特許 7196589 水熱反応処理装置及び水熱反応処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】水熱反応処理装置及び水熱反応処理方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 3/04 20060101AFI20221220BHJP

   G21F 9/06 20060101ALI20221220BHJP

   B01J 3/02 20060101ALI20221220BHJP

   C02F 1/58 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

B01J3/04 D

G21F9/06 Z

B01J3/02 E

B01J3/04 A

C02F1/58 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018238230

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020099847

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-11-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】中山 元

(72)【発明者】

【氏名】高井 正和

【審査官】山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２３２０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２７６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２３０１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１５６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ３／００－ ３／０８

Ｇ２１Ｆ ９／００－ ９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水熱反応処理装置であって、
反応対象物と水とを含む被処理液を加熱加圧して水熱反応させる反応容器と、
前記反応容器を覆い、溶融塩で形成される溶融塩層と、
前記溶融塩層を加熱して、溶融塩を溶融する加熱部と、
を備えることを特徴とする水熱反応処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の水熱反応処理装置であって、
前記反応容器は、加圧可能な圧力容器で構成されており、
前記圧力容器は、圧力容器本体と、前記圧力容器本体に開閉可能に設けられる蓋体と、を有しており、
前記圧力容器を収容する圧力容器収容体を備え、
前記溶融塩層は、前記圧力容器と前記圧力容器収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成されていることを特徴とする水熱反応処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の水熱反応処理装置であって、
前記反応容器は、反応管で構成されており、
前記反応管の一端側と第一圧力配管で接続されており、前記被処理液を加圧する加圧ポンプと、
前記反応管の他端側と第二圧力配管で接続されている保圧弁と、を備え、
前記反応管を収容する反応管収容体を有し、
前記溶融塩層は、前記反応管と前記反応管収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成されていることを特徴とする水熱反応処理装置。

【請求項4】

請求項３に記載の水熱反応処理装置であって、
前記第一圧力配管を収容する第一圧力配管収容体と、
前記第一圧力配管と前記第一圧力配管収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成される第一溶融塩部と、
前記第一溶融塩部を加熱して、溶融塩を溶融する第一加熱体と、
前記第二圧力配管を収容する第二圧力配管収容体と、
前記第二圧力配管と前記第二圧力配管収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成される第二溶融塩部と、
前記第二溶融塩部を加熱して、溶融塩を溶融する第二加熱体と、
を備えることを特徴とする水熱反応処理装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１つに記載の水熱反応処理装置であって、
前記被処理液は放射性廃液であり、前記反応対象物はジブチルリン酸であり、前記水熱反応は亜臨界水反応であることを特徴とする水熱反応処理装置。

【請求項6】

水熱反応処理方法であって、
反応対象物と水とを含む被処理液を、溶融塩で形成される溶融塩層で覆われた反応容器に入れ、前記溶融塩層を加熱して溶融塩を溶融させることにより、前記被処理液を加熱加圧して水熱反応させる水熱反応工程と、
前記水熱反応工程の後に、前記溶融塩層を冷却して溶融塩を固化する冷却工程と、
前記固化した溶融塩に前記被処理液または反応生成物が含まれているか否かを判別する判別工程と、
前記固化した溶融塩に前記被処理液または前記反応生成物が含まれている場合には、前記固化した溶融塩を除去する除去工程と、
を備えることを特徴とする水熱反応処理方法。

【請求項7】

請求項６に記載の水熱反応処理方法であって、
前記被処理液は放射性廃液であり、前記反応対象物はジブチルリン酸であり、前記水熱反応は亜臨界水反応であることを特徴とする水熱反応処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水熱反応処理装置及び水熱反応処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、産業廃液に含まれる有機物や有害化学物質、放射性廃液に含まれる化学物質等を水熱反応により分解処理することが行われている。特許文献１には、放射性廃液に含まれるジブチルリン酸（ＤＢＰ）を分解処理することが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】２０１４－２３２０１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで上記のような化学物質を含む廃液等の水熱反応処理は、高温高圧で水熱分解して行われている。このため水熱反応処理に用いられる反応容器は、高温高圧に曝される。反応容器が高温高圧に曝されると、水熱反応中に反応容器のシール部や継手部等から廃液または反応生成物が漏洩する可能性がある。反応容器から廃液等が漏洩すると散逸して、漏れた廃液等の廃棄が煩雑となり、水熱反応処理効率が低下する可能性がある。

