(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物の処理のための装置であって、
（ａ）有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物の熱処理を行うための反応容器であって、反応容器は、反応容器の上方部分内にフィルタと、反応容器の下方部分内に部分的に流動化または噴流化されているベッドとを備え、廃棄物を備えるベッドと１種または２種以上の共反応物とが、固体のベッドを形成し、流動化または噴流化されているガスが、固体のベッドにまたは反応容器の下方部分に移動して、廃棄物および１つまたは複数の共反応物を攪拌し、部分的に流動化または噴流化されているベッドは、ジェットガスの運動量がベッドの固体の全体を完全に流動化するのに不十分であるように、ジェットガスの局所的な導入によって撹拌するように構成されている、反応容器と、
（ｂ）反応容器の下流に位置し、反応容器からの廃棄ガスを燃焼させるように構成されている熱酸化装置と、
を備える、放射性廃棄物の処理のための装置。
【請求項２】
（ｃ）反応容器による廃棄物の処理の後に、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するための１種または２種以上の吸着媒体を含む、吸着容器、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
フィルタを備える反応容器内のベッドがさらに、不活性ベッド媒体を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
フィルタを備える反応容器の上流に、プロセス反応容器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
プロセス反応容器が、プロセス反応容器の下方部分内にベッドをさらに備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
プロセス反応容器内のベッドが、廃棄物と１種または２種以上の共反応物とを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
プロセス反応容器内のベッドがさらに、不活性ベッド媒体を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
フィルタを備える反応容器の温度が、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
プロセス反応容器の温度が、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い、請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
吸着媒体が、硫黄含有化合物を吸着して硫酸塩化合物を生成する化合物；硫黄含有化合物を吸着して金属硫化物、アルカリ土類硫化物、または別の硫化物を生成する化合物；金属吸着剤またはアルカリ土類吸着剤；鉄、ニッケルまたは亜鉛金属；金属酸化物；およびＡｌ（ＯＨ）３からなる群から選択される、１種または２種以上の吸着媒体を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法であって、
（ａ）フィルタを備える反応容器の下方部分内に固体のベッドを形成するために、フィルタを備える反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物とを添加するステップと、
（ｂ）熱分解された放射性廃棄物残渣と廃棄ガスとを形成するために、２５０℃から１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｃ）フィルタを備える反応容器内の固体のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップであって、ベッドを、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップが、ベッドの固体の全体を完全に流動化させるのに不十分である運動量を有するジェットガスの局所的な導入によって固体のベッドを撹拌するステップである、固体のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｅ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｆ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと、
を含む、放射性廃棄物を処理する方法。
【請求項１２】
ステップ（ｃ）とステップ（ｅ）との間に、
（ｄ）熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、反応容器に反応性ガスを添加するステップをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
フィルタを備える反応容器は、ステップ（ａ）の前に、２５０℃から１０５０℃の範囲の温度に加熱される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
ステップ（ｄ）が、熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、フィルタを備える反応容器に反応性ガスを添加することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、フィルタを備える反応容器へ反応性ガスを添加するステップが、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い温度において実施される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（ａ）が、以下のステップ（１）から（４）：
（１）プロセス反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、プロセス反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物とを、添加するステップと、
（２）３５℃から１０５０℃の範囲の温度まで、プロセス反応容器を加熱するステップと、
（３）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、プロセス反応容器の温度を３５℃から１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（４）フィルタを備える反応容器の下方部分内に固体のベッドを形成するために、プロセス反応容器からフィルタを備える反応容器へ、完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを移送させるステップと、
で置換される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
プロセス反応容器は、ステップ（１）の前に、３５℃から１０５０℃の範囲の温度に加熱される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
フィルタを備える反応容器は、ステップ（４）の前に、２５０℃から１０５０℃の範囲の温度に加熱される、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
ステップ（ｂ）を、ステップ（４）の前に実施する、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
ステップ（３）とステップ（４）との間において、部分的に熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、フィルタを備える反応容器に反応性ガスを添加するステップをさらに含む、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、反応性ガスを添加するステップが、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い温度において実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法であって、方法は、
（ａ）フィルタを備える反応容器の下方部分内に固体のベッドを形成するために、フィルタを備える反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物とを添加するステップであって、１種または２種以上の共反応物が、還元条件下で硫黄含有化合物を含む廃棄物の処理のためであって、カルシウム、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、アルカリ金属、例えば、ナトリウム、カリウムおよびリチウム；アルカリ土類金属、例えばマグネシウムおよびバリウム；アルミニウム、ビスマス、マンガン、モリブデン、リン、ケイ素、銀、ストロンチウム、スズ、ケイ酸カルシウム、市販のＨ２Ｓ吸着剤、の化合物、または硫黄吸着化合物と反応させて、安定な硫化物および／またはＨ２Ｓを形成することができる、その他の化合物、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、ステップと、
（ｂ）熱分解された放射性廃棄物残渣と廃棄ガスとを形成するために、２５０℃から１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｃ）フィルタを備える反応容器内の固体のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップであって、固体のベッドは、ジェットガスの局所的な導入によって撹拌されることで、固体の全体を流動化することなく、固体のベッド内での混合を誘発する、ステップと、
（ｅ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｆ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと
を含む、方法。
【請求項２３】
有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法であって、方法は、
（ａ）フィルタを備える反応容器の下方部分内に固体のベッドを形成するために、フィルタを備える反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物とを添加するステップであって、１種または２種以上の共反応物が、酸化条件下で硫黄含有化合物を含む廃棄物の処理のためであって、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、アルミニウム、鉄、ニッケル、マンガン、粘土、ケイ酸カルシウム、の化合物、または硫黄含有化合物と反応させて、硫黄酸化物（ＳＯ４２−およびＳＯ３２−）との、安定な硫酸塩化合物および亜硫酸塩化合物を形成することができる、その他の化合物、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、ステップと、
