JP2019178875A - Surface decontamination device using carbon dioxide hydrate and surface decontamination method - Google Patents

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井田　博之
Hiroyuki Ida
博之 井田
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Abstract

To provide a surface decontamination device and a surface decontamination method which are able to prevent blockage in a flow channel when supplying polishing and cleaning materials to an injection nozzle without the polishing and cleaning materials remaining after decontamination.SOLUTION: A surface decontamination device using carbon dioxide hydrate comprises: a carbon dioxide hydrate supply device 1; a compressed air supply device 2; a carbon dioxide hydrate injector 5 including an injection nozzle 6 injecting carbon dioxide hydrate 7 to a decontamination target; a carbon dioxide hydrate transport tube 4 using compressed air supplied from the compressed air supply device 2 so as to transfer the carbon dioxide hydrate 7 from the carbon dioxide hydrate supply device 1 to the carbon dioxide hydrate injector 5; and a compressed air transport tube 43 supplying the compressed air 3 supplied from the compressed air supply device 2 to the carbon dioxide hydrate injector 5 for injecting the carbon dioxide hydrate 7 transferred to the carbon dioxide hydrate injector 5 through the injection nozzle 6 toward the decontamination target 8.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、構造物及び物品の表面に付着した放射性物質等の各種汚染物質の処理に関して、炭酸ガスハイドレートを用いて除染する除染装置及び除染方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a decontamination apparatus and a decontamination method for decontamination using carbon dioxide hydrate for the treatment of various contaminants such as radioactive substances attached to the surfaces of structures and articles.

周知のとおり、原子力発電所の原子炉の廃炉に伴う解体を行う際には、放射性廃棄物を含む廃棄物が多量に発生する。これらの廃棄物を処理するにあたり、放射性廃棄物の低減化を行うためには、原子力発電所施設内部の床や壁及び機器、使用工具等の表面除染を行う必要がある。   As is well known, a large amount of waste including radioactive waste is generated when dismantling a nuclear power plant nuclear reactor. In processing these wastes, in order to reduce radioactive waste, it is necessary to decontaminate the floors, walls, equipment, and tools used in the nuclear power plant facilities.

表面除染方法としては、研掃材（ブラスト材）を用いるグリットブラスト（サンドブラスト）除染法やドライアイスブラスト除染法等が一般的に用いられている。これらの方法は、非除染物の表面に圧搾空気、水、または両者の組合せにより研掃材を吹き付けて除染する方法である。
とりわけ、ドライアイスブラスト除染法は、装置の小型化が可能で、固形の二次廃棄物が出ないという利点がある。 As a surface decontamination method, a grit blast (sand blast) decontamination method using a cleaning material (blast material), a dry ice blast decontamination method, or the like is generally used. These methods are methods of decontaminating the surface of a non-decontaminated material by spraying an abrasive with compressed air, water, or a combination of both.
In particular, the dry ice blast decontamination method is advantageous in that the apparatus can be downsized and no solid secondary waste is produced.

上記ドライアイスブラスト除染法を用いた一例としては、ドライアイス供給装置と、圧縮乾燥空気供給装置と、ドライアイス供給装置から供給されたドライアイスを被除染物に噴射して除染するための噴射ノズルを備えたドライアイス噴射装置と、前記ドライアイス供給装置から供給されたドライアイスを前記圧縮乾燥空気供給装置から供給される圧縮乾燥空気を用いてドライアイス噴射装置に移送するドライアイス移送ホースとを設けたドライアイス除染システムが特許文献１に開示されている。   As an example using the dry ice blast decontamination method, a dry ice supply device, a compressed dry air supply device, and a dry ice supplied from the dry ice supply device for decontamination by jetting to the object to be decontaminated A dry ice injection device having an injection nozzle, and a dry ice transfer hose for transferring dry ice supplied from the dry ice supply device to the dry ice injection device using compressed dry air supplied from the compressed dry air supply device A dry ice decontamination system provided with is disclosed in Patent Document 1.

上記システムにおいては、ドライアイスの移送中にドライアイスが粉状化又は塊状化し、ホースの詰まりが生じ移送ホース内の圧力が高まってホースが損傷するのを防ぐために、ドライアイス移送ホースに安全弁を設置し、移送ホースの圧力が所定の圧力より大きくなるときには、移送ホース内の圧縮乾燥空気を移送ホース外へ放出することにより移送ホース内の圧力を低下させてホースの損傷を防ぐようにしている。   In the above system, the dry ice transfer hose has a safety valve to prevent the dry ice from becoming powdered or agglomerated during the transfer of dry ice, causing clogging of the hose and increasing the pressure in the transfer hose and damaging the hose. Installed, when the pressure of the transfer hose becomes higher than the predetermined pressure, the compressed dry air in the transfer hose is discharged outside the transfer hose to reduce the pressure in the transfer hose and prevent the hose from being damaged. .

