DE2531584A1 - PROCEDURE FOR DISPOSAL OF RADIANT PLASTIC WASTE AND EQUIPMENT FOR IT - Google Patents
PROCEDURE FOR DISPOSAL OF RADIANT PLASTIC WASTE AND EQUIPMENT FOR ITInfo
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Description
KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, denKRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, the
Hammerbacherstr. 12 u.Hammerbacherstr. 12 u.
VPA 75 P 8519 BRD Sm 21 HgrVPA 75 P 8519 FRG Sm 21 Hgr
Verfahren zum Beseitigen von strahlenden Kunststoff-Abfällen und Einrichtung dafür.Process for the disposal of radiant plastic waste and equipment therefor.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beseitigen von strahlenden Kunststoff-Abfällen, insbesondere radioaktiv kontaminierten Ionenaustauscher-Filterstoffen, die in Mischung mit Wasser anfallen und getrocknet werden, bevor sie in eine bituminöse Verfestigungssubstanz eingebettet und zusammen mit dieser in Behältern abgefüllt werden, die zur Endlagerung dienen.The invention relates to a method for removing radioactive plastic waste, in particular radioactive contaminated ion exchange filter materials that are mixed with water and are dried before they are used embedded in a bituminous solidifying substance and together be filled with this in containers that are used for final storage.
Die bisher bekannten Verfahren (vergl. die deutschen Offenlegungsschriften 14 64 476, 14 64 859, 21 65 510 und die deutschen Auslegeschriften 1 589 839, 1 614 071) arbeiten zum großen Teil bei relativ hohen Temperaturen. Dies liegt einmal daran, daß das Bitumen möglichst leichtflüssig gehalten werden soll. Zum anderen will man bei der Mischung mit dem Bitumen noch eine Trocknung vornehmen, um einen dichten Einschluß der einzubettenden strahlenden Kunststoff-Abfälle zu erreichen. Dieser dichte Einschluß ist deswegen notwendig, weil die Gefahr des Auslaugens bei einem Wassereinbruch in der Endlagerstätte vermieden werden soll. Nun sind aber hohe Temperaturen und die Notwendigkeit des Trocknens in mehreren Arbeitsgängen unökonomisch; sie können darüber hinaus auch aus Gründen chemischer Umwandlungen unerwünschte Folgen haben. Deshalb sucht die Erfindung ein Verfahren zum Beseitigen von strahlenden Kunststoff-Abfällen, das die vorgenannten Nachteile beseitigt. Gleichzeitig soll der apparative Aufwand klein gehalten werden, da die Kosten, die der Betreiber eines Kernkraftwerkes für solche Aufgaben aufzuwenden bereit ist, nur sehr gering sind.The previously known processes (see the German Offenlegungsschriften 14 64 476, 14 64 859, 21 65 510 and the German Auslegeschriften 1 589 839, 1 614 071) work for the most part at relatively high temperatures. This is due to the fact that the bitumen is kept as fluid as possible shall be. On the other hand, you want to dry the mixture with the bitumen to get you tight enclosure of the radiant plastic waste to be embedded to reach. This tight enclosure is necessary because of the risk of leaching in the event of water ingress should be avoided in the repository. But now there are high temperatures and the need for drying uneconomical in several operations; In addition, they can also be used for chemical conversion reasons have undesirable consequences. Therefore, the invention seeks a method for removing radioactive plastic waste, which eliminates the aforementioned disadvantages. At the same time, the outlay on equipment should be kept small, since the Costs that the operator of a nuclear power plant is willing to spend on such tasks are only very low.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Beseitigung so, daß die Kunststoff-Abfälle in einem eigenen Trocknungsbehälter vorzugsweise durch Warmluft praktisch vollständig getrocknet werden, daß die trocknen Kunststoff-Abfälle über eine Dosiervorrichtung in einen mit dem Bitumen beschickbaren Kneter eingegeben werden und daß Bitumen und Kunststoff-Abfälle bei Temperaturen von 1200C oder weniger gemischt und in den Behälter eingefüllt werden.According to the invention, the disposal takes place in such a way that the plastic waste is practically completely dried in a separate drying container, preferably by warm air, that the dry plastic waste is fed into a kneader that can be loaded with the bitumen and that bitumen and plastic waste mixed at temperatures of 120 ° C. or less and filled into the container.