【0005】

そこで本開示の目的は、水熱反応処理効率を向上させることが可能な水熱反応処理装置及び水熱反応処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る水熱反応処理装置は、反応対象物と水とを含む被処理液を加熱加圧して水熱反応させる反応容器と、前記反応容器を覆い、溶融塩で形成される溶融塩層と、前記溶融塩層を加熱して、溶融塩を溶融する加熱部と、を備えることを特徴とする。

【0007】

本開示に係る水熱反応処理装置において、前記反応容器は、加圧可能な圧力容器で構成されており、前記圧力容器は、圧力容器本体と、前記圧力容器本体に開閉可能に設けられる蓋体と、を有しており、前記圧力容器を収容する圧力容器収容体を備え、前記溶融塩層は、前記圧力容器と前記圧力容器収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成されていてもよい。

【0008】

本開示に係る水熱反応処理装置において、前記反応容器は、反応管で構成されており、前記反応管の一端側と第一圧力配管で接続されており、前記被処理液を加圧する加圧ポンプと、前記反応管の他端側と第二圧力配管で接続されている保圧弁と、を備え、前記反応管を収容する反応管収容体を有し、前記溶融塩層は、前記反応管と前記反応管収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成されていてもよい。

【0009】

本開示に係る水熱反応処理装置は、前記第一圧力配管を収容する第一圧力配管収容体と、前記第一圧力配管と前記第一圧力配管収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成される第一溶融塩部と、前記第一溶融塩部を加熱して、溶融塩を溶融する第一加熱体と、前記第二圧力配管を収容する第二圧力配管収容体と、前記第二圧力配管と前記第二圧力配管収容体との間の空間に溶融塩が充填されて形成される第二溶融塩部と、前記第二溶融塩部を加熱して、溶融塩を溶融する第二加熱体と、を備えていてもよい。

【0010】

本開示に係る水熱反応処理装置において、前記被処理液は放射性廃液であり、前記反応対象物はジブチルリン酸であり、前記水熱反応は亜臨界水反応であってもよい。

【0011】

本開示に係る水熱反応処理方法は、反応対象物と水とを含む被処理液を、溶融塩で形成される溶融塩層で覆われた反応容器に入れ、前記溶融塩層を加熱して溶融塩を溶融させることにより、前記被処理液を加熱加圧して水熱反応させる水熱反応工程と、前記水熱反応工程の後に、前記溶融塩層を冷却して溶融塩を固化する冷却工程と、前記固化した溶融塩に前記被処理液または反応生成物が含まれているか否かを判別する判別工程と、前記固化した溶融塩に前記被処理液または前記反応生成物が含まれている場合には、前記固化した溶融塩を除去する除去工程と、を備えることを特徴とする。

【0012】

本開示に係る水熱反応処理方法において、前記被処理液は放射性廃液であり、前記反応対象物はジブチルリン酸であり、前記水熱反応は亜臨界水反応であってもよい。

【発明の効果】

【0013】

上記構成によれば、反応容器から被処理液または反応生成物が漏洩した場合でも容易に廃棄できるので、水熱反応処理効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本開示の第一実施形態において、水熱反応処理装置の構成を示す図である。

【図2】本開示の第一実施形態において、水熱反応処理方法を示すフローチャートである。

【図3】本開示の第二実施形態において、水熱反応処理装置の構成を示す図である。

【図4】本開示の第二実施形態において、水熱反応処理方法を示すフローチャートである。

【図5】本開示の第三実施形態において、水熱反応処理装置の構成を示す図である。

【図6】本開示の第三実施形態において、水熱反応処理方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第一実施形態］
以下に本開示の第一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、水熱反応処理装置１０の構成を示す図である。水熱反応処理装置１０は、反応対象物と水とを含む被処理液を亜臨界環境等により水熱反応処理するための装置である。反応対象物は、特に限定されないが、有機物、有害化学物質、放射性廃液に含まれる化学物質等とすることができる。例えば、被処理液は、ジブチルリン酸（ＤＢＰ）と水とを含む放射性廃液とするとよい。プルトニウム抽出時の副生成物として生成するジブチルリン酸は、ガラス固化工程での操業性の足かせとなっており、分解除去することが好ましい。このような放射性廃液に含まれるジブチルリン酸は、亜臨界環境における水熱反応により分解処理することができる。

