(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトと、
前記回転シャフトに回転ブレード取付座を介して回動自在に取り付けられた複数個の回転ブレードと、
内面側に所定温度に加熱される伝熱面を備え、前記伝熱面により前記回転シャフトおよび回転ブレードを包囲する伝熱胴とを備え、
前記伝熱面に向けて供給された被乾燥物の乾燥処理、および前記乾燥処理後に前記伝熱胴内部に残存する前記被乾燥物由来の付着物の洗浄処理を前記回転シャフトを回転させて行う遠心式薄膜乾燥機において、
前記回転シャフトおよび回転ブレードにフッ素樹脂、有機金属化合物、シリカガラス、炭素繊維および水溶性無機化合物のうち少なくとも一つの物質からなる少なくとも撥水性を有する被膜処理が施されたことを特徴とする遠心式薄膜乾燥機。
【請求項２】
前記回転シャフトは、外表面に着脱可能な付着防止板が備えられたことを特徴とする請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機。
【請求項３】
前記付着防止板は、金属またはフッ素樹脂から構成されることを特徴とする請求項２記載の遠心式薄膜乾燥機。
【請求項４】
前記回転ブレードの回動軸である、前記回転ブレードと前記回転ブレード取付座との接続部には、潤滑剤が塗布されたことを特徴とする請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機。
【請求項５】
前記乾燥処理時において、前記伝熱面、回転シャフトおよび回転ブレードのうち少なくとも一の表面に電圧を付加する電源装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機。
【請求項６】
前記回転シャフトの外表面に沿って取り付けられ、前記乾燥処理時において伝熱胴内部に供給された前記被乾燥物を前記伝熱胴の伝熱面に分散させる分散リングと、
前記分散リングの方向に向けて高圧水を噴射させる高圧スプレノズルとをさらに備え、
前記分散リングの内表面には、前記高圧スプレノズルから噴射された高圧水を前記伝熱面に案内する溝が形成されたことを特徴とする請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機。
【請求項７】
請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機の伝熱胴内部に、前記洗浄処理を行うための液体を充填して洗浄処理を行う場合において、
前記液体を介して超音波を伝導させて前記伝熱胴内部に付着した前記付着物の洗浄を行うことを特徴とする遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法。
【請求項８】
請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機の伝熱胴内部に、前記洗浄処理を行うための液体を充填して洗浄処理を行う場合において、
前記伝熱胴内部に電圧を付加して前記付着物の洗浄を行うことを特徴とする遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法。
【請求項９】
請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機の伝熱胴内部に、前記洗浄処理を行うための液体を充填して洗浄処理を行う場合において、
前記液体に研磨材を投入して、前記伝熱胴内部に付着した前記付着物の洗浄を行うことを特徴とする遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法。
【請求項１０】
請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機に、溶解性を有する液体を供給して乾燥処理を行うことにより、前記伝熱面、回転シャフトおよび回転ブレードのうち少なくとも一の表面に被膜処理を施す被膜ステップと、
前記伝熱胴内部に供給された前記被乾燥物の乾燥処理を行う乾燥処理ステップと、
前記被膜処理ステップにおいて形成された被膜を溶解させることにより、前記液体による被膜処理が施された前記伝熱面、回転シャフトおよび回転ブレードの少なくとも一の表面に積層して付着した前記被乾燥物由来の付着物を同伴させて剥離させる洗浄処理ステップとを備えたことを特徴とする遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法。
