(57)【要約】【課題】揮発促進剤の添加により処理対象物に存在する炭酸カルシウムに起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制すると共に、放射性物質が除去された処理済みの処理対象物を安定化させることができる放射性物質除去技術を提供する。【解決手段】放射性物質を含む処理対象物Ｘ０に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤Ａとして少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理と、添加処理後の処理対象物Ｘ０を加熱室Ｒ１で加熱する加熱処理と、加熱処理で生成された排ガスＥ０から放射性物質を分離する排ガス処理とを実行する放射性物質除去方法において、炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムを含む加熱処理後の処理対象物Ｘ１を保持する反応室Ｒ２に炭酸カルシウム由来の二酸化炭素を含む排ガス処理後の排ガスＥ１を通流させる二酸化炭素固定化処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱処理で生成された排ガスから放射性物質を分離する排ガス処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
前記炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムを含む前記加熱処理後の処理対象物を保持する反応室に前記炭酸カルシウム由来の二酸化炭素を含む前記排ガス処理後の排ガスを通流させて、当該排ガス中の二酸化炭素を当該処理対象物中に固定化する二酸化炭素固定化処理を実行する放射性物質除去方法。
【請求項２】
前記加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物が、酢酸カルシウムである請求項１に記載の放射性物質除去方法。
【請求項３】
前記二酸化炭素固定化処理において、前記反応室における処理対象物の温度を５００℃以上且つ７００℃以下の範囲内とする請求項１又は２に記載の放射性物質除去方法。
【請求項４】
前記二酸化炭素固定化処理において、前記加熱室から払い出された高温状態の処理対象物を当該高温状態のまま前記反応室に投入する請求項１〜３の何れか１項に記載の放射性物質除去方法。
【請求項５】
前記反応室に供給される排ガスを前記排ガス処理前の排ガスとの熱交換により加熱する排ガス再加熱処理を実行する請求項１〜４の何れか１項に記載の放射性物質除去方法。
【請求項６】
放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理を実行する添加処理部と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部と、当該加熱処理で生成された排ガスから放射性物質を分離する排ガス処理を実行する排ガス処理部とを備えた放射性物質除去システムであって、
前記加熱処理後の処理対象物を保持する反応室に前記排ガス処理後の排ガスを通流させる二酸化炭素固定化処理を実行する二酸化炭素固定化処理部を備えた放射性物質除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱処理で生成された排ガスから放射性物質を分離する排ガス処理とを実行する放射性物質除去方法、及び、前記添加処理を実行する添加処理部と前記加熱処理を実行する加熱処理部と前記排ガス処理を実行する排ガス処理部とを備えた放射性物質除去システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性物質を含む災害廃棄物の焼却に伴って発生する焼却灰や汚染土壌などの処理対象物から放射性セシウムなどの放射性物質を除去する放射性物質除去技術として、処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤を添加し、当該揮発促進剤を添加した処理対象物を加熱することで、処理対象物から放射性物質を揮発除去するものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
処理対象物から揮発除去された放射性物質を含む排ガスは、適宜冷却された後に、バグフィルタや湿式スクラバなどに供給されて、放射性物質やそれが付着した粉塵が分離除去される。その後の排ガスは、必要に応じて脱硝処理のような高度処理が行われた上で、大気中へと放出される。
【０００４】