Die Trocknung der Kunststoff-Abfälle wird demnach an einer einzigen Stelle vorgenommen. Diese Stelle kann vorteilhaft zugleich ein Sammelbehälter sein, weil die in einem Kernkraftwerk anfallenden Mengen von Kunstharzen, insbesondere aus Ionenaustauschfiltern, relativ gering sind. Die Trocknung kann dabei auch über längere Zeit erfolgen, so daß der Energieaufwand gering ist. Vor allem vermeidet man im Gegensatz zu dem bisher üblichen gleichzeitigen Trocknen und Einbinden bei höheren Temperaturen folgende Nachteile: The drying of the plastic waste is therefore at one single point. This point can be advantageous at the same time as a collecting container because it is in a nuclear power plant The amounts of synthetic resins produced, in particular from ion exchange filters, are relatively small. The drying can also take place over a longer period of time, so that the energy consumption is low. Above all, one avoids In contrast to the usual simultaneous drying and binding at higher temperatures, the following disadvantages:
Durch chemische Umwandlung wurden die Harze zersetzt und dabei Gase (zum Beispiel Amine) freigesetzt.The resins were broken down by chemical conversion, releasing gases (e.g. amines).
Diese Gase stellten eine erhöhte Umweltbelastung dar, da sie penetrant riechen und explosiv sind.These gases represent increased environmental pollution because they have a penetrating smell and are explosive.
Da das bei höherer Temperatur erzeugte Produkt von Harz-Bitumen durch die Gasbildung stark schäumte, wurde ein sicheres Abfüllen beeinträchtigt.Since the product of resin-bitumen produced at a higher temperature was greatly foamed by gas generation, a safe filling impaired.
Die Dosierung von feuchten Harzen war wegen der Klumpenbildung sehr schwierig und nicht betriebssicher.The dosing of moist resins was very difficult and not reliable because of the formation of lumps.
Zu einem geeigneten Zeitpunkt können die rieselfähig getrockneten Kunststoff-Abfälle über eine Dosiervorrichtung in den Kneter gegeben werden. Ein solcher Kneter ist in Kühlwasser-Aufbereitungsanlagen, zum Beispiel zur Konzentratbehandlung zumeist ohnehin vorhanden. Er wird bei der Erfindung zeitweilig für die Beseitigung der Kunststoff-At a suitable point in time, the free-flowing, dried plastic waste can be dispensed via a metering device be added to the kneader. Such a kneader is used in cooling water treatment plants, for example for concentrate treatment mostly available anyway. It is temporarily used in the invention for the elimination of plastic
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abfalle mitbenutzt. Es kann aber auch ein besonderer Kneter vorgesehen werden.waste is shared. But it can also be a special kneader are provided.
Die Verarbeitung von Bitumen und Kunststoff-Abfällen bei Temperaturen von 1200C oder weniger steht im Gegensatz zu allen bisher in der Praxis ausgeübten Verfahren, denn die Temperaturen lagen bisher im Hinblick auf die Trocknung und gleichzeitige Erfindung zumeist bei 16O°C oder mehr. Demgegenüber kann die niedrigere Verarbeitungstemperatur bei der Erfindung unter Umständen größere Kräfte zur Betätigung des Kneters erfordern. Dies ist aber angesichts der Verarbeitung geringer Mengen von untergeordneter Bedeutung. Jedenfalls tritt dieser Gesichtspunkt völlig in den Hintergrund gegenüber dem Vorteil, daß mit der Erfindung auch empfindlichere Harze verarbeitet werden können, die bei Temperaturen der bisher üblichen Höhe zum Gasen und damit zur Schaumbildung neigen. Erfolgreiche Versuche haben eindeutig gezeigt, daß das neue Verfahren mit geringem Aufwand die gewünschte sichere und umweltfreundliche Beseitigung strahlender Kunststoff-Abfälle ermöglicht.The processing of bitumen and plastic waste at temperatures of 120 0 C or less is in contrast to all previously applied methods in practice, because the temperatures were previously with regard to the drying and simultaneous invention mostly at 16O ° C or more. In contrast, the lower processing temperature in the case of the invention may, under certain circumstances, require greater forces to operate the kneader. However, in view of the processing of small quantities, this is of secondary importance. In any case, this aspect takes a back seat to the advantage that the invention can also be used to process more sensitive resins which tend to form gases and thus foam at temperatures of the hitherto customary level. Successful tests have clearly shown that the new process enables the desired safe and environmentally friendly disposal of radiant plastic waste with little effort.
