JP2014152973A - 移動式焼却設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】放射性物質で汚染された放射能汚染物質を効率的に焼却し減容化することができる移動式焼却設備を提供する。
【解決手段】車両に搭載して移動可能とし、室内を負圧に維持可能なコンテナ20と、放射能汚染物質を前記コンテナ20内へ供給する供給手段30と、前記コンテナ20の内部に配置され、前記コンテナ20の負圧下で前記供給手段30から供給された放射能汚染物質を焼却する燃焼手段40と、前記コンテナ20の内部に配置され、前記燃焼手段40と接続して前記放射能汚染物質を焼却して発生した排ガスの煤塵及び放射性物質を除去して前記コンテナ20の外部へ排気する除塵手段70と、を備えたことを特徴とする移動式焼却設備10。
【選択図】図1
【解決手段】車両に搭載して移動可能とし、室内を負圧に維持可能なコンテナ20と、放射能汚染物質を前記コンテナ20内へ供給する供給手段30と、前記コンテナ20の内部に配置され、前記コンテナ20の負圧下で前記供給手段30から供給された放射能汚染物質を焼却する燃焼手段40と、前記コンテナ20の内部に配置され、前記燃焼手段40と接続して前記放射能汚染物質を焼却して発生した排ガスの煤塵及び放射性物質を除去して前記コンテナ20の外部へ排気する除塵手段70と、を備えたことを特徴とする移動式焼却設備10。
【選択図】図1
Description
本発明は、放射性物質で汚染された可燃性の放射能汚染物質を焼却処理する移動式焼却設備に関する。
放射性物質で汚染された地域では放射性物質を取り除く除染作業が行われている。主な除染作業は、放射性物質が付着した表土の削り取り、落ち葉や剪定した枝葉の除去、建築物の屋根や外壁の水洗浄などの作業がある。このうち、放射性物質で汚染された枝葉、落ち葉、稲わらなどの可燃性の放射能汚染物質は、収集して焼却処理施設へと運んで、放射能汚染物質を焼却処理して減容化している。この焼却処理施設から排出する焼却灰には放射性物質が含まれているため、最終処分場で埋め立て処分されるなど適正に処分する必要がある。
しかしながら、放射性汚染物質はその地域における一般ごみと比べて量が多く既存の焼却処理施設では処理が間に合わないおそれがある。また放射性汚染物質を受け入れる焼却処理施設は限られ、放射性物質で汚染された地域に焼却処理施設がない場合には、放射能汚染物質を収集した場所から離れた焼却処理施設まで搬送しなければならない。このため新たな焼却処理施設の計画や、運送手段の確保や運送コストの問題が生じていた。また、搬送中に放射性物質が周囲へ拡散する二次汚染の問題が生じないように注意を払う必要がある。
従来、焼却炉を車載型とし、廃棄物の発生現場まで移動して焼却処理を行うことができる特許文献1,2の移動式焼却装置がある。
特許文献1に開示の焼却装置は、廃棄有機物の焼却炉と、排出ガス処理装置と、粉塵集塵装置を備え、焼却炉を貨物車に搭載して移動可能としている。
特許文献2に開示の焼却装置は、主燃炉と、集塵排気装置をトラックの荷台に搭載したコンテナに取り付けて移動可能としている。
特許文献1に開示の焼却装置は、廃棄有機物の焼却炉と、排出ガス処理装置と、粉塵集塵装置を備え、焼却炉を貨物車に搭載して移動可能としている。
特許文献2に開示の焼却装置は、主燃炉と、集塵排気装置をトラックの荷台に搭載したコンテナに取り付けて移動可能としている。
しかしながら、従来の移動式焼却装置では、焼却対象物に放射能汚染物質を想定していないため、仮に放射能汚染物質を焼却した場合、放射性物質が焼却過程で外部へ拡散するおそれがあった。また、従来の焼却装置では、稲わらのような燃えにくい物質を燃焼させることが困難であった。
そこで本発明が解決しようとする課題は、放射性物質で汚染された可燃性の放射性汚染物質を効率的に焼却することができる移動式焼却設備を提供することを目的としている。
そこで本発明が解決しようとする課題は、放射性物質で汚染された可燃性の放射性汚染物質を効率的に焼却することができる移動式焼却設備を提供することを目的としている。