【0016】

水熱反応処理装置１０は、反応対象物と水とを含む被処理液を加圧可能な圧力容器１２を備えている。圧力容器１２は、被処理液を加熱加圧して水熱反応させる反応容器としての機能を有している。圧力容器１２は、圧力容器本体１４と、圧力容器本体１４に開閉可能に設けられる蓋体１６と、を備えている。圧力容器本体１４は、圧力容器本体１４の上側に被処理液を投入する投入口１８が設けられている。圧力容器本体１４は、圧力容器本体１４の下側に反応生成物を排出する排出口２０が設けられている。

【0017】

圧力容器１２は、真空ポンプ等により圧力容器１２内を排気することができる。圧力容器１２は、ガス供給装置等によりアルゴンガス等の不活性ガスや窒素ガス等を圧力容器１２内に供給して加圧することができる。圧力容器１２は、例えば、オートクレーブ等で構成することが可能である。

【0018】

圧力容器１２は、オーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼で形成されているとよい。ステンレス鋼は、硬度が高い炭素鋼等とは異なり、後述する溶融塩に対して割れ感受性を示さない。このため、後述するように圧力容器１２が溶融塩層２４で覆われている場合でも、圧力容器１２の割れを抑制できる。オーステナイト系ステンレス鋼には、一般的なＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ等を用いることが可能である。

【0019】

圧力容器収容体２２は、圧力容器１２を収容可能に形成されている。圧力容器収容体２２は、後述する溶融塩を排出可能な排出蓋を有しているとよい。排出蓋は、例えば、圧力容器収容体２２の下側に開閉可能に設けることができる。圧力容器収容体２２は、圧力容器収容体２２に溶融塩を投入するための投入蓋を有しているとよい。投入蓋は、例えば、圧力容器収容体２２の上側に開閉可能に設けることができる。なお、排出蓋と投入蓋とは別々の蓋でなく、同じ蓋で構成してもよい。

【0020】

圧力容器収容体２２と、圧力容器１２の投入口１８との接続部と、圧力容器収容体２２と、圧力容器１２の排出口２０との接続部とは、後述する溶融塩が漏れないようにシール部材等でシールされているとよい。また、圧力容器収容体２２は、オーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼で形成されているとよい。圧力容器収容体２２は、後述するように溶融塩と接触しているので、圧力容器１２と同様の理由により圧力容器収容体２２の割れを抑制できる。

【0021】

溶融塩層２４は、圧力容器１２と圧力容器収容体２２との間の空間に溶融塩が充填されて形成されている。これにより圧力容器１２を溶融塩層２４で覆うことができる。後述するように水熱反応中では、圧力容器１２が溶融した溶融塩で覆われているので、例えば、圧力容器本体１４と蓋体１６とのシール部等から被処理液または反応生成物が漏れた場合でも、漏れた被処理液または反応生成物を溶融した溶融塩で捕捉して封じ込めることができる。また、水熱反応中では、圧力容器１２が溶融した溶融塩で覆われているので、圧力容器１２が固体の溶融塩で覆われている場合よりも漏れた被処理液または反応生成物の捕捉性を向上させることができる。更に、漏れた被処理液または反応生成物は溶融した溶融塩で捕捉されているので、溶融した溶融塩を冷却して固化することにより、漏れた被処理液または反応生成物を容易に廃棄することができる。

【0022】

溶融塩は、特に限定されないが、例えば、ＮａＮＯ_３―ＫＮＯ_３―ＮａＮＯ_２、ＮａＯＨ－ＫＯＨ、ＮａＮＯ_３－ＫＮＯ_３、ＫＮＯ_３－Ｂａ（ＮＯ_３）_２、ＮａＯＨ－ＮａＮＯ_３、ＮａＮＯ_３－ＮａＣｌ、ＮａＦ－ＢｅＦ_２、ＬｉＣｌ－ＫＣｌ、ＬｉＦ－ＢｅＦ_２等の溶融塩を用いることができる。