【請求項１１】
請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機で行われる乾燥処理後において、前記伝熱胴の伝熱面、回転シャフトおよび回転ブレードの少なくとも一の表面における付着物が存在する箇所に熱硬化性樹脂を塗布し、前記熱硬化性樹脂の硬化後、前記表面から前記熱硬化性樹脂を剥離させることで、前記付着物を一体として剥離させることを特徴とする遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法。
【請求項１２】
請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機で行われる洗浄処理時において、前記伝熱胴内部を超亜臨界状態または亜臨界状態の流体を用いて洗浄処理を行うことを特徴とする遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法。
【請求項１３】
請求項１記載の遠心式薄膜乾燥機の前記伝熱胴の伝熱面、回転シャフトおよび回転ブレードの少なくとも一の表面に研磨材を噴射し、前記研磨材の研磨力を利用して前記乾燥処理時に前記表面に付着した付着物を剥離させることを特徴とする遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被乾燥物の処理技術に係り、特に被乾燥物由来の凝結物の内部付着を抑制する遠心式薄膜乾燥機およびその洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電プラントで発生する放射性廃液として、溶液状態のものと懸濁状態のものが存在する。溶液状態である放射性廃液の廃棄処理方法として、乾燥機を用いて水分を蒸発させて得られた残渣固形物を粉体化し、この粉体をセメントやプラスチックと混合して固化する方法、あるいは粉体を造粒、ペレット化した後、セメントやプラスチックで固化する方法などが用いられる。また、原子炉の復水や廃水を浄化する小粒系の固体廃棄物である粒状イオン交換樹脂や粉末イオン交換樹脂、ろ過助剤などの懸濁成分を含んだ懸濁液の廃棄処理方法として、脱水・乾燥処理を行った後にセメントおよびプラスチックと混合して固化処理する方法などが用いられている。
【０００３】
これらの放射性廃液は乾燥処理を行った後に廃棄処理を行う場合、体積を１／１０程度に減少できるため、廃棄物の減容という観点から非常に有用な単位操作である。現在、この乾燥・粉体化処理を行うため、遠心式薄膜乾燥機が多く用いられている。
【０００４】
この遠心式薄膜乾燥機は、主に放射性廃液の水分を蒸発・乾燥させる伝熱面を備えた伝熱胴、および固形化して伝熱面に付着した放射性廃液を掻き落とす回転ブレードを備えた回転シャフトが備えられる。放射性廃液は、遠心式薄膜乾燥機に供給されて所定温度（例えば、約１７０℃）に加熱された伝熱面に触れ、水分の蒸発・乾燥が進行するにつれて固形化される。回転ブレードは、伝熱面上で固形化した放射性廃液を掻き取ることで粉体化して剥離させ、下方に落下させる。粉体化された放射性廃液は、最終的には排出口より排出される。
【０００５】
遠心式薄膜乾燥機に供給され蒸発・乾燥処理が行われた放射性廃液は、懸濁成分が濃縮して粘度が上昇した結果、十分な乾燥・固体化が行われずに回転ブレード表面に付着した凝結物を生成する可能性がある。このような現象が発生すると、回転ブレードの重量バランスが悪くなり、回転時に生じる抵抗力の増加に伴い回転ブレードを回転させるモータに対する負荷の上昇の原因となり、遠心式薄膜乾燥機の安定した運転性能を阻害する。また、遠心式薄膜乾燥機の振動や騒音の発生にもつながるという課題があった。
【０００６】
従来、これらの課題に対しては、放射性廃液の乾燥処理後において、遠心式薄膜乾燥機内部に付着した凝結物を温水などの洗浄水で洗浄し溶解させて除去することで対応していた。
【０００７】
特許文献１に洗浄時間の短縮化および洗浄廃液の抑制を可能とした遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法が提案されている。これによれば、定格処理運転時に最も粉体付着の多い遠心薄膜乾燥機の軸方向中央部分を好適に洗浄することにより、洗浄時間の短縮化を図るとともに、スプレーにより温水を放出させ付着物を溶解除去することで洗浄廃液の抑制が可能である。