この放射性物質除去技術では、処理対象物に添加する揮発促進剤として、処理対象物からの放射性物質の脱離を促す無機カルシウム化合物を用いる場合がある。また、無機カルシウムとしては、安全且つ安価な炭酸カルシウムが好適に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０６２８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の放射性物質除去技術において、少なくとも炭酸カルシウムを揮発促進剤として処理対象物に添加する場合、その添加された炭酸カルシウムは処理対象物と共に加熱されて、酸化カルシウムと二酸化炭素とに分解される。そして、このような炭酸カルシウム由来の二酸化炭素は、排ガスと共に大気中へと排出されることで、システム全体における二酸化炭素排出量の増加の要因となる。
【０００７】
一方、放射性物質が除去された処理済みの処理対象物には、炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムが残存する場合がある。
このような遊離酸化カルシウムは、水和反応により大きな体積膨張を伴って水酸化カルシウムに変化するため、処理済みの処理対象物をコンクリート骨材として利用する場合には、上記水和反応に起因する体積膨張により、コンクリート表面が崩壊する所謂ポップアウトと呼ばれる欠陥が発生する場合がある。また、この水和反応により生成された水酸化カルシウムが雨水などに晒されると、強アルカリ水が溶出し、周囲環境に悪影響を与えるという問題が生じる。
このような問題から、処理済みの処理対象物については、遊離酸化カルシウムを低減して安定化させることが望まれている。
【０００８】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤を添加した処理対象物を加熱して、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去するにあたり、揮発促進剤の添加により処理対象物に存在する炭酸カルシウムに起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制すると共に、放射性物質が除去された処理済みの処理対象物を安定化させることができる放射性物質除去技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱処理で生成された排ガスから放射性物質を分離する排ガス処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
前記炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムを含む前記加熱処理後の処理対象物を保持する反応室に前記炭酸カルシウム由来の二酸化炭素を含む前記排ガス処理後の排ガスを通流させて、当該排ガス中の二酸化炭素を当該処理対象物中に固定化する二酸化炭素固定化処理を実行する点にある。
【００１０】
本構成によれば、上記添加処理により、揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を処理対象物に添加するので、加熱処理が施される処理対象物には炭酸カルシウムが存在することになり、その炭酸カルシウムが、処理対象物と共に上記加熱処理により加熱されて、酸化カルシウムと二酸化炭素とに分解される。
そして、炭酸カルシウム由来の二酸化炭素は、処理対象物から揮発除去された放射性物質を含む排ガスと共に加熱室から排出され、上記排ガス処理が施されることになる。一方、炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムは、上記加熱処理において主に処理対象物からの放射性物質の脱離を促すために処理対象物と反応するが、一部が残存して加熱処理後の処理対象物と共に加熱室から払い出されることになる。
【００１１】
そこで、上記二酸化炭素固定化処理を実行することで、反応室において、上記炭酸カルシウム由来の二酸化炭素を含む排ガス処理後の排ガスを、上記炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムを含む加熱処理後の処理対象物に接触させることができる。すると、反応室に保持された処理対象物中の酸化カルシウムが排ガス中の二酸化酸素と反応して炭酸化するので、排ガス中の二酸化炭素が処理対象物中に固定化されることになり、更には、反応室から払い出された処理済みの処理対象物は酸化カルシウムが低減された安定化したものとなる。
【００１２】