【0023】

被処理液が、ジブチルリン酸（ＤＢＰ）と水とを含む放射性廃液の場合には、溶融塩には、硝酸塩系溶融塩を用いるとよい。硝酸塩系溶融塩には、アルカリ硝酸塩と亜硝酸塩との混合塩であるＮａＮＯ_３―ＫＮＯ_３―ＮａＮＯ_２（モル比％が７－４４－４９）を用いるとよい。この混合塩は、約３００℃以上では無色透明の液状を呈し、１４２℃（融点）以下では白色の固体となる。

【0024】

加熱部２６は、圧力容器収容体２２の外側に設けられている。加熱部２６は、圧力容器収容体２２を加熱することにより溶融塩層２４を加熱して、溶融塩を溶融させる機能を有している。加熱部２６は、溶融塩を溶融可能であればよく、特に限定されない。加熱部２６は、リボンヒータ等の電気抵抗式発熱体のような一般的なヒータ等で構成することができる。

【0025】

制御部は、圧力容器１２と、加熱部２６とを制御することができる。制御部は、圧力容器１２を制御して圧力容器１２内の圧力を調節することができる。制御部は、加熱部２６を制御して、溶融塩層２４の加熱温度を調節することができる。制御部は、一般的なコンピュータシステム等で構成可能である。

【0026】

次に、水熱反応処理装置１０を用いた水熱反応処理方法について説明する。図２は、水熱反応処理方法を示すフローチャートである。水熱反応処理方法は、水熱反応工程（Ｓ１０）と、冷却工程（Ｓ１２）と、判別工程（Ｓ１４）と、除去工程（Ｓ１６）と、を備えている。

【0027】

水熱反応工程（Ｓ１０）は、反応対象物と水とを含む被処理液を、溶融塩で形成される溶融塩層２４で覆われた反応容器としての圧力容器１２に入れ、溶融塩層２４を加熱して溶融塩を溶融させることにより、被処理液を加熱加圧して水熱反応させる工程である。圧力容器１２の蓋体１６を閉じた状態で被処理液を投入口１８から投入する。圧力容器１２内に不活性ガスまたは窒素ガスを供給して、圧力容器１２内を水熱反応可能な所定圧力に調節する。加熱部２６により圧力容器収容体２２を加熱することにより溶融塩層２４を加熱して、溶融塩を溶融させて液状にする。圧力容器１２は、溶融した溶融塩により水熱反応可能な所定温度に加熱される。これにより、圧力容器１２内で反応対象物と水とが水熱反応する。亜臨界水反応により水熱反応させる場合には、例えば、圧力容器１２の加熱温度を１５０℃から３５０℃、圧力容器１２内の圧力を１．５ＭＰａから２ＭＰａとするとよい。

【0028】

例えば、ジブチルリン酸（ＤＢＰ）と水とを含む放射性廃液のジブチルリン酸を水熱反応により分解処理するためには、圧力容器１２の加熱温度を１５０℃から３５０℃、圧力容器１２内の圧力を１．５ＭＰａから２ＭＰａで亜臨界水反応させればよい。

【0029】

水熱反応後の反応生成物は、圧力容器１２の排出口２０から排出されて回収される。水熱反応中の圧力容器１２は液状の溶融した溶融塩で覆われているので、例えば、圧力容器本体１４と蓋体１６のシール部等から被処理液または反応生成物が漏洩した場合でも、溶融した溶融塩で捕捉して封じ込めることができる。

【0030】

冷却工程（Ｓ１２）は、溶融した溶融塩を冷却して固化する工程である。水熱反応後は、加熱部２６による加熱を停止して溶融した溶融塩を固化するまで冷却する。溶融した溶融塩は、例えば、室温まで冷却するとよい。