特開２０１４−２０６４２３号公報JP 2014-206423 A

ところで、上記システムで使用するドライアイスの常温、常圧における昇華温度は、−７９．８℃である。このため、ドライアイスを貯蔵するためには、ドライアイスの昇華温度以下にドライアイスを維持することが可能な冷凍機が必要となる。また、ドライアイスの特性として、製造から約３日で消失してしまうという性質があるため、継続的に除染作業を行うためには、ドライアイス除染システムへ頻繁にドライアイスを供給することが必要である。加えて、ドライアイスの貯蔵量を増加させると、ドライアイス貯蔵装置内部でドライアイスが固まって排出困難になり易いことがあるため、貯蔵量を簡単に増加させることはできないという制約がある。   By the way, the sublimation temperature at normal temperature and normal pressure of the dry ice used in the above system is −79.8 ° C. For this reason, in order to store dry ice, a refrigerator capable of maintaining dry ice below the sublimation temperature of dry ice is required. In addition, as a characteristic of dry ice, it disappears in about 3 days from production. Therefore, in order to perform decontamination work continuously, dry ice is frequently supplied to the dry ice decontamination system. is required. In addition, when the amount of dry ice stored is increased, there is a limitation that the amount of stored ice cannot be easily increased because the dry ice may harden inside the dry ice storage device and become difficult to discharge.

このような制約のもとで行われる放射線物質等の除染作業は、遠隔操作で行われることが多く、装置内部で閉塞などのトラブルが起きると、深刻な打撃を与える。例えば、２０１８年（平成３０年）３月１１日付けの日刊工業新聞には福島第一原発の状況について次のような記事が掲載されている。
「東電は２０１６年１月、３号機に高所除染用のドライアイスブラストロボを試験投入した。ドライアイスの粒子を吹き付け天井や壁表面の汚れを削り取る。だが、除染作業中にノズルが詰まってしまった。試験中に解消できず、目標だった表面放射線量の５分の１低減は１度しか成功しなかった。原因は流路が結露して、凍り付いてしまったことと推定している。」
このように、従来のドライアイス除染システムを用いた放射性物質等の除染作業においては、ドライアイスの流路が結露すると、その系統が凍り付いて閉塞するという課題があった。 The decontamination work of the radioactive material and the like performed under such restrictions is often performed by remote operation, and if a trouble such as a blockage occurs inside the apparatus, a serious blow is given. For example, the Nikkan Kogyo Shimbun dated March 11, 2018 (Heisei 30) has the following articles on the situation of the Fukushima Daiichi nuclear power plant.
“In January 2016, TEPCO introduced a dry ice blast strobe for high-level decontamination at Unit 3, which sprayed dry ice particles to remove dirt on the ceiling and wall surface. The test failed to resolve during the test, and the target surface radiation dose reduction of only one-fifth was successful only once, presumed that the flow path was condensed and frozen. ing."
As described above, in the decontamination work of the radioactive substance or the like using the conventional dry ice decontamination system, there is a problem that when the flow path of the dry ice is condensed, the system freezes and is blocked.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、除染後に研掃材が残存せず、研掃材を噴射ノズルに供給する際に流路の閉塞が生じない表面除染装置及び表面除染方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and a surface decontamination apparatus in which no cleaning material remains after decontamination, and no clogging of the flow path occurs when the polishing material is supplied to the injection nozzle. The object is to provide a surface decontamination method.

本発明者は、炭酸ガス分子を水分子が取り囲んだ状態の包接水和物である炭酸ガスハイドレートがドライアイスの代わりに研掃材として使用することができることを見いだして、本発明を完成した。   The present inventor found that carbon dioxide hydrate, which is an clathrate hydrate in a state where water molecules surround carbon dioxide molecules, can be used as a polishing material instead of dry ice, thereby completing the present invention. did.