【０００８】
また、特許文献２には遠心薄膜蒸発器の洗浄処理に機械的な洗浄工程を導入することにより好適に洗浄を行う方法が提案されている。これによれば、遠心薄膜蒸発器内部に析出した粉体成分を洗浄除去するにあたり、駆動軸の起動停止を交互に繰り返して析出した粉体成分に機械的な衝撃を加える機械的除去工程を導入し、洗浄水とともに粉体成分が多量に流出するのを防止することが可能である。
【特許文献１】特開平１−３０６０１号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１および特許文献２に示された遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法は、洗浄水を用いて洗浄を行う場合、および付着した凝結物が温水などの洗浄水に対する溶解度が高い場合にのみ有効である。
【００１０】
このため、遠心式薄膜乾燥機内部に付着した凝結物が洗浄液に対する溶解度が低い場合には、特許文献１および２に示す洗浄方法では有効ではないという課題があった。
【００１１】
また、特許文献１および２に示す発明は、遠心式薄膜乾燥機に凝結物が付着することを前提としており、本来ならばこの内部に凝結物として放射性廃棄物が付着することなく、乾燥処理が行われることが望ましい。
【００１２】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、放射性廃液の乾燥処理時において、放射性廃液などの被乾燥物の凝結物が内部に付着することを抑制する遠心式薄膜乾燥機およびその洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明に係る遠心式薄膜乾燥機の洗浄方法は、乾燥処理時において付着した不溶解性の付着物を好適に洗浄することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る遠心式薄膜乾燥機は、上述した課題を解決するために、回転シャフトと、前記回転シャフトに回転ブレード取付座を介して回動自在に取り付けられた複数個の回転ブレードと、内面側に所定温度に加熱される伝熱面を備え、前記伝熱面により前記回転シャフトおよび回転ブレードを包囲する伝熱胴とを備え、前記伝熱面に向けて供給された被乾燥物の乾燥処理、および前記乾燥処理後に前記伝熱胴内部に残存する前記被乾燥物由来の付着物の洗浄処理を前記回転シャフトを回転させて行う遠心式薄膜乾燥機において、前記回転シャフトおよび回転ブレードにフッ素樹脂、有機金属化合物、シリカガラス、炭素繊維および水溶性無機化合物のうち少なくとも一つの物質からなる少なくとも撥水性を有する被膜処理が施されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この遠心式薄膜乾燥機によれば、乾燥処理時において発生する被乾燥物由来の凝結物の付着を抑制することができる。
【００１８】
また、遠心式薄膜乾燥機の内部に残存する不溶解性の付着物を好適に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る遠心式薄膜乾燥機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
本発明に係る遠心式薄膜乾燥機の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機の一例を示す部分的な断面斜視図である。この遠心式薄膜乾燥機１は、原子力発電プラントや産業廃棄物処理施設などのプラント施設の稼動中に生成された放射性廃液などの被乾燥物を薄膜状に乾燥させ、粉体化させる乾燥処理を行う場合に用いられる。
【００２１】
遠心式薄膜乾燥機１は、伝熱胴１１と、伝熱胴１１の外側に設けられた加熱ジャケット１２と、回転シャフト１３と、回転シャフト１３に取り付けられた回転ブレード１４および分散リング１５とを備える。
【００２２】
伝熱胴１１は、中空状の円筒形を有しており、遠心式薄膜乾燥機１の本体を構成する。また、伝熱胴１１の外側には、加熱ジャケット１２が設けられ、この加熱ジャケット１２には、遠心式薄膜乾燥機１の上部から外部に突出するように加熱蒸気入口２０が、下部から外部に突出するように蒸発ドレン排出口２１が設けられている。
【００２３】
