(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ナトリウムを溶融する溶融炉と、
熱風を発生する熱風発生部及び前記溶融炉から供給された前記金属ナトリウムに該熱風を接触させて酸化させ酸化反応物を排出する筒状の回転する炉を有するロータリーキルンと、
天井にて覆われ、前記酸化反応物が投入される処理水が貯められた中和槽と、
前記中和槽に中和剤を投入する供給装置と、
前記炉の内部を負圧にし、前記熱風を該炉の内部に導入するとともに、該炉から排出ガスを排出させるブロワと、
前記ブロワによって導入された前記排出ガスを浄化する浄化装置と、を備えた金属ナトリウム処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の金属ナトリウム処理システムにおいて、
前記中和槽が、前記天井から前記処理水の中まで下方へと延び、前記処理水で満たされていない上部の空間を仕切る第１の仕切りと、
底面から上方へと延びる第２の仕切りと、を有し、
前記第１の仕切り及び前記第２の仕切りによって、前記中和槽の内部が、
前記酸化反応物が投入される第１の区画と、
前記中和剤が投入され、前記処理水が撹拌される第２の区画と、
前記処理水の水面の高さ位置を検出するレベル計が設けられ、前記浄化装置に前記処理水を供給するとともに該浄化装置にて前記排出ガスを浄化した該処理水が戻される第３の区画と、に仕切られる金属ナトリウム処理システム。
【請求項３】
請求項１記載の金属ナトリウム処理システムにおいて、
前記中和槽が、前記天井から前記処理水の中まで下方へと延び、前記処理水で満たされていない上部の空間を仕切る第１の仕切りと、
底面から上方へと延びる第２の仕切りと、を有し、
前記第１の仕切り及び前記第２の仕切りによって、前記中和槽の内部が、
前記酸化反応物が投入される第１の区画と、
前記中和剤が投入され、前記処理水が撹拌される第２の区画と、
前記処理水の水面の高さ位置を検出するレベル計が設けられた第３の区画と、に仕切られる金属ナトリウム処理システム。
【請求項４】
請求項２又は３記載の金属ナトリウム処理システムにおいて、
前記熱風発生部が、燃料を燃焼させるバーナーと、
前記バーナーによって内部の空気が加熱される熱風室と、を有し、
前記熱風室が、前記炉を覆い、該炉を外部から加熱する金属ナトリウム処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ナトリウム処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属ナトリウムを空気中で燃焼させて、未反応の金属ナトリウムを含まないように燃焼生成物として処理できるようにした金属ナトリウムの廃棄処理装置が記載されている。この金属ナトリウムの廃棄処理装置は、反応槽内に配置された被処理金属ナトリウムを収容する金属製容器と、この金属製容器に空気を供給または排気するブロアを介して連通する排気側ダクトと、この排気側ダクトに接続された排煙処理装置と、金属製容器に設けられたベルトコンベヤとを具備したことを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−６４１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、金属ナトリウムを酸化させて処理できる金属ナトリウム処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、金属ナトリウムを溶融する溶融炉と、熱風を発生する熱風発生部及び前記溶融炉から供給された前記金属ナトリウムに該熱風を接触させて酸化させ酸化反応物を排出する筒状の回転する炉を有するロータリーキルンと、天井にて覆われ、前記酸化反応物が投入される処理水が貯められた中和槽と、前記中和槽に中和剤を投入する供給装置と、前記炉の内部を負圧にし、前記熱風を該炉の内部に導入するとともに、該炉から排出ガスを排出させるブロワと、前記ブロワによって導入された前記排出ガスを浄化する浄化装置と、を備えた金属ナトリウム処理システムである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の金属ナトリウム処理システムにおいて、前記中和槽が、前記天井から前記処理水の中まで下方へと延び、前記処理水で満たされていない上部の空間を仕切る第１の仕切りと、底面から上方へと延びる第２の仕切