上記課題を解決するための本発明は、以下のとおりである。
（１）炭酸ガスハイドレート供給装置と、
圧縮空気供給装置と、
前記炭酸ガスハイドレートを被除染物に噴射する噴射ノズルを備えた炭酸ガスハイドレート噴射装置と、
前記圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を用いて前記炭酸ガスハイドレート供給装置から前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に炭酸ガスハイドレートを移送する炭酸ガスハイドレート移送管と、
前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に移送された炭酸ガスハイドレートを前記噴射ノズルから被除染物に向けて噴射するために前記圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を前記ハイドレート噴射装置に供給する圧縮空気移送管と、
を有することを特徴とする、炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染装置。
（２）前記炭酸ガスハイドレート噴射装置が密閉空間内に配置されており、炭酸ガスが分解して生成された水を含む排水を浄化処理するための排水処理設備を設けると共に、炭酸ガスハイドレートが分解して生成された炭酸ガスを含む排ガスを浄化処理するための排ガス処理設備を有することを特徴とする、
上記（１）に記載の炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染装置。
（３）圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を用いて、炭酸ガスハイドレート供給装置から炭酸ガスハイドレート噴射装置へ、炭酸ガスハイドレート移送管を介して炭酸ガスを移送する移送工程と、
前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に移送された炭酸ガスハイドレートを、炭酸ガスハイドレート噴射装置に備えられた噴射ノズルから、圧縮空気によって被除染物に向けて噴射する噴射工程と、
を有することを特徴とする、炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染方法。
（４）前記炭酸ガスハイドレートを噴射する噴射工程を密閉空間内で行ない、
前記密閉空間内で発生した排水を処理する排水処理工程と、
前記密閉空間内で発生した排ガスを処理する排ガス処理工程と、
を有することを特徴とする、上記（３）に記載の炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染方法。 The present invention for solving the above problems is as follows.
(1) a carbon dioxide hydrate supply device;
A compressed air supply device;
A carbon dioxide hydrate injection device comprising an injection nozzle for injecting the carbon dioxide hydrate onto the object to be decontaminated;
A carbon dioxide hydrate transfer pipe for transferring carbon dioxide hydrate from the carbon dioxide hydrate supply device to the carbon dioxide hydrate injection device using compressed air supplied from the compressed air supply device;
Compressed air supplied from the compressed air supply device is supplied to the hydrate injection device for injecting the carbon dioxide hydrate transferred to the carbon dioxide hydrate injection device from the injection nozzle toward the object to be decontaminated. A compressed air transfer tube;
A surface decontamination apparatus using carbon dioxide hydrate, characterized by comprising:
(2) The carbon dioxide hydrate injection device is disposed in a sealed space, provided with a waste water treatment facility for purifying waste water containing water generated by decomposition of carbon dioxide, and carbon dioxide hydrate. Characterized in that it has an exhaust gas treatment facility for purifying exhaust gas containing carbon dioxide gas generated by decomposition,
The surface decontamination apparatus using the carbon dioxide hydrate as described in said (1).
(3) a transfer step of transferring carbon dioxide gas from a carbon dioxide hydrate supply device to a carbon dioxide hydrate injection device through a carbon dioxide hydrate transfer pipe using compressed air supplied from the compressed air supply device;
An injection step of injecting the carbon dioxide hydrate transferred to the carbon dioxide hydrate injection device from the injection nozzle provided in the carbon dioxide hydrate injection device toward the object to be decontaminated by compressed air;
A surface decontamination method using carbon dioxide hydrate, characterized by comprising:
(4) An injection step of injecting the carbon dioxide hydrate is performed in a sealed space,
A wastewater treatment process for treating wastewater generated in the sealed space;
An exhaust gas treatment process for treating exhaust gas generated in the sealed space;
The surface decontamination method using the carbon dioxide hydrate according to the above (3), characterized by comprising:

本発明の表面除染装置を用いることにより、除染後に研掃材が残存することなく、また、研掃材を噴射ノズルに供給する際に流路の閉塞が生じることなく被除染物の表面除染を行うことができる。   By using the surface decontamination apparatus of the present invention, the surface of the object to be decontaminated without leaving the abrasive after decontamination and without blocking the flow path when supplying the abrasive to the spray nozzle. Decontamination can be performed.

本発明の炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染装置を説明する図である。It is a figure explaining the surface decontamination apparatus using the carbon dioxide hydrate of this invention. 炭酸ガスハイドレートの製造装置を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing apparatus of a carbon dioxide hydrate.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、炭酸ガスハイドレートをブラスト除染用の研掃材として用いる炭酸ガスハイドレートブラスト除染装置及び炭酸ガスハイドレートブラスト除染方法に係る。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a carbon dioxide hydrate blast decontamination apparatus and a carbon dioxide hydrate blast decontamination method using carbon dioxide hydrate as a blast decontamination material.

本発明の炭酸ガスハイドレート除染装置は、炭酸ガスハイドレート供給装置と、圧縮空気供給装置と、前記炭酸ガスハイドレート供給装置から供給された炭酸ガスハイドレートを被除染物に噴射するための噴射ノズルを備えた炭酸ガスハイドレート噴射装置と、前記炭酸ガスハイドレート供給装置から供給された炭酸ガスハイドレートを前記圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を用いて前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に移送する炭酸ガスハイドレート移送管と、前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に移送された炭酸ガスハイドレートを前記噴射ノズルから噴射するために前記圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に供給する圧縮空気移送管と、を有している。
また、被除染物が放射性物質によって汚染されている場合には、除染によって生じた放射性気体廃棄物を浄化処理するための排ガス処理設備を設けると共に、除染によって生じた液体廃棄物を浄化処理するための排水処理設備を有する。 The carbon dioxide hydrate decontamination apparatus of the present invention is for injecting carbon dioxide hydrate supplied from a carbon dioxide hydrate supply device, a compressed air supply device, and the carbon dioxide hydrate supply device onto an object to be decontaminated. Carbon dioxide hydrate injection device having an injection nozzle, and carbon dioxide hydrate injection device using compressed air supplied from the compressed air supply device to carbon dioxide hydrate supplied from the carbon dioxide hydrate supply device A carbon dioxide hydrate transfer pipe for transferring to the carbon dioxide gas, and compressed air supplied from the compressed air supply device for injecting the carbon dioxide hydrate transferred to the carbon dioxide hydrate injection device from the injection nozzle. A compressed air transfer pipe for supplying to the hydrate injection device.
In addition, when the decontaminated materials are contaminated with radioactive substances, an exhaust gas treatment facility for purifying radioactive gas waste generated by decontamination is provided, and liquid waste generated by decontamination is purified. It has a wastewater treatment facility.