伝熱胴１１の内面側は、所定温度に加熱される伝熱面２２が構成される。伝熱面２２は、加熱ジャケットに設けられた加熱蒸気入口２０から供給された過熱蒸気が供給されることにより、所定温度（例えば１７０℃）に加熱される。
【００２４】
この伝熱胴１１の上部には、遠心式薄膜乾燥機１の外部に突出するように設けられた放射性廃液を伝熱胴１１の内部に供給する廃液供給口２３、および放射性廃液の一部である蒸発した蒸気を排出させる蒸発蒸気出口２４が設けられる。また、遠心式薄膜乾燥機１の下部には図示下方向に向かって粉体化した放射性廃液を排出する粉体排出口２５が設けられる。
【００２５】
伝熱胴１１の内部に設けられた中空部には、伝熱面２２により包囲された回転シャフト１３が設けられる。回転シャフト１３は、図示上下方向に伸びた軸状に構成され、伝熱胴１１のほぼ中心軸位置に配置される。回転シャフト１３は、図示しない駆動モータによって回転自在に構成される。
【００２６】
回転シャフト１３には、回転ブレード１４および分散リング１５が設けられる。
【００２７】
回転ブレード１４は、回転ブレード取付座３０を介して回動自在に回転シャフト１３に取り付けられる。回転ブレード１４は、回転シャフト１３に放射状に複数個取り付けられる。例えば、回転シャフト１３の軸方向に整列された１０個の回転ブレード１４が、それぞれ円周方向に沿って６個ずつ配置される。
【００２８】
図２は、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機に設けられた回転ブレードの外観の構成を示す斜視図である。回転ブレード１４は、付着防止孔３１を有する矩形状の部材を有しており、その長手方向が伝熱胴１１の伝熱面２２に対して、例えば０．５ｍｍ程度の間隔を設けて配置される。回転ブレード１４には、例えば６個の円孔が付着防止孔３１として図示縦方向に配列されて構成される。付着防止孔３１を設けることにより回転ブレード１４の表面積が減少し、回転ブレード１４に付着する凝結物の量を減少することができる。
【００２９】
回転ブレード１４は、回転シャフト１３に固定された回転ブレード取付座３０に対して、ボルト３２を介して回動自在に取り付けられる。回転ブレード１４は、乾燥処理時における回転シャフト１３の回転に伴い、伝熱胴１１の伝熱面２２に付着した放射性廃液の凝結物との接触による負荷を受けると、ボルト３２を軸に負荷を低減させる方向（図示矢印方向）に所定範囲内で回動する。
【００３０】
この回転ブレード１４の回動軸部となる、回転ブレード１４と回転ブレード取付座３０との接続部３３には、わずかな隙間が構成される。この接続部３３に放射性廃液の乾燥粉体や凝結物が固着すると、ボルト３２などの磨耗に伴う減肉が生じる。また、回転ブレード１４が負荷を受けた場合に行う回動が妨げられるため、機械的に過度な負荷を受け損傷する可能性がある。
【００３１】
このため、回転ブレード１４と回転ブレード取付座３０との接続部３３に存在するわずかな隙間には、乾燥粉体などの侵入を防止するために潤滑剤が塗布される。この潤滑剤は、伝熱面２２の熱や放射性廃液から受ける影響により消耗しないように、耐熱・耐薬品性を有する物質が好ましい。
【００３２】
回転シャフト１３に設けられた分散リング１５は、回転シャフト１３の外表面に沿った円環状を有する。分散リング１５は、回転シャフト１３の上部位置であって、廃液供給口２３の近傍に設けられ、廃液供給口２３から供給された放射性廃液を伝熱胴１１の伝熱面２２に分散可能に配置される。
【００３３】
本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１の回転シャフト１３および回転ブレード１４には被膜処理が施される。被膜を形成する物質としては、例えばフッ素樹脂のような、撥水性を有し、かつ耐熱性および耐薬品性の高い物質が用いられる。また、フッ素樹脂以外にも、例えば有機金属化合物、シリカガラス、炭素繊維、水溶性無機化合物などの撥水性、耐熱性および耐薬品性の高い物質で被膜を形成してもよい。
【００３４】
ここで、遠心式薄膜乾燥機１に供給され乾燥処理が行われる放射性廃液の一部は、懸濁成分が濃縮して粘度が上昇し、十分な乾燥・固体化が行われずに凝結物として回転ブレード表面に付着する可能性がある。このような現象が発生すると、回転ブレードの重量バランスが悪くなり、回転に生じる抵抗力の増加に伴い回転ブレードを回転させる駆動モータに対する負荷の上昇の原因となり、遠心式薄膜乾燥機の安定した運転性能を阻害する。また、遠心式薄膜乾燥機の振動や騒音の発生にもつながる原因となる。
