(57)【要約】【課題】排出ガスから捕集した脱塩飛灰を、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用する。【解決手段】塩化水素と反応する処理剤により排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程（Ｓ７）と、塩化水素と反応した処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程（Ｓ８）と、を含み、処理剤は、脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されたものである。【選択図】図１
2019020241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理することにより発生する排出ガスの処理方法であって、
塩化水素と反応する処理剤により上記排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程と、
上記除去工程で生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程と、を含み、
上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されることを特徴とする排出ガスの処理方法。
【請求項２】
上記処理剤は、上記脱塩飛灰が、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＦｅＣｌ３、およびＦｅＣｌ２からなる群から選ばれた２種類以上の塩化物を含む混合物または複塩であり、融点が６００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の排出ガスの処理方法。
【請求項３】
上記処理剤は、上記脱塩飛灰におけるナトリウムとカルシウムのモル比が３６〜５９Ｎａ：４１〜６４Ｃａとなるように調製された消石灰と重曹を含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の排出ガスの処理方法。
【請求項４】
処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、
請求項１から３の何れか１項に記載の排出ガスの処理方法によって捕集された上記脱塩飛灰を上記処理対象物に添加する添加工程と、
上記添加工程で上記脱塩飛灰が添加された上記処理対象物を加熱して当該処理対象物から放射性セシウムを揮散させる加熱工程と、を含むことを特徴とする放射性セシウムの除去方法。
【請求項５】
上記加熱工程では、上記混合物を、７００℃以上の温度で２時間以上加熱することを特徴とする請求項４に記載の放射性セシウムの除去方法。
【請求項６】
上記加熱工程で加熱される、上記脱塩飛灰と上記処理対象物の混合物は、該混合物に含まれるカルシウム量が、酸化カルシウム濃度換算で５重量％以下、および、塩素量で０．９〜３重量％のうち少なくとも一方を満たすように調製されていることを特徴とする請求項４または５に記載の放射性セシウムの除去方法。
【請求項７】
放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理する処理施設であって、
塩化水素と反応する処理剤を上記排出ガスに供給して、該排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する薬剤供給装置と、
上記薬剤供給装置による除去の際に生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する集じん装置と、
上記分離促進剤の少なくとも一部として、上記集じん装置が捕集した上記脱塩飛灰が添加された上記処理対象物を加熱する加熱炉と、を含み、
上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されたものであることを特徴とする処理施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性セシウムを含む処理対象物を加熱処理することにより発生する排出ガスの処理方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性セシウムを含む処理対象物に分離促進剤を添加して加熱処理することにより放射性セシウムを塩化揮発させる技術が知られている。このような放射性セシウムの除去技術では、加熱炉からの排ガスに塩化水素などの酸性ガスが含まれている。
【０００３】
そのため、排ガスに中和剤を添加して、酸性ガスを除去する必要があるが、酸性ガスと反応した反応済みの中和剤が廃棄物となっていた。そこで、廃棄物の減量化を図るために、中和剤添加後の排ガスから集塵したダストを、放射性セシウムを揮発除去するための反応促進剤として再利用する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、排ガス中の酸性ガスを除去するための中和剤として消石灰、生石灰、ドロマイト、軽焼ドロマイト及び水酸化ドロマイト等からなる調合原料を使用している。また、中和剤添加後の排ガスから集塵したダストは、消石灰、石膏、塩化カルシウムが主成分であり、放射性セシウムを揮発除去するための反応促進剤のＣａＯ源やＣｌ源として再利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１７０１３０号公報（２０１６年９月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、中和剤添加後の排ガスから集塵したダストを、放射性セシウムを揮発除去するための反応促進剤として再利用するためには、当該ダストの融点以上の加熱温度で放射性セシウムを含む処理対象物を処理する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、処理対象物を１２００℃以上１５５０℃以下という高温で処理する必要があり、非常に大きな熱量を必要としていた。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、排出ガスから捕集した脱塩飛灰を、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用することができる排出ガスの処理方法等を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る排出ガスの処理方法は、放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理することにより発生する排出ガスの処理方法であって、塩化水素と反応する処理剤により上記排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程と、上記除去工程で生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程と、を含み、上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製される。
