(57)【要約】      （修正有）【課題】土壌粒子表面に吸着した放射性物質の除去のための加温炉を提供する。【解決手段】土壌粒子の表面に吸着された放射性物質を（１）撹拌翼による土壌粒子の炉内投入時の機械的分散、（２）バーナー加温の際の円筒形炉の接線方向からの気流攪拌とバーナー加温、（３）土壌粒子の間欠フィードの自動化による炉負荷の平均化、（４）脱離した放射性物質を含む微細粒子、気体を旋回気流に乗せ迅速に炉内から取り出す事と土粒子特に相対的に大きな土粒子の中心部への旋回気流による集合と炉内からの分離を効率的に行うために底部に滞留土粒子排出の為の開閉できる開口部を設置し、（５）攪拌軸のインペラー構造で土粒子が衝突する部分での分散破壊を促進するため突起構造を配置し攪拌軸での熱流動と土粒子の分散を促進させた。これらの工夫により土壌粒子の表面部分は土壌粒子内部より効率的に短時間で加温され、放射性物質を効率的に分離できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌粒子の分散用攪拌翼を持った表面加温炉であって、空中の中間分散翼が遠心力で動作する事により、遠心力で動作した形状で、中心軸に対して中間フラップ翼が軸の上方向に対して鋭角に勾配を形成することを特徴とする加温炉。
【請求項２】
攪拌軸の運転をインバーターあるいは機械的回転数制御で運転中に可変出来る事によりフラップ翼を運動させられる事を特徴とする加温炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は従来の加熱燃焼炉の機能を表面改質に的を絞って、特徴化した新型炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射能汚染により汚染土壌が大量発生した場合、分離操作の1部として加温工程にセシウムイオンの土壌からの脱離が提案されているが、熱効率の面と塊状に硬化した土壌粒子の分散加熱は困難が伴い、土壌粒子全体の加熱でエネルギーロスが大きく、実用性が限られていて、放射性物質の分離に対して必要十分量のエネルギーでの運転が可能な加温炉が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特願２００９−１２５９０７
特願２００９−２３６８９３
特願２００９−２１８３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射性物質の土壌吸着の状態が、加温により７００度付近で、放射性物質が土壌から脱離してイオン化することが近年の研究で判明した為、土壌を焼成加温して放射性物質を土壌から脱離させ、次の段階で、ゼオライト、活性炭に補足させ、あるいはプルシャンブルーに補足させて、放射性物質を濃縮する手法が提案されてきた。しかしながらこれらの方法では土壌の加温焼成に多大のエネルギー消費が起こり、多量の土砂を処理する場合、経済的な事由で著しく現実の施工可能性は小さくなる。この原因は、土壌粒子の運動とその加温に対し，土壌粒子の重さと比熱が関係するだけでなく、土壌粒子の持つ水分の蒸発熱によるエネルギーロスが加わり、熱効率を低下させる。また基本的に土壌粒子の表面に吸着した放射性物質を脱離させるために、土壌粒子の全体を加温する為、土壌粒子の内部加熱のエネルギーロスが無駄に消費される傾向が避けがたかった。本発明ではこれを土壌粒子に簡易な分散が起こる空中での気流攪拌と土壌粒子攪拌を機械的に惹起させ、土壌粒子表面を短時間で加熱して、放射性物質を土壌粒子表面から脱離させる加温炉を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、土壌粒子の表面に吸着された放射性物質を
（１）撹拌翼による土壌粒子の炉内投入時の機械的分散
（２）バーナー加温の際の円筒形炉の接線方向からの気流攪拌とバーナー加温
（３）土壌粒子の間欠フィードの自動化による炉負荷の平均化
（４）脱離した放射性物質を含む微細粒子、気体を旋回気流に乗せ迅速に炉内から取り出      す事と土粒子特に相対的に大きな土粒子の中心部への旋回気流による集合と炉内か      らの分離を効率的に行うために底部に滞留土粒子排出の為の開閉できる開口部を設      置した
（５）攪拌軸の熱損傷を押さえるために、土粒子の破砕部分を除く攪拌軸の軸構造が土壌      粒子で被覆されやすい構造とした。また土壌粒子の炉内への搬送添加時に攪拌軸の      モーター側に外気の流入を工夫して軸のモーター側への伝導熱の除去冷却をはかっ      た。
（６）攪拌軸のインペラー構造で土粒子が衝突する部分での分散破壊を促進するため突起      構造を配置し攪拌軸での熱流動と土粒子の分散を促進させた。
（７）加温炉の底部に炉中心部からの延長翼を配置し、土壌粒子の熱伝導と、土壌粒子の      ブリッジ生成による固着を防止した。
これらの工夫により土壌粒子の表面部分は土壌粒子内部より効率的に短時間で加温され