本発明は、上記の課題を解決するための第1の手段として、車両に搭載して移動可能とし、室内を負圧に維持可能なコンテナと、放射能汚染物質を前記コンテナ内へ供給する供給手段と、前記コンテナの内部に配置され、前記コンテナの負圧下で前記供給手段から供給された放射能汚染物質を焼却する燃焼手段と、前記コンテナの内部に配置され、前記燃焼手段と接続して前記放射能汚染物質を焼却して発生した排ガスの煤塵及び放射性物質を除去して前記コンテナの外部へ排気する除塵手段と、を備えたことを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第2の手段として、第1の手段において、前記燃焼手段は、流動燃焼床が浅層の流動床式燃焼炉であることを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第3の手段として、第1又は第2の手段において、前記供給手段は、上部に前記放射能汚染物質の投入口及び下部に排出口を備えたケーシングと、前記排出口側で前記ケーシングに供給された前記放射能汚染物質を移動させる回転板と、前記回転板で移動された前記放射能汚染物質を前記回転板から前記排出口へ掻き落とすスクレーパと、前記排出口の開口面積を調整可能な調整リングと、前記回転板の回転数を制御可能なモータと、を備え、前記回転板の上面には、前記回転板の回転中心から偏芯して前記投入口側に向けて突出した突起を取り付けたことを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第3の手段として、第1又は第2の手段において、前記供給手段は、上部に前記放射能汚染物質の投入口及び下部に排出口を備えたケーシングと、前記排出口側で前記ケーシングに供給された前記放射能汚染物質を移動させる回転板と、前記回転板で移動された前記放射能汚染物質を前記回転板から前記排出口へ掻き落とすスクレーパと、前記排出口の開口面積を調整可能な調整リングと、前記回転板の回転数を制御可能なモータと、を備え、前記回転板の上面には、前記回転板の回転中心から偏芯して前記投入口側に向けて突出した突起を取り付けたことを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第4の手段として、第1ないし第3のいずれかの手段において、前記コンテナから排出される清浄ガスの線量を測定可能な線量計と、前記線量計及び前記燃焼手段と電気的に接続し、前記線量計の測定値に基づいて、前記燃焼手段の焼却を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第5の手段として、第1ないし第4のいずれかの手段において、前記燃焼手段の炉内の燃焼温度を測定可能な温度センサを備え、前記制御手段は前記温度センサと、前記燃焼手段と、前記供給手段と電気的に接続し、前記温度センサの測定値に基づいて、前記燃焼手段の燃焼出力又は前記供給手段の前記放射能汚染物質の供給量を制御することを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第6の手段として、第1ないし第5のいずれかの手段において、前記燃焼手段は、前記燃焼炉の内部に堆積した煤塵を集めるホッパーと、前記ホッパーの下部に接続して前記煤塵を回収する灰受箱とを備えたことを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第7の手段として、第1ないし第6のいずれかの手段において、前記燃焼手段は、燃焼炉の壁面に堆積した前記流動燃焼床の流動媒体又は/および前記煤塵を前記流動燃焼床へ払い落とすノズルを備えたことを特徴とする移動式焼却設備を提供することにある。
本発明によれば上記のように、放射性物質で汚染された放射能汚染物質の発生源近傍まで移動して放射能汚染物質を焼却して減容化することができる。またコンテナの室内を負圧に維持した状態で放射能汚染物質を燃焼し、排ガス中に含まれる放射性物質を除塵処理しているため、コンテナから外部へ放射性物質が飛散することを防止できる。
上記のように、燃焼手段は燃焼流動床が浅層の流動床式燃焼炉を採用しているため、燃焼炉の高さを低くして設備全体をコンパクト化してコンテナ内に配置することができる。
珪砂などの流動媒体は、深層型と比べて投入量が少量化でき、かつ燃焼中の飛散を少なくすることができる。また、流動化の動きが小さいため、摩耗を軽減することができる。さらに、空気分散板の空気分散管から吹き出す高温空気の供給圧力が低くできるため、低動力化により運転コストを低減することができる。
珪砂などの流動媒体は、深層型と比べて投入量が少量化でき、かつ燃焼中の飛散を少なくすることができる。また、流動化の動きが小さいため、摩耗を軽減することができる。さらに、空気分散板の空気分散管から吹き出す高温空気の供給圧力が低くできるため、低動力化により運転コストを低減することができる。
上記のように、供給手段によって、焼却対象となる放射能汚染物質の形状や性状に合わせて切出機に投入した際の詰まりを防止して所定量の汚染物質を燃焼手段へ供給することができる。また枝葉、落ち葉、稲わらなどの様々な放射能汚染物質に対して、安定した焼却物の供給を行うことができる。