【０００９】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る処理施設は、放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理する処理施設であって、塩化水素と反応する処理剤を上記排出ガスに供給して、該排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する薬剤供給装置と、上記薬剤供給装置による除去の際に生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する集じん装置と、上記分離促進剤の少なくとも一部として、上記集じん装置が捕集した上記脱塩飛灰が添加された上記処理対象物を加熱する加熱炉と、を含み、上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、捕集工程で捕集した脱塩飛灰を、低い焼却温度で焼却対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】処理施設における処理の流れを示す図である。
【図２】処理施設の概略構成を示す図である。
【図３】低融点塩化物の組成と融点とを示す図である。
【図４】ＮａＣｌ−ＣａＣｌ２の相平衡図である。
【図５】温度１８０℃の排ガス中に含まれる塩化水素に対する重曹の当量比と塩化水素の除去率との関係を示す図である。
【図６】温度１５０℃、１８０℃、および２１０℃の排ガス中に含まれる塩化水素に対する消石灰の当量比と塩化水素の除去率との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例および比較例における処理対象物である廃棄物の組成を示す図である。
【図８】試験条件と試験結果とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一態様に係る排出ガスの処理方法は、放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理することにより発生する排出ガスの処理方法であって、塩化水素と反応する処理剤により上記排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程と、上記除去工程で生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程と、を含み、上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるよう調製される。また、本発明の一態様においては、除去工程および捕集工程の他に、必要に応じて、添加工程、加熱工程等を含んでもよい。各工程については後述する。
【００１３】
以下、本発明の一態様に係る排出ガスの処理方法の一実施形態について説明する。本実施形態に係る処理施設１００は、放射性のセシウム（Ｃｓ）を含む処理対象物に分離促進剤を添加して加熱処理することにより、処理対象物の放射性セシウム含量を低下させ、また処理対象物を減容化する施設である。
【００１４】
〔処理施設における処理の流れ〕
図１を参照して、処理施設１００における処理の流れを説明する。図１は、処理施設１００における処理例を示す図である。
【００１５】
（Ｓ１：破砕工程）
本発明の一態様に係る排出ガスの処理方法は、破砕工程を含んでもよい。本実施形態では、まず、放射性セシウムを含む、除染廃棄物、片付けごみ、災害廃棄物等の処理対象物が、例えばフレキシブルコンテナ等の荷姿で処理施設１００に搬送される。処理施設１００では、破砕処理を行ない、これらの処理対象物を破砕する。本実施形態では、処理対象物が可燃物であり、これを焼却することを想定しているから、処理対象物は焼却対象物とも言える。
【００１６】
なお、上記処理対象物は、放射性セシウムを含む、土壌、下水汚泥、あるいは別工程で発生した焼却主灰や焼却飛灰等であってもよい。また、上記処理対象物は、放射性セシウムをほとんど含まない部分（例えば、土壌の場合、砂、石）を予め取り除いて得られる、放射性セシウムが濃縮された中間処理物であってもよい。
【００１７】
（Ｓ２：分離促進剤添加工程）
本発明の一態様に係る排出ガスの処理方法は添加工程を含んでもよい。添加工程では、２種類以上の塩化物を含み、かつそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩を含む、セシウムの分離促進剤を処理対象物に添加する。
【００１８】
分離促進剤とは、放射性セシウムを含む処理対象物からの放射性セシウムの加熱分離を促進するものである。本発明の一態様で用いる分離促進剤は、２種類以上の塩化物を用いて調製した、融点が６００℃以下である低融点塩化物を含む。分離促進剤には、塩素源としての上記低融点塩化物が少なくとも含まれていればよい。また、処理対象物からの放射性セシウムの除去率を向上させるという観点から、分離促進剤にはカルシウム源がさらに含まれていることが好ましい。より詳細には、分離促進剤は、該分離促進剤を添加した後の処理対象物中のカルシウム濃度が、ＣａＯ換算で５ｗｔ％（重量％）以下になるように調製されていることが好ましく、１〜２ｗｔ％になるように調製されていることがさらに好ましい。カルシウム源としては、例えば、塩化カルシウム、消石灰（水酸化カルシウム）、生石灰（酸化カルシウム）、および炭酸カルシウムの少なくとも何れかを用いることができる。
【００１９】
また、分離促進剤は、該分離促進剤を添加した後の処理対象物中のＣｌ濃度が０．９ｗｔ％以上となるように塩素源の量が調製されていることが好ましく、０．９〜２ｗｔ％になるように塩素源の量が調製されていることがさらに好ましい。塩素源としては、例えば塩化カルシウムおよび塩化ナトリウム等の塩化物を含む低融点塩化物が好適である。例えば、ＮａＣｌとＣａＣｌ２とを含む、融点が６００℃以下の混合物または複塩を分離促進剤として用いてもよい。この場合、融点は６００℃以下で低いほど好ましく、例えば５００℃程度の融点のものを用いることがより好ましい。
【００２０】
本実施形態では、上記添加工程を分離促進剤添加工程と称する。分離促進剤添加工程では、破砕した処理対象物に分離促進剤を添加する。
【００２１】
（Ｓ３：焼却工程）
本発明の一態様に係る排出ガスの処理方法は、加熱工程を含んでもよい。加熱工程は、分離促進剤が添加された処理対象物を加熱して、当該処理対象物から放射性セシウムを揮散させる工程である。加熱工程では、処理対象物に含まれる放射性セシウムが、加熱工程によって揮発するか、または、水溶性の放射性セシウムとなって、ほぼ除去されるように、添加工程における分離促進剤の添加量と、加熱工程における加熱温度および加熱時間とが調整される。
【００２２】
本実施形態では上記加熱工程を焼却工程と称する。焼却工程では、分離促進剤を添加した処理対象物を焼却する。焼却温度は９００℃以上、焼却時間は２時間以上とすればよりよく、焼却温度は１０００℃以下、焼却時間は４時間以下とすることが好ましい。焼却により、処理対象物に含まれる放射性セシウムが、加熱工程後の処理物である焼却主灰中に水溶性の塩化セシウム（ＣｓＣｌ）として取り込まれる。焼却主灰中に、水溶性のＣｓＣｌとして取り込まれた放射性セシウムの一部は、焼却主灰から塩化揮発して、排ガス中に含まれる。残りの放射性セシウムは、焼却主灰中に水溶性のＣｓＣｌとして残留する。