【００３５】
一方、乾燥処理後に温水などの洗浄水を用いて洗浄処理を行うことで凝結物を除去することも考えられるが、これは凝結物が水に対する高い溶解性を有する場合にのみ有効である。
【００３６】
本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１は、上述した問題点の発生を未然に防ぐため、回転シャフト１３および回転ブレード１４に被膜処理を施し、乾燥処理が行われた放射性廃棄物が凝結物として付着することを好適に抑制し、乾燥粉体として粉体排出口２５から排出させることができる。
【００３７】
回転シャフト１３および回転ブレード１４に被膜処理を施したことによる凝結物の付着抑制効果を確認するため、フッ素樹脂系の撥水性被膜処理を施した試験体と、比較対象としての二酸化ケイ素系の親水性被膜処理を施した試験体と、被膜処理を行わない試験体とに対して試験を行った。これら試験体には、回転シャフト１３および回転ブレード１４とを模擬する５０×１００×３０ｍｍの板状ＳＵＳ３０４試験体を用いた。
【００３８】
常温の各試験体を約２００℃に加熱した熱媒体を用いて３分間加熱を行った。過熱された各試験体を垂直に立てた状態で設置し、放射性廃液を模擬した一例としてのホウ酸ナトリウム系水溶液約１０ｃｃを試験体表面にピペットを用いて滴下した。滴下後、各試験体に対する水溶液の固形分の付着状況を把握するため試験前後の各試験体の重量変化を測定した。各試験体の重量変化を表１に示す。
【表１】
0005184960.tif 000002
【００３９】
この結果、フッ素樹脂系の撥水性被膜処理を施した試験体は試験前後の重量変化が最も小さく、他の二つの試験体と比較して付着物の発生が抑制された。つまり、フッ素樹脂などの撥水性の高い材料により被膜を形成することによる、放射性廃液に対する回転シャフト１３および回転ブレード１４の付着抑制効果の有効性が実証された。
【００４０】
次に、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１の乾燥処理時における作用について説明する。
【００４１】
原子力発電プラントなどのプラント施設の稼動中に生成され、図示しない廃液貯蔵タンクに貯蔵された放射性廃液は、廃液供給口２３から一定流量で伝熱胴１１内部に供給される。この時、回転シャフト１３は図示しない駆動モータによって回転している。
【００４２】
本実施形態において遠心式薄膜乾燥機１に供給される放射性廃液は、例えば、ホウ酸廃液を水酸化ナトリウムで中和して生成したホウ酸ナトリウムに、水酸化カルシウムを添加した温水不溶解性のホウ酸カルシウムを主成分とする廃液である。なお、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１に供給される放射性廃液は、ホウ酸カルシウムを主成分とする廃液に限らず、他の溶解性および不溶解性を持った成分を主成分とするものであっても適用可能である。
【００４３】
廃液貯蔵タンクに貯蔵された放射性廃液は、添加剤を混合することで凝結物の付着をより抑制することができる。添加剤は、放射性廃棄物の沈降性、粘性を緩和し、かつ放射性廃棄物の固化体の強度をも向上させることができる物質が好適である。添加剤には、例えばイオン交換樹脂などのプラント施設内から発生した他の固体廃棄物などが用いられる。
【００４４】
伝熱胴１１内部に導かれた放射性廃液は、回転シャフト１３の上部位置であって、廃液供給口２３の近傍に設けられた分散リング１５に付着し、遠心力によって伝熱面２２に分散される。
【００４５】
伝熱面２２に飛散した放射性廃液は、重力によって伝熱面２２を流下する。このため、伝熱面２２には、放射性廃液の薄膜が形成される。薄膜状に形成された放射性廃液は、加熱蒸気入口２０から供給され、伝熱胴１１の外側に設けられた加熱ジャケット１２を流れる蒸気によって加熱され、揮発成分の蒸発により濃縮されながら重力によってさらに流下する。なお、伝熱胴１１の伝熱面２２は加熱蒸気入口２０から供給された蒸気によって、例えば約１７０℃に加熱される。また、伝熱面２２を加熱した蒸気や放射性廃液由来の蒸発蒸気は蒸発蒸気出口２４から排出され、図示しない蒸発蒸気処理装置によって処理される。また、蒸発蒸気により発生するドレンは、蒸発ドレン排出口２１から排出される。
【００４６】