また、本発明の炭酸ガスハイドレート除染方法は、圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を用いて、炭酸ガスハイドレート供給装置から炭酸ガスハイドレート噴射装置へ、炭酸ガスハイドレート移送管を介して炭酸ガスハイドレートを移送する移送工程と、炭酸ガスハイドレート噴射装置に移送された炭酸ガスハイドレートを、炭酸ガスハイドレート噴射装置に備えられた噴射ノズルから、圧縮空気で被除染物に向けて噴射する噴射工程とを有している。
また、本発明の炭酸ガスハイドレート除染方法は、被除染物が放射性物質によって汚染されている場合には、除染作業を密閉空間内で行い、密閉空間内で発生した排水を処理する排水処理工程と、密閉空間内で発生した排ガスを処理する排ガス処理工程とを実施することが好ましい。 Further, the carbon dioxide hydrate decontamination method of the present invention uses a compressed air supplied from a compressed air supply device to provide a carbon dioxide hydrate transfer pipe from the carbon dioxide hydrate supply device to the carbon dioxide hydrate injection device. The carbon dioxide hydrate is transferred to the decontaminated object with compressed air from the injection nozzle provided in the carbon dioxide hydrate injection device. And an injection step of injecting toward.
In addition, the carbon dioxide hydrate decontamination method of the present invention is a wastewater that performs decontamination work in a sealed space and treats wastewater generated in the sealed space when the object to be decontaminated is contaminated with radioactive substances. It is preferable to implement a treatment process and an exhaust gas treatment process for treating the exhaust gas generated in the sealed space.

図１に基づいて、本発明の炭酸ガスハイドレートブラスト除染装置を放射性物質によって汚染された物品に適用して除染する場合を例にして説明する。
炭酸ガスハイドレート供給装置１には、炭酸ガスハイドレート７が貯蔵されている。この炭酸ガスハイドレート７は粒径が小さすぎると室温ですぐに溶融して水と炭酸ガスとに分解してしまうため、研掃材に適した粒径２〜３ｍｍ形状に造粒されている。炭酸ガスハイドレート７は、ドライアイスに比べると貯蔵温度が高めでよく、貯蔵中においても、また、移送中においても周囲の空気中の水分を結露、結氷させることがなく、結露、結氷による移送管の詰まりが生じにくい。 Based on FIG. 1, the case where the carbon dioxide hydrate blast decontamination apparatus of the present invention is applied to an article contaminated with a radioactive substance for decontamination will be described as an example.
A carbon dioxide hydrate 7 is stored in the carbon dioxide hydrate supply device 1. If the particle size of the carbon dioxide hydrate 7 is too small, it immediately melts at room temperature and decomposes into water and carbon dioxide gas. Therefore, the carbon dioxide hydrate 7 is granulated into a particle size of 2 to 3 mm suitable for the abrasive. . Carbon dioxide hydrate 7 has a higher storage temperature than dry ice, and it does not condense or freeze moisture in the surrounding air during storage or transfer. Tube clogging is less likely to occur.

除染作業は密閉空間２３内で行う。
炭酸ガスハイドレート供給装置１内の炭酸ガスハイドレート７は、圧縮空気供給装置２から圧縮空気３が送り込まれた状態のもとで、炭酸ガスハイドレート移送管４を介して、密閉空間２３内に設置されている炭酸ガスハイドレート噴射装置５へ移送される。
炭酸ガスハイドレート噴射装置５には、圧縮空気３が圧縮空気供給装置２から圧縮空気移送管４３を介して供給されており、この圧縮空気３により炭酸ガスハイドレート７は、炭酸ガスハイドレート噴射装置５の噴射ノズル６から被除染物８の表面に吹き付けられて被除染物８の表面の付着物（放射性物質、ほこり、塗膜、錆等）を剥離して除染する。 Decontamination work is performed in the sealed space 23.
The carbon dioxide hydrate 7 in the carbon dioxide hydrate supply device 1 is contained in the sealed space 23 via the carbon dioxide hydrate transfer pipe 4 under the condition that the compressed air 3 is sent from the compressed air supply device 2. Are transferred to the carbon dioxide hydrate injection device 5.
Compressed air 3 is supplied to the carbon dioxide hydrate injection device 5 from the compressed air supply device 2 via the compressed air transfer pipe 43, and the carbon dioxide hydrate 7 is injected into the carbon dioxide hydrate injection device 5 by the compressed air 3. The spraying nozzle 6 of the apparatus 5 sprays on the surface of the article to be decontaminated 8 to remove the deposits (radioactive material, dust, coating film, rust, etc.) on the surface of the article to be decontaminated 8 and decontaminate.