【００２３】
（Ｓ４：冷却工程）
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、冷却工程を含んでもよい。冷却工程では、処理対象物を焼却することによって排出された排ガス（排出ガス）を冷却する。排ガスの冷却は、冷却水により行われる構成であってもよいし、冷却空気により行われる構成であってもよいし、冷却水と冷却空気とを併用して行われる構成であってもよい。排ガスを冷却することにより、排ガスに含まれていたＣｓＣｌ等のガス状の塩類が、固形の塩類となる。
【００２４】
（Ｓ５：剥離剤添加工程）
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、剥離剤添加工程を含んでもよい。剥離剤添加工程では、冷却により発生した固形の塩類を含む排ガスに剥離剤（ろ過助剤）を添加する。この剥離剤により、後述する除じん工程において、圧力損失の低減や除じん飛灰の剥離が容易になる。
【００２５】
（Ｓ６：第１除じん工程）
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、第１除じん工程を含んでもよい。第１除じん工程では、排ガス中から塵状の固形物を除じんする。ここでは、排ガスに含まれていたばい塵やセシウム塩（ＣｓＣｌ）などの固形物が除じん飛灰として捕集される。
【００２６】
（Ｓ７：処理剤添加工程）
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、塩化水素と反応する処理剤により排ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程を含む。本実施形態では上記除去工程を処理剤添加工程と称する。処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるよう調製される。
【００２７】
処理剤添加工程では、Ｓ６で除じん飛灰を取り除いた後の排ガスに処理剤を添加する。除じん飛灰を取り除いた後の排ガスには、塩化水素（ＨＣｌ）などの酸性ガスが含まれている。また、ダイオキシン等の有毒物質が含まれていることもある。処理剤は、排ガスから上述の塩類や有毒物質を除去するために添加されるものであり、例えば、消石灰、重曹、活性炭などを含むものであってもよい。処理剤は、排ガス中に含まれたＨＣｌなどの酸性ガスと反応する。
【００２８】
（Ｓ８：第２除じん工程）
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、塩化水素と反応した処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程を含む。本実施形態では上記捕集工程を第２除じん工程と称する。
【００２９】
第２除じん工程では、ＨＣｌなどの酸性ガスと反応することによって生じた処理剤の反応生成物と、未反応の処理剤を排ガス中から除じんする。詳細は後述するが、ここでは、ＮａＣｌおよびＣａＣｌ２を主成分として含む脱塩飛灰が捕集される。なお、Ｓ６で除じん飛灰が捕集され、Ｓ８で脱塩飛灰が捕集された後の浄化された排ガスは、空気中に排出される。
【００３０】
（Ｓ９：分離促進剤（脱塩飛灰）添加工程）
Ｓ８で捕集された、ＮａＣｌおよびＣａＣｌ２を主成分として含む脱塩飛灰を、分離促進剤として焼却対象物に添加する。
【００３１】
本実施形態では、S７で排ガスに添加される処理剤は、Ｓ８で捕集されるＮａＣｌおよびＣａＣｌ２を主成分として含む脱塩飛灰が、融点が６００℃以下の低融点塩化物となるように調製されている。これにより、Ｓ８で捕集される脱塩飛灰をS２で焼却対象物に添加する分離促進剤として用いることができる。よって、新規投入が必要な分離促進剤の量を削減するとともに、焼却飛灰量の増大を抑制する効果が得られる。
【００３２】
（Ｓ１０：焼却主灰洗浄工程）
本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、加熱により処理対象物から揮散しなかった放射性セシウムを含む加熱処理物を洗浄液で洗浄して該加熱処理物から放射性セシウムを除去する焼却主灰洗浄工程を含んでもよい。Ｓ３で処理対象物を焼却したことによって発生した、放射性セシウムが水溶性のＣｓＣｌとして残留した焼却主灰を水洗浄する。水溶性のＣｓＣｌは、水洗浄により大部分が除去される。水洗浄後に残る固形物である焼却主灰は、放射性セシウム濃度が埋め立て処分する廃棄物におけるＣｓ濃度の基準値である８，０００（Ｂｑ／ｋｇ）以下であれば、そのまま処分可能である。一方、放射性セシウム濃度が基準値を超えていれば、溶融処理により減容化すると共に、放射性セシウム濃度をさらに低下させる。溶融処理によって生じた溶融スラグは、放射性セシウム濃度が上述の基準値以下であれば、土木資源などとして再資源化することができる。なお、基準値は、上記の例に限られず、法令等や処分の方法等に応じた基準値を用いて、そのまま処分するか溶融処理に供するかを判定してもよい。例えば、一般食品等に用いられる１００（Ｂｑ／ｋｇ）のような低い値の基準値を用いてもよい。
【００３３】
また、焼却主灰を水洗浄した後の、水溶性のＣｓＣｌを含む灰汚水は、Ｓ４において排ガスに噴霧する冷却水として用いることができる。このように、焼却主灰を水洗浄した後の灰汚水を排ガスに噴霧する冷却水として用いることで、灰汚水を有効活用することができる。また、冷却水として噴霧されたＣｓＣｌは、Ｓ６において除じん飛灰として捕集することができる。
【００３４】
〔処理施設の構成〕
次に図２を参照して、処理施設１００の構成について説明する。処理施設１００は、廃棄物を焼却処理する処理施設である。処理施設１００は、破砕機２、廃棄物搬送装置３、廃棄物ピット４、クレーン５、焼却炉７、焼却主灰洗浄装置９、ガス冷却塔１０、熱交換器１１、および、集じん装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）を備えている。
【００３５】
破砕機２は、処理対象物として受け入れた廃棄物１を破砕する機械である。図１の破砕工程（Ｓ１）は、破砕機２を用いて行うことができる。また、廃棄物搬送装置３は、破砕機２で破砕した廃棄物１を搬送するコンベヤ等の装置である。そして、廃棄物ピット４は、廃棄物搬送装置３によって破砕機２から搬送された破砕された廃棄物１を一時貯留する貯蔵所である。クレーン５は、廃棄物ピット４内に貯留された廃棄物１を、撹拌するとともに、焼却炉７に供給する機械である。
【００３６】
焼却炉７は、廃棄物１を焼却する設備である。焼却炉７は、例えば、ストーカ式焼却炉、ロータリーキルン型焼却炉、およびそれらを併用した焼却炉などであってもよい。図２の焼却炉７はストーカ式焼却炉である。図１の焼却工程（Ｓ３）は、焼却炉７を用いて行うことができる。なお、本実施形態の技術は、焼却炉７以外にも、焼成炉や、廃棄物または焼却灰用の溶融炉などにも適用可能な技術である。
【００３７】