Die Trocknung wird versuchsweise bei Temperaturen von 60 bis 80° vorgenommen. Dabei kann die zur Trocknung dienende Warmluft aus dem Trocknungsbehälter in einen Gaswäscher oder ein Filter geführt werden. In diesem kann die Luft mitgerissene Staubteilchen oder Gase, die bei der Trocknung entweichen, an eine Waschflüssigkeit abgeben, die später gegebenenfalls gereinigt wird. Die Warmluft kann dabei in einem Kreis geführt werden, der außer dem Gaswäscher und/oder Gebläse, Wärmetauscher, gegebenenfalls auch Trockner, enthält.The drying is carried out experimentally at temperatures of 60 to 80 °. This can be used for drying Warm air from the drying container can be fed into a gas washer or filter. In this the air can be carried away Dust particles or gases that escape during the drying process are transferred to a washing liquid, which may later be used is cleaned. The warm air can be guided in a circuit that apart from the gas scrubber and / or Includes blower, heat exchanger, and optionally also dryer.
Bei einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung werden rieselfähig getrocknete Kugelharze, d.h. Harze in kugelförmiger Gestalt mit Durchmessern von 0,1 bis 1 mm im Verhältnis 1:1 mit dem Bitumen gemischt. Diese Mischung wird bei HO0C aus dem Kneter ausgetragen. Sie gelangt insbesondere unmittelbar in zur Endlagerung dienende Fässer, zumIn a particularly favorable embodiment of the invention, free-flowing, dried spherical resins, ie resins in spherical shape with diameters of 0.1 to 1 mm, are mixed with the bitumen in a ratio of 1: 1. This mixture is discharged from the kneader at HO 0 C. In particular, it arrives directly in barrels used for final storage
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Beispiel in die genormten 200 1 Fässer, die auch für den Transport vorgesehen sind.Example in the standardized 200 1 barrels, which are also intended for transport.
Wie schon erwähnt, ist der apparative Aufwand bei der Erfindung vorteilhaft gering. Wesentlicher Bestandteil ist ein Tank, der vorzugsweise als belUftbarer Trockenbehälter ausgebildet und an seinem unteren Ende mit einer Dosiervorrichtung versehen ist. Die Dosiervorrichtung kann über eine Falleitung mit dem einen Ende eines liegenden Kneters verbunden sein, an dessen anderem Ende eine Faßabfüllstation angeordnet ist. Bei dieser Anordnung erfolgt der Harztransport nach dem Trocknungsvorgang praktisch ausschließlich durch die Schwerkraft, soweit nicht eine Vertikalbewegung im Kneter durch die zum Vermischen ohnehin notwendige Bewegung der Schnecke des Kneters hervorgerufen wird. In den Trocknungsbehälter werden die Harze als Schlamm eingeleitet, wozu Pumpen geeigneter Größe zumeist ebenfalls ohnehin vorhanden sind.As already mentioned, the outlay on equipment in the invention is advantageously low. Essential component is a Tank, which is preferably designed as a ventilatable drying container and at its lower end with a metering device is provided. The metering device can be connected to one end of a horizontal kneader via a downpipe his, at the other end of a Faßabfüllstation is arranged. With this arrangement the resin is transported after the drying process practically exclusively by gravity, unless there is a vertical movement in the Kneader is caused by the movement of the screw of the kneader, which is necessary for mixing anyway. In the drying container the resins are introduced as sludge, for which pumps of a suitable size are usually also available anyway are.
Die Dosiervorrichtung hat die Aufgabe, die Einbringung in dem Kneter zu steuern, damit ein gewünschtes Mischungsverhältnis, zum Beispiel das oben genannte Verhältnis 1:1, mit der erforderlichen Genauigkeit eingehalten wird. Dazu kann man eine Zellenradschleuse verwenden. Es sind aber auch andere Dosiervorrichtungen denkbar.The dosing device has the task of controlling the introduction into the kneader so that a desired mixing ratio, for example the above-mentioned 1: 1 ratio is maintained with the required accuracy. Can do this use a rotary valve. However, other metering devices are also conceivable.