炭酸ガスハイドレート７は、常温下で大気圧に晒されると炭酸ガスと水とに分解する。
炭酸ガスハイドレート７が分解し生成された炭酸ガス、密閉空間内の空気、ミスト、及びダスト等の固体微粒子からなる混合流体１３は、ミストセパレータ１４に供給されて水１５と固体粒子を含むガス１６とに分離される。固体微粒子を含むガス１６は、サイクロン１７に供給されて固体微粒子１８とガス１９とに分離される。ガス１９はＨＥＰＡフィルタ (High Efficiency Particulate Air Filter)２０で処理され排気ファン２１によって処理ガス２２として大気に放出される。 Carbon dioxide hydrate 7 decomposes into carbon dioxide and water when exposed to atmospheric pressure at room temperature.
A mixed fluid 13 composed of carbon dioxide generated by decomposition of the carbon dioxide hydrate 7, solid fine particles such as air, mist, and dust in a sealed space is supplied to a mist separator 14 and includes water 15 and solid particles. 16. The gas 16 containing solid fine particles is supplied to a cyclone 17 and separated into solid fine particles 18 and a gas 19. The gas 19 is processed by a HEPA filter (High Efficiency Particulate Air Filter) 20 and discharged to the atmosphere as a processing gas 22 by an exhaust fan 21.

一方、炭酸ガスハイドレート７が分解し生成された水９は、放射性物質で汚染されている。このため、放射性物質を除去するために、水９は、ポンプ１０によってゼオライトや活性炭等の吸着剤を充填した吸着塔１１へ供給され、処理されることで、放射性物質が除去される。そして、放射性物質が除去された処理水１２は、下水道や、河川、海への放出が可能となる。なお、炭酸ガスハイドレート製造装置２４が炭酸ガスハイドレート供給装置１と近接配置されている場合には、この処理水１２を炭酸ガスハイドレート製造装置２４に供給して炭酸ガスハイドレート７を生成するために使用してもよい（図１参照）。また、炭酸ガスハイドレート供給装置１が炭酸ガスハイドレート製造装置２４を付設している場合には、炭酸ガスハイドレート供給装置１に処理水１２を供給する。   On the other hand, the water 9 produced by the decomposition of the carbon dioxide hydrate 7 is contaminated with radioactive substances. For this reason, in order to remove a radioactive substance, the water 9 is supplied by the pump 10 to the adsorption tower 11 filled with adsorbents, such as a zeolite and activated carbon, and a radioactive substance is removed by processing. Then, the treated water 12 from which the radioactive substance has been removed can be released into sewers, rivers, and the sea. When the carbon dioxide hydrate production device 24 is disposed close to the carbon dioxide hydrate supply device 1, the treated water 12 is supplied to the carbon dioxide hydrate production device 24 to generate the carbon dioxide hydrate 7. (See FIG. 1). Further, when the carbon dioxide hydrate supply device 1 is provided with the carbon dioxide hydrate production device 24, the treated water 12 is supplied to the carbon dioxide hydrate supply device 1.

次に、炭酸ガスハイドレート製造装置２４について説明する。
炭酸ガスが溶解した水溶液は、低温加圧下において、溶解している炭酸ガス分子から水分子が取り囲んだ状態の包接水和物（炭酸ガスハイドレート）へ生成される。
本発明で使用する研掃材としての粒状の炭酸ガスハイドレートは、図２に示すように、炭酸ガス３１を圧縮する圧縮機４１、圧縮された炭酸ガス３１と水３７とを反応させて炭酸ガスハイドレートを生成する炭酸ガスハイドレート生成器３２、炭酸ガスハイドレート生成器３２によって生成された炭酸ガスハイドレート３８と水３７との混合流体３５を炭酸ガスハイドレート３８と水３７とに分離する固体分離器３６、及び、固体分離器３６で分離された炭酸ガスハイドレート３８を直径２〜３ｍｍの粒状化炭酸ガスハイドレート４０とするペレタイザー３９を備えている。
以下では、炭酸ガスハイドレート生成器３２、固体分離器３６及びペレタイザー３９について説明する。 Next, the carbon dioxide hydrate manufacturing apparatus 24 will be described.
The aqueous solution in which carbon dioxide gas is dissolved is generated under the low-temperature pressurization into a clathrate hydrate (carbon dioxide hydrate) in which water molecules are surrounded from the dissolved carbon dioxide molecules.
As shown in FIG. 2, the granular carbon dioxide hydrate as the abrasive used in the present invention includes a compressor 41 that compresses the carbon dioxide 31, a carbon dioxide that reacts with the compressed carbon dioxide 31 and water 37. Carbon dioxide hydrate generator 32 for generating gas hydrate, and mixed fluid 35 of carbon dioxide hydrate 38 and water 37 generated by carbon dioxide hydrate generator 32 is separated into carbon dioxide hydrate 38 and water 37. And a pelletizer 39 in which the carbon dioxide hydrate 38 separated by the solid separator 36 is granulated carbon dioxide hydrate 40 having a diameter of 2 to 3 mm.
Hereinafter, the carbon dioxide hydrate generator 32, the solid separator 36, and the pelletizer 39 will be described.