従って、本発明により、放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤を添加した処理対象物を加熱して、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去するにあたり、揮発促進剤の添加により処理対象物に存在する炭酸カルシウムに起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制すると共に、放射性物質が除去された処理済みの処理対象物を安定化させることができる放射性物質除去方法を実現することができる。
【００１３】
本発明の第２特徴構成は、前記加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物が、酢酸カルシウムである点にある。
【００１４】
本構成によれば、酢酸カルシウムが１６０℃程度の比較的低温の加熱により炭酸カルシウムとアセトンとに熱分解されるカルシウム化合物であることから、この酢酸カルシウムを揮発促進剤として処理対象物に添加すれば、加熱処理が施される処理対象物には炭酸カルシウムが存在することになる。この場合においても、その処理対象物に存在する炭酸カルシウムに起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制すると共に、放射性物質が除去された処理済みの処理対象物を安定化させることができる。
【００１５】
本発明の第３特徴構成は、前記二酸化炭素固定化処理において、前記反応室における処理対象物の温度を５００℃以上且つ７００℃以下の範囲内とする点にある。
【００１６】
本構成によれば、上記反応室における処理対象物の温度を５００℃以上且つ７００℃以下の範囲内とすることで、上記二酸化炭素固定化処理において、処理対象物中の酸化カルシウムの炭酸化反応を促進させて、排ガス中の二酸化炭素を効率良く固定化することができる。
【００１７】
本発明の第４特徴構成は、前記二酸化炭素固定化処理において、前記加熱室から払い出された高温状態の処理対象物を当該高温状態のまま前記反応室に投入する点にある。
【００１８】
本構成によれば、加熱室から払い出された高温状態の処理対象物を当該高温状態のまま反応室に投入することで、その処理対象物が保有する加熱室での加熱処理の排熱を利用して、反応室における処理対象物の温度を酸化カルシウムの炭酸化反応に適切な温度域に維持することができる。
更に、上記二酸化炭素固定化処理において反応室で酸化カルシウムを効率良く炭酸化反応させるために、上記加熱処理の排熱を利用できるので、反応室において処理対象物に当該排熱以外の別の熱エネルギを与える構成を省略又は簡略化して、合理的な構成で省エネルギ性の向上を図ることができる。
【００１９】
本発明の第５特徴構成は、前記反応室に供給される排ガスを前記排ガス処理前の排ガスとの熱交換により加熱する排ガス再加熱処理を実行する点にある。
【００２０】
本構成によれば、耐熱性等の問題により排ガスを冷却した上で排ガス処理を行う場合であっても、上記排ガス再加熱処理により、排ガス処理後の低温の排ガスを、別の熱エネルギを追加することなく、排ガス処理前の高温の排ガスとの熱交換により加熱することできる。そして、このように加熱した高温の排ガスを反応室に供給することができるので、低温の排ガス供給による反応室における処理対象物の温度低下を防止することができ、当該処理対象物の温度を酸化カルシウムの炭酸化反応に適切な温度域に好適に維持することができる。
【００２１】
本発明の第６特徴構成は、放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理を実行する添加処理部と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部と、当該加熱処理で生成された排ガスから放射性物質を分離する排ガス処理を実行する排ガス処理部とを備えた放射性物質除去システムであって、
前記加熱処理後の処理対象物を保持する反応室に前記排ガス処理後の排ガスを通流させる二酸化炭素固定化処理を実行する二酸化炭素固定化処理部を備えた点にある。
【００２２】
本構成によれば、前述の第１特徴構成における放射性物質除去方法が有する各処理を実行するための各処理部を備えているので、当該放射性物質除去方法と同様の作用効果を奏し、放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤を添加した処理対象物を加熱して、当該処理対象物から放射性物質を揮発除去するにあたり、揮発促進剤としての炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物に起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制すると共に、放射性物質が除去された処理済みの処理対象物を安定化させることができる放射性物質除去システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の放射性物質除去システムの概略構成図
