(57)【要約】  【課題】専用設備や特別な酸化分解処理は必要とせず、放射性Ｃｓの系外への飛散を確実に防止でき、かつ大きな減重・減容効果を得ることができる。  【解決手段】本発明は、次ぎの（１）〜（３）の工程を必須とする。（１）熱処理工程：放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂を熱処理する。その温度は通常に採用される４００℃〜１０００℃の範囲が適当である。（２）冷却工程：熱処理によって発生する排ガスを冷却してタールがフィルタに付着しない条件で放射性Ｃｓを凝縮させる。排ガスを４００℃以上、６００℃未満の温度に、より好ましくは５００℃以上、６００℃未満に冷却する。（３）除塵工程：冷却した排ガスを除塵装置に通過させ、凝縮した放射性Ｃｓを捕集する。    【選択図】  選択図なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂を熱処理して発生する排ガスを除塵するに際して、その排ガスを温度４００℃〜６００℃に冷却・制御し、当該除塵手段によって、排ガス中の放射性Ｃｓを捕集することを特徴とする廃イオン交換樹脂の処理方法。
【請求項２】
前記放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂がスチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とするものである請求項１に記載の廃イオン交換樹脂の処理方法。
【請求項３】
前記熱処理が４００℃〜１０００℃の温度で行われる熱分解処理または焼却処理である請求項１または２に記載の廃イオン交換樹脂の処理方法。
【請求項４】
前記除塵手段がセラミック製または金属製の耐熱フィルタを用いる除塵装置である請求項１〜３にいずれかに記載の廃イオン交換樹脂の処理方法。
【請求項５】
前記の排ガスを冷却する手段が、前記熱処理に用いる加熱用空気と熱交換する熱交換器である請求項１〜４に記載の廃イオン交換樹脂の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂の処理方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電所など放射性施設から発生する放射性廃液は、通常、気化濃縮して固形分は固化処理などを行うが気化した水分は、凝縮液化した後、イオン交換処理により放射性物質濃度を低減し、各種処理水として再利用されているのが一般的である。そして、この廃水再利用に伴って発生する使用済みの放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂は、無機化して減重・減容する必要があった。
【０００３】
この減重・減容方法として乾留、焼却などに加熱処理による分解法があるが、樹脂分解率、あるいは樹脂分解速度を上げると、燃焼発熱によって排ガス温度が上がり、放射性Ｃｓが気化してしまうため、除塵フィルタではＣｓを捕集できず、排ガス処理系統にまで飛散、汚染することになり、排ガス処理系統の保守ができなくなる。また、Ｃｓの揮発を防ぐために、排ガス冷却を行い過ぎると、タール分がフィルタに付着して、フィルタが詰まるという不都合があった。
【０００４】
このような問題に対処するために次ぎに説明するような酸化分解方法が提案されている。（特許文献１を参照のこと）
すなわち、減圧ポンプを設けた酸化分解槽に廃イオン交換樹脂を装填し、１〜２０トールの真空度に減圧したうえ、そこにイオン状態の活性化させた酸素ガスなどの酸化ガスを供給して、撹拌することによって２００℃以下の低温で、廃イオン交換樹脂を酸化分解させる方法である。
【０００５】
この方法によれば、処理温度が２００℃以下の低温であるから、放射性Ｃｓなどの核種は気化しないので系外に放出されないという利点が得られるという。しかしながら、この方法では、酸化ガスを活性化するための高周波加熱機構を備えた特殊な酸化分解槽が必要であること、真空ポンプによって減圧下に運転しなければならないこと、などから専用設備を配置し、特別な酸化分解処理をする必要があり、設備費や運転コストが増大する他、酸化分解反応速度が大きくないので、処理時間に比較して減重・減容の効果が期待ほどでないという問題が残った。
【特許文献１】特開平６−３４７９６号公報：「樹脂製被処理物の酸化分解装置」段落（００１３）、（００１８）（００３３）など
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、専用設備や特別な酸化分解処理は必要とせず、放射性Ｃｓの系外への飛散を確実に防止でき、かつ大きな減重・減容効果を得ることができる放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂の処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題は、放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂を熱処理して発生する排ガスを除塵するに際して、その排ガスを温度４００℃〜６００℃に冷却・制御することにより、当該除塵手段によって排ガス中の放射性Ｃｓを捕集することを特徴とする本発明の廃イオン交換樹脂の処理方法によって、解決することができる。