回転シャフト１３に取り付けられた回転ブレード１４の先端部は、伝熱胴１１と０．５ｍｍ程度の間隙を有して回転する。伝熱胴１１に薄膜状に付着した放射性廃液は、回転ブレード１４の先端部により掻き落とされて乾燥粉体となり、遠心式薄膜乾燥機１内を降下して粉体排出口２５から排出される。
【００４７】
従来の遠心式薄膜乾燥機においては、濃縮されて粘度が上昇した放射性廃液が回転シャフトや回転ブレードに付着し、凝結物が発生していたが、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１は、回転シャフト１３および回転ブレード１４にフッ素樹脂などの撥水性を有する物質で被膜処理が施されているため、凝結物の付着を抑制することができる。
【００４８】
さらに凝結物の付着を抑制するため、遠心式薄膜乾燥機１に電源装置を設け、回転シャフト１３や回転ブレード１４、伝熱面２２に微小な電圧を付加してもよい。回転シャフト１３などに微小電圧を付加することにより、回転シャフト１３などの表面に付着した水分は電気分解され、酸素および水素の気泡が発生する。これにより、水分が残存する回転シャフト１３などの表面では、発生した気泡により放射性廃液の凝結物が付着することを抑制することができる。
【００４９】
この遠心式薄膜乾燥機１によれば、回転シャフト１３および回転ブレード１４に被膜処理を施したため、従来発生していた凝結物の付着を抑制することができる。この凝結物の付着を抑制することにより、乾燥処理後の付着物の洗浄が困難であった不溶解性を有する放射性廃棄物であっても、あらかじめ遠心式薄膜乾燥機１内部への凝結物の付着を抑制することができる。
【００５０】
また、回転シャフト１３および回転ブレード１４への凝結物の付着を抑制することで、遠心式薄膜乾燥機１の安定した運転性能を維持し、振動や騒音の発生も防止することができる。
【００５１】
また、回転ブレード１４に付着防止孔３１を設けることで、回転ブレード１４の表面積が減少し、付着する凝結物の量をさらに減少することができる。これに伴い、摩耗による減肉を低減でき、回転ブレード１４ａの耐久性を向上させることができる。
【００５２】
遠心式薄膜乾燥機１は、放射性廃液の乾燥処理後においては洗浄液を供給して伝熱胴１１内部の洗浄処理が行われる。本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１は、不溶解性の放射性廃液由来の凝結物の付着抑制が可能であるが、それでも少量の付着物が発生する場合が想定される。遠心式薄膜乾燥機１の内面に形成された付着物は、遠心式薄膜乾燥機１の処理能力を向上させるためにも確実に除供することが求められる。
【００５３】
本実施形態において遠心式薄膜乾燥機１に供給される放射性廃液は、ホウ酸廃液を水酸化ナトリウムで中和して生成したホウ酸ナトリウムに、水酸化カルシウムを添加した温水不溶解性のホウ酸カルシウムを主成分とする廃液である。このホウ酸カルシウムは、温水や酸性およびアルカリ性を有する水に溶解しないため、乾燥処理後の洗浄処理で付着物を除供することは困難である。
【００５４】
以下、乾燥処理後に付着した不溶解性の付着物の洗浄処理を好適に行う手段について説明する。
【００５５】
第一の手段として、遠心式薄膜乾燥機１の内部である伝熱胴１１の伝熱面２２に付着した付着物を高圧スプレノズルを用いて好適に洗浄処理を行う。
【００５６】
図３は、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機の分散リングを特に示す縦断面図である。分散リング１５の上部には、高圧スプレノズル４０が設けられる。高圧スプレノズル４０は、図示下部に向かって噴出口が設けられ、この噴射口から噴出される高圧水が伝熱胴１１の伝熱面２２に向けて噴出される。なお、図３においては説明の便宜上回転ブレード１４については図示を省略する。
【００５７】
従来、高圧スプレノズル４０から噴射された高圧水を伝熱胴１１の伝熱面２２に吹き付けることで付着物の除去を行っていた。しかし、高圧スプレノズル４０から噴射された高圧水が、高圧スプレノズル４０の下部に設けられた分散リング１５に当たり、伝熱胴１１の伝熱面２２に好適に吹き付けられず、洗浄効率を低下させていた。
【００５８】
このため、高圧スプレノズル４０から噴射された高圧水を確実に伝熱面２２に吹き付け効率的に付着物の洗浄を行うため、図３に示すように、分散リング１５の内表面には、噴射された高圧水を伝熱面２２に案内する図示上下方向に延びた溝である分散リング導水ガイド４１が一定間隔で形成される。