【図２】第２実施形態の放射性物質除去システムの概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について図１に基づいて説明する。
図１に示す放射性物質除去システム１００（以下、「本システム１００」と呼ぶ。）は、放射性セシウム（放射性物質の一例）を含む処理対象物Ｘ０、例えば土壌や焼却灰などの無機性廃棄物、都市ゴミや汚泥などの有機性廃棄物、枝葉類などの木質系廃棄物などから放射性セシウムを揮発除去するための放射性物質除去方法を実施するためのシステムとして構成されている。
【００２５】
具体的に、本システム１００には、放射性セシウムを含む処理対象物Ｘ０に放射性セシウムの揮発を促進する揮発促進剤Ａを添加する添加処理を実行する添加処理部５と、当該添加処理後の処理対象物Ｘ０を加熱室で加熱する加熱処理を実行する加熱処理部１と、当該加熱処理で生成された排ガスＥ０から放射性セシウムを分離する排ガス処理を実行する排ガス処理部６とが設けられている。
【００２６】
添加処理部５は、処理対象物Ｘ０に揮発促進剤Ａとして少なくとも炭酸カルシウムを添加するように構成されている。この炭酸カルシウムの添加量は、処理対象物Ｘ０と炭酸カルシウムとの混合物中における炭酸カルシウムの割合が３質量％〜３０質量％の範囲内となるように調整される。
更に、添加処理部５は、炭酸カルシウムが添加された処理対象物Ｘ０に対し、揮発促進剤Ａとして塩化ナトリウムを添加する。この塩化ナトリウムの添加量は、処理対象物Ｘ０と炭酸カルシウムとの混合物の合計量に対して０．５質量％〜５質量％の範囲内となるように調整される。
【００２７】
このように、処理対象物Ｘ０に対し揮発促進剤Ａとして炭酸カルシウムと塩化ナトリウムとを添加することで、後の加熱処理において、比較的低温の９００℃以上１２００℃以下、好ましくは９５０℃以上１１００℃以下、且つ比較的短時間の３０分以上１２０分以下、好ましくは３０分以上６０分以下の加熱により、処理対象物Ｘ０中の放射性セシウムを良好に揮発させることができる。これは、炭酸カルシウムを処理対象物Ｘ０に添加後加熱することにより、炭酸カルシウムが処理対象物Ｘ０と反応し、放射性セシウムの処理対象物Ｘ０からの脱離が促進され、更に脱離された放射性セシウムが塩化ナトリウムに由来する塩素原子と結合し、処理対象物Ｘ０中に含有されていた放射性セシウムが（放射性の）塩化セシウムとして揮発するためであると推察される。
尚、揮発促進剤Ａとして、塩化ナトリウムの代わりに、塩化カルシウムや塩化カリウムなどの他の塩化化合物を利用することもできる。また、これら揮発促進剤Ａとしては、少なくとも炭酸カルシウムを含むものであればよく、種類、添加順序、及び添加量等の他の条件については適宜変更可能である。また、本実施形態では、かかる添加処理部５を加熱処理部１の直前に配置したが、処理対象物Ｘ０と揮発促進剤Ａとを別の場所で事前に混合し、それを加熱処理部１に搬送し投入しても構わない。
【００２８】
上記加熱処理部１は、ロータリーキルンで構成されており、基端部を覆う供給側ケーシング１１と先端側を覆う排出側ケーシング１３との間で回転駆動が可能なように横架され、内部に加熱室Ｒ１を形成する円筒状のキルン本体１２を備える。そして、この加熱室Ｒ１では、供給側ケーシング１１に設けられた投入ホッパ１４から加熱室Ｒ１の基端側に投入された処理対象物Ｘ０が、キルン本体１２の回転駆動により基端側から先端側に向けて搬送され、同時に、排出側ケーシング１３に設けられたバーナ１６から高温の燃焼ガスが吹き込まれる。これにより、加熱室Ｒ１において、処理対象物Ｘ０が燃焼ガスにより加熱されることになる。
【００２９】
加熱室Ｒ１で加熱処理が施された加熱処理後の処理対象物Ｘ１は、キルン本体１２の先端部からそれを覆う排出側ケーシング１３の底部に落下し、当該排出側ケーシング１３の底部に形成された払出口１５より、当該払出口１５に設けられたシャッター３０が開放されたタイミングで払い出される。尚、この払出口１５から払い出された加熱処理後の処理対象物Ｘ１は、その直前まで燃焼ガスに晒され加熱処理が施されていたことから、当該加熱処理の排熱を保有して高温状態に維持されている。
【００３０】