【０００８】
また、本発明は、前記放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂がスチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とする場合や、前記熱処理が４００℃〜１０００℃の温度で行われる熱分解処理または焼却処理である形態、さらには前記除塵手段がセラミック製または金属製の耐熱フィルタを用いる除塵装置であるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の廃イオン交換樹脂の処理方法は、放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂を熱処理するに当たって、４００℃〜１０００℃の温度で行われる通常の熱分解処理または焼却処理が利用できるので、処理速度が大きく、また、特殊な設備を全く必要としない。また、後段の除塵手段としては、セラミック製または金属製の耐熱フィルタを用いる除塵装置が適当であるが、これもごく通常の装置であって差し支えない。
【００１０】
次ぎに、本発明では、気化した放射性Ｃｓを含む排ガスを適宜手段によって、好ましくは４００℃以上、６００℃未満の温度に冷却制御して、タールの凝縮を防ぎながら放射性Ｃｓを凝縮させるという原理に基づき、前記除塵手段によって排ガス中の放射性Ｃｓを捕集するのであるから、熱分解タールによる耐熱フィルタの閉塞を防止しながら放射性Ｃｓの系外への放散を確実に防止できるのである。よって本発明は、従来の問題点を解消した廃イオン交換樹脂の処理方法として、技術的価値はきわめて大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の廃イオン交換樹脂の処理方法に係る実施形態について説明する。
本発明は、次ぎの（１）〜（３）の工程を必須とする。すなわち、（１）熱処理工程：放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂を熱処理する。（２）冷却工程：熱処理によって発生する排ガスを冷却して放射性Ｃｓを凝縮させる。（３）除塵工程：冷却した排ガスを除塵装置に通過させ、凝縮した放射性Ｃｓ捕集する。
【００１２】
（１）熱処理
本発明において、処理対象である放射性Ｃｓを含む廃イオン交換樹脂は、通常、スチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とする樹脂構造体である。前述の通り、放射性施設から発生する放射性廃液などを濃縮処理した後で凝縮液化した水分をイオン交換処理により放射性物質濃度を低減するために使用された廃イオン交換樹脂であって、放射性核種である放射性Ｃｓを含む。
【００１３】
この廃イオン交換樹脂の熱処理としては、比較的低温の熱分解処理（乾留処理）、あるいは比較的高温になりやすい焼却処理のいずれでもよく、その温度は通常に採用される４００℃〜１０００℃の範囲が適当である。４００℃未満では、熱分解効率が低く、タールの発生も顕著なので好ましくない。
【００１４】
そして、本発明では、廃イオン交換樹脂の減重・減容の観点からは６００℃〜１０００℃の燃焼領域の焼却処理がより好ましい。６００℃以上では、熱分解速度が大きく、タールの発生もかなり少なくなるからであり、また１０００℃以上は熱効率上不必要である。
なお、この目的に利用される装置としては、灰分と燃焼排ガスとに分解できる通常に用いられる固定床式燃焼炉および流動床式燃焼炉が適当であり、特別な構造を必要としない。
【００１５】
（２）冷却工程
前記熱処理によって発生した前記温度の熱処理排ガスを冷却して、熱処理で気化した放射性Ｃｓを凝縮させる工程であり、各種形式の冷却装置が利用可能である。例えば、高温排ガスの熱量を熱伝達壁を通じて放熱させる自然冷却、強制空冷、または強制水冷などの形式が採用できる。この場合、前記熱処理の加熱用空気を冷媒として熱交換する熱交換器とするのが熱効率の面から好ましい。また、冷却用空気を混合して強制冷却する冷却方法も好ましい。
【００１６】
その冷却工程によって、前記排ガスを４００℃以上、６００℃未満の温度に、より好ましくは５００℃以上、６００℃未満に冷却して、次ぎの除塵手段に供給するのがよい。
この下限温度は、排ガス中のタールをフィルタに付着させないための条件であり、また、上限温度は、放射性Ｃｓを気化させないでフィルタで捕集することができる条件である。
【００１７】
（３）除塵工程
前記冷却手段によって凝縮した放射性Ｃｓを含む塵埃を排ガス中から除去する工程であり、除塵装置としては、セラミック製または金属製の耐熱フィルタを用いるのが、４００℃以上の温度のガスを処理する点から好ましい。この耐熱フィルタのろ過粒子径は３０μｍとするのが好ましい。
【００１８】
以上説明した本発明の各工程により、次ぎの利点が得られる。
（１）熱処理装置としては、通常の熱分解処理または焼却処理が利用できるので、処理速度が高く、また特殊な設備を全く必要としない。また、後段の冷却装置および除塵装置についても、通常の装置で対応可能であり、これもごく通常の装置であって差し支えない。
【００１９】
（２）放射性Ｃｓを気化温度以下に冷却制御して捕集し、放射性Ｃｓの系外への放散を確実に防止でき、タールによるフィルタの目詰まりも発生しない。