なお、図１の分離促進剤添加工程（Ｓ２）は、廃棄物１を焼却炉７で焼却する焼却工程の前に行われる。例えば、分離促進剤６は、廃棄物ピット４内でクレーン５によって混合撹拌されてもよい。また、例えば、分離促進剤６は、廃棄物１を焼却炉７に供給するための装置の前段にホッパやシュートなどの装置を設けて、当該装置にコンベヤ等の搬送装置を用いて供給されてもよい。さらに、例えば、分離促進剤６は、焼却炉７の温度域の比較的低いエリア、例えば、焼却炉７の廃棄物供給側に近いエリアである所謂乾燥段に直接供給されてもよい。
【００３８】
廃棄物１へ添加する分離促進剤６の形状は、固形物、スラリー（懸濁体）、および、水溶液の少なくとも何れか１つである。どのようにして分離促進剤６を廃棄物１に添加するかに応じて、どのような形状・状態の分離促進剤６を用いるかを決めればよい。例えば、上述したように、廃棄物ピット４内で廃棄物１と分離促進剤６とを混合撹拌する場合には、分離促進剤６は固形物の形状であるのが望ましい。この場合に、スラリー、または、水溶液の形状の分離促進剤６を用いると、分離促進剤６が廃棄物ピット４の底面に流下し、クレーン５での焼却炉７への搬送が困難になる可能性が考えられるためである。
【００３９】
また、焼却炉７の前段に搬送装置によって分離促進剤６を供給する場合には、分離促進剤６は固形物またはスラリーとすることが望ましい。この場合に、水溶液である分離促進剤６を用いると、焼却炉の火格子間に分離促進剤６が流下して、分離促進剤６と廃棄物１とが混合できなくなる可能性が考えられるためである。
【００４０】
なお、焼却炉７に分離促進剤６を直接供給する場合には、分離促進剤６の形状に関わらず、焼却炉７からの輻射熱による設備の閉塞に注意をする必要がある。また、焼却炉７に水溶液の形状で分離促進剤６を噴霧して供給する場合には、焼却炉７の熱量低下による助燃使用量の増加に注意する必要がある。
【００４１】
焼却主灰洗浄装置９は、分離促進剤６を含む廃棄物１を焼却炉７において焼却して捕集される焼却主灰８を洗浄する装置である。図１の焼却主灰洗浄工程（Ｓ１０）は、焼却主灰洗浄装置９を用いて行うことができる。焼却主灰洗浄装置９は、焼却主灰を洗浄する水が補給される水槽と、洗浄した焼却主灰を水槽の外へ搬送する搬送装置とを含んでいる。
【００４２】
排水処理設備は、焼却主灰洗浄装置９において焼却主灰を洗浄した後の灰汚水を処理する設備である。排水処理設備で処理された灰汚水の一部を、焼却炉７の内部（例えば二次燃焼室）に噴霧して、焼却炉７内の排ガス冷却水として用いてもよい。
【００４３】
ガス冷却塔１０は、分離促進剤６を含む廃棄物１を焼却炉７において焼却することにより発生する排ガスを冷却する設備である。図１の冷却工程（Ｓ４）は、ガス冷却塔１０を用いて行うことができる。ガス冷却塔１０の内部には、排水処理設備で処理された灰汚水の一部が冷却水Ｂとして噴霧される。
【００４４】
熱交換器１１は、排ガスの排熱を回収する設備である。なお、図示は省略するが、熱交換器１１によって回収された排熱を利用して、焼却炉で利用する燃焼空気の予熱、発電または給湯などを行うための排熱利用設備が、熱交換器１１に連結されている構成であってもよい。
【００４５】
図示は省略するが、熱交換器１１から排出された排ガスに剥離剤（ろ過助剤）１３を供給する剥離剤供給装置が熱交換器１１の下流に設けられている。図１の剥離剤添加工程（Ｓ５）は、ここで行われる。
【００４６】
集じん装置１２は、排ガス中の固形物を捕集することにより、排ガスを除じんする装置である。処理施設１００は、排ガス流路のより上流側に設置された１段目の集じん装置１２Ａと、その下流側に集じん装置１２Ａと直列に設置された２段目の集じん装置１２Ｂと、を備えている。これらの集じん装置１２は、例えばバグフィルタであってもよい。
【００４７】
集じん装置１２Ａは、排ガス中に含まれるばい塵やセシウム塩（ＣｓＣｌ）などの固形物を集じんする。図１の第１除じん工程（Ｓ６）は、集じん装置１２Ａを用いて行うことができる。集じん装置１２Ａで捕集されたばい塵やセシウム塩（ＣｓＣｌ）などを含む除じん飛灰は、水洗浄して放射性セシウム濃度を低減させた上で、廃棄処分、または、再資源化される。
【００４８】
図示は省略するが、集じん装置１２Ａと、集じん装置１２Ｂとの間には、集じん装置１２Ａを通過した排ガスに処理剤１４を供給する薬剤供給装置が設けられている。処理剤は、消石灰、重曹、活性炭などを含む薬剤である。処理剤の供給は噴霧によって行ってもよい。図１の処理剤添加工程（Ｓ７）は、この薬剤供給装置によって行われる。１段目の集じん装置１２Ａを通過した排ガス中に含まれる塩化水素などの酸性ガスは、処理剤１４と反応する。
【００４９】
集じん装置１２Ｂは、処理剤１４と反応した反応生成物を含む脱塩飛灰を捕集する。図１の第２除じん工程（Ｓ８）は、集じん装置１２Ｂを用いて行うことができる。集じん装置１２Ｂで捕集された脱塩飛灰は、ＮａＣｌおよびＣａＣｌ２を主成分として含んでいる。そして、集じん装置１２Ｂで捕集された脱塩飛灰は、図１の分離促進剤（脱塩飛灰）添加工程（Ｓ９）で分離促進剤６として処理対象物に添加される。集じん装置１２Ｂを通過した排ガスは、煙突から空気中に排出される。
【００５０】
〔塩化物と融点について〕
次に、図３および図４を用いて分離促進剤６の組成について説明する。上述したように、処理対象物に添加される分離促進剤６には、２種類以上の塩化物を用いて調製した、融点が６００℃以下である低融点塩化物が用いられる。
【００５１】
図３は、低融点塩化物の組成と融点とを示す図である。なお、図３に示す各融点は、吉葉正行著「先進型廃棄物処理プラントにおける高温化技術と材料イノベーション」、Sanyo Technical Report Vol.6(1999), No.1による。図３の低融点塩化物は、何れも２種類の塩化物を含み、かつそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物であるから、比較的低温の温度条件下での焼却においても有効な分離促進剤として利用できる。ただし、鉛などの有害重金属を含む塩化物は、処理対象物に添加される分離促進剤６としては適さない。
【００５２】
図４は、ＮａＣｌとＣａＣｌ２との相平衡図である。図４に示すように、ＮａＣｌ単独の融点は８０１℃である。ＣａＣｌ２の単独の融点は７７２℃である。また、ＮａＣｌとＣａＣｌ２とからなる低融点塩化物は、モル比でＮａＣｌ：ＣａＣｌ２＝４９：５０となる場合に融点が最小値（５０４℃）となる。
【００５３】
融点が６００℃以下の低融点塩化物を得るには、３６〜５９ＮａＣｌ・４１〜６４ＣａＣｌ２のモル当量範囲でＮａＣｌとＣａＣｌ２とを混合するのが望ましい。このように、融点が６００℃以下となるモル当量範囲内でＮａＣｌとＣａＣｌ２とを調製した低融点塩化物を分離促進剤６として用いることが出来る。
よって、処理剤１４は、第２除じん工程（Ｓ８）において集じん装置１２Ｂで捕集された脱塩飛灰に含まれるナトリウムとカルシウムのモル比が３６〜５９Ｎａ：４１〜６４Ｃａとなるように、消石灰と重曹とを含んでいることが望ましい。
【００５４】
なお、焼却時点までに所定の組成の分離促進剤と処理対象物が混合された状態となればよい。例えば、所定の組成の分離促進剤の構成要素である一部の塩化物と、他の塩化物とをそれぞれ個別に処理対象物に添加し、それらを混合して、混合後に分離促進剤が所定の組成となるようにしてもよい。また、２種類以上の塩化物を混合して加熱溶融することによって得られた複塩である低融点塩化物を分離促進剤６として用いることもできる。