一方、加熱室Ｒ１において処理対象物Ｘ０から揮発除去された放射性セシウムを含む排ガスＥ０は、供給側ケーシング１１の天井部に形成された排気口１９から排ガス管路３１に排出される。この排ガス管路３１に排出された放射性セシウムを含む排ガスＥ０は、図示は省略するが、適宜冷却された後に、バグフィルタなどの乾式集塵手段や湿式スクラバのような湿式捕集手段などとして構成された排ガス処理部６に供給されて、放射性セシウムやそれが付着した粉塵が分離除去され、その後、必要に応じて脱硝処理のような高度処理が行われた上で、大気中へと放出される。
【００３１】
本システム１００では、加熱室Ｒ１において、処理対象物Ｘ０に揮発促進剤Ａとして添加された炭酸カルシウムが加熱処理により分解されることで、酸化カルシウムと二酸化炭素とが生成される。そして、揮発促進剤Ａとして添加された炭酸カルシウム由来の二酸化炭素は、処理対象物Ｘ０から揮発除去された放射性セシウムを含む排ガスＥ０と共に加熱室Ｒ１から排出されて排ガス処理部６に供給される。よって、排ガス処理部６にて排ガス処理後の排ガスＥ１を、そのまま大気中に放出すると、本システム１００全体の二酸化炭素排出量増加の要因となる。
また、放射性セシウムが除去された処理済みの処理対象物Ｘ２については、ポップアウトや強アルカリ水の溶出の原因となる酸化カルシウムが残存しないように安定化させることが望まれる。
そこで、本システム１００では、このような揮発促進剤Ａとしての炭酸カルシウムに起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制し、更には、放射性セシウムが除去された処理済みの処理対象物Ｘ２を安定化させるための特徴を有しており、以下にその詳細を説明する。
【００３２】
本システム１００には、炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムを含む加熱室Ｒ１から払い出された加熱処理後の処理対象物Ｘ１を保持する反応室Ｒ２に炭酸カルシウム由来の二酸化炭素を含む排ガス処理部６から排出された排ガス処理後の排ガスＥ１を通流させて、当該排ガスＥ１中の二酸化炭素を当該処理対象物Ｘ１中に固定化する二酸化炭素固定化処理を実行する二酸化炭素固定化処理部２が設けられている。
【００３３】
即ち、揮発促進剤Ａとして添加された炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムは、上記加熱室Ｒ１において主に処理対象物Ｘ０からの放射性セシウムの脱離を促すために処理対象物Ｘ０と反応するが、一部が残存して加熱処理後の処理対象物Ｘ1と共に加熱室Ｒ１から払い出されることになる。
そこで、上記のような二酸化炭素固定化処理が実行されることで、反応室Ｒ２では、上記炭酸カルシウム由来の二酸化炭素を含む排ガス処理後の排ガスＥ１が、上記炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムを含む加熱処理後の処理対象物Ｘ１に接触する。すると、反応室Ｒ２に保持された処理対象物Ｘ１中の酸化カルシウムが排ガスＥ１中の二酸化酸素と反応して炭酸化されることで、排ガスＥ１中の二酸化炭素が処理対象物Ｘ１中に固定化され、結果、反応室Ｒ２から排出される排ガスＥ２は、二酸化炭素濃度が低減されたものとなる。
【００３４】
更に、加熱室Ｒ１から払い出された処理対象物Ｘ１中に残存する酸化カルシウムは、主に反応室Ｒ２で排ガスＥ１中の二酸化炭素との反応により炭酸化し、安定した炭酸カルシウムとして存在することになるので、反応室Ｒ２から払い出された処理済みの処理対象物Ｘ２については、酸化カルシウムが低減された安定化したものとなる。
【００３５】
以下、二酸化炭素固定化処理部２の具体的な構成について説明を加える。
上記反応室Ｒ２を加熱室Ｒ１から高温状態の処理対象物Ｘ１が払い出される払出口１５の直下に配置することにより、加熱室Ｒ１から払い出された高温状態の処理対象物Ｘ１を当該高温状態のまま反応室Ｒ２に投入することで、当該反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度を酸化カルシウムの炭酸化反応に適切な温度域に維持するように構成されている。
【００３６】
反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度については、上述した二酸化炭素固定化処理において処理対象物Ｘ１中の酸化カルシウムの炭酸化反応を促進させる目的で、５００℃以上且つ７００℃以下の範囲内、より好ましくは６００℃前後とされている。
上記反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度が５００℃を下回ると、酸化カルシウムの炭酸化反応が不十分となって、二酸化炭素の固定化率が低下する。この二酸化炭素の固定化率は、５００℃から６００℃にかけて徐々に上昇し、６００℃から７００℃にかけて徐々に低下する。そして、上記処理対象物Ｘ１の温度が７００℃を超えると、炭酸化反応により生成される炭酸カルシウムの熱分解が促進されることから、二酸化炭素の固定化率が急激に低下する。