りと、を有し、前記第１の仕切り及び前記第２の仕切りによって、前記中和槽の内部が、前記酸化反応物が投入される第１の区画と、前記中和剤が投入され、前記処理水が撹拌される第２の区画と、前記処理水の水面の高さ位置を検出するレベル計が設けられ、前記浄化装置に前記処理水を供給するとともに該浄化装置にて前記排出ガスを浄化した該処理水が戻される第３の区画と、に仕切られる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の金属ナトリウム処理システムにおいて、前記中和槽が、前記天井から前記処理水の中まで下方へと延び、前記処理水で満たされていない上部の空間を仕切る第１の仕切りと、底面から上方へと延びる第２の仕切りと、を有し、前記第１の仕切り及び前記第２の仕切りによって、前記中和槽の内部が、前記酸化反応物が投入される第１の区画と、前記中和剤が投入され、前記処理水が撹拌される第２の区画と、前記処理水の水面の高さ位置を検出するレベル計が設けられた第３の区画と、に仕切られる。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３記載の金属ナトリウム処理システムにおいて、前記熱風発生部が、燃料を燃焼させるバーナーと、前記バーナーによって内部の空気が加熱される熱風室と、を有し、前記熱風室が、前記炉を覆い、該炉を外部から加熱する。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、金属ナトリウムを酸化させて処理できる金属ナトリウム処理システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る金属ナトリウム処理システムの構成を示す説明図である。
【図２】同金属ナトリウム処理システムが備える中和槽を平面視した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
【００１８】
本発明の一実施の形態に係る金属ナトリウム処理システム１０は、図１に示すように、溶融炉２０、反応炉３０、中和槽４０、供給装置５０及びスクラバ６０を備え、金属ナトリウムを酸化させて処理できる。
【００１９】
溶融炉２０は、廃棄された金属ナトリウムが投入される。
溶融炉２０は、ヒータ２０２を有し、固体状態の金属ナトリウムを例えば９８℃以上に加熱して溶融できる。
【００２０】
反応炉３０は、溶融炉２０から溶融した金属ナトリウムが供給され、この金属ナトリウムに熱風を接触させて酸化できる。反応炉３０からは、金属ナトリウムが酸化されることによって生成された酸化反応物及び排出ガスが排出される。
反応炉３０は、例えばロータリーキルンであり、その材質はスチールである。
【００２１】
反応炉３０は、バーナー３０６、熱風室３０４及び炉３０２を有している。
バーナー３０６は、熱風室３０４に隣接して設けられ、外部から供給された灯油や重油等の燃料を燃焼させて熱風室３０４の内部の空気を加熱できる。
バーナー３０６の燃焼反応に必要な空気は、熱風室３０４に設けられた空気取込口３０８から取り込まれる。
【００２２】
熱風室３０４は、内部にバーナー３０６の燃焼炎が導入され、熱風を発生するための室である。熱風室３０４を形成する部材を燃焼炎から断熱し保護するため、燃焼炎が導入される箇所の周囲は築炉されている。
熱風室３０４は、筒状であり、炉３０２の外周面の更に外側を覆うように形成されている。熱風室３０４が炉３０２の外周面を覆っているので、炉３０２が外部から加熱される。
なお、バーナー３０６及び熱風室３０４は、熱風を発生させる熱風発生部の一例である。
【００２３】
炉３０２は、一方向に延びる筒状の炉であって、駆動装置（不図示）によって駆動され、長手方向に延びる中心軸回りに回転できる。炉３０２の一端部には溶融した金属ナトリウムが溶融炉２０から供給される。炉３０２は、中和槽４０の側が低くなるように傾斜して配置されている。炉３０２の内径は、熱風の風量に基づいて計算され、例えば２８０〜３５０ｍｍに設定されている。
炉３０２の内部は、後述するブロワ４２６によって負圧となっているため、熱風室３０４にて加熱された空気が、炉３０２の一端部へと延びる熱風配管３１０を通って炉３０２の内部へと熱風となって導入される。
その結果、炉３０２の内部では、導入された熱風が金属ナトリウムに接触することにより、金属ナトリウムが酸化し、酸化ナトリウム及び過酸化ナトリウムが酸化反応物として生成される。
