DE1071861B

DE1071861B -

Info

Publication number: DE1071861B
Application number: DENDAT1071861D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-24

Description

DEUTSCHESGERMAN

AUSLEGEINTERPRETATION

. 1. 1

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren.und eine Vorrichtung zum Veraschen von radioaktiv beladenen Stoffen mit Hilfe eines besonderen Oxydationsmittels, kann aber in gleicher Weise auch für die Konzentration von. wertvollen oder gefährlichen, nicht radioaktiven Materialien dienen, wenn diese in veraschbarem Stoff dispergiert sind.The invention relates to a method and a device for incinerating radioactively loaded Substances with the help of a special oxidizing agent, but can also be used in the same way for the concentration of. valuable or hazardous, non-radioactive materials are used when they are in incinerable material are dispersed.

Die Filtration von radioaktiv verseuchten Flüssigkeiten ergibt; große Volumina und Gewichte an Stoffen, die. auf lange Zeit sicher aufbewahrt werden müssen (sogenannter »Atommüll«). Es ist daher schon vorgeschlagen worden, als Filtermaterial billige brennbare Substanzen, wie Braunkohle, zu verwenden und diese anschließend zu verbrennen. Da der verbleibende Aschegehalt solcher Substanzen praktisch nicht ins Gewicht fällt, werden die strahlungssicher aufzubewahrenden Mengen wesentlich verringert und liegen praktisch trägerfrei vor. Man hat bei j der Veraschung radioaktiv beladener Stoffe auch schon besondere Oxydationsmittel angewandt. .The filtration of radioactively contaminated liquids results in; large volumes and weights of substances that. must be kept safe for a long time (so-called »nuclear waste«). It has therefore already been proposed to use cheap flammable substances, such as lignite, as filter material and then to burn them. Since the remaining ash content of such substances is practically insignificant, the quantities to be stored in a radiation-safe manner are significantly reduced and are practically free of carriers. It has the incineration of radioactively loaded materials already applied special oxidant at j. .

Normale Braunkohlenfeuerungen oder Verbrennungsöfen haben aber nun den Nachteil, daß aufgewirbelte Staubteilchen durch das Abgas in die Umgebung gelangen können. Eine quantitative Abscheidung ist auch nur durch Filter möglich, die dann wieder grundsätzlich die gleiche Schwierigkeit bieten würden, der, man entgehen wollte.However, normal lignite furnaces or incinerators now have the disadvantage that they are whirled up Dust particles can get into the environment through the exhaust gas. A quantitative deposition is also only possible through filters, which then again basically offer the same difficulty would that, one wanted to escape.

Erfindungsgemäß sollen diese Nachteile beim Veraschen mit Hilfe eines besonderen Oxydationsmittels dadurch vermieden werden, daß der Veraschungsvorgang in einer hermetisch abschließbaren, druckfesten Kammer erfolgt, in die man — in weiterer Ausgestaltung der Erfindung — ein oxydierend wirkendes Gas unter hohem Druck einleitet und/oder in die die zu veraschende Substanz bereits in Mischung mit einem festen oder flüssigen Oxydationsmittel eingebracht wird bzw. in der es mit diesem Mittel vermischt wird. Die Zusätze an Oxydationsmittel sollen im Uberschuß, bezogen auf die zu veraschende Menge, erfolgen. Haben die radioaktiven Substanzen durchweg einen hohen Verdampfungspunkt, so ist vorgesehen, daß anschließend die Verbrennung durch Zündung, beispielsweise elektrisch, eingeleitet wird. Eine Temperaturerhöhung über ein zu hohes Maß soll erfindungsgemäß durch indirekte Kühlung verhindert werden. In vielen Fällen wird ein richtig gewähltes Verhältnis von Heizwert zu Wärmekapazität und innerer Oberfläche des Veraschungsautoklavs genügen. Sind radioaktive Stoffe anwesend, die zum Verdampfen neigen, so ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Oxydation »kalt« verläuft, d. h. daß die zu veraschende. Substanz ohne Zündung langsam unter der Einwirkung des unter hohem Druck stehenden Gases Verfahren und Vorrichtung
zum Veraschen von radioaktiv
beladenen StoffenAccording to the invention, these disadvantages should be avoided when incinerating with the help of a special oxidizing agent in that the incineration process takes place in a hermetically sealable, pressure-tight chamber into which - in a further embodiment of the invention - an oxidizing gas is introduced under high pressure and / or into the the substance to be incinerated is already introduced in a mixture with a solid or liquid oxidizing agent or in which it is mixed with this agent. The oxidizing agent should be added in excess, based on the amount to be incinerated. If the radioactive substances consistently have a high evaporation point, it is provided that the combustion is then initiated by ignition, for example electrically. According to the invention, an increase in temperature that is too high is to be prevented by indirect cooling. In many cases, a correctly chosen ratio of calorific value to heat capacity and internal surface area of the incineration autoclave will suffice. If radioactive substances are present which tend to evaporate, the invention provides that the oxidation proceeds "cold", ie that the one to be incinerated. Substance without ignition slowly under the action of the high pressure gas. Process and device
for ashing radioactive
loaded substances

Anmelder:
Dipl.-Phys. Manfred Siebker,
Hattingen/Ruhr, Rathausplatz 9Applicant:
Dipl.-Phys. Manfred Siebker,
Hattingen / Ruhr, Rathausplatz 9