また、このような反応室Ｒ２では、酸化カルシウムと二酸化炭素との反応速度を考慮して、処理対象物Ｘ１が排ガスＥ１に接触する排ガス接触時間を３０分以上とすることが望ましい。
【００３７】
反応室Ｒ２には、排ガス処理部６で排ガス処理後の排ガスＥ１が排ガス管路２５を通じて供給される。反応室Ｒ２を通流して処理対象物Ｘ１に接触することで二酸化炭素が低減された排ガスＥ２は、反応室Ｒ２から排ガス管路２６を通じて排出され、必要に応じて脱硝処理のような高度処理が行われた上で、大気中へと排気される。
【００３８】
本実施形態の二酸化炭素固定化処理部２では、加熱室Ｒ１から払い出されてから反応室Ｒ２に投入されるまでの滞留時間が長くなると、その滞留時間における放熱量が増加して、反応室Ｒ２で処理対象物Ｘ１を高温に維持することができなくなる場合がある。よって、加熱室Ｒ１から略連続的に払い出される高温状態の処理対象物Ｘ１を放熱の原因となる滞留時間を極力無くした状態で略連続的に反応室Ｒ２に投入することが望まれる。
そこで、反応室Ｒ２として、加熱処理後の処理対象物Ｘ１を収容し当該収容した処理対象物Ｘ１を所望の排ガス接触時間経過後に払い出すバッチ式反応室２０ａ，２０ｂが複数設けられている。
【００３９】
即ち、払出口１５の直下には、当該払出口１５から払い出された処理対象物Ｘ１の供給先を、夫々のバッチ式反応室２０ａ，２０ｂに通じる夫々の分岐管路２１に順次切替可能な切替ダンパー２２が設けられている。更に、バッチ式反応室２０ａ，２０ｂの底部には、開閉可能なシャッター２４が配置されている。
これらバッチ式反応室２０ａ，２０ｂの底部には、排ガス処理後の排ガスＥ１が通流する排ガス管路２５が夫々分岐接続され、この排ガス管路２５の夫々の分岐部には開閉弁２７が設けられている。この開閉弁２７は、上述した切替ダンパー２２の切替動作及びシャッター２４の開閉動作に合わせて開閉される。
【００４０】
このように構成された二酸化炭素固定化処理部２では、切替ダンパー２２の切替えに伴ってバッチ式反応室２０ａ，２０ｂに投入された処理対象物Ｘ１は、当該バッチ式反応室２０ａ，２０ｂにおいて所望の排ガス接触時間滞留して排ガス管路２５を通じて供給された排ガスＥ１と接触し、その後にシャッター２４が開放されることで、二酸化炭素固定化処理後の安定化された処理対象物Ｘ２が払い出される。このことで、加熱室Ｒ１から払出口１５を介して略連続的に払い出される高温状態の処理対象物Ｘ１は、略連続的に上記バッチ式反応室２０ａ，２０ｂの何れかに投入されて二酸化炭素固定化処理が施されることになり、排ガス管路２６からは二酸化炭素濃度が低減された排ガスＥ２が排出されることになる。
【００４１】
更に、本システム１００は、加熱室Ｒ１から払い出された高温状態の処理対象物Ｘ１を当該高温状態のまま反応室Ｒ２に投入する構成以外にも、加熱処理部１における加熱処理の排熱を利用して、反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度を酸化カルシウムの炭酸化反応に適切な温度域に維持するように構成されている。
【００４２】
詳しくは、排ガス管路２５を通じて反応室Ｒ２に供給される排ガスＥ１を、加熱室Ｒ１から排ガス管路３１に排出され冷却される前の高温状態の排ガスＥ０との熱交換により加熱する排ガス再加熱処理を実行する排ガス再加熱処理部３２が設けられている。このことで、加熱室Ｒ１における加熱処理の排熱が排ガスＥ０及び排ガスＥ１の保有熱として反応室Ｒ２に伝達され、結果、反応室Ｒ２で処理対象物Ｘ１が比較的高温に維持されることになる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態について図２に基づいて説明する。
尚、図２に示す放射性物質除去システム２００（以下、「本システム２００」と呼ぶ。）は、上述した第１実施形態に対して、二酸化炭素固定化処理に関する構成のみが異なる。よって、他の同様の構成については、図面において同じ符号を付すと共に、詳細な説明は割愛する場合がある。
【００４４】
本システム２００には、上述した第１実施形態と同様に、炭酸カルシウム由来の酸化カルシウムを含む加熱室Ｒ１から払い出された加熱処理後の処理対象物Ｘ１を保持する反応室Ｒ２に炭酸カルシウム由来の二酸化炭素を含む排ガス処理部６から排出された排ガス処理後の排ガスＥ１を通流させて、当該排ガスＥ１中の二酸化炭素を当該処理対象物Ｘ１中に固定化する二酸化炭素固定化処理を実行する二酸化炭素固定化処理部４が設けられている。