上記のように、コンテナから排出される清浄ガスの線量を測定可能な線量計の測定値に基づいて、燃焼手段の焼却を制御する制御手段を備えているので、コンテナの焼却処理で放射性物質がコンテナから外部へ拡散することを防止できる。
上記のように、制御手段は燃焼手段の炉内の燃焼温度を測定可能な温度センサの測定値に基づいて、供給手段の前記放射能汚染物質の供給量を制御しているので、燃焼温度が低下することなく、放射性汚染物質を効率的に焼却することができる。
上記のように、制御手段は燃焼手段の炉内の燃焼温度を測定可能な温度センサの測定値に基づいて、供給手段の前記放射能汚染物質の供給量を制御しているので、燃焼温度が低下することなく、放射性汚染物質を効率的に焼却することができる。
上記のように、焼却処理で発生した煤塵を燃焼炉の炉内で集めて回収することができ、後段の除塵手段の煤塵回収の負担を軽減できる。また燃焼炉で堆積する煤塵をホッパーで自然落下させて下端の灰受箱で自動回収することができるため設備が稼動中/停止中にかかわらず定期的に灰を回収できる
上記のように、燃焼中に飛散して燃焼炉の壁面に堆積した流動媒体、焼却処理で発生して壁面に堆積した煤塵を払い落とすことができるので、流動媒体の補給量を低減することができる。また煤塵の堆積を防止して灰受箱の回収率を上げることができる。
本発明の移動式焼却設備の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。図1は本発明の移動式燃焼設備の側面の構成概略図である。図2は本発明の移動式焼却設備のブロック図である。図3は本発明の移動式焼却設備の説明図である。
図示のように本発明の移動式焼却設備10は、車両に搭載して移動可能とし、室内を負圧に維持可能なコンテナ20と、放射能汚染物質を前記コンテナ20内へ供給する供給手段30と、前記コンテナ20の内部に配置され、前記コンテナ20の負圧下で前記供給手段30から供給された放射能汚染物質を焼却する燃焼手段40と、前記コンテナ20の内部に配置され、前記燃焼手段40と接続して前記放射能汚染物質を焼却して発生した排ガスの煤塵及び放射性物質を除去して前記コンテナ20の外部へ排気する除塵手段70と、を主な基本構成としている。
コンテナ20は、図3に示すように車載型の組立式容器であり、トレーラに搭載して移動することができる。本実施形態のコンテナ20は、フィルタ付きの外気吸込口22を取り付け、コンテナ20内が負圧のとき外気を浄化してコンテナ20の内部に導入している。コンテナ20は、外気吸込口22以外から外気の流入を遮断して、コンテナ20の密閉性を確保している。コンテナ20には空調機24が取り付けられ、コンテナ20の内部温度が所定温度となるように設定されている。
コンテナ20には、放射能汚染物質の供給手段30と、燃焼手段40と、除塵手段70と、制御手段90を取り付けている。
放射能汚染物質の供給手段30は、切出機32と、供給機34と、融点上昇剤供給機36を備えている。
放射能汚染物質の供給手段30は、切出機32と、供給機34と、融点上昇剤供給機36を備えている。
切出機32は、コンテナ20の内部へ放射能汚染物質を供給するものである。図4は切出機の構成概略図であり、(1)は側面の断面図、(2)は(1)のA−A断面図である。切出機32は、上部に放射能汚染物質の投入口32aと、下部に放射能汚染物質の排出口32bを備えた円筒状のケーシング32cを備えている。ケーシング32cは、直径の小さい円筒状の第1ケーシング321と第1ケーシング321よりも直径の大きい円筒状の第2ケーシング322からなる。第1ケーシング321の下部は開口しており、第1ケーシング321の下部側壁の一部が第2ケーシング322の上面の開口から内部に挿入され、第2ケーシング322の底面との間に環状の隙間323が形成されている。第1ケーシング321の上部には投入口32aが形成され、第2ケーシング322の下部には排出口32bが形成されている。第2ケーシング322の内部には、第2ケーシング322の断面方向と平行となるように回転して、投入口32aから供給された放射能汚染物質を排出口32bへ移動させる回転板32dが取り付けられている。また排出口32bの上部に設けられ、回転板32dで移動された放射能汚染物質を回転板32dから排出口32bへ掻き落とすスクレーパ32eが取り付けられている。第1ケーシング321の下部側壁と第2ケーシング322の底面との間の環状の隙間323には、上下方向に可動して環状の隙間323の面積を調整可能な調整リング32fが取り付けられている。