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作成： 2000/10/31 須藤高史

データ番号　　　：010210
環境保全に役立つ電子線装置
目的　　　　　　：電子線照射による環境保全
放射線の種別　　：電子
放射線源　　　　：電子加速器
照射条件　　　　：大気中
応用分野　　　　：排煙処理、下水処理、汚泥処理、直流電源
概要　　　　　　：
　環境に排出される有害物を排煙、排気、廃水中から除去し、環境保全を行うために電子線照射技術の利用が検討されている。これらの研究の現状と使用される電子線照射装置について述べる。研究は排煙の脱硫・脱硝、排気中の揮発性有機物の除去、下水処理水や汚泥の殺菌、地下水の浄化等幅広い分野で実用化が図られている。照射用の大電流直流電源についても、実用化がなされた。
詳細説明　　　　：
　
　環境に排出される有害物を排煙、排気、廃水中から除去し、環境保全を行うために電子線照射技術の利用が検討されている。これらの研究の現状と使用電子照射装置について述べる。
　
1.排煙処理への応用
　石炭燃焼排煙中にアンモニアを混合後電子照射することにより,排煙中の窒素酸化物と硫黄酸化物を硫安・硝安として、同時除去でき、かつ生成物の肥料としての有効利用を図ることができる。日本では、中部電力の発電所内にて12,000Nm3/H規模のパイロット試験にて目標性能を達成し、西名古屋火力発電所にて実用試験が行われている。ポーランドでは1991年から石炭火力発電所から出る20,000Nm3/Hの排煙処理パイロットプラントが稼動し、、270,000Nm3/H のデモプラントがIAEAの援助のもと建設中である。中国では270,000Nm3/H の石炭ボイラーからの排煙処理プラントを1997年から運転開始した。ロシアにおいても50kW出力の電子加速器を用いたテストプラントで数年間試験が行われた。
　
2.揮発性有機物の(VOC)等の処理
　VOCは、塗装のプロセス等で広く用いられ、一部には発癌性のあるものや、オゾン層破壊等の深刻な環境汚染の原因となるものがある。日本原子力研究所ではベンゼン、トルエン等の低エネルギー照射による処理試験で良い結果が得られており、カールスルーエ研究所ではダイオキシン等の除去が可能との結果を得ている。
　
3.下水処理水の殺菌
　一般に下水処理水は、殺菌のため塩素が用いられ、トリハロメタン等の有機塩素化合物の生成の原因となる。日本原子力研究所等での流通式照射実験で良い結果が得られた。
　
4.廃水及び地下水の浄化
　トリクロロエチレン等による地下水汚染や有害な有機物による水の汚染を電子照射により除去する事が検討されている。マイアミでは廃水浄化のパイロット試験が行われた。水を滝状に落下させ水平に電子を照射する。トリクロロエチレンの結果を図1に示す。


図1　トリクロロエチレンに対するEB照射例（原論文1より引用）

　オーストリアではオゾンと電子を組み合わせた地下水の浄化法を検討し、電子単独照射より効果的である報告をした。経済性評価もなされ、パイロット試験設備の予定もある。米国環境局は、8x48ftのトレーラ上に50kV-42mAの照射装置を搭載し、移動可能とし、3週間の試験で効果を確認した。
　
5.排煙処理用電子照射装置
　排煙処理に大電流で効率が良く信頼性の高い直流電源が必要である。図2に中国の実用設備で使用された照射装置を示す。直流高圧電源部と電子加速部とは高圧ケーブルで接続されている。定格はDC-1000kV、1000mAが各々の最大である。電子は加速され、XY両方向に走査され照射窓を経て反応器内に至る。


図2　装置全体のレイアウト例（原論文2より引用）

　直流電源は、図3に示すように、直流高電圧絶縁を施した3相整流器用変圧器と整流器、コンデンサー、分圧抵抗器、加速器管内閃絡時のサージブロック及び電力供給用絶縁変圧器、電力測定用抵抗器で構成される。


図3　内部結線図（原論文2より引用）


コメント　　　　：
電子線照射利用の環境保全技術は飛躍的に発展し、国内外でその実用化プラントが運転に入っている。研究により効率的、経済的である事が確かめられ、大容量の電子加速器が製造可能になった事が貢献している。
原論文１ Data source 1：
環境保全に役立つEB装置の発展
星康久
日新ハイボルテージ株式会社：京都市右京区梅津高畝町47
日本アイソトープ・放射線総合会議論文集、Vol.23, p.218-229(1998)

原論文２ Data source 2：
排煙処理電子線照射装置用直流電源の完成
梶村和成、岡本健二*
日新電機、*日新ハイボルテージ株式会社：京都市右京区梅津高畝町47
電気学会静止器研究会資料、Vol. SA-97, No. 39, p. 5-9(1997)
キーワード：電子線、排煙処理、下水処理、地下水処理、加速器、有機塩素化合物、ダイオキシン類
Electron-Beam, Flue-Gas Treatment, Waste Water Treatment, Ground Water Treatment, Accelerators, Chlorinated Hydrocarbon, Daioxins

分類コード：010501,010502,010505

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