【００５５】
ここで、上述のように、処理剤と反応した反応生成物を含む脱塩飛灰は、分離促進剤６として利用する。また、この処理剤としては、消石灰や重曹を用いることができる。そして、消石灰は、排ガス中の塩化水素と反応してＣａＣｌ２を生じ、重曹は、排ガス中の塩化水素と反応してＮａＣｌを生じる。このため、消石灰と重曹の両方を含む処理剤を用いる場合、分離促進剤６はＮａＣｌとＣａＣｌ２を含むものとすることが好ましい。これにより、最初に添加する分離促進剤６と、脱塩飛灰を利用した分離促進剤６との間での組成変化を抑え、安定した放射性セシウムの除去率等を維持することができる。なお、脱塩飛灰はそのまま分離促進剤として用いてもよいし、成分を調製した上で分離促進剤として用いてもよい。また、ＮａＣｌとＣａＣｌ２を含む低融点塩化物の中でも、特に融点の低い４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２等を用いることがより好ましい。
【００５６】
〔処理剤の組成と添加量について〕
次に、図１の処理剤添加工程（Ｓ７）において添加される処理剤の組成と添加量について図５および図６を用いて説明する。上記処理剤は、一般的な都市ごみ焼却炉で用いられている処理剤と同様に、処理後の排ガスに含まれる有害成分の量が規制値以下となるようなものであればよい。そして、上記処理剤は、排ガス処理後に捕集される脱塩飛灰が、分離促進剤６とするのに好適な組成とすることが好ましい。
【００５７】
図５および図６は、一般的な都市ごみ焼却炉での重曹および消石灰の脱塩性能を示す図である。図５は、温度１８０℃の排ガス中に含まれる塩化水素に対する重曹の当量比と塩化水素の除去効率との関係を示す図である。図６は、温度１５０℃、１８０℃、および２１０℃の排ガス中に含まれる塩化水素に対する消石灰の当量比と塩化水素の除去率との関係を示す図である。
図５、図６に示すように、温度１８０℃の排ガスからの塩化水素の除去効率は、重曹の添加当量比を１．２、消石灰の添加当量比を１．２とした場合、重曹で約９７％、消石灰で約９２％であり、十分な除去効率を得ることができる。
【００５８】
処理剤の塩化水素に対する当量比を１．２と設定した場合、重曹と消石灰の混合比率は、モル比で、重曹４７：消石灰５３となる。そして、この重曹４７：消石灰５３のモル比で調製された処理剤を集じん装置１２Ａから排出された排ガスに噴霧する。これにより、集じん装置１２Ｂでは、４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２に近い反応生成物が脱塩飛灰として捕集される。
【００５９】
上述したように、４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２等が分離促進剤６として用いる低融点塩化物として好ましい。よって、集じん装置１２Ｂで捕集された４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２に近い反応生成物を含んだ脱塩飛灰を、分離促進剤６として好適に用いることができる。そして、このように分離促進剤６として好適な組成の脱塩飛灰が得られることにより、新たに加える分離促進剤６の添加量を最小限に抑えることができる。
【００６０】
このように、重曹と消石灰を４７：５３のモル比で含む処理剤を用いることによって、分離促進剤６として好適な組成の脱塩飛灰が集じん装置１２Ｂで捕集される。これにより、新たに加える分離促進剤６の添加量を最小限に抑えることができる。
【００６１】
ところで、放射性セシウムに汚染された廃棄物の焼却炉では、排ガス温度が都市ごみ用ボイラ付焼却炉と比較して高くなる傾向にある。具体的には、放射性セシウムに汚染された廃棄物の焼却炉では、例えばバグフィルタにおける排ガス温度が１８０〜１９０℃となることがある。従来の放射性セシウムに汚染された廃棄物の焼却炉では、処理剤として消石灰のみを用いるのが一般的であるが、図６に示すように、排ガス温度が高い場合、消石灰の排ガス処理（有害ガス除去）効果は低下する傾向にある。一方で、重曹を用いた排ガス処理では、塩化水素の除去効率は温度による影響が小さいことが知られている。
【００６２】
よって、消石灰と重曹の混合薬剤を処理剤として用いることにより、処理剤として消石灰のみを用いる場合と比べて、少ない添加量で排ガスから塩化水素を効率よく除去することができる。よって、処理剤の使用量の抑制が可能となる。
【００６３】
〔分離促進剤の必要投入量の計算例〕
例えば、廃棄物の焼却量を２００トン／１日とし、当該廃棄物の焼却によって排出される焼却排ガスの量（湿りガス基準）を７０，０００ｍ３Ｎ／ｈとする。また、焼却排ガスの組成は、水分＝４０（体積％）、ＨＣｌ＝１５００ｐｐｍ（乾きガス基準）、ＳＯｘ＝３０ｐｐｍ（乾きガス基準）とする。
【００６４】
図１の処理剤添加工程（Ｓ７）において添加される処理剤は、ＨＣｌ、ＳＯｘに対して当量比１．２とする。また、この処理剤は、混合比率が、モル比で４５ＮａＨＣＯ３（重曹）：５２Ｃａ（ＯＨ）２（消石灰）、重量比で４６（重曹）：５４（消石灰）となるように調製されている。焼却排ガスの量と、焼却排ガスの組成に基づいて計算した処理剤として必要な重曹量と消石灰量とは、それぞれ１３６．８ｋｇ／ｈと、６９．６ｋｇ／ｈとなる。これにより、ＮａＣｌの生成量は、１３６．８／１．２（当量比）×９７％（重曹による塩化水素の除去効率）×（５８．５／８４）（ＮａＣｌとＮａＨＣＯ３の当モル重量比）＝７７．０ｋｇ／ｈと計算される。また、ＣａＣｌ２の生成量は、６９．６／１．２（当量比）×９２％（消石灰による塩化水素の除去効率）×（１１１／７４）（ＣａＣｌ２とＣａ（ＯＨ）２の当モル重量比）＝８０．１ｋｇ／ｈと計算される。
【００６５】
ここで、分離促進剤の必要量は、廃棄物の焼却量の３重量％であるため、２００トン／日×３重量％＝２５０ｋｇ／ｈと計算される。ここで、処理剤として投入された重曹と消石灰とを含む焼却飛灰を分離促進剤として用いることができるため、新規投入が必要な分離促進剤の量は、２５０−（７７．０＋８０．１）＝９２．９ｋｇ／ｈと計算される。つまり、新規投入が必要な分離促進剤の量は、必要な分離促進剤の重量の３７％分に相当する。分離促進剤の価格を１００円／ｋｇとして、１日２４時間、年間２８０日廃棄物の処理を行うとすると、年間で、（２５０（ｋｇ／ｈ）×１００（円／ｋｇ）×２８０（日／年）×２４（ｈ／日））×０．６３＝約１０，６００万円の薬剤費用削減効果が見込める。
なお、上記焼却排ガス組成のＨＣｌ＝１５００ｐｐｍは、分離促進剤中に含まれる塩素分の約６３％がＨＣｌに転換する場合の数値である。後述の試験結果からは、分離促進剤中の塩素分のＨＣｌ転換率は５５〜６７％であり、無限時間における熱平衡計算結果では８３〜９０％であるという結果が得られている。
【００６６】
〔変形例〕
上記実施形態では、可燃物である処理対象物を燃焼させて放射性セシウムを揮散させる例を説明したが、処理対象物（典型的には放射性セシウムを含む不燃物）を燃焼させることなく加熱して放射性セシウムを揮散させる構成も本発明の範疇に含まれる。
【００６７】