回転板32dには、回転板32dの回転数を制御可能なモータ32gが接続している。また回転板32dの上面には、回転板32dの回転中心から偏芯して投入口32a側に向けて突出した円錐状の突起32hを取り付けている。このような構成の切出機32は、投入口32aから放射能汚染物質を供給すると、第1ケーシング321から回転板32d上に落下する。回転板32d上に落下した放射能汚染物質は回転板32dの回転によって第1ケーシング321と第2ケーシング322の隙間323から第2ケーシングへ322と移動する。このとき、回転板32dの回転中心と偏芯している突起32hによって、放射能汚染物質がケーシング内で詰まることがなく、絡み合った放射能汚染物質であっても詰まることなく容易に崩すことができる。第2ケーシング322へ移動した放射能汚染物質は排出口32bの上部のスクレーパ32eによって回転板32dから払い落とされて排出口32bから排出させることができる。なお調整リング32fとモータ32gは後述する制御手段90と電気的に接続している。放射能汚染物資の供給量は回転板32dの回転数、調整リング32fの隙間調整によって制御することができる。
供給機34は、切出機32と燃焼手段40の間に取り付けている。供給機34は、切出機32の排出口32bと供給管33を介して接続している。供給機34は本体内部に供給スクリュー34aを備え、切出機32から供給された破放射能汚染物質を燃焼手段40へ供給することができる。なお放射能汚染物資の供給量は、切出機32で調整しているが、供給機34の供給スクリュー34aの回転数を上下させることにより、放射能汚染物質の供給量を制御するように構成しても良い。
融点上昇剤供給機36は、切出機32と供給機34をつなぐ供給管33に接続している。融点上昇剤は、放射能汚染物質を燃焼手段40で燃焼させる際に、灰の融点を上昇させるものであり、一例として、マグネシウムを用いることができる。融点上昇剤供給機36には供給スクリュー36aが設けられ、供給スクリュー36aの回転数を上下させることにより、融点上昇剤の供給量を制御することができる。
燃焼手段40は、燃焼炉42と、熱風発生炉50と、押込ファン54と、冷却器60と、放熱器62と、放熱ファン67を備えている。
燃焼炉42は、放射能汚染物質を所定温度で燃焼する炉である。本実施形態の燃焼炉42は、流動燃焼床が浅層の流動床式燃焼炉を用いている。燃焼炉42は下部に空気室43が配置され、その上部に流動燃焼室44が配置されている。空気室43と流動燃焼室44は空気分散管45を複数取り付けた空気分散板46で仕切られている。
燃焼炉42は、放射能汚染物質を所定温度で燃焼する炉である。本実施形態の燃焼炉42は、流動燃焼床が浅層の流動床式燃焼炉を用いている。燃焼炉42は下部に空気室43が配置され、その上部に流動燃焼室44が配置されている。空気室43と流動燃焼室44は空気分散管45を複数取り付けた空気分散板46で仕切られている。
空気室43には、熱風発生炉50が接続している。熱風発生炉50は、末端に助燃バーナー52が取り付けられている。また熱風発生炉50と空気分散板46には押込ファン54が接続している。押込ファン54は、コンテナ20内の空気を吸引して熱風発生炉50と空気分散板46の冷却管46aに供給している。押込ファン54が吸引するコンテナ20内の空気は、コンテナ20に取り付けたHEPAフィルタ付き外気吸込口22を介して室内に流入した外気であり、高精度に塵埃が除去されている。なお空気分散板46の冷却管46aの出口側は熱風発生炉50に接続している。このような構成の熱風発生炉50は押込ファン54から供給された空気を所定温度に加熱して空気室43に供給することができる。また燃焼中は押込ファン54の稼動によって、コンテナ20の内部を負圧に維持して、コンテナ20から外部へ放射性物質が飛散しないようにしている。
流動燃焼室44の下部、すなわち空気分散板46の上には珪砂などの流動媒体47が充填されている。この流動媒体47は、燃焼炉42内において燃焼時に空気室43から空気分散板46の空気分散管45から供給された高温空気によって吹き上げられ流動化して燃焼流動床が形成される。本実施形態の燃焼流動床は、流動層の高さが300mm程度の浅い層に設定している。これにより流動媒体の飛散及び粉化が抑制できる。また、流動媒体層が浅いため、押込みファン54の動力の低減が可能となる。