（ｂ）熱分解された放射性廃棄物残渣と廃棄ガスとを形成するために、２５０℃から１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｃ）フィルタを備える反応容器内の固体のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップであって、固体のベッドは、ジェットガスの局所的な導入によって撹拌されることで、固体の全体を流動化することなく、固体のベッド内での混合を誘発する、ステップと、
（ｅ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｆ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと
を含む、方法。
【請求項２４】
１種または２種以上の共反応物が、ハロゲン含有化合物を含む廃棄物の処理のためであって、カルシウム、亜鉛、鉄、ニッケル、ナトリウム、カリウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム、バリウム、ビスマス、セリウム、コバルト、マンガン、モリブデン、銀、スズ、チタン、ジルコニウム、粘土、ケイ酸カルシウム、の化合物、またはハロゲン含有化合物と反応させて、塩または安定な不揮発性のハロゲン化合物を形成することができる、その他の化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１１または１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
ベッドが不活性ベッド媒体を含まない、請求項１１または１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法であって、方法は、
（ａ）プロセス反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、プロセス反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物とを添加するステップと、
（ｂ）プロセス反応容器を３５℃〜１０５０℃の範囲の温度に加熱するステップと、
（ｃ）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、プロセス反応容器の温度を３５℃〜１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）フィルタを備える反応容器の下方部分に固体のベッドを形成するために、プロセス反応容器からフィルタを備える反応容器へ、完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを移送するステップと、
（ｅ）熱分解された放射性廃棄物残渣と廃棄ガスとを形成するために、２５０℃から１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｆ）フィルタを備える反応容器内の固体のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップであって、固体のベッドは、ジェットガスの局所的な導入によって撹拌されることで、固体の全体を流動化することなく、固体のベッド内での混合を誘発する、ステップと、
（ｇ）処分のために、フィルタを備える反応容器から熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｈ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置に廃棄ガスを移送するステップと、
を有し、
１つ以上の共反応物が、還元条件下で硫黄含有化合物を含む廃棄物を処理するためであって、カルシウムと、亜鉛と、鉄と、ニッケルと、スズと、ナトリウム、カリウムおよびリチウムといったアルカリ金属と、マグネシウムおよびバリウムといったアルカリ土類金属と、アルミニウムと、ビスマスと、マンガンと、モリブデンと、リンと、ケイ素と、銀と、ストロンチウムと、スズと、ケイ酸カルシウムと、市販のＨ２Ｓ吸着剤との化合物、または硫黄含有化合物と反応させて、安定な硫化物および／もしくはＨ２Ｓを形成する、その他の化合物、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、方法。
【請求項２７】
有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法であって、方法は、
（ａ）プロセス反応容器の下方部分にベッドを形成するために、プロセス反応容器に、有機化合物ならびに、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物と、１つ以上の共反応物とを添加するステップと、
（ｂ）プロセス反応容器を３５℃〜１０５０℃の範囲の温度に加熱するステップと、
（ｃ）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、プロセス反応容器の温度を３５℃〜１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）、フィルタを備える反応容器の下方部分に固体のベッドを形成するために、完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスをプロセス反応容器からフィルタを備える反応容器に移送するステップと、
（ｅ）熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、フィルタを備える反応容器を２５０℃〜１０５０℃の範囲の温度に加熱するステップと、
（ｆ）フィルタを備える反応容器内の固体のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップであって、固体のベッドは、ジェットガスの局所的な導入によって撹拌されることで、固体の全体を流動化することなく、固体のベッド内での混合を誘発する、ステップと、
（ｇ）処分のために、廃棄用フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｈ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化器に廃棄ガスを移送するステップと、
を含み、
１種または２種以上の共反応物が、酸化条件下で硫黄含有化合物を含む廃棄物の処理のためであって、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、アルミニウム、鉄、ニッケル、マンガン、粘土、ケイ酸カルシウム、の化合物、または硫黄含有化合物と反応させて、硫黄酸化物（ＳＯ４２−およびＳＯ３２−）との、安定な硫酸塩化合物および亜硫酸塩化合物を形成することができる、その他の化合物、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される実施形態は、放射性廃棄物を処理するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境を汚染する可能性があるために処分するのが難しい、多くの有害な廃棄物が存在する。そのような有害物質としては、放射性元素、重金属、硫黄、ハロゲンのような化合物が挙げられる。これらの物質は、多くの廃棄物、生成物、および化合物において普通に見ることができる。
【０００３】
通常、そのような有害廃棄物は、埋設されるか、または焼却され、その両方ともコストのかかるプロセスとなる可能性がある。したがって、そのような廃棄物を、より低コストで、より容易に処分することのできる、物質に処理することが望ましい。そのような物質を処理するための多数の方法が知られている。
【０００４】
過去においては、硫黄およびハロゲンを含有する廃棄物は、通常、セメンテーション、熱分解および焼却のようなプロセスを介して、処理されてきた。開放火炎（ｏｐｅｎ−ｆｌａｍｅ）燃焼を利用する、焼却プロセス、焼却装置、および関係するプロセスは、通常、焼却装置を経済的に実用不可能にする厳しい包括的な空気汚染法の規制を受ける。
【０００５】
熱分解方法は、一般に、より柔軟であり、ほとんどの廃棄物の処理に使用することができる。しかしながら、粒子廃棄物、大量のスクラバ（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）溶液または凝固し難い乾燥塩、およびオフガス（ｏｆｆ  ｇａｓ）などの、これらのプロセスから生成される二次廃棄物ストリームは、なお、対処しなくてはならないプロセスや処分の問題を提起する。例えば、ガラス化融解装置内の硫黄含有化合物が存在すると、溶融硫黄塩プールを、溶融無機物残渣（ガラス）の上に蓄積させる可能性がある。このプールは、融解装置機器に対して高い腐食率を生じさせる。このプールはまた、高い電気伝導率を有する可能性があり、これは融解装置における加熱電極の短絡を生じさせる。さらに、大量の水が溶融硫黄塩プールと接触すると、潜在的に爆発性条件が結果として生じる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物を処理するための上述の方法の制限および短所を有さないプロセスに対するニーズがなお存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書における知られている方法の特定の長所および短所の記述は、実施形態の範囲を限定することを意図するものではない。
【０００８】
本明細書において開示されるのは、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物の処理のための装置であって、廃棄物の熱処理を実施するための、フィルタを備える反応容器と、熱酸化装置とを備える、装置である。任意選択で、装置は、プロセス反応容器、および／または反応容器によって廃棄物の処理後に硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するための吸着媒体を含む吸着容器、をさらに備えてもよい。本明細書においてやはり開示されるのは、連続プロセス、半連続プロセスまたはバッチプロセスにおいて装置を使用する、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の例示的実施形態を示すプロセス図である。
【図２】本発明の別の例示的実施形態を示すプロセス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明技術の多くの観点は、上述の図面を参照すればよりよく理解することができる。図面に示される要素および特徴は、必ずしも実際の縮尺には従うものではなく、本発明技術の例示的実施形態の原理を明確に示すことが強調されている。さらに、特定の寸法は、そのような原理を視覚的に伝えるのを助けるために誇張されることがある。
【００１１】