また、処理剤は、排ガス処理後に得られる脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩を含むようなものであればよく、重曹と消石灰を主成分とするものに限られない。上記２種類以上の塩化物は、例えばＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＦｅＣｌ３、およびＦｅＣｌ２からなる群から選ばれたものであってもよい。また、上記混合物または複塩は、低融点塩化物であることが好ましく、融点が６００℃以下である低融点塩化物であることがさらに好ましい。
【００６８】
また、排ガス処理後に得られる脱塩飛灰と処理対象物との混合物は、該混合物に含まれるカルシウム量が、酸化カルシウム濃度換算で５重量％以下、好ましくは１〜２重量％、塩素量で０．９〜３重量％、好ましくは０．９〜２重量％となるように調製されていてもよい。
【００６９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７０】
〔付記事項〕
本発明の一態様に係る排出ガスの処理方法は、放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理することにより発生する排出ガスの処理方法であって、塩化水素と反応する処理剤により上記排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程と、上記除去工程で生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程と、を含み、上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されることを特徴とする処理方法である。
【００７１】
ここで、２種類以上の塩化物を含み、かつそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩である低融点塩化物は、分離促進剤として利用できる。また、低融点塩化物を分離促進剤として用いる場合、単体の塩化物を分離促進剤として用いる場合と比べて、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離することができる。
【００７２】
よって、上記の構成によれば、捕集工程で捕集した脱塩飛灰を、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用することができる。
【００７３】
また、上記処理剤は、上記脱塩飛灰が、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＦｅＣｌ３、およびＦｅＣｌ２からなる群から選ばれた２種類以上の塩化物を含む混合物または複塩であり、融点が６００℃以下であってもよい。
【００７４】
上記の構成によれば、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＦｅＣｌ３、およびＦｅＣｌ２からなる群から選ばれた２種類以上の塩化物からなる、融点が６００℃以下である混合物または複塩を含む脱塩飛灰が捕集される。よって、捕集工程で捕集した脱塩飛灰を、例えば１０００℃以下といった低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用することができる。
【００７５】
また、上記処理剤は、上記脱塩飛灰が、ナトリウムとカルシウムのモル比が３６〜５９Ｎａ：４１〜６４Ｃａとなるように調製された消石灰と重曹を含んでいてもよい。
【００７６】
上記の構成によれば、ナトリウムとカルシウムのモル比が３６〜５９Ｎａ：４１〜６４Ｃａである脱塩飛灰が捕集される。このような脱塩飛灰は、融点が６００℃以下である低融点塩化物を含むから、例えば１０００℃以下といった低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用することができる。また、処理剤が消石灰と重曹を含むことにより、排気ガスの温度が比較的高温（例えば１８０℃以上）であっても、処理剤の添加量を抑えつつ、塩化水素と十分に反応することが可能となる。
【００７７】
また、本発明の一態様に係る放射性セシウムの除去方法は、処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、上記排出ガスの処理方法によって捕集された上記脱塩飛灰を上記処理対象物に添加する添加工程と、上記添加工程で上記脱塩飛灰が添加された上記処理対象物を加熱して当該処理対象物から放射性セシウムを揮散させる加熱工程と、を含む。
【００７８】
上記の構成によれば、排出ガスの処理の際に捕集した脱塩飛灰を、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用し、処理対象物から放射性セシウムを揮散させる。よって、分離促進剤の使用量を抑えることができると共に、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離することができる。
【００７９】
また、上記加熱工程では、上記混合物を、７００℃以上の温度で２時間以上加熱してもよい。
【００８０】
分離促進剤として利用される上記脱塩飛灰は、２種類以上の塩化物を含み、かつそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩を含むから、７００℃以上の温度で２時間という比較的低温の加熱であっても、処理対象物から放射性セシウムを十分に除去することが可能になる。
【００８１】
また、上記加熱工程で加熱される、上記脱塩飛灰と上記処理対象物の混合物は、該混合物に含まれるカルシウム量が、酸化カルシウム濃度換算で５重量％以下、および、塩素量で０．９〜３重量％のうち少なくとも一方を満たすように調製されていてもよい。
【００８２】
上記のように調製された混合物であれば、比較的低温の加熱であっても、処理対象物から放射性セシウムを十分に除去することが可能になる。
【００８３】
また、本発明の一態様に係る処理施設は、放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理する処理施設であって、塩化水素と反応する処理剤を上記排出ガスに供給して、該排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する薬剤供給装置と、上記薬剤供給装置による除去の際に生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する集じん装置と、上記分離促進剤の少なくとも一部として、上記集じん装置が捕集した上記脱塩飛灰が添加された上記処理対象物を加熱する加熱炉と、を含み、上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されたものである。
【００８４】
上記の構成によれば、排出ガスの処理の際に捕集した脱塩飛灰を、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離可能な分離促進剤として利用し、処理対象物から放射性セシウムを揮散させる。よって、分離促進剤の使用量を抑えることができると共に、低い加熱温度で処理対象物から放射性セシウムを分離することができる。
【実施例】
【００８５】