燃焼流動床の上部を臨む流動燃焼室44の側壁には供給機34の出口側が接続している。このような構成の供給機34は、放射能汚染物質を燃焼流動床上に供給することができる。燃焼炉42内には、燃焼空気の一部を吹き込む為のノズル42aが取り付けられている。ノズル42aは押込みファン54に接続し、炉内の煤塵が堆積する側壁から燃焼流動床に向けて燃焼空気を噴出し可能な位置に取り付けられている。このようなノズル42aにより、燃焼中に飛散して燃焼炉の壁面に堆積した流動媒体、焼却処理で発生して壁面に堆積した煤塵を払い落とすことができるので、流動媒体の補給量を低減することができる。また煤塵の堆積を防止して灰受箱の回収率を上げることができる。また流動燃焼室44は水冷壁構造を採用しており、外周囲には冷却媒体の供給通路48が形成されている。これにより流動燃焼室44本体からの放熱を低減することができる。供給通路48には冷却媒体を補充する開放タンク49が接続している。
流動燃焼室44の出口側には、燃焼炉42の内部に堆積した煤塵を集めるホッパー42bと、ホッパー42bの下部に接続して煤塵を回収する灰受箱51を取り付けている。灰受箱51の底面にはキャスターが取り付けられ、灰受箱51ごと外部へ移動させることができる。また流動燃焼室44には、炉内温度を測定可能な温度センサ56と、補助バーナー42cが取り付けられている。補助バーナー42cは、流動燃焼室44を加熱するバーナーであり、炉内温度を微調整するものである。温度センサ56および補助バーナー42は後述する制御手段90と電気的に接続している。
冷却器60は燃焼炉42の出口側に接続している。冷却器60は燃焼炉42から排出される排ガスと熱交換することで排ガス温度を所定温度まで低下させるものである。なお、冷却器60の代わりに温水/蒸気ボイラ等を設置することで、放射能汚染物質を焼却した際に発生した熱源として有効に利用することもできる。
放熱器62は冷却器60へ冷却媒体となる冷却水を供給している。また放熱器62は、流動燃焼炉44の供給通路48に冷却媒体を供給している。放熱器62は、冷却器60および流動燃焼室44の供給通路48へ冷却媒体を供給する冷却媒体取出管63と、冷却器60および流動燃焼室44の供給通路48から排出された冷却媒体が流入する冷却媒体戻り管64と、冷却媒体の循環ポンプ65が取り付けられ、冷却媒体を循環させている。
放熱器62には放熱ファン67が取り付けられている。放熱ファン67は、コンテナ20の吸込口25と排気口26と接続して、冷却媒体と外気の熱交換によって冷却媒体温度を低下させている。
除塵手段70は、冷却器60の出口側に接続したサイクロン72と、サイクロン72の出口側に接続したバグフィルタ74と、バグフィルタ74の出口側に接続したHEPAフィルタ76と、HEPAフィルタ76の出口側に接続した誘引ファン78を主な基本構成としている。除塵手段70は、燃焼炉42で発生した排ガス中に含まれる、放射性物質が付着した煤塵となる放射性煤塵を回収し浄化するものである。
除塵手段70は、冷却器60の出口側に接続したサイクロン72と、サイクロン72の出口側に接続したバグフィルタ74と、バグフィルタ74の出口側に接続したHEPAフィルタ76と、HEPAフィルタ76の出口側に接続した誘引ファン78を主な基本構成としている。除塵手段70は、燃焼炉42で発生した排ガス中に含まれる、放射性物質が付着した煤塵となる放射性煤塵を回収し浄化するものである。
サイクロン72は、冷却器60から排出された排ガス中の放射性煤塵を遠心分離によって回収するものである。サイクロン72本体は上部から下部に向けて断面が縮小して、底部に灰受箱72aが取り付けられている。このような構成のサイクロン72は排ガス中に含まれる粒径の大きい放射性煤塵を回収することができる。灰受箱72aの底面にはキャスターが取り付けられ、灰受箱72aごと外部へ移動させることができる。
バグフィルタ74は、サイクロン72を通過した放射性煤塵をろ過分離するものである。バグフィルタ74は、容器内にフィルタ75が複数着脱自在に垂下して配置され、フィルタ75に捕集された放射性煤塵を圧縮空気供給手段75aから供給される加圧空気で払い落としている。容器の下部には灰受箱74aが取り付けられ放射性煤塵を回収している。灰受箱74aの底面にはキャスターが取り付けられ、灰受箱74aごと外部へ移動させることができる。
HEPAフィルタ76は、バグフィルタ74を通過した粒径の小さい放射性煤塵を高精度で分離回収するものである。HEPAフィルタ76には差圧測定器を取り付けることができる。差圧測定器は制御手段90と電気的に接続させて、測定値を送信可能に構成することができ、制御手段90で集塵異常や、フィルタ交換時期を確認するようにしてもよい。
誘引ファン78は、燃焼手段40から排出される放射性煤塵を含む排ガスを吸引し、サイクロン72、バグフィルタ74、HEPAフィルタ76に強制的に通過させるものである。