本発明は、一般的には、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物も含む、有害で放射性の有機廃棄物を処理または分解するための装置および方法に関する。一般的に、この装置および方法は、処分しようとする廃棄物の体積および質量が最初の体積および質量から大幅に低減されるように、廃棄物の分解を促進する。さらに、環境に放出されるプロセス廃棄物のそれらの構成要素、ガスおよび水蒸気は、放出の前に、無害化される。この装置および方法は、従来技術の方法と比較して、プロセスおよび装置の複雑度を下げ、資本コストを低減し、最終廃棄物残渣体積を低下させ、最終廃棄物安定性を向上させ、最終廃棄物の水溶解度を低下させ、かつ／または二次プロセス廃棄物を最少化するのに、有利に使用することができる。例示的な装置および方法は、廃棄物フィードにおける、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を、これらの化合物の揮発が大幅に低減されるか、または最少の状態で、効果的に低減または排除する。硫黄含有化合物およびハロゲン含有化合物は、実質的に揮発しないので、特定の実施形態においては、ウェットスクラバ（ｗｅｔ  ｓｃｒｕｂｂｅｒ）は不要であるか、またはウェットスクラバ溶液二次廃棄物の生成が、大幅に低減されるか、または完全に回避される。例示的な装置および方法のさらなる利点は、塩廃棄物、例えば硫酸塩廃棄物またはハロゲン化塩廃棄物の量が最小化されるか、または実質的に低減されることである。さらに、例示的な装置および方法は、硫黄含有化合物およびハロゲン含有化合物を、最低質量と最高密度の最終処理廃棄物残渣に変換することによって、廃棄物体積の低減を促進する。
【００１２】
全体装置および方法記述
図１および図２は、代替的な例示的実施形態のプロセスおよび構成要素を示す、プロセス図である。例示的実施形態において、装置は、フィルタを備える反応容器と、熱酸化装置容器とを備える。例示的実施形態において、装置は、反応容器の下流であって、熱酸化装置容器の上流にある、吸着容器または吸着媒体を含む容器をさらに備える。例示的実施形態において、装置は、フィルタ反応容器の上流にプロセス反応容器をさらに備える。特定の実施形態においては、装置は、プロセス反応容器、フィルタを備える反応容器、吸着容器、および熱酸化装置容器を備える。
【００１３】
次に図１を参照すると、容器の底部に反応ベッドを含む、フィルタを備える反応容器と、任意選択の吸着容器と、熱酸化装置（または熱酸化容器）と、を含む、例示的装置が示されている。例示的装置を使用する、廃棄物を処理する方法において、廃棄物フィード１１と共反応物２３が、同時に、または順に、フィルタを備える反応容器中に流入し、フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成する。共反応物ストリーム２３はまた、望ましい場合には、不活性ベッド媒体を包含してもよい。フィルタを備える反応容器は、容器の上方部分にフィルタを、容器の底部に反応ベッドを含む。反応ベッドは、廃棄物、共反応物、および任意選択で、不活性ベッド媒体を含む。特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の下方部分は、例えば、少なくとも約２５０℃の温度まで加熱される。流動化ガスまたはジェットガス２０は、フィルタを備える反応容器のベッドまたは下方部分に流入し、廃棄物、共反応物、およびそれが存在する場合には、不活性ベッド媒体を撹拌する。フィルタパルスクリーンガス（ｆｉｌｔｅｒ  ｐｕｌｓｅ  ｃｌｅａｎ  ｇａｓ）２４は、容器の上方部分内を通過する。反応器の下方部分内で無機質生成物（ｍｉｎｅｒａｌ  ｐｒｏｄｕｃｔ）が形成されるとき、またはその後で、固体および液体の廃棄物残渣２１が、反応器の下方部分から除去される。揮発した廃棄物、または廃棄ガスは、フィルタを備える反応容器の上部内のフィルタによって、少なくとも部分的に処理される。廃棄ガスとプロセスガス２２／３２は、任意選択で吸着容器を介して、熱酸化装置へと転送される。それが含まれている場合には、吸着容器は、廃棄ガスの少なくとも一部分、例えば、揮発した硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するための、吸着媒体または吸着剤を収納する。吸着剤３０は吸着容器に流入し、吸着された廃棄物を含む、使用済の吸着剤３１は、吸着容器から流出する。残留する廃棄ガスおよびプロセスガス３２は、吸着容器から流出して、さらなる処理のために熱酸化装置に流入する。燃焼空気および燃料４０は、熱酸化装置に流入し、廃棄ガス、例えば、一酸化炭素、水素、および揮発性有機化合物の燃焼の後に、オフガス排出物４１は、熱酸化装置を出る。オフガス排出物は、二酸化炭素と水蒸気を実質的に含む。
【００１４】
次に図２を参照すると、プロセス反応容器、フィルタを備える反応容器、任意選択の吸着容器、および熱酸化装置（または熱酸化容器）を含む、代替的な例示装置が示されている。例示的装置を使用して廃棄物を処理するプロセスにおいて、廃棄物フィード１１と共反応物１３とは、同時にまたは順に、プロセス反応容器に流入し、プロセス反応容器の下方部分内にベッドを形成する。共反応物ストリーム１３はまた、望ましい場合には、不活性ベッド媒体も包含してもよい。特定の実施形態においては、プロセス反応容器の下方部分は、例えば、少なくとも約１５０℃の温度まで加熱される。任意選択で、流動化ガスまたはジェットガス１０は、プロセス反応容器のベッドまたは下方部分に流入し、廃棄物、共反応物、および存在する場合には、不活性ベッド媒体を撹拌する。プロセス反応容器における初期処理の後に、廃棄物、共反応物、およびプロセスガス１２が、フィルタを備える反応容器中に移送される。フィルタを備える反応容器は、容器の上方部分内にフィルタを含むとともに、任意選択で、容器の下方部分内に不活性ベッド媒体を含む。追加の共反応物２３を、フィルタを備える反応容器に添加してもよい。共反応物ストリーム２３はまた、望ましい場合には、不活性ベッド媒体も包含してもよい。廃棄物、共反応物および、存在する場合には、不活性ベッド媒体は、フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成する。フィルタを備える反応容器の下方部分は、少なくとも約２５０℃の温度まで加熱される。流動化ガスまたはジェットガス２０は、フィルタを備える反応容器のベッドまたは下方部分に流入し、廃棄物、共反応物および、存在する場合には、不活性ベッド媒体を撹拌する。フィルタパルスクリーンガス２４は、容器の上方部分内を通過する。無機質生成物が反応器の下方部分内に形成されるとき、またはその後に、固体廃棄物残渣２１が、反応器の下方部分から除去される。揮発した廃棄物残渣、または廃棄ガスは、フィルタを備える反応容器の上部内のフィルタによって少なくとも部分的に処理される。廃棄ガスおよびプロセスガス２２／３２は、任意選択で吸着容器を介して、熱酸化装置へ転送される。含まれる場合には、吸着容器は、廃棄ガス、例えば揮発した硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物の少なくとも一部分を吸着するための、吸着剤を収納する。吸着剤３０は、吸着容器に流入し、吸着された廃棄物を含む使用済の吸着剤３１は、吸着容器から流出する。残留する廃棄ガスおよびプロセスガス３２は、吸着容器から流出するとともに、さらなる処理のために熱酸化装置に流入する。燃焼空気および燃料４０は、熱酸化装置に流入し、廃棄ガス、例えば一酸化炭素、水素、および揮発性有機化合物の燃焼後に、オフガス排出物４１が熱酸化装置を出る。オフガス排出物は、実質的に、二酸化炭素および水蒸気を含む。
【００１５】
例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物の処理のための装置が提供され、この装置は、（ａ）廃棄物の熱処理を実施するための、フィルタを備える反応容器と、（ｂ）熱酸化装置とを備える。例示的実施形態において、装置は、（ｃ）フィルタを備える反応容器による廃棄物の処理の後に、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するための１種または２種以上の吸着媒体を含む、吸着容器、をさらに備える。例示的実施形態において、装置は、フィルタを備える反応容器の上流に、プロセス反応容器をさらに備える。
【００１６】
例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物の処理のための装置が提供され、この装置は、（ａ）廃棄物を処理するための共反応物を含む、プロセス反応容器と、（ｂ）プロセス反応容器内での廃棄物の処理の後に、廃棄物の熱処理を実施するための、フィルタを備える反応容器と、（ｃ）熱酸化装置とを備える。例示的実施形態において、装置は、（ｄ）反応容器による廃棄物の処理の後に、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するための１種または２種以上の吸着媒体を含む、吸着容器をさらに備える。
【００１７】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器は、フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを含む。例示的実施形態において、プロセス反応容器は、プロセス反応容器の下方部分内にベッドを含む。例示的実施形態において、ベッドは、廃棄物、１種または２種以上の共反応物および、任意選択で、不活性ベッド媒体を含む。例示的実施形態において、ベッドは、部分的に流動化または噴流化されている。
【００１８】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器の温度は、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い。例示的実施形態において、プロセス反応容器の温度は、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い。
【００１９】
単一反応容器法
例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法が提供され、この方法は：
（ａ）フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、フィルタを備える反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物と、を添加するステップと、
（ｂ）熱分解された放射性廃棄物残渣と廃棄ガスとを形成するために、約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｃ）フィルタを備える反応容器のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）任意選択で、熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、反応容器に反応性ガスを添加するステップと、