本発明の実施例を図７および図８に基づいて説明する。なお、説明する実施例は一例であり、本発明は本実施例の構成には限定されない。
【００８６】
〔処理対象物〕
本実施例の処理対象物である廃棄物の組成を図７に示す。図７は、本発明の実施例および比較例における処理対象物である廃棄物の組成を示す図である。この処理対象物は、可燃分が４５．５（ｗｔ％）である可燃性の廃棄物であり、２８００（Ｂｑ／ｋｇ）の放射性セシウムを含む。塩素の含量は０．０４（ｗｔ％）とわずかである。カルシウムは３８００（ｍｇ／ｋｇ）含まれる。
【００８７】
〔試験条件〕
比較例１〜６および実施例１〜８について、所定の条件下で上記処理対象物を管状炉内で焼却し、焼却した後の焼却主灰を液固比１：１０で６時間振とう・水洗浄した。焼却の際の空気比は１．５とした。また、分離促進剤を添加した後の処理対象物におけるＣａＯ量およびＣｌ量（何れも単位はｗｔ％）を算出した。ただし、比較例１〜３については、分離促進剤を添加することなく焼却しているので、処理対象物自体のＣａＯ量およびＣｌ量を算出している。
ここで、実施例１〜８は、集じん装置１２Ｂで捕集された脱塩飛灰を分離促進剤として再利用した場合のセシウム除去率（Ｃｓ除去率）を示した試験結果である。なお、実施例１〜８では、脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含むものであり、特に、４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２に近い反応生成物となることがわかっていることを前提として、添加する薬剤を適宜に調整して試験がおこなわれている。
【００８８】
そして、以下の式から、揮発放射性セシウム（揮発Ｃｓ）量、焼却主灰中の水溶性放射性セシウム（水溶性Ｃｓ）量、および焼却主灰中の非水溶性放射性セシウム（残留Ｃｓ）量（何れも単位はＢｑ）を求め、（処理対象物中の全Ｃｓ）量（単位はＢｑ）に対する百分率（％）として図８に示した。また、焼却主灰中の非水溶性放射性セシウム（残留Ｃｓ）量から、放射性セシウムの除去率（Ｃｓ除去率）を求めた（単位は％）。
【００８９】
処理対象物および焼却主灰中の放射性セシウム濃度は、ゲルマニウム半導体検出器を用いて測定を行い、下式でセシウム量を算出した。
｛Ｃｓ量（Ｂｑ）｝＝｛Ｃｓ濃度（Ｂｑ／ｋｇ）｝×｛試料量（ｋｇ）｝
また、溶出セシウム濃度は、環境省発行「第五部  放射能濃度等測定ガイドライン」「第８章  溶出量」記載の「日本工業規格Ｋ〇〇五八−一」に定める方法によりに従って試料を作製し、同じくゲルマニウム半導体検出器を用いて測定を行った。
【００９０】
（揮発Ｃｓ）＝（処理対象物中の全Ｃｓ）−（焼却主灰中の全Ｃｓ）
（水溶性Ｃｓ）＝｛溶出Ｃｓ濃度（Ｂｑ／Ｌ）｝×１０（Ｌ／ｋｇ）×｛焼却主灰重量（ｋｇ）｝
（残留Ｃｓ）＝（焼却主灰中の全Ｃｓ）−（水溶性Ｃｓ）
（Ｃｓ除去率）＝１００％−（残留Ｃｓ）／（処理対象物中の全Ｃｓ）×１００
〔試験結果：比較例１〜３〕
比較例１〜３では、分離促進剤を添加せずに上記処理対象物を焼却した。７００℃、８００℃、および９００℃の何れの焼却温度においても、放射性セシウムの揮発はなく、極わずかに水溶性Ｃｓを生成するのみで、ほぼ全ての放射性セシウムが焼却主灰中に残留し、放射性セシウムの除去率はほぼ０％（０．５〜０．７％）となった。
【００９１】
〔試験結果：比較例４〜６〕
比較例４〜６では、上記処理対象物に分離促進剤としてＣａＣｌ２を３．０（ｗｔ％）添加して、７００℃、８００℃、または９００℃で２時間焼却した。
【００９２】
７００℃の焼却温度である比較例４では揮発Ｃｓはゼロであるが、焼却温度が高くなるほど揮発Ｃｓの量が多くなり、９００℃の焼却温度である比較例６では８７．３（％）が揮発Ｃｓであった。また、残留Ｃｓは、焼却温度が高くなるほど少なくなり、９００℃の焼却温度である比較例６で最小値の１０．２（％）となった。比較例６において、２．５（％）の水溶性Ｃｓを水洗浄して除去すれば、全体として８９．８％の放射性セシウムが除去される。なお、水溶性Ｃｓは７００℃の焼却温度の比較例４で最も多く６５．８（％）であり、焼却温度が高くなるほど水溶性Ｃｓの量は少なくなった。
【００９３】
〔試験結果：実施例１〜４〕
実施例１〜３では、上記処理対象物に分離促進剤として４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２を３．０（ｗｔ％）添加して、７００℃、８００℃、または９００℃で２時間焼却した。また、実施例４は、実施例１と焼却時間のみが異なる。実施例４の焼却時間は、実施例１より長い３時間である。
【００９４】
実施例１〜３の結果は、比較例４〜６と概ね同様の傾向であり、焼却温度が高くなるほど揮発Ｃｓの量が多くなり、９００℃の焼却温度である実施例３では８１．６（％）が揮発Ｃｓであった。また、残留Ｃｓは、焼却温度が高くなるほど少なくなり、９００℃の焼却温度である実施例３で最小値の６．６（％）となった。実施例３において、１１．８（％）の水溶性Ｃｓを水洗浄して除去すれば、全体として９３．４％の放射性セシウムが除去される。実施例１〜３の結果は、比較例４〜６と比べて揮発Ｃｓの割合が少ないが、水溶性Ｃｓの割合が大きくなっている。このため、実施例１〜３の条件では、焼却主灰の水洗浄により、全体としての放射性セシウムの除去効率を高めることが可能である。
【００９５】
実施例１では、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が８０．４（％）、非水溶性が１９．６（％）であった。
【００９６】
実施例２では、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が５９．１（％）、非水溶性が２２．４（％）であった。
【００９７】
実施例３では、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が１１．８（％）、非水溶性が６．６（％）であった。
【００９８】
実施例４では、揮発Ｃｓはゼロであるが、水溶性Ｃｓの量が８９．８（％）と実施例１より大きくなり、残留Ｃｓは、１０．２（％）と小さくなった。このため、４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２を分離促進剤として用いる場合には、焼却時間を長くして、焼却主灰を水洗することにより、放射性セシウムの除去効率を高めることが可能である。
【００９９】
〔試験結果：実施例５〕
実施例５では、上記実施例２と同じく、上記処理対象物に分離促進剤として４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２を添加して８００℃で２時間焼却した。これらの例では、分離促進剤の添加量が実施例２と異なっている。
【０１００】
具体的には、実施例５の添加量は実施例２より多い４．５（ｗｔ％）である。
【０１０１】
分離促進剤の添加量を実施例２よりも増やして、分離促進剤添加後の上記処理対象物におけるＣｌ濃度が３．０（ｗｔ％）程度となった実施例５では、実施例２よりも揮発Ｃｓ量の割合は小さくなったが、水溶性Ｃｓの割合が大きくなった。実施例５では、全体として残留Ｃｓ量の割合が実施例２よりも小さくなり、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が７３．８（％）、非水溶性が１５．０（％）であった。