【００４５】
更に、上記反応室Ｒ２を加熱室Ｒ１から高温状態の処理対象物Ｘ１が払い出される払出口１５の直下に配置することにより、加熱室Ｒ１から払い出された高温状態の処理対象物Ｘ１を当該高温状態のまま反応室Ｒ２に投入することで、当該反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度を酸化カルシウムの炭酸化反応に適切な温度域に維持するように構成されている。
【００４６】
このような反応室Ｒ２を設けた本システム２００では、加熱室Ｒ１から略連続的に払い出される高温状態の処理対象物Ｘ１を放熱の原因となる滞留時間を極力無くした状態で略連続的に反応室Ｒ２に投入するために、反応室Ｒ２として、加熱処理後の処理対象物Ｘ１が所望の排ガス接触時間に亘って搬送される連続式反応室４０が設けられている。
【００４７】
この二酸化炭素固定化処理部４は、スクリュー式コンベアで構成されている。具体的に、円筒状のコンベア本体４１内に連続式反応室４０が形成されている。その連続式反応室４０では、投入された高温状態の処理対象物Ｘ１が、横架されたスクリュー４３の回転駆動により、上記排ガス接触時間に亘って基端側から先端側に向けて搬送されながら、排ガス管路２５を通じて供給された排ガスＥ１と接触して、二酸化炭素固定化処理が施される。このことで、先端側の排出部４４から二酸化炭素固定化処理後の安定化された処理対象物Ｘ２が払い出されることになり、一方、排ガス管路２６からは二酸化炭素濃度が低減された排ガスＥ２が排出されることになる。
尚、連続式反応室４０への処理対象物Ｘ１の投入部及び排出部には、ロータリーバルブ４５，４６が設けられている。これにより、排ガス管路２５を通じて連続式反応室４０に供給された排ガスＥ１が当該連続式反応室４０に滞留し易くなる。
【００４８】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、処理対象物Ｘ０に揮発促進剤Ａとして少なくとも炭酸カルシウムを添加するように構成したが、炭酸カルシウムの代わりに、加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加するように構成しても構わない。このように揮発促進剤Ａとして加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を処理対象物Ｘ０に添加した場合においても、加熱処理が施される処理対象物Ｘ０には炭酸カルシウムが存在することになるので、上記実施形態と同様に、その炭酸カルシウムが、処理対象物Ｘ０と共に加熱処理により加熱されて、酸化カルシウムと二酸化炭素とに分解されることになる。また、加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物としては酢酸カルシウムを利用することができ、この場合、処理対象物Ｘ０に添加された酢酸カルシウムは、少なくとも加熱室Ｒ１において比較的低温の１６０℃程度に加熱されることで、アセトンと炭酸カルシウムに熱分解されることになる。
【００４９】
（２）上記実施形態では、二酸化炭素固定化処理において、加熱室Ｒ１での加熱処理の排熱を利用して反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度を所望の温度域に維持するための構成として、加熱室Ｒ１から払い出された高温状態の処理対象物Ｘ１を当該高温状態のまま反応室Ｒ２に投入したが、加熱処理後に一旦冷却された処理対象物Ｘ１に対して二酸化炭素固定化処理を実行するように構成しても構わない。
【００５０】
（３）上記実施形態では、反応室Ｒ２に供給される排ガスＥ１を加熱室Ｒ１から排出された排ガスＥ０との熱交換により加熱する排ガス再加熱処理部３２を設けたが、高温状態の処理対象物Ｘ１を当該高温状態のまま反応室Ｒ２に投入するだけで、反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度が所望の温度域に維持される場合などにおいて、適宜排ガス再加熱処理部３２を省略しても構わない。
【００５１】
（４）上記実施形態では、加熱処理部１をバーナ１６から吹き込まれる燃焼ガスが処理対象物Ｘ０に対向して流れる対向流方式のロータリーキルンで構成したが、並行流方式に構成しても構わない。また、加熱処理部１としては、ストーカ炉や流動床炉などの別の加熱炉で構成しても構わない。
【００５２】
（５）上記第１実施形態では、反応室Ｒ２としてバッチ式反応室２０ａ，２０ｂを複数設け、それら複数のバッチ式反応室２０ａ，２０ｂに対して加熱処理後の処理対象物Ｘ１を順次払い出すことで、略連続的な二酸化炭素固定化処理を実行可能としたが、別に、単一のバッチ式反応室を設けて、二酸化炭素固定化処理をバッチ式に実行しても構わない。