（ｅ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｆ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと、を含み、
フィルタを備える反応容器は、任意選択で、ステップ（ａ）の前に、約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度まで加熱されてもよい。
【００２０】
例示的実施形態において、ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）より前に実施してもよい。
【００２１】
例示的一実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法が提供され、この方法は：
（ａ）約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｂ）フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、フィルタを備える反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物と、を添加するステップと、
（ｃ）熱分解された放射性廃棄物残渣と廃棄ガスとを形成するために、フィルタを備える反応容器の温度を約２５０℃から約１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｅ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと、を含む。
【００２２】
例示的実施形態において、方法は、ステップ（ｃ）において、熱分解された廃棄物残渣における炭素をガス化するために、フィルタを備える反応容器へ反応性ガスを添加するステップをさらに含む。例示的実施形態において、反応性ガスは、酸化性ガスまたは還元性ガスとしてもよい。例示的実施形態において、熱分解された廃棄物残渣における炭素含有率を低減するのに、反応性ガスの導入を使用することができる。例示的実施形態において、熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、反応性ガスを添加するステップは、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い温度において実施される。
【００２３】
例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法が提供され、この方法は：
（ａ）フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、フィルタを備える反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物と、を添加するステップと、
（ｂ）熱分解された放射性廃棄物残渣と廃棄ガスとを形成するために、約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｃ）フィルタを備える反応容器のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）任意選択で、熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、反応容器に反応性ガスを添加するステップと、
（ｅ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｆ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと、を含む。
【００２４】
例示的実施形態において、ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）より前に実施してもよい。
【００２５】
例示的実施形態において、方法は、燃焼のために熱酸化装置へ廃棄ガスを移送させる前に、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するための吸着剤を含む吸着容器へ、廃棄ガスを移送させるステップをさらに含む。
【００２６】
例示的実施形態において、反応容器内のベッドは、例えば、機械式撹拌方法によって撹拌される。例示的実施形態において、反応容器内のベッドは、噴流化によるなどで部分的に流動化される。例示的実施形態において、反応容器内のベッドは流動化されない。
【００２７】
例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物とは、反応容器への添加の前に予備混合される。例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物は、１種または２種以上の共反応物とともに反応容器に添加される。例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物は、１種または２種以上の共反応物の前に、反応容器に添加される。例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物は、１種または２種以上の共反応物の後に、反応容器に添加される。
【００２８】
本明細書に記載される方法のいずれかの例示的実施形態において、方法は、熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、フィルタを備える反応容器に反応性ガスを添加するステップを含む。例示的実施形態において、反応性ガスは、酸化性または還元性のガスとしてもよい。例示的実施形態において、熱分解された廃棄物残渣、例えば部分的に熱分解された廃棄物残渣の炭素含有率を低減するために、反応性ガスの導入を使用することができる。例示的実施形態において、熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、反応性ガスを添加するステップは、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物が揮発する温度より低い温度で実施される。
【００２９】
例示的実施形態において、反応性ガスは、酸化性ガス、例えば、微量の酸素を含む窒素、微量の酸素を含む水蒸気、または別のわずかに酸化性のガスまたはガス混合物である。例示的実施形態において、反応性ガスは、約１０％、約９％、約８％、約７％、約６％、または約５％未満の酸素を含む。例示的実施形態において、反応性ガスは、約１％から約１０％、約１％から約８％、または約２％から約５％の酸素を含む。例示的実施形態において、反応性ガスにおける酸素量は、酸素の廃棄物残渣、例えば炭素含有廃棄物残渣との反応が、望ましくない、または有害な、熱量を生成しないような、任意好適な量である。反応性ガスにおける過剰な酸素量は、火炎、爆燃混合物（ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ  ｍｉｘｔｕｒｅ）、およびホットスポットを生成することがあり、これらはベッドを溶融または凝集させる可能性がある。例示的実施形態において、反応性ガスは、反応容器内のベッドを流動化、または部分的に流動化してもよい。
【００３０】
例示的実施形態において、ベッドは、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物、１種または２種以上の共反応物、熱分解された廃棄物残渣またはそれらの混合物を含む。例示的実施形態において、ベッドは、不活性媒体をさらに含む。例示的実施形態において、ベッドは不活性媒体を含まない。
【００３１】
例示的実施形態において、方法は、フィルタを洗浄するためにパルスクリーンガスを噴射するステップをさらに含む。例示的実施形態において、パルスクリーンガスは、不活性ガス、例えば、窒素ガスである。例示的実施形態において、パルスガスは、フィルタからフィルタケーキ（ｆｉｌｔｅｒ  ｃａｋｅ）を洗い落とすのに使用される。
【００３２】
例示的実施形態において、方法は、連続プロセスである。例示的実施形態において、方法は、バッチプロセスまたは半連続プロセスである。
【００３３】
複式反応容器法
例示的一実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法が提供され、この方法は：
（ａ）プロセス反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、プロセス反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物と、を添加するステップと、
（ｂ）約３５℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、プロセス反応容器を加熱するステップと、
（ｃ）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、プロセス反応容器の温度を約３５℃から約１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、プロセス反応容器からフィルタを備える反応容器へ、完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを移送させるステップと、
（ｅ）約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｆ）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、フィルタを備える反応容器の温度を約２５０℃から約１０５０℃の範囲に維持する間に、フィルタを備える反応容器のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｇ）任意選択で、部分的に熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、フィルタを備える反応容器へ反応性ガスを添加するステップと、
（ｈ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、完全に熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｉ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと、を含み、
プロセス反応容器は、任意選択で、ステップ（ａ）の前に、約３５℃から約１０５０℃の範囲の温度に加熱してもよく、またフィルタを備える反応容器は、任意選択で、ステップ（ｄ）の前に、約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度に加熱してもよい。
【００３４】
例示的一実施形態において、ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）の前に実施してもよい。
【００３５】
例示的一実施形態において、ステップ（ｅ）は、ステップ（ｄ）の前に実施してもよい。
【００３６】