放射性物質の分離に際して、計測値により不要な過剰な加温を調整して運転する事が可能になる。
【発明の効果】
【０００６】
表面温度重視の運転が可能になり、土壌粒子の性状による加温過程を調整できる。
加温調整の具体的な手法は以下のとおり。
（１）供給土壌の量の間欠供給（自動）での間欠時間タイマーの設定
（２）炉内回転撹拌翼のスピード調整（インバーター）
これらの効果は例えばサウナ室等の加温されている密閉された場所での空気攪拌が起こると体表面温度が急速に上昇する事などでその効果を実感できる。放射性物質の吸着した土壌では粒子内部に比較してその表面温度が炉内攪拌で瞬時に上昇する為、不要な加熱を続ける必要が無い。この効果は、バーナーの燃焼が炉内空間に対して接線方向からの燃焼による旋回流の効果と相乗効果を持って複雑な表面を持つ土粒子表面の温度をまんべんなく上昇させる。この効果は簡単だが目的とする放射性物質の分離に対しては極めて有効で実用性が大きい。本発明では突起構造を有する撹拌翼についてはその形状を攪拌翼上に凸面を有する加温炉内の攪拌翼については本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施の形態にかかる装置の構成を示す図で説明する。
放射能汚染された土壌は土壌搬入口１に投入され、攪拌モーター２の駆動により中間フラップ翼７が遠心力でフラップを伸ばし土壌粒子を破砕する。この際土壌粒子の粘性や水分の性状により中間フラップ翼回転の駆動力である攪拌モーターの回転数を制御し、適当な破砕となる様に調整する。回転数を変動する事により中間フラップ翼は慣性モーメントの働きで中心軸に対する角度を変える。制御された動きでは緩やかな振動が起こるような回転設定が可能になる。この機能は池や沼の底質など作業進行につれて性状が変化する場合に有効な機能となる。土壌搬入口１への土壌の供給は、間欠供給が機械的に容易なため
ほぼ土壌の性状の変化に対して十分対応能力がある。また土壌粒子の汚染状況によって炉底搬出口４からの搬出量とタイミングを調整出来る。この際炉底搬出口４は手動で開閉できるが、機械的にシリンダー動作での開閉も可能で、作業量の多寡により仕様を選択出来る。スクリュウコンベアーの設置も炉の構造上容易に出来る。
炉の運転はとフレームアイ９の失火防止機能で安全に炉の運転を停止あるいは再着火出来る外、温度センサー１０、１１により運転の条件を管理出来る。
放射能物質セシウムはイオン化して気体中に排出され、凝縮しながら排気で運ばれるが、サイクロンを高速で通過して後段の処理工程に到達する。
中間フラップ撹拌翼７、攪拌軸６，スキナー翼８は本発明では粗表面で加工され、搬入土壌の被覆が起こるように設計される。これにより耐熱性が向上する。また回転運動の変動制御とフラップの動作の為に必要以上の被覆は起こらない。
中間フラップ撹拌翼は設定最速回転の時慣性モーメントで攪拌軸に対して鋭角になる様な形状になるが、この為、破砕される土壌粒子群の比較的大きなものは遠心力にかかわらず中心部に集合する傾向があり、回転数の変動により、落下までに乾燥破砕される機会が確率的に増大する傾向がある。燃焼用のバーナー５の接線方向の配置と相乗効果で破砕と土壌粒子表面の加温を促進し、必要な熱量を設定出来ると共に、土粒子表面以外の不要な加温を避けることが出来る。この点はこの構造上の利点となっている。
底部のスキマー翼８は土壌粒子の架橋を妨げ、熱伝導と炉底搬出口４からの排出の補助となる。
本発明では、性状の定めがたい土壌粒子の変動に対して、極端なエネルギーロスが無く、調整運転が可能で、放射能汚染された土壌粒子の表面に吸着した放射能物質の、表面からの脱離を促進出来る。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
放射汚染に関わる土壌処理についての開発炉であるが、炉の特徴を生かした産業上の利用の可能性を挙げることが出来る。
（１）粉体材量の表面改質
工業触媒、吸着剤の表面構造の改質を制御された条件で行う事が出来る。
工業触媒においては表面の有機物の除去、酸化変性が行える為機能性を改質出来る      。
吸着剤では同様に有機物の酸化除去や硫黄化合物のいわゆる触媒毒を表面から除去      する工程を調整しながら出来る。また担体表面上に形成された工業触媒、吸着剤の      担体を熱損傷させる事無く触媒の改質が出来る。
（２）水分調整
流動させながらの加温工程になっており、制御が容易であるために、水分含量が機      能的な材料に対して、条件を設定して改質出来る。
【符号の説明】
【００１０】
１．土壌搬入口
２．攪拌モーター
３．微細粉塵流口
４．炉底搬出口
５．バーナー
６．攪拌軸
７．中間フラップ撹拌翼
８．スキマー翼
９．フレームアイ（失火防止センサー）
１０．温度センサー（上部）
１１．温度センサー（下部）
１２．底部搬出レバー
１３．キャスタブル耐火物
【図１】
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