［炭酸ガスハイドレート生成器］
炭酸ガスハイドレート生成器３２は、炭酸ガス３１と水３７とを混合する混合器と炭酸ガス３１と水３７との混合物から炭酸ガスハイドレート３８を生成させる炭酸ガスハイドレート生成装置からなる。 [Carbon dioxide hydrate generator]
The carbon dioxide hydrate generator 32 includes a mixer that mixes carbon dioxide 31 and water 37 and a carbon dioxide hydrate generator that produces carbon dioxide hydrate 38 from a mixture of carbon dioxide 31 and water 37.

〔混合器〕
水３７と圧縮機４１により圧縮された炭酸ガス３１とを混合器で混合する。
混合器の一つの態様としては、混合器が水を充填したタンクからなり、炭酸ガスが微細な気泡として水中に分散されるような気泡分散塔がある。混合器の別の態様としては炭酸ガスに向けて水を放出するタイプのものがあり、その典型例は、炭酸ガスを充填した容器内に水をスプレーノズルにより噴霧して炭酸ガスと接触させ、水に炭酸ガスを溶解させるものがある。 [Mixer]
The water 37 and the carbon dioxide gas 31 compressed by the compressor 41 are mixed with a mixer.
As one aspect of the mixer, there is a bubble dispersion tower in which the mixer is composed of a tank filled with water, and carbon dioxide gas is dispersed in water as fine bubbles. As another aspect of the mixer, there is a type that discharges water toward carbon dioxide, and a typical example thereof is that water is sprayed into a container filled with carbon dioxide by a spray nozzle to come into contact with carbon dioxide. Some dissolve carbon dioxide in water.

また、混合器としてラインミキサーを用いてもよい。ラインミキサーによって、水は筒状体に供給され内面に設けられた翼体等により旋回流が形成され、この旋回流に炭酸ガスが巻き込まれて超微細な気泡群になるように砕かれ、水と炭酸ガスとが混合される。
水と炭酸ガスが混合された後の混合流体は、炭酸ガスハイドレート生成装置に送られる。 Moreover, you may use a line mixer as a mixer. By the line mixer, water is supplied to the cylindrical body and a swirling flow is formed by a wing body or the like provided on the inner surface. Carbon dioxide is entrained in this swirling flow and crushed to form ultrafine bubbles. And carbon dioxide are mixed.
The mixed fluid after water and carbon dioxide are mixed is sent to a carbon dioxide hydrate generator.

〔炭酸ガスハイドレート生成装置〕
炭酸ガスハイドレート生成装置は、冷却機能を備えており、混合器で混合された炭酸ガス３１と水３７との混合流体を冷却して炭酸ガスハイドレート３８を生成し、その炭酸ガスハイドレート３８が水３７に分散又は懸濁してなる水３７と炭酸ガスハイドレート３８との混合流体（炭酸ガスハイドレートスラリー）３５を生成する。炭酸ガス３１と水３７との混合流体は、冷却媒体循環装置３３によって供給される冷却媒体３４によって冷却される。
一例としては、炭酸ガスハイドレート生成装置は、二重管式熱交換器で構成された生成管路であり、内管に水と高炉副生ガスの混合流体を流通させ、外管に冷熱媒体を流通させて混合流体を冷却し、炭酸ガスハイドレートを生成する。また、炭酸ガスハイドレート生成装置はシェルアンドチューブ式熱交換器であってもよく、伝熱管内に混合流体を流通させ、シェル内に冷却媒体を流通させ、伝熱管内の周面を介して、冷却媒体との熱交換により冷却するようにしてもよい。 [Carbon dioxide hydrate generator]
The carbon dioxide hydrate generating apparatus has a cooling function, and cools the mixed fluid of the carbon dioxide 31 and water 37 mixed by the mixer to generate the carbon dioxide hydrate 38. The carbon dioxide hydrate 38 Produces a mixed fluid (carbon dioxide hydrate slurry) 35 of water 37 and carbon dioxide hydrate 38 dispersed or suspended in water 37. The mixed fluid of the carbon dioxide gas 31 and the water 37 is cooled by the cooling medium 34 supplied by the cooling medium circulation device 33.
As an example, the carbon dioxide hydrate generating device is a generating pipe composed of a double-pipe heat exchanger, in which a mixed fluid of water and blast furnace by-product gas is circulated in the inner pipe, and a cooling medium is supplied in the outer pipe. Circulates to cool the mixed fluid to produce carbon dioxide hydrate. The carbon dioxide hydrate generator may be a shell-and-tube heat exchanger, in which a mixed fluid is circulated in the heat transfer tube, a cooling medium is circulated in the shell, and the peripheral surface in the heat transfer tube is passed through. Alternatively, cooling may be performed by heat exchange with the cooling medium.