In der Regel wird es vorteilhaft sein, wenn der Kneter ein mehrstufiges Gehäuse aufweist, dessen Stufen in Parallelschaltung mit Dampf beheizbar sind. Man erhält dadurch die Möglichkeit, die Temperatur über den Kneter feinstufig zu regeln, so daß die Wärmebelastung der einzubettenden Harze so klein wie möglich gehalten werden kann. Andererseits bleibt die Temperatur dann zugleich so nahe wie möglich an den für die Verarbeitung zulässigen Höchstwerten, so daß die Viskosität des Bitumens nicht zu gering ist.As a rule, it will be advantageous if the kneader has a multi-stage housing, the stages of which are connected in parallel can be heated with steam. This gives you the opportunity to fine-tune the temperature using the kneader, so that the heat load on the resins to be embedded can be kept as small as possible. on the other hand the temperature then remains as close as possible to the maximum permissible values for processing, so that the viscosity of the bitumen is not too low.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an-To explain the invention in more detail, the following is an-
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hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in einem Rohrplan mit den üblichen Symbolen dargestellt ist. Dieser Rohrplan umfaßt neben der erfindungsgemäßen Anlage zum Beseitigen von strahlenden Kunststoffen auch Teile zur Konzentratbehandlung eines Kühlmittelaufbereitungssystems für einen Druckwasser-Leistungsreaktor. Dies liegt daran, daß die Erfindung in vorteilhafter Weise mit der Konzentrataufbereitungsanlage zusammengefaßt werden kann, weil dadurch der Aufwand für die erfindungsgemäße Beseitigung der strahlenden Kunststoffe besonders klein gehalten werden kann.hand of the drawing an embodiment described, which is shown in a pipe plan with the usual symbols is. In addition to the system according to the invention for removing radiant plastics, this pipe plan also includes Parts for the concentrate treatment of a coolant treatment system for a pressurized water power reactor. This lies because the invention can be combined in an advantageous manner with the concentrate preparation system, because this keeps the effort for the removal of the radiant plastics according to the invention particularly small can be.
In der Figur ist mit 1 ein Tank bezeichnet, der als Harzsammei- und Trocknungsbehälter dient. In diesem Tank 1 wird das bei der Spülung von Ionenaustauschfiltern anfallende radioaktive Harz gesammelt, das mit dem Spülwasser in den Tank eingegeben wird. Innerhalb des Tanks erkennt man im unteren konischen Teil 2 einen Rost 3» der die Belüftung des Tanks in einem Warmluftkreis 5 ermöglicht. Der Warmluftkreis umfaßt einen Gaswäscher 6 mit Kondensator, ein redundant angeordnetes Gebläse 7 mit in Reihe liegenden Feuchtigkeitsabscheidern und einen Wärmetauscher 8.In the figure, 1 denotes a tank which serves as a resin collecting and drying container. In this tank 1 is the radioactive resin obtained when rinsing ion exchange filters is collected, which is carried into the rinsing water Tank is entered. Inside the tank, in the lower conical part 2, a grate 3 can be seen for ventilation of the tank in a warm air circuit 5 allows. The hot air circuit comprises a gas scrubber 6 with a condenser redundantly arranged fan 7 with in-line moisture separators and a heat exchanger 8.
Unterhalb des Trocknungsbehälters 1 ist über absperrbare Ventile eine Zellenradschleuse 10 angeschlossen, die in eine vertikale Falleitung 11 mündet. Die Falleitung 11 führt zu einem Kneter 12, der drei Stufen 12a, 12b, 12c umfaßt. Der Kneter 12 ist liegend angeordnet, wie die Figur zeigt. Sein eines Ende 14 dient zur Eingabe. Dort ist auch die Antriebswelle 15 zur Betätigung der nicht dargestellten Schnecken des Kneters angeordnet. Die Kneterwelle wird über ein Getriebe 16 und eine Kupplung 17 von einem Motor 18 angetrieben.Below the drying container 1 is lockable Valves connected to a rotary valve 10, which opens into a vertical downpipe 11. The downpipe 11 leads to a kneader 12 comprising three stages 12a, 12b, 12c. The kneader 12 is arranged horizontally, as the figure shows. One end 14 is used for input. There is also the drive shaft 15 for actuating the not shown Screws arranged in the kneader. The kneader shaft is driven by a motor 18 via a gear 16 and a clutch 17 driven.