なお、金属ナトリウムに接触した熱風は、排出ガスとして排出される。
【００２４】
中和槽４０は、反応炉３０の他端部側かつ炉３０２よりも低い位置に配置され、上側が天井に覆われた槽であり、内部に処理水が貯留されている。中和槽４０には、反応炉３０から排出された酸化反応物及び排出ガスが導入される。
中和槽４０は、第１の仕切り４０１、第２の仕切り４０２及び圧力逃がし弁４０４を有している。
【００２５】
第１の仕切り４０１は、中和槽４０の天井面から下方へと延び、第１の仕切り４０１の先端は、処理水の水面の高さの中間部にある。従って、第１の仕切り４０１によって、中和槽４０の内部の処理水で満たされていない上部の空間が仕切られる。
第２の仕切り４０２は、中和槽４０の底面より上方へと延び、第２の仕切り４０２の先端は、処理水の水面の高さの中間部にある。
【００２６】
中和槽４０は、これら第１の仕切り４０１及び第２の仕切り４０２によって、図２に示すように、平面視して内部が第１〜第３の区画Ｓ１〜Ｓ３に仕切られている。
第１の区画Ｓ１は、第１の仕切り４０１によって仕切られた反応炉３０の側の区画である。
第２の区画Ｓ２は、第１の仕切り４０１及び第２の仕切り４０２によって仕切られた区画である。
第３の区画Ｓ３は、第２の仕切り４０２によって仕切られ、第２の区画Ｓ２を挟んで第１の区画Ｓ１と反対の側に形成された区画である。
【００２７】
第１の区画Ｓ１に満たされた処理水には、図１に示す反応炉３０から供給された酸化反応物が投入される。投入された酸化反応物は、処理水の水分と反応して水酸化ナトリウムになるため、処理水のｐＨは、強アルカリ性へと傾く。
第１の区画Ｓ１には、反応炉３０から排出ガスが導入される。排出ガスは、第１の仕切り４０１によって遮断される。
第１の区画Ｓ１の上部には、排出ガスを排出する排出ガス配管４０６が接続され、この排出ガス配管４０６には、ブロワ４２６が接続されている。従って、反応炉３０から排出された排出ガスはブロワ４２６によって吸引され、中和槽４０の処理水で満たされていない上部空間を通って、スクラバ６０へと送出される。
【００２８】
第２の区画Ｓ２に満たされた処理水には、ｐＨが強アルカリ性へと傾く処理水を中和するための中和剤が投入される。また第２の区画Ｓ２には、処理水を撹拌するための撹拌機４０８が配置される。
【００２９】
第３の区画Ｓ３には、スクラバ６０へと延びるスプレー水供給配管４１０及び循環水配管４１２が接続される。また、第３の区画Ｓ３には、第３の区画Ｓ３の内部に水を供給するための水供給配管４１４が接続される。
第３の区画Ｓ３には、処理水の水面の高さ位置を検出するレベル計４１６及び処理水のｐＨを計測するｐＨ計４１８が設けられている。
なお、第２の区画Ｓ２と第３の区画Ｓ３とを仕切る第２の仕切り４０２により、一方の区間から他方の区間へと向かう処理水の流れが抑制される。
【００３０】
圧力逃がし弁４０４は、第１の区画Ｓ１の上部に設けられ、万一、反応炉３０にて酸化されずに残った金属ナトリウムが激しく酸化反応した際に、異常に上昇した中和槽４０の内部圧力を逃がすための安全弁である。
【００３１】
供給装置５０は、薬注タンク５０２及び薬注ポンプ５０４を有し、中和槽４０に処理水を中和するための中和剤を供給できる。中和剤は、薬注タンク５０２に貯留され、薬注ポンプ５０４によって第２の区画Ｓ２に供給される。この中和剤は、例えば酸である。
【００３２】
スクラバ（浄化装置の一例）６０は、中和槽４０からそれぞれ延びる排出ガス配管４０６、スプレー水供給配管４１０及び循環水配管４１２が接続され、湿式洗浄により排出ガスを浄化できる。浄化された排出ガスは、排気管６０１から外部へと放出される。
スクラバ６０は、スプレーノズル６０２及び充填材６０４を有している。
スプレーノズル６０２は、上部に配置され、スプレー水供給配管４１０から供給された処理水を洗浄液として下方に向かって噴霧できる。
充填材６０４は、スプレーノズル６０２の下方に配置され、噴霧された洗浄液と下側から導入された排出ガスとの接触面積を増加させることができる。
【００３３】
次に、金属ナトリウム処理システム１０の動作について説明する。金属ナトリウム処理システム１０は、以下のように動作する。
【００３４】
まず、炉３０２が回転するとともに、バーナー３０６が外部から供給された燃料を燃焼し、熱風室３０４の空気を加熱する。なお、熱風室３０４の内部の温度は温度センサ３１２によって計測され、この計測データに基づいて、制御器（不図示）がバーナー３０６における燃料の燃焼量を調整し、熱風室３０４の内部温度を例えば５００℃以上に維持するように制御する。