【0031】

判別工程（Ｓ１４）は、固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれているか否かを判別する工程である。固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれているか否かを判別するためには、圧力容器収容体２２の排出蓋を開けて、固化した溶融塩を外観観察して判別するとよい。また、固化した溶融塩を化学分析して、固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれているか否かを判別してもよい。更に、水熱反応中に圧力容器１２の圧力が低下した場合には、圧力容器１２から被処理液または反応生成物が漏洩したとみなして、固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれていると判定してもよい。

【0032】

除去工程（Ｓ１６）は、固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれている場合には、固化した溶融塩を除去する工程である。判別工程（Ｓ１４）により固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれていると判定された場合には、圧力容器収容体２２の排出蓋を開けて固化した溶融塩を除去する。このように被処理液または反応生成物が圧力容器１２から漏洩した場合でも、容易に廃棄することができる。

【0033】

以上、上記構成によれば、反応容器としての圧力容器から被処理液または反応生成物が漏洩した場合でも、漏洩した被処理液または反応生成物を溶融塩で捕捉して容易に廃棄することができる。これにより水熱反応処理効率を向上させることが可能となる。また、上記構成によれば、ジブチルリン酸と水とを含む放射性廃液のジブチルリン酸を水熱反応により分解処理する際に、圧力容器から放射性廃液が漏れた場合でも、放射性廃液を固化した溶融塩に封じ込めることができるので、放射性廃液の散逸が抑制される。

【0034】

［第二実施形態］
以下に本開示の第二実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図３は、水熱反応処理装置３０の構成を示す図である。なお、同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0035】

水熱反応処理装置３０は、反応対象物と水とを含む被処理液を水熱反応させる反応管３２を備えている。反応管３２は、被処理液を加熱加圧して水熱反応させる反応容器としての機能を有している。反応管３２は、後述するように溶融塩で覆われていることから、割れを抑制するためにオーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼で形成されているとよい。

【0036】

水熱反応処理装置３０は、反応管３２の一端側と第一圧力配管３４で接続されており、被処理液を加圧する加圧ポンプ３６を備えている。加圧ポンプ３６は、反応管３２の長手方向の一端側と第一圧力配管３４で接続されている。加圧ポンプ３６は、被処理液を溜めた被処理液タンク３８と配管４０で接続されている。加圧ポンプ３６は、被処理液を加圧して反応管３２へ搬送する機能を有している。加圧ポンプ３６は、一般的な液送ポンプ等で構成することが可能である。

【0037】

水熱反応処理装置３０は、反応管３２の他端側と第二圧力配管４２で接続されている保圧弁４４を備えている。保圧弁４４は、反応管３２の長手方向の他端側と第二圧力配管４２で接続されている。保圧弁４４は、一般的な電磁弁等で構成することができる。保圧弁４４は、被処理液を水熱反応させた反応生成物を回収する回収タンク４６と配管４８で接続されている。

【0038】

反応管収容体５０は、反応管３２を収容可能に形成されている。反応管収容体５０は、後述する溶融塩を排出可能な排出蓋を有しているとよい。排出蓋は、例えば、反応管収容体５０の下側に開閉可能に設けることができる。反応管収容体５０は、後述する溶融塩を投入するための投入蓋を有しているとよい。投入蓋は、例えば、反応管収容体５０の上側に開閉可能に設けることができる。なお、排出蓋と投入蓋とは別々の蓋でなく、同じ蓋で構成してもよい。

【0039】

反応管収容体５０と第一圧力配管３４との接続部と、反応管収容体５０と第二圧力配管４２との接続部とは、後述する溶融塩が漏れないようにシール部材等でシールされているとよい。また、反応管収容体５０は、後述するように溶融塩と接触していることから、割れを抑制するためにオーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼で形成されているとよい。

【0040】

溶融塩層５２は、反応管３２と反応管収容体５０との間の空間に溶融塩が充填されて形成されている。これにより反応管３２を溶融塩層５２で覆うことができる。反応管３２が溶融塩層５２で覆われていることにより、例えば、反応管３２から被処理液または反応生成物が漏れた場合でも、漏れた被処理液または反応生成物を溶融塩層５２で捕捉して封じ込めることができる。なお、反応管３２には、反応管３２と第一圧力配管３４との接続部や、反応管３２と第二圧力配管４２との接続部も含まれる。溶融塩層５２は、第一実施形態の溶融塩層２４の溶融塩と同様のものを適用することが可能である。