Dipl.-Phys. Manfred Siebker, Hattingen/Ruhr,, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Manfred Siebker, Hattingen / Ruhr, has been named as the inventor

bzw. der beigemischten flüssigen oder festen Oxydationsmittel oxydiert wird. ■ ■■"■·'■■■■■■' '·■-or the admixed liquid or solid oxidizing agent is oxidized. ■ ■■ "■ · '■■■■■■' '· ■ -

Im weiteren Ausbau der Erfindung ist vorgesehen, daß der Druckausgleich mit der Außenatmosphäre nach dem Veraschen sehr langsam erfolgt, so daß ein Aufwirbeln der Asche sicher vermieden wird. Zum Verringern des Gasdruckes dient unter anderem auch die oben angeführte Kühlung. Ferner wird vorgeschlagen, das Verbrennungswasser durch in der Kammer anwesende wasserabsorbierende Substanzen zu binden, entsprechend auch das CO₂ durch leicht auswechselbare oder regenerierbare Absorber. Weiterhin ist daran gedacht, den nach der Veraschung verbleibenden Restsauerstoff durch eine seiner Menge entsprechenden Zugabe von Wasserstoff und anschließende Verbrennung abzubinden. Der entstehende Wasserdampf wird durch die vorgenannten Wasserabsorber entfernt. Auf diese Weise kann bei Verwendung von fast reinem Sauerstoff oder von flüssigen oder festen Oxydationsmitteln eine beliebig kleine restliche Druckdifferenz gegen den Außenraum vor dem öffnen erreicht werden.In the further development of the invention it is provided that the pressure equalization with the outside atmosphere takes place very slowly after the incineration, so that a whirling up of the ash is reliably avoided. The above-mentioned cooling is used, among other things, to reduce the gas pressure. It is also proposed that the combustion water be bound by water-absorbing substances present in the chamber, and accordingly also the CO ₂ by easily replaceable or regenerable absorbers. Furthermore, the idea is to bind the residual oxygen remaining after incineration by adding hydrogen according to its amount and then burning it. The resulting water vapor is removed by the aforementioned water absorbers. In this way, when using almost pure oxygen or liquid or solid oxidizing agents, an arbitrarily small residual pressure difference against the outside space can be achieved before opening.

In vielen Fällen wird man vermeiden wollen, die Asche aus dem Verbrennungsraum zu entfernen. Erfindungsgemäß soll dann so vorgegangen werden, daß nacheinander so viele Chargen in derselben Kammer verbrannt werden, bis etwa 10 bis 50% ihres Volumens mit Asche erfüllt sind. Lediglich die H₂O- und CO₉-Absorber werden von Zeit zu Zeit erneuert bzw. durch Ausheizen regeneriert. Nach dem Erreichen, des vorgesehenen Füllungsgrades kann die Druckkammer selbst als Aufbewahrungsbehälter für die »zu beerdigenden« strahlenden Substanzen dienen. Die wegen des Druckes notwendig gewesene Wandstärke dient dann zur Strahlungsabsorption und zur SicherheitIn many cases one will want to avoid removing the ashes from the combustion chamber. According to the invention, the procedure should then be such that one after the other so many batches are burned in the same chamber until about 10 to 50% of their volume is filled with ash. Only the H ₂ O and CO ₉ absorbers are renewed from time to time or regenerated by heating them out. After reaching the intended degree of filling, the pressure chamber itself can serve as a storage container for the radiant substances to be "buried". The wall thickness that was necessary because of the pressure is then used for radiation absorption and safety

909 690/480909 690/480

Claims

against internal and external corrosion. In the case of strong radiation intensities, it is also advantageous that cooling is already available because of its earlier use as an incineration chamber.

Patentansprüche:Patent claims:

1. Process for incinerating radioactive substances with the help of a special oxidizing agent, characterized in that the ash process is carried out in a hermetically sealed, pressure-resistant chamber takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the incineration chamber a gaseous Oxidizing agent is entered under pressure.

3. The method according to claim 1, characterized in that the ^r \ eraschenden materials are mixed before being introduced into the incineration chamber with a liquid or solid oxidant.

4. The method according to claim 1, characterized in that the substances to be incinerated in the Incineration chamber can be mixed with a liquid or solid oxidizing agent.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the incineration by Ignition is initiated.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the incineration without Ignition is slow.

7. Combustion chamber for performing the method according to one of the preceding claims, thereby characterized in that it is cooled indirectly.

8. Device for performing the method according to one of claims 1 to 6, characterized in that

1,861

indicates that absorbers for the gaseous or vaporous combustion products such as H ₂ O or CO ₀ are present in it, which can be easily exchanged or regenerated.
9. \ ^ experience for operating a combustion chamber according to one of claims 7 and 8, characterized in that the amount to be incinerated according to the expected release of heat per unit of time in relation to the heat capacity and heat transfer on the inner surface of the combustion chamber in a manner known per se is chosen so that a predetermined temperature in the chamber is not exceeded even without additional cooling.

t5 10. A method for operating a combustion chamber according to one of claims 7 and 8, characterized in that the residual oxygen still gaseous after the incineration process is bound by the combustion of a corresponding amount of hydrogen.

11. A method for operating a combustion chamber according to one of claims 7 and 8, characterized in that as many batches are processed in succession in the incineration chamber until about 10 to 50% of the volume is filled with ash.

12. A method for operating a combustion chamber according to one of claims 7 and 8, characterized in that the incineration chamber serves as a permanent storage container for the So-called nuclear waste is used as soon as it is largely filled with it.

Considered publications:
Proceedings of the International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 9, 1956, pp. 13/14.