【００５９】
分散リング１５に分散リング導水ガイド４１を設けることにより、高圧スプレノズル４０から噴射された高圧水が分散リング導水ガイド４１に流入し、さらに分散リング１５が取り付けられた回転シャフト１３の回転力を受けて、噴射された高圧水が効率よく伝熱胴１１の伝熱面２２に案内され、付着物の洗浄を効率的に行うことができる。
【００６０】
第二の手段として、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１の内部を超音波の洗浄効果を利用して洗浄処理を行う。遠心式薄膜乾燥機１の回転シャフト１３の内部には、超音波を発振させる超音波発振子が取り付けられる。超音波発振子は、回転シャフト１３の内部に取り付けてもよいし、回転シャフト１３の外部や、回転シャフト１３以外に取り付けてもよい。また、超音波振動子は固定してもよいし、適宜着脱可能に設置してもよい。
【００６１】
洗浄処理時、洗浄液で満たされた遠心式薄膜乾燥機１において超音波発振子を作動させることにより、洗浄液を介して伝導した超音波の洗浄効果により付着物が剥離し、不溶解性の付着物に対する洗浄処理を効果的に行うことができる。
【００６２】
なお、乾燥処理時と同様に、伝熱胴１１内部に電圧を付加して電気分解を発生させたり、エアハンマーなどで衝撃を与えながら洗浄処理を行うことで、付着物の洗浄効果をより向上させることができる。
【００６３】
第三の手段として、研磨材を遠心式薄膜乾燥機１の内部に投入して伝熱胴１１内部の洗浄処理を行う。研磨材は、例えばジルコニアやアルミナなどの添加物を含む材質が適している。洗浄処理に時には、回転シャフト１３の回転に応じてこの研磨材が移動または回転運動を行うことにより、回転ブレード１４などの遠心式薄膜乾燥機１内部に付着した付着物を剥離することができる。
【００６４】
第四の手段として、遠心式薄膜乾燥機１の伝熱胴１１の内部に、溶解性を有する液体を供給して乾燥させることにより被膜を施した後に、放射性廃液の乾燥処理および洗浄処理を行う。
【００６５】
被乾燥物としての放射性廃液であるホウ酸カルシウムの乾燥処理に先立ち、遠心式薄膜乾燥機１において、温水に対し溶解性を有する物質、例えばホウ酸ナトリウムを乾燥させる処理を行うことにより、伝熱面２２、回転シャフト１３および回転ブレード１４などの遠心式薄膜乾燥機１内部にホ酸ナトリウムによる被膜を形成させる皮膜形成処理を行う。
【００６６】
その後に行われる乾燥処理時においては、ホウ酸カルシウムである放射性廃液の付着物は、乾燥処理前にあらかじめ形成されたホウ酸ナトリウムの被膜上に積層して付着する。
【００６７】
乾燥処理後の洗浄処理においては、遠心式薄膜乾燥機１の内部を温水で洗浄することでホウ酸ナトリウムの被膜を溶解させ、ホウ酸ナトリウムに積層して付着した放射性廃液由来の付着物を同伴して剥離させる。このため、不溶解性を有する付着物であっても、温水などの洗浄液を用いることで容易に除去することができる。
【００６８】
第五の手段として、遠心式薄膜乾燥機１の内部における付着物が存在する箇所に、熱硬化性樹脂などを塗布することで付着物を剥離させて洗浄処理を行う。
【００６９】
伝熱胴１１の伝熱面２２、回転シャフト１３および回転ブレード１４の表面に付着物が存在する箇所に、熱硬化性樹脂を塗布する。熱硬化性樹脂の硬化後、伝熱面２２などの表面からこの熱硬化性樹脂を剥離させると、熱硬化性樹脂と共に遠心式薄膜乾燥機１の内部に付着した付着物を一体として剥離することができる。
【００７０】
第六の手段として、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１の内部に付着した付着物を好適に洗浄するため、洗浄処理時において二酸化炭素などからなる超臨界状態または亜臨界状態の流体を用いて付着物を剥離や溶解させて洗浄処理を行う。
【００７１】
洗浄後、遠心式薄膜乾燥機１の内部に蓄積された付着物を含む超臨界状態の流体に対して二酸化炭素の超臨界状態または亜臨界状態を解くことにより、超臨界状態または亜臨界状態を解かれた二酸化炭素は大気解放され、剥離または溶解した付着物のみを回収することができる点で有効である。
【００７２】
第七の手段として、伝熱胴１１の伝熱面２２や遠心式薄膜乾燥機１から取り出した回転シャフト１３などに対し、噴射ノズルを用いて粒状の研磨材を高速発射することにより付着物を剥離して洗浄処理を行う。研磨材には、例えばドライアイスを用いるのが好適である。ドライアイスは、研磨性が高く、かつ洗浄後には炭酸ガスとして蒸発するため、洗浄液を用いる場合と比べて洗浄処理時の二次廃棄物の発生を抑制することができる。
