage device is a closed storage container that stores the fly ash that is determined not to generate hydrogen gas by the hydrogen gas generation determination device, and the fly ash that is determined to have generated hydrogen gas by the hydrogen gas generation determination device. Equipped with a ventilated storage container to store
The ventilation type storage container has a double structure of an inner storage part having a plastic layer for storing fly ash and a metal outer storage part for storing the inner storage part, and also allows ventilation of hydrogen gas. Have a mouth,
A storage treatment device for fly ash containing radioactive substances.
飛灰前処理工程は、飛灰を灰貯槽に貯留する灰貯留工程と、該灰貯槽から飛灰の一部を受け、飛灰中の金属アルミニウムと反応する反応剤を該飛灰に添加して水素ガス発生の有無を判定する水素ガス発生判定工程を有し、
飛灰保管工程では、水素ガス発生判定工程で水素ガスの発生がないと判定された場合に該飛灰を密閉型保管容器に保管し、水素ガス発生判定工程で水素ガスが発生したと判定された場合に該飛灰を通気型保管容器に保管し、
通気型保管容器は、飛灰を収容するプラスチック層をもつ内側収容部と該内側収容部を収める金属製の外側収容部との二重構造となっているとともに、水素ガスの通気を許容する通気口を有していて、飛灰保管工程では、水素ガスを通気型保管容器の通気口から容器外に放出することを特徴とする放射性物質含有飛灰の保管処理方法。 A fly ash pretreatment step in which fly ash discharged from an incinerator of combustible waste containing radioactive substances is pretreated prior to storage of the fly ash, and a fly ash in which the fly ash after the pretreatment step is stored. Has an ash storage process
The fly ash pretreatment step is an ash storage step of storing the fly ash in an ash storage tank, and a reactant that receives a part of the fly ash from the fly ash and reacts with metallic aluminum in the fly ash is added to the fly ash. Has a hydrogen gas generation determination step to determine the presence or absence of hydrogen gas generation.
In the fly ash storage step, when it is determined that no hydrogen gas is generated in the hydrogen gas generation determination step, the fly ash is stored in a closed storage container, and it is determined that hydrogen gas is generated in the hydrogen gas generation determination step. If so, store the fly ash in a ventilated storage container.
The aerated storage container has a double structure of an inner accommodating portion having a plastic layer for accommodating fly ash and a metal outer accommodating portion accommodating the inner accommodating portion, and also allows aeration of hydrogen gas. A method for storing and treating radioactive substance-containing fly ash, which has a mouth and discharges hydrogen gas from the vent of a ventilated storage container to the outside of the container in the fly ash storage step.
通気口を順次経て容器外に放出することとする請求項4に記載の放射性物質含有飛灰の保管処理方法。 The ventilation type storage container is a plastic container with an inner storage part with a vent and a metal container with an outer storage part with a vent. The method for storing and treating radioactive substance-containing flying ash according to claim 4, wherein the gas is sequentially discharged to the outside of the container through the vents of the above.
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