熱風室３０４にて発生した熱風は、熱風配管３１０を通って炉３０２の内部へと導入される。
【００３５】
次に、オイルで満たされた保管容器（不図示）から油切りされた金属ナトリウムが取り出され、一定量ずつ溶融炉２０に投入される。
溶融炉２０に投入された金属ナトリウムは、融点以上の温度にて加熱され、溶融する。
溶融した金属ナトリウムは、炉３０２の内部に滴下する。滴下した金属ナトリウムは、炉３０２の回転に伴って内側表面にナトリウムの薄膜を形成し、受熱する表面積が最大化される。
【００３６】
金属ナトリウムは、熱風室３０４からの熱伝導及び炉３０２の内部に導入された熱風により加熱され酸化し、酸化ナトリウム及び過酸化ナトリウムが生成される。生成された酸化ナトリウム及び過酸化ナトリウムは、中和槽４０に落下する。
一方、反応炉３０からは、金属ナトリウムを加熱した熱風が排出ガスとして排出される。排出ガスの温度は、温度センサ３１４によって計測される。
【００３７】
反応炉３０から供給された主として酸化ナトリウム及び過酸化ナトリウムを含む酸化反応物は処理水の水分と反応し、水酸化ナトリウムが生成される。生成された水酸化ナトリウムにより、処理水のｐＨは強アルカリ性を示すことになる。処理水のｐＨはｐＨ計４１８によって計測され、処理水のｐＨが中性を示すように、薬注ポンプ５０４が薬注タンク５０２に入った中和剤を中和槽４０に投入し、処理水が中和される。
中和された処理水は、予め決められた条件を満たすと排水口４２４から排出することができる。
【００３８】
なお、万一、反応炉３０にて酸化されずに残った金属ナトリウムが処理水に投入された場合には、激しい酸化反応が発生し、中和槽４０の内部圧力が上昇する。異常に上昇した内部圧力は圧力逃がし弁４０４によって低減される。
【００３９】
反応炉３０から排出された排出ガスは、中和槽４０に導入される。排出ガスは、中和槽４０の処理水で満たされていない上部の空間に入り、ブロワ４２６により排出ガス配管４０６を通って、スクラバ６０へと送出される。
【００４０】
スクラバ６０に導入された排出ガスは、スプレーノズル６０２から噴霧された処理水によって浄化され、排気管６０１を通って外部に排出される。
なお、スクラバ６０のスプレーノズル６０２から噴霧される処理水は、スプレーポンプ４２０によりスプレー水供給配管４１０を通って供給される。供給された処理水はスプレーノズル６０２から噴霧され、排出ガスを浄化し、スクラバ６０の下部に溜まる。溜まった処理水は、循環ポンプ４２２により循環水配管４１２に送出され、中和槽４０に戻る。
【００４１】
このように、本実施の形態に係る金属ナトリウム処理システム１０によれば、金属ナトリウムを酸化させて処理できる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  金属ナトリウム処理システム
２０  溶融炉
３０  反応炉
４０  中和槽
５０  供給装置
６０  スクラバ
２０２  ヒータ
３０２  炉
３０４  熱風室
３０６  バーナー
３０８  空気取込口
３１０  熱風配管
３１２  温度センサ
３１４  温度センサ
４０１  第１の仕切り
４０２  第２の仕切り
４０４  圧力逃がし弁
４０６  排出ガス配管
４０８  撹拌機
４１０  スプレー水供給配管
４１２  循環水配管
４１４  水供給配管
４１６  レベル計
４１８  ｐＨ計
４２０  スプレーポンプ
４２２  循環ポンプ
４２４  排水口
４２６  ブロワ
５０２  薬注タンク
５０４  薬注ポンプ
６０１  排気管
６０２  スプレーノズル
６０４  充填材
Ｓ１  第１の区画
Ｓ２  第２の区画
Ｓ３  第３の区画
【要約】
【課題】金属ナトリウムを酸化させて処理できる金属ナトリウム処理システムを提供する。
【解決手段】金属ナトリウム処理システム１０は、金属ナトリウムを溶融する溶融炉２０と、溶融炉２０から供給された金属ナトリウムに熱風を接触させて酸化させ、酸化反応物及び排出ガスを排出する反応炉３０と、排出ガス及び酸化反応物が導入されるとともに、酸化反応物が投入される処理水が貯められた中和槽４０と、中和槽４０に中和剤を供給する供給装置５０と、を備える。
【選択図】図１【図１】
0006942386.tif 000002
【図２】
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