【0041】

加熱部５４は、反応管収容体５０の外側に設けられている。加熱部５４は、反応管収容体５０を加熱することにより溶融塩層５２を加熱して溶融塩を溶融させる機能を有している。加熱部５４は、第一実施形態の加熱部２６と同様にヒータ等で構成することが可能である。

【0042】

制御部は、加圧ポンプ３６と、保圧弁４４と、加熱部５４とを制御することができる。制御部は、加圧ポンプ３６と保圧弁４４とを制御して、反応管３２の圧力を調節することができる。制御部は、加熱部５４を制御して、溶融塩層５２の加熱温度を調節することができる。制御部は、一般的なコンピュータシステム等で構成可能である。

【0043】

次に、水熱反応処理装置３０を用いた水熱反応処理方法について説明する。図４は、水熱反応処理方法を示すフローチャートである。水熱反応処理方法は、水熱反応工程（Ｓ２０）と、冷却工程（Ｓ２２）と、判別工程（Ｓ２４）と、除去工程（Ｓ２６）と、を備えている。

【0044】

水熱反応工程（Ｓ２０）は、反応対象物と水とを含む被処理液を、溶融塩で形成される溶融塩層５２で覆われた反応容器としての反応管３２に入れ、溶融塩層５２を加熱して溶融塩を溶融させることにより、被処理液を加熱加圧して水熱反応させる工程である。被処理液は、被処理液タンク３８から配管４０で搬送されて、加圧ポンプ３６で水熱反応可能な所定圧力に加圧される。加圧された被処理液は、第一圧力配管３４で搬送されて反応管３２の一端側の接続部から導入される。加熱部５４により反応管収容体５０を加熱することにより溶融塩層５２を加熱して、溶融塩を溶融させて液状にする。反応管３２は、溶融した溶融塩により水熱反応可能な加熱温度に加熱される。これにより、反応管３２内で反応対象物と水とが水熱反応する。水熱反応後の反応生成物は、反応管３２の他端側の接続部から排出されて第二圧力配管４２と保圧弁４４と配管４８とを経由して回収タンク４６に回収される。反応管３２及び反応管３２の接続部は、溶融した溶融塩で覆われているので、反応管３２及び反応管３２の接続部から被処理液または反応生成物が漏洩した場合でも溶融した溶融塩で捕捉して封じ込めることができる。

【0045】

冷却工程（Ｓ２２）は、溶融した溶融塩を冷却して固化する工程である。水熱反応後は、加熱部５４による加熱を停止して溶融した溶融塩を固化するまで冷却する。溶融した溶融塩は、例えば、室温まで冷却するとよい。

【0046】

判別工程（Ｓ２４）は、固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれているか否かを判別する工程である。判別方法は、判別工程（Ｓ１４）と同様であるので詳細な説明を省略する。

【0047】

除去工程（Ｓ２６）は、固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれている場合には、固化した溶融塩を除去する工程である。判別工程（Ｓ２４）により固化した溶融塩に被処理液または反応生成物が含まれていると判定された場合には、反応管収容体５０の排出蓋を開けて固化した溶融塩を除去する。このように被処理液または反応生成物が反応管３２及び反応管３２の接続部から漏洩した場合でも、容易に廃棄することができる。

【0048】

以上、上記構成によれば、反応容器としての反応管から被処理液または反応生成物が漏洩した場合でも、漏洩した被処理液または反応生成物を溶融塩で捕捉して容易に廃棄することができる。これにより水熱反応処理効率を向上させることが可能となる。また、上記構成によれば、ジブチルリン酸と水とを含む放射性廃液のジブチルリン酸を水熱反応により分解処理する際に、反応管から放射性廃液が漏れた場合でも、放射性廃液を固化した溶融塩に封じ込めることができるので、放射性廃液の散逸が抑制される。

【0049】

［第三実施形態］
以下に本開示の第三実施形態について図面を用いて詳細に説明する。第三実施形態の水熱反応処理装置は、第二実施形態の水熱反応処理装置３０に対して、更に、第一圧力配管３４と第二圧力配管４２とが溶融塩で覆われている点で相違している。図５は、水熱反応処理装置６０の構成を示す図である。なお、同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0050】