【００７３】
この噴射ノズルから発射されたドライアイスは、回転シャフト１３や伝熱胴１１の伝熱面２２に当たり、表面を研磨する。また、ドライアイスにより回転シャフト１３などは冷却されるため、付着物との熱膨張率の相違により剥離を容易に行うことができる。
【００７４】
また、研磨材として氷を用いた場合には、氷は噴射後に水となり、この水と共に剥離した付着物を回収することができる点で有効である。
【００７５】
なお、本実施形態においては、第一から第七の手段を各々説明したが、適宜第一から第七の手段を組み合わせて使用できるのはもちろんである。
【００７６】
［第２の実施形態］
本発明に係る遠心式薄膜乾燥機の第２実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態における遠心式薄膜乾燥機が第１実施形態で説明した遠心式薄膜乾燥機と異なる点は、回転シャフトに付着防止板を設置した点である。
【００７７】
図４（Ａ）は、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機に備えられた回転シャフトを特に示す構成図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における回転シャフトのＡ−Ａ間の断面図である。
【００７８】
この付着防止板５０は、回転シャフト１３の外周を覆うように例えばねじで固定され、適宜取り外しが可能になっている。回転シャフト１３には回転ブレード取付座３０が取り付けられているため、回転ブレード１４の円周方向に隣り合う回転ブレード取付座３０の間隔を１の付着防止板５０の円周方向の寸法として構成される。付着防止板５０は、例えば金属やフッ素樹脂などで構成される。特に、フッ素樹脂は凝結物が付着した場合であっても付着力が弱いため、凝結物の除去が容易である。
【００７９】
本実施形態における遠心式薄膜乾燥機１の乾燥処理における作用は、第１実施形態における遠心式薄膜乾燥機１とほぼ同様であるため、重複する説明は省略する。
【００８０】
従来の遠心式薄膜乾燥機においては、濃縮されて粘度が上昇した放射性廃液が回転シャフトに付着し凝結物が発生していたが、本実施形態における遠心式薄膜乾燥機に備えられた回転シャフト１３は、フッ素樹脂で構成された付着防止板５０によって外周が覆われ保護されているため、凝結物の付着が発生しない。また、付着防止板５０は取り外し可能に固定されているため、凝結物が付着した場合にはこの付着防止板５０のみを取り外し、洗浄して再度取り付けて使用することができる。また、付着防止板５０がフッ素樹脂で構成された場合には、付着した凝結物の付着力が弱いため、簡単に除去することができる点で有効である。
【００８１】
また、適宜第１実施形態の構成を第２実施形態に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施形態における遠心式薄膜乾燥機の一例を示す部分的な断面斜視図。
【図２】本実施形態における遠心式薄膜乾燥機に設けられた回転ブレードの外観の構成を示す斜視図。
【図３】本実施形態における遠心式薄膜乾燥機の分散リングを特に示す縦断面図。
【図４】（Ａ）は本実施形態における遠心式薄膜乾燥機に備えられた回転シャフトを特に示す構成図、（Ｂ）は（Ａ）における回転シャフトのＡ−Ａ間の断面図。
【符号の説明】
【００８３】
１  遠心式薄膜乾燥機
１１  伝熱胴
１２  加熱ジャケット
１３  回転シャフト
１４  回転ブレード
１５  分散リング
２０  加熱蒸気入口
２１  蒸発ドレン排出口
２２  伝熱面
２３  廃液供給口
２４  蒸発蒸気出口
２５  粉体排出口
３０  回転ブレード取付座
３１  付着防止孔
３２  ボルト
３３  接続部
４０  高圧スプレノズル
４１  分散リング導水ガイド
５０  付着防止板
【図１】
0005184960.tif 000003
【図２】
0005184960.tif 000004
【図３】
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【図４】
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