誘引ファン78の出口側は、コンテナ20の外部に設置された煙突80に接続している。煙突80からは、放射性物質を含まない浄化された清浄ガスが排出される。煙突80と吸引ファン78の間の配管にはサイレンサ82を取り付けている。サイレンサ82は除塵手段70で生じる騒音が外部に漏れないようにする防音器である。また吸引ファン78とサイレンサ82の間に配管83には大気へ排気される清浄空気の放射性物質の濃度を検出可能な線量計84を取り付けている。線量計84は、後述する制御手段90と電気的に接続し、清浄空気に含まれる放射性物質の線量を送信可能に構成している。
誘引ファン78の出口側は、コンテナ20の外部に設置された煙突80に接続している。煙突80からは、放射性物質を含まない浄化された清浄ガスが排出される。煙突80と吸引ファン78の間の配管にはサイレンサ82を取り付けている。サイレンサ82は除塵手段70で生じる騒音が外部に漏れないようにする防音器である。また吸引ファン78とサイレンサ82の間に配管83には大気へ排気される清浄空気の放射性物質の濃度を検出可能な線量計84を取り付けている。線量計84は、後述する制御手段90と電気的に接続し、清浄空気に含まれる放射性物質の線量を送信可能に構成している。
制御手段90は、放射能汚染物質の供給手段30と、燃焼手段40と、除塵手段70に電気的に接続している。
制御手段90は、流動燃焼室44に取り付けた温度センサ56と電気的に接続し、測定値を受信可能に構成している。図5は炉内温度と運転時間の関係を示すグラフである。同図横軸は運転時間(sec)を示し、縦軸は炉内温度(℃)を示している。制御手段90では、予め炉内温度の設定値を大小2つ設定している(設定値大又は設定値小)。燃焼の開始は、助燃バーナー52及び補助バーナー42cにより炉内を加熱する。同図に示すように、炉内温度が上昇して設定値小を越えたところで放射能汚染物質を供給して焼却処理を開始する。高含水の放射能汚染物質の場合、炉内温度が一時的に下がるが、助燃バーナー52の加熱出力は維持したままで、補助バーナー42cによる加熱を強めて炉内温度が目標値になるまで加熱を続ける。炉内温度が目標値に達した場合、温度センサ56の測定値に基づいて、補助バーナー42cの加熱により炉内温度が目標値を維持するように微調整する。焼却処理中に炉内温度が設定値大を超えた場合には補助バーナーによる加熱を弱めて炉内温度を低下させる。一方、炉内温度が設定値小よりも低下した場合には、供給手段30による放射能汚染物質の供給量を少なくし、補助バーナー42cによる加熱を強めて炉内温度を目標値まで上昇させている。
制御手段90は、流動燃焼室44に取り付けた温度センサ56と電気的に接続し、測定値を受信可能に構成している。図5は炉内温度と運転時間の関係を示すグラフである。同図横軸は運転時間(sec)を示し、縦軸は炉内温度(℃)を示している。制御手段90では、予め炉内温度の設定値を大小2つ設定している(設定値大又は設定値小)。燃焼の開始は、助燃バーナー52及び補助バーナー42cにより炉内を加熱する。同図に示すように、炉内温度が上昇して設定値小を越えたところで放射能汚染物質を供給して焼却処理を開始する。高含水の放射能汚染物質の場合、炉内温度が一時的に下がるが、助燃バーナー52の加熱出力は維持したままで、補助バーナー42cによる加熱を強めて炉内温度が目標値になるまで加熱を続ける。炉内温度が目標値に達した場合、温度センサ56の測定値に基づいて、補助バーナー42cの加熱により炉内温度が目標値を維持するように微調整する。焼却処理中に炉内温度が設定値大を超えた場合には補助バーナーによる加熱を弱めて炉内温度を低下させる。一方、炉内温度が設定値小よりも低下した場合には、供給手段30による放射能汚染物質の供給量を少なくし、補助バーナー42cによる加熱を強めて炉内温度を目標値まで上昇させている。
制御手段90は、線量計84と電気的に接続し、測定値を受信可能に構成している。図6は線量当量率と運転時間の関係を示すグラフである。同図横軸は運転時間(sec)を示し、縦軸は線量当量率(μSV/h)を示している。制御手段90は、予め線量の設定値を大小2つ設定し(設定値大又は設定値小)、線量計84の測定値に基づいて、図6に示すように放射線物質の濃度が設定値大を越えた場合、燃焼手段40の焼却処理を停止して、除塵手段70により燃焼手段40で発生した放射性物質を除塵して、コンテナ20から放射性物質の排出を防止している。そして、放射線物質の濃度が設定値小を下回った場合、燃焼手段40による燃焼工程を再開できるように制御している。