水熱反応処理装置６０は、第二実施形態の水熱反応処理装置３０の構成を備えている。そして、水熱反応処理装置６０は、更に、第一圧力配管３４を収容する第一圧力配管収容体６２と、第一圧力配管３４と第一圧力配管収容体６２との間の空間に溶融塩が充填されて形成される第一溶融塩部６４と、第一溶融塩部６４を加熱して、溶融塩を溶融する第一加熱体６６と、を備えている。

【0051】

第一圧力配管収容体６２は、反応管収容体５０と同様に形成することが可能である。第一圧力配管収容体６２と、第一圧力配管３４との接続部は、溶融塩が漏れないようにシール部材等でシールされているとよい。第一圧力配管収容体６２と、第一圧力配管３４とは、溶融塩による割れを抑制するために、オーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼で形成されているとよい。

【0052】

第一溶融塩部６４は、第一圧力配管３４と第一圧力配管収容体６２との間の空間に溶融塩が充填されて形成されている。これにより、第一圧力配管３４を第一溶融塩部６４で覆うことができる。なお、第一圧力配管３４には、加圧ポンプ３６と第一圧力配管３４との接続部も含まれる。第一溶融塩部６４は、溶融塩層５２の溶融塩と同様のものを用いることができる。

【0053】

第一加熱体６６は、第一圧力配管収容体６２の外側に設けられている。第一加熱体６６は、第一圧力配管収容体６２を加熱することにより、第一溶融塩部６４を加熱して溶融塩を溶融させる機能を有している。第一加熱体６６は、加熱部５４と同様にヒータ等で構成することができる。

【0054】

水熱反応処理装置６０は、第二圧力配管４２を収容する第二圧力配管収容体６８と、第二圧力配管４２と第二圧力配管収容体６８との間の空間に溶融塩が充填されて形成される第二溶融塩部７０と、第二溶融塩部７０を加熱して、溶融塩を溶融する第二加熱体７２と、を備えている。

【0055】

第二圧力配管収容体６８は、反応管収容体５０と同様に形成することが可能である。第二圧力配管収容体６８と、第二圧力配管４２との接続部は、溶融塩が漏れないようにシール部材等でシールされているとよい。第二圧力配管収容体６８と、第二圧力配管４２とは、溶融塩による割れを抑制するために、オーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼で形成されているとよい。

【0056】

第二溶融塩部７０は、第二圧力配管４２と第二圧力配管収容体６８との間の空間に溶融塩を充填して形成されている。これにより、第二圧力配管４２を第二溶融塩部７０で覆うことができる。なお、第二圧力配管４２には、保圧弁４４と第二圧力配管４２との接続部も含まれている。第二溶融塩部７０は、溶融塩層５２の溶融塩と同様のものを用いることができる。

【0057】

第二加熱体７２は、第二圧力配管収容体６８の外側に設けられている。第二加熱体７２は、第二圧力配管収容体６８を加熱することにより、第二溶融塩部７０を加熱して溶融塩を溶融させる機能を有している。第二加熱体７２は、加熱部５４と同様にヒータ等で構成することができる。

【0058】

制御部は、第二実施形態の制御部の機能を備えていると共に、第一加熱体６６と第二加熱体７２とを制御することができる。制御部は、第一加熱体６６を制御して、第一溶融塩部６４の加熱温度を調節することができる。制御部は、第二加熱体７２を制御して、第二溶融塩部７０の加熱温度を調節することができる。

【0059】

次に、水熱反応処理装置６０を用いた水熱反応処理方法について説明する。図６は、水熱反応処理方法を示すフローチャートである。水熱反応処理方法は、水熱反応工程（Ｓ３０）と、冷却工程（Ｓ３２）と、判別工程（Ｓ３４）と、除去工程（Ｓ３６）と、を備えている。