【００５３】
（６）上記第２実施形態では、二酸化炭素固定化処理部４を、内部に加熱処理後の処理対象物Ｘ１が所望の排ガス接触時間に亘って搬送される連続式反応室４０を形成したスクリュー式コンベアで構成したが、連続式反応室４０を形成可能なものであれば、二酸化炭素固定化処理部４を耐熱ベルト式コンベアなど別の形態の搬送手段で構成しても構わない。
【００５４】
（７）上記実施形態では、反応室Ｒ２における処理対象物Ｘ１の温度を所望の温度域に維持するために必要な熱源の全てを、加熱室Ｒ１における加熱処理の排熱を利用して確保したが、別に、排熱以外の熱源を利用して反応室Ｒ２を加熱可能な加熱手段を追加して、その加熱手段により必要な熱源の一部又は全部を確保しても構わない。
【符号の説明】
【００５５】
１              加熱処理部
２，４          二酸化炭素固定化処理部
５              添加処理部
６              排ガス処理部
３２            排ガス再加熱処理部
１００，２００  放射性物質除去システム
Ａ              揮発促進剤
Ｅ０〜Ｅ２      排ガス
Ｒ１            加熱室
Ｒ２            反応室
Ｘ０〜Ｘ２      処理対象物
【図１】
2016042076.tif 000003
【図２】
2016042076.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月26日(2015.11.26)
【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】
放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱処理で生成された排ガスから放射性物質を分離する排ガス処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
前記炭酸カルシウムが分解してなる酸化カルシウムを含む前記加熱処理後の処理対象物を保持する反応室に、前記炭酸カルシウムが分解してなる二酸化炭素に起因して二酸化炭素が増加した前記排ガス処理後の排ガスを通流させて、前記酸化カルシウムを炭酸化反応させる処理を実行し、前記処理対象物に含まれる前記炭酸カルシウムが分解してなる酸化カルシウムを低減させて当該処理対象物を安定化させると共に、前記炭酸カルシウムが分解してなる二酸化炭素に起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制する放射性物質除去方法。
【請求項２】
前記加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物が、酢酸カルシウムである請求項１に記載の放射性物質除去方法。
【請求項３】
前記二酸化炭素固定化処理において、前記反応室における処理対象物の温度を５００℃以上且つ７００℃以下の範囲内とする請求項１又は２に記載の放射性物質除去方法。
【請求項４】
前記二酸化炭素固定化処理において、前記加熱室から払い出された高温状態の処理対象物を当該高温状態のまま前記反応室に投入する請求項１〜３の何れか１項に記載の放射性物質除去方法。
【請求項５】
前記反応室に供給される排ガスを前記排ガス処理前の排ガスとの熱交換により加熱する排ガス再加熱処理を実行する請求項１〜４の何れか１項に記載の放射性物質除去方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第１特徴構成は、
放射性物質を含む処理対象物に放射性物質の揮発を促進する揮発促進剤として少なくとも炭酸カルシウム若しくは加熱により炭酸カルシウムが発生するカルシウム化合物を添加する添加処理と、当該添加処理後の処理対象物を加熱室で加熱する加熱処理と、当該加熱処理で生成された排ガスから放射性物質を分離する排ガス処理とを実行する放射性物質除去方法であって、
前記炭酸カルシウムが分解してなる酸化カルシウムを含む前記加熱処理後の処理対象物を保持する反応室に、前記炭酸カルシウムが分解してなる二酸化炭素に起因して二酸化炭素が増加した前記排ガス処理後の排ガスを通流させて、前記酸化カルシウムを炭酸化反応させる処理を実行し、前記処理対象物に含まれる前記炭酸カルシウムが分解してなる酸化カルシウムを低減させて当該処理対象物を安定化させると共に、前記炭酸カルシウムが分解してなる二酸化炭素に起因する二酸化炭素排出量の増加を抑制する点にある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】