例示的一実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法が提供され、この方法は：
（ａ）約３５℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、プロセス反応容器を加熱するステップと、
（ｂ）プロセス反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、プロセス反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物と、を添加するステップと、
（ｃ）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、プロセス反応容器の温度を約３５℃から約１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度で、プロセス反応容器からフィルタを備える反応容器へ、完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを移送させるステップと、
（ｅ）完全に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、フィルタを備える反応容器の温度を約２５０℃から約１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｆ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｇ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと、を含む。
【００３７】
例示的一実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物を処理する方法が提供され、この方法は：
（ａ）プロセス反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、プロセス反応容器に、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物と、を添加するステップと、
（ｂ）約３５℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、プロセス反応容器を加熱するステップと、
（ｃ）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、プロセス反応容器の温度を約３５℃から約１０５０℃の範囲に維持する間に、ベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｄ）フィルタを備える反応容器の下方部分内にベッドを形成するために、プロセス反応容器からフィルタを備える反応容器へ、完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを移送させるステップと、
（ｅ）約２５０℃から約１０５０℃の範囲の温度まで、フィルタを備える反応容器を加熱するステップと、
（ｆ）完全または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスを形成するために、フィルタを備える反応容器の温度を約２５０℃から約１０５０℃の範囲に維持する間に、フィルタを備える反応容器のベッドを、撹拌するか、部分的に流動化させるか、または噴流化させるステップと、
（ｇ）任意選択で、部分的に熱分解された廃棄物残渣内の炭素をガス化するために、フィルタを備える反応容器へ反応性ガスを添加するステップと、
（ｈ）処分のために、フィルタを備える反応容器から、完全に熱分解された放射性廃棄物残渣を除去するステップと、
（ｉ）燃焼のために、フィルタを備える反応容器から熱酸化装置へ、廃棄ガスを移送させるステップと、を含む。
【００３８】
例示的一実施形態において、ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）の前に実施してもよい。例示的一実施形態において、ステップ（ｅ）は、ステップ（ｄ）の前に実施してもよい。
【００３９】
例示的実施形態において、方法は、燃焼のための熱酸化装置に廃棄ガスを移送させる前に、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するための吸着剤を含む吸着容器へ、廃棄ガスを移送させるステップをさらに含む。
【００４０】
例示的実施形態において、プロセス反応容器内のベッドは、例えば、機械式撹拌方法によって撹拌される。例示的実施形態において、プロセス反応容器内のベッドは、部分的に流動化される。例示的実施形態において、プロセス反応容器内のベッドは、噴流化される。例示的実施形態において、プロセス反応容器内のベッドは、流動化されない。
【００４１】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器内のベッドは、例えば、機械式撹拌方法によって撹拌される。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器内のベッドは、部分的に流動化される。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器内のベッドは、噴流化される。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器内のベッドは、流動化されない。
【００４２】
例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物とは、プロセス反応容器への添加の前に予備混合されている。例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物は、１種または２種以上の共反応物と共に、プロセス反応容器に添加される。例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物は、１種または２種以上の共反応物の前に、プロセス反応容器に添加される。例示的実施形態において、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物は、１種または２種以上の共反応物の後に、プロセス反応容器に添加される。
【００４３】
本明細書において言及されているように、完全に熱分解された放射性廃棄物残渣は、炭素を実質的に含有しない、すなわち１重量％未満である。本明細書において言及されているように、部分的に熱分解された放射性廃棄物は、炭素または有機化合物を含有する。前述の方法のいずれかの例示的実施形態においては、部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣は、ガス化して、残渣内の炭素を、二酸化炭素、一酸化炭素または揮発性有機化合物に変換してもよい。例示的実施形態において、部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣を、例えば、反応性ガスを、部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣を含む、反応容器に添加して、反応性ガスを部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣と反応させて、完全に熱分解された放射性廃棄物残渣を形成してもよい。
【００４４】
例示的実施形態において、完全に、または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスは、１種または２種以上の共反応物を添加することなく、フィルタを備える反応容器に移送させられる。例示的実施形態において、完全に、または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスと、１種または２種以上の共反応物とは、フィルタを備える反応容器に添加する前に、予備混合される。例示的実施形態において、完全に、または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスは、１種または２種以上の共反応物と共に、フィルタを備える反応容器に添加される。例示的実施形態において、完全に、または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスは、１種または２種以上の共反応物の前に、フィルタを備える反応容器に添加される。例示的実施形態において、完全に、または部分的に熱分解された放射性廃棄物残渣および廃棄ガスは、１種または２種以上の共反応物の後に、フィルタを備える反応容器に添加される。
【００４５】
例示的実施形態において、反応性ガスは、例えば、微量の酸素を含む窒素、水蒸気、および微量の酸素を含む水蒸気を含む、酸化性ガスである。代替的に、反応性ガスは、例えば、水素を含む窒素、アンモニアを含む窒素、水素を含む水蒸気、ならびに水素、アンモニア、および／または揮発性有機化合物蒸気を含む、還元性ガスを含有してもよい。例示的実施形態において、反応性ガス、または反応性ガスの混合物は、反応容器内のベッドを流動化、または部分的に流動化してもよい。例示的実施形態において、反応性ガス、または反応性ガスの混合物は、プロセス反応容器および／またはフィルタを備える反応容器に添加することができる。プロセス反応容器に添加される、反応性ガス、または反応性ガスの混合物は、フィルタを備える反応容器に添加してもよい、反応性ガス、または反応性ガスの混合物と同じであるか、または異なってもよい。
【００４６】
例示的実施形態において、プロセス反応容器内のベッドは、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物と、１種または２種以上の共反応物と、熱分解された放射性廃棄物残渣、あるいはそれらの混合物と、を含む。例示的実施形態において、プロセス反応容器内のベッドは、不活性媒体をさらに含む。例示的実施形態において、プロセス反応容器内のベッドは、不活性媒体を包含しない。
【００４７】
例示的実施形態において、方法は、フィルタを備える反応容器内のフィルタを洗浄するために、パルスクリーンガスを射出するステップをさらに含む。例示的実施形態において、パルスクリーンガスは、不活性ガス、例えば、窒素ガスである。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器内のフィルタからフィルタケーキを洗い落とすのに、パルスガスが使用される。
【００４８】
例示的実施形態において、プロセス反応器の温度は、フィルタを備える反応容器の温度と異なる温度である。例示的実施形態において、プロセス反応器の温度は、フィルタを備える反応容器の温度よりも高い。例示的実施形態において、プロセス反応器の温度は、フィルタを備える反応容器の温度よりも低い。
【００４９】
例示的実施形態において、水蒸気改質は、フィルタを備える反応容器内で発生しない。特定の実施形態において、フィルタを備える反応容器における熱分解は、酸化性条件下で、または少量の酸素の存在下で発生する。その他の実施形態において、フィルタを備える反応容器は、還元性条件下で、またはある量の水素、アンモニアおよび／または揮発性有機蒸気などの、還元性ガスの存在下で発生する。