【0060】

水熱反応工程（Ｓ３０）は、水熱反応工程（Ｓ２０）の構成に加えて、更に、第一溶融塩部６４と第二溶融塩部７０を加熱して溶融塩を溶融させる。第一加熱体６６により第一圧力配管収容体６２を加熱することにより第一溶融塩部６４を加熱して、溶融塩を溶融させて液状にする。第二加熱体７２により第二圧力配管収容体６８を加熱することにより第二溶融塩部７０を加熱して、溶融塩を溶融させて液状にする。第一圧力配管３４には高圧が負荷されているが、第一圧力配管３４は、溶融した溶融塩で覆われているので、被処理液が漏洩した場合でも、漏れた被処理液を溶融した溶融塩で捕捉して封じ込めることができる。同様に、第二圧力配管４２には高圧が負荷されているが、第二圧力配管４２は、溶融した溶融塩で覆われているので、僅かに残留した被処理液または反応生成物が漏洩した場合でも、漏れた被処理液または反応生成物を溶融した溶融塩で捕捉して封じ込めることができる。

【0061】

また、第一溶融塩部６４の加熱温度は、溶融塩の融点以上であり、溶融塩層５２の加熱温度より低い温度にするとよい。より詳細には、第一溶融塩部６４の加熱温度は、溶融塩の融点以上であり、水熱反応温度よりも低い温度とすることが好ましい。これにより、第一圧力配管３４中での被処理液の水熱反応を抑制することができる。第二溶融塩部７０の加熱温度は、溶融塩の融点以上であり、溶融塩層５２の加熱温度より低い温度にするとよい。第二圧力配管４２により搬送されるものは殆どが反応生成物であるが、第二溶融塩部７０の加熱温度を溶融塩層５２の加熱温度より低い温度にすることで処理コストを低減できるからである。

【0062】

冷却工程（Ｓ３２）は、冷却工程（Ｓ２２）の構成に加えて、更に、第一加熱体６６による加熱を停止して、第一溶融塩部６４の溶融した溶融塩を固化するまで冷却する。第二加熱体７２による加熱を停止して、第二溶融塩部７０の溶融した溶融塩を固化するまで冷却する。溶融した溶融塩は、例えば、室温まで冷却するとよい。

【0063】

判別工程（Ｓ３４）は、判別工程（Ｓ２４）の構成に加えて、更に、第一溶融塩部６４及び第二溶融塩部７０における固化した溶融塩に被処理物または反応生成物が含まれているか否かを判別する。被処理物または反応生成物の判別方法については、判別工程（Ｓ２４）の判別方法と同様に行えばよい。

【0064】

除去工程（Ｓ３６）は、除去工程（Ｓ２６）の構成に加えて、判別工程（Ｓ３４）により第一溶融塩部６４及び第二溶融塩部７０の固化した溶融塩に被処理物または反応生成物が含まれていると判定された場合には、第一圧力配管収容体６２または第二圧力配管収容体６８から固化した溶融塩を除去する。このように、被処理物または反応生成物が第一圧力配管３４及び第二圧力配管４２から漏洩した場合でも、容易に廃棄することができる。

【0065】

以上、上記構成によれば、第二実施形態の効果を奏すると共に、高圧が負荷されている第一圧力配管及び第二圧力配管から被処理物または反応生成物が漏洩した場合でも、漏洩した被処理物または反応生成物を溶融塩で捕捉して容易に廃棄することができる。これにより水熱反応処理効率を向上させることが可能となる。また、上記構成によれば、ジブチルリン酸と水とを含む放射性廃液のジブチルリン酸を水熱反応により分解処理する際に、更に、第一圧力配管及び第二圧力配管から放射性廃液が漏れた場合でも、漏れた放射性廃液を固化した溶融塩に封じ込めることができるので、放射性廃液の散逸が抑制される。

【符号の説明】

【0066】

１０、３０、６０ 水熱反応処理装置
１２ 圧力容器
１４ 圧力容器本体
１６ 蓋体
２２ 圧力容器収容体
２４、５２ 溶融塩層
２６、５４ 加熱部
３２ 反応管
３４ 第一圧力配管
３６ 加圧ポンプ
４２ 第二圧力配管
４４ 保圧弁
５０ 反応管収容体
６２ 第一圧力配管収容体
６４ 第一溶融塩部
６６ 第一加熱体
６８ 第二圧力配管収容体
７０ 第二溶融塩部
７２ 第二加熱体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】