〔固体分離器〕
上記のようにして得られた炭酸ガスハイドレート３８と水３７との混合流体（炭酸ガスハイドレートスラリー）３５は、固体分離器３６において水３７と炭酸ガスハイドレート３８とに分離される。
固体分離器３６の形式は任意であり、例えばデカンター、サイクロンセパレータ、遠心分離機などを利用することができる。
固体分離器３６で分離された水３７は、水循環ポンプ４２によって炭酸ガスハイドレート生成器３２に供給される。 (Solid separator)
The mixed fluid (carbon dioxide hydrate slurry) 35 of carbon dioxide hydrate 38 and water 37 obtained as described above is separated into water 37 and carbon dioxide hydrate 38 in the solid separator 36.
The form of the solid separator 36 is arbitrary, and for example, a decanter, a cyclone separator, a centrifuge, or the like can be used.
The water 37 separated by the solid separator 36 is supplied to the carbon dioxide hydrate generator 32 by the water circulation pump 42.

［ペレタイザー］
固体分離器３６で分離された炭酸ガスハイドレート３８は、ペレタイザー３９に供給されて直径２〜３ｍｍ程度に粒状化される。
粒状化して得られた粒状化炭酸ガスハイドレート４０は、研掃材として適宜炭酸ガスハイドレート供給装置１の貯槽に供給される。 [Pelletizer]
The carbon dioxide hydrate 38 separated by the solid separator 36 is supplied to a pelletizer 39 and granulated to a diameter of about 2 to 3 mm.
The granulated carbon dioxide hydrate 40 obtained by granulation is appropriately supplied to the storage tank of the carbon dioxide hydrate supply device 1 as a polishing material.

炭酸ガスハイドレートを研掃材として用いると、炭酸ガスハイドレートの相平衡は、温度０℃の時、圧力Ｐ＝１．２３４ＭＰａであるが、自己保存効果といわれる、炭酸ガスハイドレートの分解により表面に生成される氷殻による保持効果のために、常圧でほぼ安定した保存が可能である。また、貯蔵量を増やしても、ドライアイスのように低温ではないため、装置内部で凍結する恐れは非常に低い。   When carbon dioxide hydrate is used as a sharpening material, the phase equilibrium of carbon dioxide hydrate is P = 1.234 MPa at a temperature of 0 ° C., but due to decomposition of carbon dioxide hydrate, which is said to be a self-preserving effect. Because of the retention effect of the ice shells generated on the surface, it can be stored almost stably at normal pressure. Even if the amount of storage is increased, the risk of freezing inside the apparatus is very low because it is not as cold as dry ice.

上記では、ハイドレートのゲスト分子として炭酸ガスのみを含むハイドレートについて説明したが、ゲスト分子として炭酸ガスを含むものばかりでなく炭酸ガスと他の分子を含むハイドレート、例えばアルキルアンモニウム塩を含む準包接水和物（セミクラスレートハイドレート）を用いることもできる。
準包接水和物は、水に炭酸ガスとアルキルアンモニウム塩を溶解させて水と炭酸ガス及びアルキルアンモニウム塩を反応させることにより得られる。
なお、準包接水和物には、常温、常圧で安定に存在するものがあり、このような準包接水和物を研掃材として用いるとドライアイスを研掃材として用いた時に見られるような、流路の閉塞などの問題は更に起こりにくくなる。 In the above description, the hydrate containing only carbon dioxide as the guest molecule of the hydrate has been described. Inclusion hydrate (semi-clathrate hydrate) can also be used.
The quasi clathrate hydrate is obtained by dissolving carbon dioxide and an alkylammonium salt in water and reacting water, carbon dioxide and an alkylammonium salt.
Some quasi clathrate hydrates exist stably at room temperature and normal pressure. When such quasi clathrate hydrates are used as a polishing material, when dry ice is used as a polishing material, Problems such as blockage of the flow path that can be seen are even less likely to occur.