【００５０】
例示的実施形態において、方法は、連続的プロセスである。例示的実施形態において、方法は、バッチプロセスまたは半連続式プロセスである。
【００５１】
廃棄物
有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、任意の廃棄物ストリームまたは生成物ストリームを、例示的な装置および方法によって処理することができる。例示的実施形態において、例示的装置および方法によって処理しようとする廃棄物は、放射性廃棄物、例えば、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物である。放射性廃棄物は、放射性物質または放射性核種を含む、廃棄物である。放射性廃棄物の一般的な源としては、原子力発電、ならびに研究および医学などの、核分裂または核技術のその他の応用の、副生成物が挙げられる。放射性廃棄物は、ほとんどの形態の生命および環境に対して有害であり、人の健康と環境を保護するために、政府機関によって規制されている。
【００５２】
例示的実施形態において、例示的な装置および方法によって処理しようとする廃棄物は、一般的に、核施設からのものである。例示的実施形態において、廃棄物は、アルカリ金属および／または重金属をさらに含む。例示的実施形態において、廃棄物は、イオン交換樹脂、例えば、汚染されたイオン交換樹脂を含む。例示的実施形態において、廃棄物フィードは、乾性または湿性の場合がある。廃棄物フィードは、液体、液体スラリー、スラッジ、固体および気体を含むことがある。廃棄物フィードは、任意のｐＨ値を有することができ、例示的な処理の方法に導入される前に、予備処理する必要がない。例示的実施形態において、廃棄物は、重量で約５％から約１００％の炭素または有機物含有量を有する。特定の実施形態において、廃棄物は、重量で１０％超の硝酸塩含有化合物を含有しない。
【００５３】
共反応物
例示的実施形態において、１種または２種以上の共反応物が、廃棄物フィードと同時に、またはそれに続いて、フィルタを備える反応容器に添加される。例示的実施形態において、１種または２種以上の共反応物が、廃棄物フィードと共に、フィルタを備える反応容器に添加される。例示的実施形態において、１種または２種以上の共反応物が、廃棄物フィードより前に、フィルタを備える反応容器に添加される。特定の実施形態において、共反応物が、プロセス反応容器に添加される。特定の実施形態において、共反応物は、プロセス反応容器に添加されない。
【００５４】
例示的実施形態において、１種または２種以上の共反応物を添加して、廃棄物内の１種または２種以上の化合物の無機化（ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ）を達成してもよい。例示的実施形態において、不揮発性および／または水不溶性の化合物を形成するために、１種または２種以上の共反応物を添加して、廃棄物内の硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物と反応させてもよい。例示的実施形態において、高融点および／または水不溶性の化合物を形成するために、１種または２種以上の共反応物を添加して、廃棄物内のアルカリ金属と反応させてもよい。例示的実施形態において、スピネルまたはその他の水不溶性化合物を形成するために、廃棄物内の金属と反応するように１種または２種以上の共反応物を添加してもよい。
【００５５】
共反応化合物は、当業者には知られているものであり、任意好適な共反応化合物を、必要または要望に応じて、例示的な装置および方法において使用してもよい。石灰、粘土、カオリン粘土、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、リン酸塩化合物、鉄化合物、亜鉛化合物、ニッケル化合物、スズ化合物、セリウム化合物、およびシリカ化合物などの、例示的な共反応物を使用してもよい。特定の実施形態において、共反応物は、それがフィルタを備える反応容器に導入される前に、廃棄物フィードと混合させてもよい。この混合ステップは、共反応物が、例えば、硫黄含有化合物、ハロゲン含有化合物、アルカリ金属、特定の放射性元素、および重金属を、安定な無機質形態に拘束することを可能にする。代替的に、共反応物は、最初に共反応物を廃棄物フィードと混合させることなく、フィルタを備える反応容器中に、別個に添加してもよい。例示的実施形態において、プロセス反応容器またはフィルタを備える反応容器内で、還元性条件下において硫黄含有化合物を含む廃棄物を処理するための１種または２種以上の共反応物は、カルシウム、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、アルカリ金属、例えば、ナトリウム、カリウムおよびリチウム、アルカリ土類金属、例えばマグネシウムおよびバリウム、アルミニウム、ビスマス、マンガン、モリブデン、リン、ケイ素、銀、ストロンチウム、スズ、ケイ酸カルシウム、市販のＨ２Ｓ吸着剤、の化合物、または硫黄吸着化合物と反応させて、安定な硫化物および／またはＨ２Ｓを形成することができる、その他の化合物、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される。
【００５６】
例示的実施形態において、プロセス反応容器またはフィルタを備える反応容器内で酸化性条件下において硫黄含有化合物を含む廃棄物の処理のための１種または２種以上の共反応物は、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、アルミニウム、鉄、ニッケル、マンガン、粘土、ケイ酸カルシウム、の化合物、または硫黄含有化合物と反応させて、硫黄酸化物（ＳＯ４２−およびＳＯ３２−）との、安定な硫酸塩化合物および亜硫酸塩化合物を形成することができる、その他の化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される。例示的実施形態において、廃棄物および１種または２種以上の共反応物は、硫黄含有化合物の、安定な硫酸塩化合物または亜硫酸塩化合物への変換を達成するのに十分であるが、硫酸塩および亜硫酸塩が分解または溶融する温度よりも低い温度まで加熱される。特定の実施形態において、廃棄物および１種または２種以上の共反応物は、例えば、硫酸ナトリウムの分解または融解を防止するために、約８８４℃以下の温度まで加熱される。
【００５７】
例示的実施形態において、１種または２種以上の共反応物は、硫黄含有化合物を、硫化物化合物、例えば、硫化鉄（例えば、ＦｅＳまたはＦｅＳ２）、硫化カルシウム、硫化亜鉛および／またはその他の高密度硫化物に変換するために添加される。例示的実施形態において、廃棄物および１種または２種以上の共反応物は、硫黄含有化合物の、硫化物化合物への変換を達成するのに十分であるが、硫化物が、例えば酸化または熱分解によって、ガス化される温度よりも低い温度まで加熱される。特定の実施形態において、廃棄物および１種または２種以上の共反応物は、例えば、Ｆｅ２Ｓの分解を防止するために、約６０２℃以下の温度まで加熱される。特定の実施形態において、廃棄物および１種または２種以上の共反応物は、例えば、硫化カルシウムまたは硫化亜鉛の分解を防止するために、約１０５０℃以下の温度まで加熱される。
【００５８】
例示的実施形態において、プロセス反応容器またはフィルタを備える反応容器内でハロゲン含有化合物を含む廃棄物の処理のための１種または２種以上の共反応物は、カルシウム、亜鉛、鉄、ニッケル、ナトリウム、カリウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム、バリウム、ビスマス、セリウム、コバルト、マンガン、モリブデン、銀、スズ、チタン、ジルコニウム、粘土、ケイ酸カルシウム、の化合物、またはハロゲン含有化合物と反応させて、塩または安定な不揮発性のハロゲン化合物を形成することができる、その他の化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される。例示的実施形態において、廃棄物および１種または２種以上の共反応物は、ハロゲン含有化合物の塩またはハロゲン化合物への変換を達成するのに十分であるが、塩またはハロゲン化物が分解または融解する温度よりは低い温度まで加熱される。特定の実施形態において、廃棄物および１種または２種以上の共反応物は、例えば、塩化ナトリウムの分解または融解を防止するために、約８０１℃以下の温度まで加熱される。
【００５９】
好ましくは、必ずしも熱分解された固体残渣の重量および体積に加わらないように、プロセス中の任意所与の時間において、重量で２０％未満の未拘束の共反応物が、フィルタを備える反応容器内に存在する。したがって、フィルタを備える反応容器のベッド内部の共反応物の量は、最少量の共反応物で反応が生じるように、制御することができる。しかしながら、少量の共反応物の存在が、フィルタを備える反応容器における廃棄物の処理に悪影響を与える程度の凝集を防止するのを助けることができる。
【００６０】
核施設からの一部の廃棄物の処分において直面する問題は、典型的な処理プロセスによって形成される生成物が水溶性であることである。これらの水溶性生成物も、放射性同位元素を含有する場合には、埋設された生成物の地下水への水溶解を防止するために、処分前の、グラウチング（ｇｒｏｕｔｉｎｇ）、固体化、またはガラス化などの、追加の生成物の安定化が必要となる。したがって、水不溶性無機物の形成は、それらはより容易に処分され、処理されるので、有利であるとともに望ましい。また、非吸湿性の生成物を選択して生成するのが望ましい。非吸湿性という用語は、水和物を形成しない化合物を指す。炭酸ナトリウムのような水和物を形成する固体は、時間とともに膨張して、それらが保管されている収納容器を破断または損傷させる可能性がある。
【００６１】
共反応物は、重金属、硫黄含有化合物およびハロゲン含有化合物を拘束して、固体金属硫化物、スピネルまたはカルシウム生成物基質、またはその他の不揮発性の安定な生成物を形成することができる。結果として得られるオフガスは、典型的には、＜５％の流入Ｓ、Ｃｌ、およびＦを含有する。固体生成物に標準的な酸性ガスがこのように高く保持されることによって、スクラバ溶液を反応容器へとリサイクルして、それによって２次スクラバ溶液廃棄を無くすことが可能になる。使用することのできる、特定の共反応物として石灰がある。硫黄含有化合物およびハロゲン含有化合物は、石灰（ＣａＯ）の添加によってスクラバ内にＣａＳＯ４（石膏）またはＣａＣｌ２を形成することによって直接的に結合させるか、またはＳＯ４としてのＳは、ネフェリン（Ｎｅｐｈｅｌｉｎｅ）などの、ある無機質形態の結晶構造中に結合させ、または、Ｃｌは、ある無機質形態の結晶構造中に結合させ、それによってそれを水不溶性ソーダライト（Ｓｏｄａｌｉｔｅ）に変換することができる。
【００６２】