Am anderen Ende 13 des Kneters 12 ist eine Abfüllstation vorgesehen. Man erkennt Fässer 21, die auf einem WagenAt the other end 13 of the kneader 12, a filling station is provided. One recognizes barrels 21 on a cart
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transportiert werden. Der Abfüllstation ist eine Absaugung zugeordnet, die über Abluftfilter 26 in die in einen Kamin mündende Leitung 24 führt.be transported. The filling station is an extraction system assigned, which leads via exhaust air filter 26 into the line 24 opening into a chimney.
Den drei Stufen des Kneters 12 sind Gasdome 27, 28 und 29 zugeordnet, die in gleicher Weise ausgebildet sind. Die Gasdome gestatten die Abfuhr der beim Knetvorgang auftretenden Gase und Dämpfe über die Leitungen 30, die ebenfalls zu Filtern und in den Kamin führen können.The three stages of the kneader 12 are gas domes 27, 28 and 29 assigned, which are designed in the same way. The gas domes allow the dissipation that occurs during the kneading process Gases and vapors via lines 30, which can also lead to filters and into the chimney.
Am Kneter 12 sind dick gezeichnete Dampfleitungen angebracht, die in sechs parallelen Strängen 32, 33 34, 35, 36 und 37 eine feinstufige örtliche Regelung der Temperatur im Kneter ermöglichen, so daß die Temperatur bei allen Betriebsbedingungen an keiner Stelle 1100C überschreitet. Die zugehörigen Thermostaten 40 steuern über geeignete Ventile entweder den Zulauf des Dampfes oder den Ablauf des Kondensats. Die Kondensatablaufleitungen führen zu einem gemeinsamen Auslaß 41, während der Zulauf des Dampfes mit bezeichnet ist.On the kneader 12, thick steam lines are attached which, in six parallel strands 32, 33, 34, 35, 36 and 37, allow fine-grained local control of the temperature in the kneader, so that the temperature does not exceed 110 ° C. at any point under all operating conditions. The associated thermostats 40 control either the inlet of the steam or the outlet of the condensate via suitable valves. The condensate drain lines lead to a common outlet 41, while the inlet of the steam is denoted by.
Das zur Einbettung notwendige Bitumen kommt aus einem Bitumentank 45, der ebenso wie die zum Kneter führende Leitung einschließlich der darin befindlichen Bitumenpumpe 47 mit einer Dampfleitung 48 beheizbar ist. Die Bitumenpumpe ergibt zugleich die erforderliche Dosierung des Bitumens, damit das gewünschte Mischungsverhältnis 1:1 eingehalten wird. Im Bitumentank 45 und der Leitung 46 können höhere Temperaturen von zum Beispiel 1400C eingehalten werden, damit eine vorteilhaft große Viskosität vorliegt und gegebenenfalls das in der Zellenradschleuse 10 und der Falleitung abgekühlte Harz gleich bei Beginn der Mischung auf die gewünschte Temperatur von 110°C erwärmt wird.The bitumen required for embedding comes from a bitumen tank 45 which, like the line leading to the kneader including the bitumen pump 47 located therein, can be heated with a steam line 48. The bitumen pump also provides the required dosage of bitumen so that the desired mixing ratio of 1: 1 is maintained. In the bitumen tank 45 and the line 46, higher temperatures can be maintained, for example, 140 0 C, so that an advantageously large viscosity is present, and optionally in the rotary valve 10 and the downfalling pipe cooled resin at the very beginning of the mixture to the desired temperature of 110 ° C is heated.
Ein Behälter 50 dient als Konzentrat-Zwischenbehälter. Er nimmt das bei der Kühlwasseraufbereitung anfallende Konzen-A container 50 serves as a concentrate intermediate container. He takes away the concentration of the cooling water treatment
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trat strahlender Abfälle auf, das zum Beispiel in einem Verdampfungsverfahren gewonnen wird. Aus dem Behälter 50 kann das Konzentrat über eine Dosierpumpe 51 und eine Leitung 52 in den Einlaß 14 des Kneters 12 gegeben werden, so daß die erfindungsgemäße Einbettung der strahlenden Kunststoffe keinen eigenen Kneter erfordert.emitted radioactive waste, for example in an evaporation process is won. The concentrate can be discharged from the container 50 via a metering pump 51 and a line 52 are added to the inlet 14 of the kneader 12, so that the embedding of the radiant plastics according to the invention does not require its own kneader.
8 Patentansprüche
1 Figur8 claims
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