【０１０２】
〔試験結果：実施例６、７〕
実施例６、７では、実施例３と同じく、上記処理対象物に分離促進剤として４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２を添加して９００℃で２時間焼却した。これらの例では、分離促進剤の添加量が実施例３と異なっている。具体的には、実施例６の添加量は実施例３より少ない１．５（ｗｔ％）であり、実施例７の添加量は実施例３より多い４．５（ｗｔ％）である。
【０１０３】
分離促進剤の添加量を実施例３よりも減らして、分離促進剤添加後の処理対象物のＣａＯとＣｌ濃度の両方が１．０（ｗｔ％）程度となった実施例６では、放射性セシウムの９０％近くを揮発させることができた。実施例６では、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が０．７（％）、非水溶性が１０．７（％）であった。
【０１０４】
分離促進剤の添加量を実施例３よりも増やして、分離促進剤添加後の処理対象物におけるＣｌ濃度が３．０（ｗｔ％）程度となった実施例７では、実施例３よりも揮発Ｃｓ量が小さくなったものの、水溶性Ｃｓ量が大きくなった。実施例７では、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が２３．３（％）、非水溶性が７．１（％）であった。
【０１０５】
また、実施例３と実施例７とを比較すると、９００℃で処理対象物を焼却する場合には、４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２の分離促進剤の添加量を増加させても、Ｃｓ除去率はほぼ変わらないことが分かる。しかし、分離促進剤の添加量が多い方が、水溶性Ｃｓが増加して、揮発Ｃｓが減少することが分かった。これにより、４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２の分離促進剤の添加量を一定値以上に増加させても、Ｃｓ除去率は変わらないということが分かった。
【０１０６】
〔試験結果：実施例８〕
実施例８では、分離促進剤として４９ＮａＣｌ・５０ＣａＣｌ２とＣａＣＯ３を重量比２０：１０で混合したものを３．０（ｗｔ％）添加した処理対象物を２時間焼却した。なお、分離促進剤添加後の処理対象物のＣａＯとＣｌ濃度は、それぞれ約１．６（ｗｔ％）、約１．３（ｗｔ％）である。実施例８では、焼却温度が９００℃である。
【０１０７】
実施例８では９３．１（％）が揮発Ｃｓであり、残留Ｃｓは５．６（％）であった。さらに、実施例８では、水溶性Ｃｓの量も１．３（％）と非常に少なくすることができた。実施例８では、焼却主灰中に残った放射性セシウムは、水溶性が１．３（％）、非水溶性が５．６（％）であった。
【０１０８】
また、実施例８の結果と、実施例３の結果とを比較すると、実施例８の方が揮発Ｃｓの量が大きくなっており、ＣａＣＯ３を混合したことによってＣｓの揮発が促進されたことが分かる。
【符号の説明】
【０１０９】
１  廃棄物（処理対象物）
６  分離促進剤
７  焼却炉（加熱炉）
１２、１２Ａ、１２Ｂ  集じん装置
１４  処理剤
１００  処理施設
【図１】
2019020241.tif 000003
【図２】
2019020241.tif 000004
【図３】
2019020241.tif 000005
【図４】
2019020241.tif 000006
【図５】
2019020241.tif 000007
【図６】
2019020241.tif 000008
【図７】
2019020241.tif 000009
【図８】
2019020241.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月10日(2018.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理することにより発生する排出ガスの処理方法であって、
塩化水素と反応する処理剤により上記排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する除去工程と、
上記除去工程で生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する捕集工程と、を含み、
上記処理剤は、消石灰と重曹との両方を含むとともに、上記脱塩飛灰がＮａＣｌと、ＣａＣｌ２とを含む２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されることを特徴とする排出ガスの処理方法。
【請求項２】
上記処理剤は、上記脱塩飛灰がＮａＣｌと、ＣａＣｌ２とに加えて、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＦｅＣｌ３、およびＦｅＣｌ２からなる群から選ばれた２種類以上の塩化物を含む混合物または複塩であり、融点が６００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の排出ガスの処理方法。
【請求項３】
上記処理剤は、消石灰と重曹との両方を含むとともに、上記脱塩飛灰におけるナトリウムとカルシウムのモル比が３６〜５９Ｎａ：４１〜６４Ｃａとなるように調製されていることを特徴とする請求項１または２に記載の排出ガスの処理方法。
【請求項４】
処理対象物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、
請求項１から３の何れか１項に記載の排出ガスの処理方法によって捕集された上記脱塩飛灰を上記処理対象物に添加する添加工程と、
上記添加工程で上記脱塩飛灰が添加された上記処理対象物を加熱して当該処理対象物から放射性セシウムを揮散させる加熱工程と、を含むことを特徴とする放射性セシウムの除去方法。
【請求項５】
上記加熱工程では、上記混合物を、７００℃以上の温度で２時間以上加熱することを特徴とする請求項４に記載の放射性セシウムの除去方法。
【請求項６】
上記加熱工程で加熱される、上記脱塩飛灰と上記処理対象物の混合物は、該混合物に含まれるカルシウム量が、酸化カルシウム濃度換算で１重量％以上２重量％以下、および、塩素量で０．９〜３重量％を満たすように調製されていることを特徴とする請求項４または５に記載の放射性セシウムの除去方法。
【請求項７】
放射性セシウムを含む処理対象物に塩素源を少なくとも含む分離促進剤を添加して加熱処理する処理施設であって、
塩化水素と反応する処理剤を上記加熱処理により発生する排出ガスに供給して、該排出ガスから少なくとも塩化水素を除去する薬剤供給装置と、
上記薬剤供給装置による除去の際に生じた、塩化水素と反応した上記処理剤を少なくとも含む脱塩飛灰を捕集する集じん装置と、
上記分離促進剤の少なくとも一部として、上記集じん装置が捕集した上記脱塩飛灰が添加された上記処理対象物を加熱する加熱炉と、を含み、
上記処理剤は、上記脱塩飛灰が２種類以上の塩化物を含み、上記２種類以上の塩化物がそれぞれ単独の塩化物より低融点の混合物または複塩となるように調製されたものであることを特徴とする処理施設。