１ 炭酸ガスハイドレート供給装置
２ 圧縮空気供給装置
３ 圧縮空気
４ 炭酸ガスハイドレート移送管
５ 炭酸ガスハイドレート噴射装置
６ 噴射ノズル
７ 炭酸ガスハイドレート
８ 被除染物
９ 水
１０ ポンプ
１１ 吸着塔
１２ 処理水
１３ 混合流体
１４ ミストセパレータ
１５ 水
１６ 固体微粒子を含むガス
１７ サイクロン
１８ 固体微粒子
１９ ガス
２０ ＨＥＰＡフィルタ (High Efficiency Particulate Air Filter)
２１ 排気ファン
２２ 処理ガス
２３ 密閉空間
２４ 炭酸ガスハイドレート製造装置
３１ 炭酸ガス
３２ 炭酸ガスハイドレート生成器
３３ 冷却媒体循環装置
３４ 冷却媒体
３５ 炭酸ガスハイドレートと水との混合流体
３６ 固体分離器
３７ 水
３８ 炭酸ガスハイドレート
３９ ペレタイザー
４０ 粒状化炭酸ガスハイドレート
４１ 圧縮機
４２ 水循環ポンプ
４３ 圧縮空気移送管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbon dioxide hydrate supply apparatus 2 Compressed air supply apparatus 3 Compressed air 4 Carbon dioxide hydrate transfer pipe 5 Carbon dioxide hydrate injection apparatus 6 Injection nozzle 7 Carbon dioxide hydrate 8 Decontamination thing 9 Water 10 Pump 11 Adsorption tower 12 Treatment Water 13 Mixed fluid 14 Mist separator 15 Water 16 Gas containing solid fine particles 17 Cyclone 18 Solid fine particles 19 Gas 20 HEPA filter (High Efficiency Particulate Air Filter)
21 Exhaust fan 22 Processing gas 23 Sealed space 24 Carbon dioxide hydrate production device 31 Carbon dioxide 32 Carbon dioxide hydrate generator 33 Coolant circulation device 34 Cooling medium 35 Mixed fluid 36 of carbon dioxide hydrate and water 36 Solid separator 37 Water 38 Carbon dioxide hydrate 39 Pelletizer 40 Granulated carbon dioxide hydrate 41 Compressor 42 Water circulation pump 43 Compressed air transfer pipe

Claims (4)

炭酸ガスハイドレート供給装置と、
圧縮空気供給装置と、
前記炭酸ガスハイドレートを被除染物に噴射する噴射ノズルを備えた炭酸ガスハイドレート噴射装置と、
前記圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を用いて前記炭酸ガスハイドレート供給装置から前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に炭酸ガスハイドレートを移送する炭酸ガスハイドレート移送管と、
前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に移送された炭酸ガスハイドレートを前記噴射ノズルから被除染物に向けて噴射するために前記圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を前記ハイドレート噴射装置に供給する圧縮空気移送管と、
を有することを特徴とする、炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染装置。 A carbon dioxide hydrate supply device;
A compressed air supply device;
A carbon dioxide hydrate injection device comprising an injection nozzle for injecting the carbon dioxide hydrate onto the object to be decontaminated;
A carbon dioxide hydrate transfer pipe for transferring carbon dioxide hydrate from the carbon dioxide hydrate supply device to the carbon dioxide hydrate injection device using compressed air supplied from the compressed air supply device;
Compressed air supplied from the compressed air supply device is supplied to the hydrate injection device for injecting the carbon dioxide hydrate transferred to the carbon dioxide hydrate injection device from the injection nozzle toward the object to be decontaminated. A compressed air transfer tube;
A surface decontamination apparatus using carbon dioxide hydrate, characterized by comprising: 前記炭酸ガスハイドレート噴射装置が密閉空間内に配置されており、炭酸ガスが分解して生成された水を含む排水を浄化処理するための排水処理設備を設けると共に、炭酸ガスハイドレートが分解して生成された炭酸ガスを含む排ガスを浄化処理するための排ガス処理設備を有することを特徴とする、
請求項１に記載の炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染装置。 The carbon dioxide hydrate injection device is disposed in a sealed space, and is provided with a waste water treatment facility for purifying waste water containing water generated by the decomposition of carbon dioxide, and the carbon dioxide hydrate is decomposed. Characterized by having an exhaust gas treatment facility for purifying exhaust gas containing carbon dioxide gas produced by
A surface decontamination apparatus using the carbon dioxide hydrate according to claim 1. 圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気を用いて、炭酸ガスハイドレート供給装置から炭酸ガスハイドレート噴射装置へ、炭酸ガス移送管を介して炭酸ガスハイドレートを移送する移送工程と、
前記炭酸ガスハイドレート噴射装置に移送された炭酸ガスハイドレートを、炭酸ガスハイドレート噴射装置に備えられた噴射ノズルから、圧縮空気によって被除染物に向けて噴射する噴射工程と、
を有することを特徴とする、炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染方法。 A transfer step of transferring carbon dioxide hydrate via a carbon dioxide transfer pipe from the carbon dioxide hydrate supply device to the carbon dioxide hydrate injection device using compressed air supplied from the compressed air supply device;
An injection step of injecting the carbon dioxide hydrate transferred to the carbon dioxide hydrate injection device from the injection nozzle provided in the carbon dioxide hydrate injection device toward the object to be decontaminated by compressed air;
A surface decontamination method using carbon dioxide hydrate, characterized by comprising: 前記炭酸ガスハイドレートを噴射する噴射工程を密閉空間内で行ない、
前記密閉空間内で発生した排水を処理する排水処理工程と、
前記密閉空間内で発生した排ガスを処理する排ガス処理工程と、
を有することを特徴とする、請求項３に記載の炭酸ガスハイドレートを用いる表面除染方法。 Performing an injection step of injecting the carbon dioxide hydrate in a sealed space;
A wastewater treatment process for treating wastewater generated in the sealed space;
An exhaust gas treatment process for treating exhaust gas generated in the sealed space;
The surface decontamination method using the carbon dioxide hydrate according to claim 3, wherein
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