共反応物に添加についての別の利点は、フィルタを備える反応容器における凝集が少なくなる、高融点化合物の形成である。高融点化合物の形成は、反応容器内の凝集を防止するが、いくらかの凝集は、本発明においては、無機質生成物の大きさを増大させるために好ましい。しかしながら、反応器の流動化を止める程度までの凝集が起こることは望ましくない。したがって、本発明の別の特徴は、硫黄含有化合物、ハロゲン含有化合物、アルカリ金属、リン酸塩、および／またはボロン化合物を有効に無機化し、またフィルタを備える反応容器内での廃棄物の処理に悪影響を与えるほどの凝集を防止するために、適当な量だけの共反応物を添加することである。
【００６３】
例示的実施形態において、硫黄含有化合物、ハロゲン含有化合物、アルカリ金属、リン酸塩、および／またはボロン化合物を拘束するために、添加される１種または２種以上の共反応物の割合は、５０％化学的量論比よりも大きく、所望の無機質生成物を生成するのに、好ましい範囲は、化学量論比の１００％から１２５％である。例えば、ネフェリンを生成するためには、廃棄化合物に対する、共反応物の好ましい量は次のとおりである：２モルのＮａを含む、１から１．２５モルのカオリン粘土（Ａｌ２Ｏ３−２−ＳｉＯ２）。例示的実施形態において、処理または熱分解された廃棄固体における硫黄含有化合物は、実質的に、ＦｅＳ２、ＦｅＳ、ＺｎＳ、ＣａＳまたはそれらの混合物の形態である。好ましい一実施形態において、処理または熱分解された廃棄固体における硫黄含有化合物は、実質的にＦｅＳ２の形態である。ＦｅＳ２は、最小体積の硫黄含有化合物を生成する。例示的実施形態において、処理または熱分解された廃棄固体における硫黄含有化合物が、実質的にＦｅＳ２の形態である場合には、廃棄物は、例えば、ウェットスクラバのようなスクラバによる、さらなる処理を受ける必要がない。しかしながら、廃棄物タイプおよび動作条件が、ＦｅＳ２が容易に形成されないか、または反応容器の所望の動作温度が、ＦｅＳ２の分解温度よりも高くなっている場合には、ＦｅＳが形成されるか、または代替的な共反応物を添加して、ＣａＳ、ＺｎＳ２、ＳｎＳおよび／またはＳｎＳ２などの、その他の密度の高い、耐高温性硫化物、水不溶性硫化物を生成することが可能である。例示的実施形態において、処理または熱分解された廃棄固体における硫黄含有化合物は、ウェットスクラバによるさらなる処理を受ける。例示的実施形態において、処理または熱分解された廃棄固体における硫黄含有化合物は、ウェットスクラバによるさらなる処理を受けない。
【００６４】
例示的実施形態において、１種または２種以上の共反応物は、カルシウム化合物、ケイ酸カルシウム、および／または粘土を含み、ケイ酸カルシウム富化組成物を生成する。このカルシウムケイ素富化組成物は、水を添加することによって、高強度セメントとして使用してもよい。
【００６５】
例示的実施形態において、共反応物が、プロセス反応容器またはフィルタを備える反応容器に添加されて、実質的に水不溶性である、無機質化合物を生成する。特定の実施形態において、使用される１種または２種以上の共反応物は、廃棄物内の金属イオンの原子価状態を変えない。
【００６６】
フィルタを備える反応容器
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器は、廃棄物フィード１１、流動化ガスまたはジェットガス２０、共反応物および／または不活性ベッド媒体２３、およびフィルタパルスクリーンガス２４、例えば、窒素用、の入口と；プロセスガス２２／３２および廃棄物残渣２１用の出口と；容器の上方部分内のフィルタと；共反応物および廃棄物を含む、部分的に流動化または噴流化されたベッドを収納するのに好適な、容器の下方部分と、を含む、閉鎖された容器または反応器を備える。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器は、廃棄物の処理を実施するために任意好適な大きさとしてもよい。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器は、廃棄物が、熱分解および任意選択の反応性ガスを受ける場所である。例示的実施形態において、フィルタは、熱酸化装置および任意選択で吸着容器に流入する前に、プロセスガス２２／３２から固体を除去するために含まれる。例示的実施形態において、フィルタは、焼結金属またはセラミック成分で製作されている。特定の実施形態においては、反応性ガスを、フィルタを備える反応容器に添加して、放射性廃棄物内の炭素をガス化することができる。特定の実施形態において、フィルタを備える反応容器は、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物の処理のための装置において、熱分解のために使用される、唯一の容器である。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器は、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物の処理のための装置において、熱分解のために使用される２つの容器の内の２番目のものである。
【００６７】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器に対する最低動作温度は、約１５０℃、または約２５０℃である。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器に対する最低動作温度は、廃棄物内の有機化合物の蒸発または熱分解が行われる温度、例えば、廃棄物が低沸点有機溶媒を含むときには約３５℃であり、木材、セルロース、ＰＶＣプラスチック、樹脂、およびその他の長鎖有機ポリマを含む廃棄物に対しては３５０℃超である。
【００６８】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器に対する最高動作温度は、約１０５０℃、約８８４℃、約８０１℃、訳６０２℃、約６００℃、約４２０℃、または１種または２種以上の共反応物と廃棄物との反応から形成された、硫化物、硫酸塩、亜硫酸塩および／またはハロゲン化化合物が分解または融解し始める温度付近である。
【００６９】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器の温度は、約１５０℃から約１０５０℃、約１５０℃から約８００℃、または約２００℃から約５５０℃の範囲内である。
【００７０】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器は、イオン交換樹脂を含む放射性廃棄物を処理するのに使用される。例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器が、イオン交換樹脂を処理するのに使用される場合、フィルタを備える反応容器に対する動作温度は、約２５０℃から約８００℃、または約２５０℃から約６００℃の範囲内である。
【００７１】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器は、わずかに負圧において、または正圧、例えば、約７から約１１５、約１０から約２５、または約１２から約２０ｐｓｉａ（絶対ｐｓｉ）の圧力において動作することができる。
【００７２】
例示的実施形態において、共反応物と廃棄物とを含む、フィルタを備える反応容器の、部分的に流動化または噴流化されたベッドのための流動化ガスまたはジェットガスは、例えば、水蒸気、水素、酸素、メタン、アンモニア、二酸化炭素、一酸化炭素、不活性ガス、酸化性ガス、還元性ガス、揮発性有機蒸気、およびそれらの混合物である。特定の実施形態においては、水蒸気が、フィルタを備える反応容器中に導入される。特定の実施形態においては、水蒸気は、フィルタを備える反応容器中に導入されない。特定の実施形態においては、流動化ガスまたはジェットガスは、還元性ガスではない。例示的実施形態において、流動化ガスまたはジェットガスは、ベッド内の固体を撹拌して混合するのに十分なように、フィルタを備える反応容器の底部中に噴射される。例示的実施形態において、流動化ガスまたはジェットガスは、例えば、約３から約８％酸素を含む、窒素の混合物である。例示的実施形態において、流動化ガスまたはジェットガスは、いかなるＦｅＳ２も分解されないことを保証するために５５０℃未満で固体のベッドを維持しながら、廃棄物または廃棄物残渣における炭素を酸化することのできる任意のガスである。
【００７３】
特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の下方部分内のベッドは、部分的に流動化されている。例示的実施形態において、部分的に流動化されたベッドとは、機械的手段によって、またはジェットガスの局所的な導入によって撹拌される、固体のベッドであり、この場合に、ベッド内のすべての個体を完全に流動化する、例えば、固体をその最小流動化速度より上に維持するには、ジェットガス流は十分でないか、または流れが十分に均一ではない。部分的に流動化または噴流化されたベッドに対して、ガスジェットの運動量は、固体の全体を流動化することなく、固体のベッド内での混合を誘発する。特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の下方部分内のベッドは、噴流化されている。特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の下方部分内のベッドは流動化されていない。特定の実施形態においては、流動化ガスまたはジェットガスは、フィルタを備える反応容器の下方部分内のベッドに加えられない。特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の下方部分内のベッドは機械的に撹拌される。特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の下方部分内のベッドは、機械的に撹拌されて、流動化または噴流化はされていない。
【００７４】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器が、プロセス反応容器による処理の後の、放射性廃棄物の処理に使用される場合には、フィルタを備える反応容器は、均一に流動化されない。フィルタを備える反応容器内のベッドが流動化されない主要な理由の一つは、プロセス反応容器からの固体は、一般的に非常に微細であり、この小さい粒子径のために、均一に流動化させることができないことである。
【００７５】
例示的実施形態において、共反応物と廃棄物を含む、部分的に流動化された、または噴流化されたベッドは、不活性ベッド媒体、例えば、シリカ、ムライト、コランダム、コルデライト（ｃｏｒｄｅｒｉｔｅ）、またはアルミナなどの不活性セラミック媒体、およびボーキサイト、石英、またはケイ砂などの、その他の種類の不活性媒体をさらに含む。特定の実施形態においては、不活性ベッド媒体はボーキサイトを含む。特定の実施形態においては、不活性ベッド媒体はアルミナビーズを含む。アルミナビーズの大きさは、直径で、約１００から約５０００ミクロン、または約２００から約１０００ミクロンの範囲内である。そのような大きさのビーズは、容易に粒子の大小で分離して（ｅｌｕｔｒｉａｔｅ）容器から出ることがなく、したがってキャリーオーバを最小化する。特定の実施形態においては、不活性ベッド媒体はアルミナを含まない。特定の実施形態においては、共反応物と廃棄物を含む、部分的に流動化または噴流化されたベッドは、不活性ベッド媒体を含まない。