本実施形態の切出機32と、融点上昇剤供給機36と、開放タンク49はコンテナ20の上部に設けられたテント21に設置されている。これにより、流動燃焼室44よりも上方に配置して重力によって放射能汚染物質、融点上昇剤、冷却媒体を供給することができ、供給手段を別途設ける必要がない。
上記構成による本発明の移動式焼却設備10の作用について以下説明する。本実施形態の焼却設備を収容したコンテナ20は、車載型であり、放射能汚染物質が発生した現場まで車両に搭載して移動することができる。焼却工程はまず、コンテナ20上部のテント21内に配置された切出機32へ放射能汚染物質を投入し、定量ずつ燃焼手段40へ供給している。切出機32は、放射能汚染物質となる枝葉、落ち葉、樹皮、稲わらなどに応じて回転板32dの回転速度、調整リング32fによる隙間の開口面積の調整によって定量ずつ供給することができる。
放射能汚染物質は、供給管33を通過して供給機34に供給される。また供給管33には融点上昇剤供給機36が接続し、稲わら等、灰の融点が低い物質を焼却する場合には、所定の融点上昇剤を放射能汚染物質に供給している。放射能汚染物質は供給機34により流動燃焼室44へ供給される。
流動燃焼室44では珪砂などの流動媒体47が空気室43から供給される高温空気によって流動化され温度が約800度に高温の燃焼流動床が形成されている。炉内に供給された放射能汚染物質は燃焼流動床に投入されて効率良く燃焼焼却される。ここで、流動燃焼室44に設置された温度センサ56によって、炉内温度を測定し、測定値が制御手段90に送られている。制御手段90では、炉内温度が目標値に達した場合、温度センサ56の測定値に基づいて、補助バーナー42cの加熱により炉内温度が目標値を維持するように微調整する。焼却処理中に炉内温度が設定値大を超えた場合には補助バーナーによる加熱を弱めて炉内温度を低下させる。一方、炉内温度が設定値小よりも低下した場合には、供給手段30による放射能汚染物質の供給量を少なくし、補助バーナー42cによる加熱を強めて炉内温度を目標値まで上昇させている。
燃焼によって発生した煤塵の一部は流動燃焼室44の下部に配置された灰受箱51に回収される。燃焼炉42の排ガスは冷却器60へ供給されて、冷却媒体と熱交換を行って所定温度に冷却される。
放射性煤塵を含む排ガスは、除塵手段70のサイクロン72に供給される。サイクロン72では、遠心分離によって粒径の大きい放射性煤塵が捕集される。捕集された放射性煤塵は灰受箱72aで回収される。次にサイクロン72を通過した放射性煤塵がバグフィルタ74に供給される。バグフィルタ74では、ろ過分離によって放射性煤塵が捕集される。捕集された放射性煤塵は灰受箱74aで回収される。次にバグフィルタ74を通過した放射性煤塵がHEPAフィルタ76に供給される。HEPAフィルタ76では、粒径の小さい放射性煤塵を高精度で分離回収している。放射性煤塵が捕集された排ガスは清浄ガスとなって煙突80から大気へ開放される。ここで、配管83に設置された線量計84によって、清浄ガスの線量を測定し、測定値が制御手段90に送られている。制御手段90では、清浄ガスに放射性物質が含まれていないことをモニタリングし、清浄ガスに所定の線量が検出されたとき、次のように制御している。予め線量の設定値を大小2つ設定し(設定値大又は設定値小)、線量計84の測定値に基づいて、放射線物質の濃度が設定値大を越えた場合、燃焼手段40の燃焼処理を停止して、煙突80から放射性物質の排出を防止している。そして、放射線物質の濃度が設定値小を下回った場合、燃焼手段40による燃焼工程を再開できるように制御している。
放射性煤塵を含む排ガスは、除塵手段70のサイクロン72に供給される。サイクロン72では、遠心分離によって粒径の大きい放射性煤塵が捕集される。捕集された放射性煤塵は灰受箱72aで回収される。次にサイクロン72を通過した放射性煤塵がバグフィルタ74に供給される。バグフィルタ74では、ろ過分離によって放射性煤塵が捕集される。捕集された放射性煤塵は灰受箱74aで回収される。次にバグフィルタ74を通過した放射性煤塵がHEPAフィルタ76に供給される。HEPAフィルタ76では、粒径の小さい放射性煤塵を高精度で分離回収している。放射性煤塵が捕集された排ガスは清浄ガスとなって煙突80から大気へ開放される。ここで、配管83に設置された線量計84によって、清浄ガスの線量を測定し、測定値が制御手段90に送られている。制御手段90では、清浄ガスに放射性物質が含まれていないことをモニタリングし、清浄ガスに所定の線量が検出されたとき、次のように制御している。予め線量の設定値を大小2つ設定し(設定値大又は設定値小)、線量計84の測定値に基づいて、放射線物質の濃度が設定値大を越えた場合、燃焼手段40の燃焼処理を停止して、煙突80から放射性物質の排出を防止している。そして、放射線物質の濃度が設定値小を下回った場合、燃焼手段40による燃焼工程を再開できるように制御している。
このような本発明の移動式焼却設備によれば、放射性物質で汚染された放射能汚染物質の発生源近傍まで移動して放射能汚染物質を焼却して減容化することができる。またコンテナの室内を負圧に維持した状態で放射能汚染物質を燃焼し、排ガス中に含まれる放射性物質を除塵処理しているため、コンテナから外部へ放射性物質が飛散することを防止できる。
本発明は、特に放射性物質を含有する可燃性物質の焼却設備に広く適用することができる。
10………移動式焼却設備、20………コンテナ、21………テント、22………外気吸込口、24………空調機、25………吸込口、26………排気口、30………供給手段、32………切出機、33………供給管、34………供給機、36………融点上昇剤供給機、40………燃焼手段、42………燃焼炉、43………空気室、44………流動燃焼室、45………空気分散管、46………空気分散板、47………流動媒体、48………供給通路、49………開放タンク、50………熱風発生炉、51………灰受箱、52………助燃バーナー、54………押込ファン、56………温度センサ、60………冷却器、62………放熱器、63………冷却媒体取出管、64………冷却媒体戻り管、65………循環ポンプ、67………放熱ファン、70………除塵手段、72………サイクロン、74………バグフィルタ、76………HEPAフィルタ、78………誘引ファン、80………煙突、82………サイレンサ、83………配管、84………線量計、90………制御手段。
Claims (7)
- 車両に搭載して移動可能とし、室内を負圧に維持可能なコンテナと、
放射能汚染物質を前記コンテナ内へ供給する供給手段と、
前記コンテナの内部に配置され、前記コンテナの負圧下で前記供給手段から供給された放射能汚染物質を焼却する燃焼手段と、
前記コンテナの内部に配置され、前記燃焼手段と接続して前記放射能汚染物質を焼却して発生した排ガスの煤塵及び放射性物質を除去して前記コンテナの外部へ排気する除塵手段と、
を備えたことを特徴とする移動式焼却設備。 - 前記燃焼手段は、流動燃焼床が浅層の流動床式燃焼炉であることを特徴とする請求項1に記載の移動式焼却設備。
- 前記供給手段は、
上部に前記放射能汚染物質の投入口及び下部に排出口を備えたケーシングと、
前記排出口側で前記ケーシングに供給された前記放射能汚染物質を移動させる回転板と、
前記回転板で移動させた前記放射能汚染物質を前記回転板から前記排出口へ掻き落とすスクレーパと、
前記排出口の開口面積を調整可能な調整リングと、
前記回転板の回転数を制御可能なモータと、
を備え、
前記回転板の上面には、前記回転板の回転中心から偏芯して前記投入口側に向けて突出した突起を取り付けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の移動式焼却設備。 - 前記コンテナから排出される清浄ガスの線量を測定可能な線量計と、
前記線量計及び前記燃焼手段と電気的に接続し、前記線量計の測定値に基づいて、前記燃焼手段の焼却を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の移動式焼却設備。 - 前記燃焼手段の炉内の燃焼温度を測定可能な温度センサを備え、
前記制御手段は前記温度センサと、前記燃焼手段と、前記供給手段と電気的に接続し、前記温度センサの測定値に基づいて、前記燃焼手段の燃焼出力又は前記供給手段の前記放射能汚染物質の供給量を制御することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の移動式焼却設備。 - 前記燃焼手段は、前記燃焼炉の内部に堆積した煤塵を集めるホッパーと、前記ホッパーの下部に接続して前記煤塵を回収する灰受箱とを備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の移動式焼却設備。
- 前記燃焼手段は、燃焼炉の壁面に堆積した前記流動燃焼床の流動媒体又は/および前記煤塵を前記流動燃焼床へ払い落とすノズルを備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の移動式焼却設備。
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