【００７６】
特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の部分的に流動化または噴流化されたベッドは、酸化性のゾーンまたは部分を含む。特定の実施形態においては、フィルタを備える反応容器の部分的に流動化または噴流化されたベッドは、還元性の、または酸素不足の、ゾーンまたは部分を含まない。例示的実施形態においては、フィルタを備える反応容器は、酸化性条件下で動作させることができる。例示的実施形態においては、フィルタを備える反応容器は、還元性条件下で動作させることができる。例示的実施形態においては、フィルタを備える反応容器は、還元性条件下では動作させられない。
【００７７】
例示的実施形態において、フィルタを備える反応容器内のフィルタは、フィルタキャンドルまたはフィルタエレメントとして配設された、焼結金属またはセラミック媒体の組を含むか、主としてそれらからなり、フィルタキャンドルまたはフィルタエレメントは、例えば、容器の頂部近くでチューブシート（ｔｕｂｅｓｈｅｅｔ）に突き当てて密封することができる。フィルタエレメントは、フィルタエレメントの外側表面上に集まる蓄積されたフィルタケーキを除去するために、不活性ガスを使用してパルス洗浄される。フィルタの大きさは、容器内の固体装入量およびガス流を収容する必要に応じて、変動する。
【００７８】
熱酸化装置
熱酸化装置は、高温において有害ガスを分解し、それらを大気中に放出する、多くの化学プラントにおける、空気汚染制御用のプロセスユニットである。例示的実施形態において、熱酸化装置は、廃棄ガスを燃焼温度まで加熱し、廃棄ガスを空気または酸素と混合して、フィルタを備える反応容器からの水素、アンモニア、一酸化炭素および揮発性有機蒸気の、二酸化炭素および水蒸気への完全な酸化を促進する。例示的実施形態において、熱酸化装置の動作温度は、約８００℃から約１２００℃、または約８５０℃から約９５０℃である。
【００７９】
吸着容器
例示的実施形態において、装置および方法は、任意選択で、吸着容器をさらに備える。
【００８０】
例示的実施形態において、装置および方法は、吸着容器を備え、この吸着容器は、フィルタを備える反応容器と、存在する場合には、プロセス反応容器との下流にある。吸着容器は、１種または２種以上の吸着媒体を含む。特定の実施形態においては、吸着容器は、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を吸着するのに使用することのできる、１種または２種以上の吸着媒体を含む。
【００８１】
例示的実施形態において、プロセス反応容器および／またはフィルタを備える反応容器が、酸化性条件において、または少量の酸素の存在において、動作される場合には、方法は、１種または２種以上の吸着媒体を含む吸着容器へ廃棄ガスを移送させるステップをさらに含む。例示的実施形態において、吸着媒体は、硫黄含有化合物を吸着して、硫酸塩化合物、例えば硫酸カルシウムを生成する、１種または２種以上の吸着媒体を含む。
【００８２】
例示的実施形態において、プロセス反応容器および／またはフィルタを備える反応容器が還元性条件において、または還元性ガスの存在において動作させられる場合には、方法は、１種または２種以上の吸着媒体を含む吸着容器へ廃棄ガスを移送させるステップをさらに含む。例示的実施形態において、１種または２種以上の吸着媒体は、金属またはアルカリ土類吸着剤を含む。例示的実施形態において、１種または２種以上の吸着媒体は、金属、例えば鉄、ニッケルまたは亜鉛を含む。例示的実施形態において、１種または２種以上の吸着媒体は、金属酸化物、例えばＦｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４またはＮｉＯを含む。例示的実施形態において、１種または２種以上の吸着媒体は、Ａｌ（ＯＨ）３を含む。例示的実施形態において、吸着媒体は、硫黄含有化合物を吸着して金属硫化物、例えばＦｅＳおよびＦｅ２Ｓ；アルカリ土類硫化物、例えばＣａＳ；またはＺｎＳまたはＳｎＳなどの、別の硫化物を生成する、１種または２種以上の吸着媒体を含む。
【００８３】
例示的実施形態において、プロセスガスは酸素を含まず、吸着媒体は、硫黄含有化合物を吸着して金属硫化物、例えばＦｅＳおよびＦｅ２Ｓ；アルカリ土類硫化物、例えばＣａＳ；または別の硫化物を生成する、１種または２種以上の吸着媒体を含む。
【００８４】
プロセス反応容器
例示的実施形態において、装置および方法は、任意選択で、プロセス反応容器をさらに備える。例示的実施形態において、プロセス反応容器は、廃棄物フィード１１、流動化ガスまたはジェットガス１０、共反応物および／または不活性ベッド媒体１３用の入口と、プロセスガスおよび廃棄物残渣１２用の出口と、共反応物および廃棄物を含むベッドを収納するのに適する容器の下方部分と、を有する、閉止された容器または反応器を備える。例示的実施形態において、プロセス反応容器は、廃棄物が最初の熱分解を受ける場所である。例示的実施形態において、プロセスガスおよび廃棄物残渣（または熱分解された廃棄固体および廃棄ガス）は、プロセス反応容器における処置の後に、フィルタを備える反応容器へ移送される。特定の実施形態においては、反応性ガスを、プロセス反応容器に添加して、放射性廃棄物内の炭素をガス化することができる。特定の実施形態においては、プロセス反応容器は、有機化合物、ならびに硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を含む、放射性廃棄物の処理のための装置または方法における熱分解に使用される２つの容器の内の第１のものである。
【００８５】
例示的実施形態において、プロセス反応容器の最低動作温度は、約３５℃、約１５０℃、約２５０℃、または約３５０℃である。例示的実施形態において、プロセス反応容器の最低動作温度は、廃棄物内に有機化合物の蒸発または熱分解が発生する温度、例えば廃棄物が低沸点有機溶剤を含むときは、約３５℃、または廃棄物が木材、樹脂、ＰＶＣプラスチックまたはその他の長鎖有機ポリマを含むときには、約３５０℃である。
【００８６】
例示的実施形態において、プロセス反応容器の最高動作温度は、約１０５０℃、約８８４℃、約８０１℃、約６０２℃、約６００℃、約４２０℃、または１種または２種以上の共反応物と廃棄物との反応から形成された、硫化物、硫酸塩、亜硫酸塩および／またはハロゲン化化合物が分解または融解し始める温度付近である。
【００８７】
例示的実施形態において、プロセス反応容器の温度は、約１５０℃から約１０５０℃、または約１５０℃から約８００℃の範囲内である。
【００８８】
例示的実施形態において、プロセス反応容器は、イオン交換樹脂を含む放射性廃棄物を処理するのに使用される。例示的実施形態において、プロセス反応容器が、イオン交換樹脂を処理するのに使用されるときには、プロセス反応容器の動作温度は、約２５０℃から８００℃、または約３５０℃から約６００℃の範囲内である。
【００８９】
例示的実施形態において、プロセス反応容器は、わずかに負圧において、または正圧、例えば約７から約１１５、約１０から約２５、または約１２から約２０ｐｓｉａで動作することができる。
【００９０】
例示的実施形態において、共反応物と廃棄物とを含む、プロセス反応容器の、部分的に流動化または噴流化されたベッドのための流動化ガスまたはジェットガスは、例えば、水蒸気、水素、酸素、メタン、アンモニア、二酸化炭素、一酸化炭素、不活性ガス、酸化性ガス、還元性ガス、窒素、揮発性有機蒸気、およびそれらの混合物である。特定の実施形態においては、水蒸気が、プロセス反応容器中に導入される。特定の実施形態においては、水蒸気はプロセス反応容器中には導入されない。特定の実施形態においては、流動化ガスまたはジェットガスは、還元性ガスではない。
【００９１】
特定の実施形態においては、プロセス反応容器の下方部分内のベッドは、部分的に流動化されている。部分的に流動化されたベッドは、上記で説明した。特定の実施形態においては、プロセス反応容器の下方部分内のベッドは噴流化されている。特定の実施形態においては、プロセス反応容器の下方部分内のベッドは流動化されていない。特定の実施形態においては、流動化ガスまたはジェットガスは、反応容器の下方部分内のベッドに加えられない。特定の実施形態においては、プロセス反応容器の下方部分内のベッドは機械式に撹拌される。特定の実施形態においては、プロセス反応容器の下方部分内のベッドは機械式に撹拌されて、流動化または噴流化はされていない。例示的実施形態において、共反応物および廃棄物を含む、部分的に流動化または噴流化されたベッドは、不活性ベッド媒体、例えば、シリカ、ムライト、コランダム、コルデライト、またはアルミナなどの不活性セラミック媒体；およびボーキサイト、石英、またはケイ砂などの、別の種類の不活性媒体をさらに含む。特定の実施形態においては、不活性ベッド媒体はボーキサイトを含む。特定の実施形態においては、不活性ベッド媒体はアルミナビーズを含む。不活性ベッド媒体ビーズの大きさは、直径で、約１００から約５０００ミクロン、または約２００から約１０００ミクロンの範囲内である。そのような大きさのビーズは、容易に粒子の大小で分離して容器から出ることがなく、したがってキャリーオーバを最小化する。特定の実施形態においては、不活性ベッド媒体はアルミナを含まない。特定の実施形態においては、共反応物と廃棄物を含む、部分的に流動化または噴流化されたベッドは、不活性ベッド媒体を含まない。
【００９２】
特定の実施形態においては、プロセス反応容器の部分的に流動化または噴流化されたベッドは、酸化性のゾーンまたは部分を含む。特定の実施形態においては、プロセス反応容器の部分的に流動化または噴流化されたベッドは、還元性の、または酸素不足の、ゾーンまたは部分を含まない。例示的実施形態においては、プロセス反応容器は、酸化性条件下で動作させることができる。例示的実施形態においては、プロセス反応容器は、還元性条件下で動作させることができる。例示的実施形態においては、フィルタを備える反応容器は、還元性条件下では動作させられない。
【００９３】
例示的実施形態において、プロセス反応容器は、放射性廃棄物の炭素含有量を実質的に低減するのに使用することができる。例示的実施形態において、廃棄物が、最初にプロセス反応容器において処理されるときには、フィルタを備える反応容器内の廃棄物のその後の処理を、硫黄含有化合物および／またはハロゲン含有化合物を除去し、廃棄物の炭素含有率をさらに低減するのに使用することができる。
【００９４】
明細書から、本発明技術の実施形態は従来技術の制限を克服することが理解されるであろう。当業者は、本発明技術は、いずれの具体的に考察された応用または実現にも限定されないこと、および本明細書に記載された実施形態は説明的なものであり、制限的なものではないことを理解するであろう。例示的実施形態の説明から、その中に示された要素の均等物は、当業者に対して、示唆されるとともに、本技術のその他の実施形態を構築する方法は、当該技術の実務者に明らかになるであろう。
【図１】
0006751720.tif 000002
【図２】
0006751720.tif 000003