NO783643L

NO783643L - WASTE TREATMENT PROCEDURES

Info

Publication number: NO783643L
Application number: NO783643A
Authority: NO
Inventors: Thomas K Thompson
Original assignee: Energy Inc
Priority date: 1977-11-08
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1979-05-09
Also published as: IT1203206B; DD139776A5; CA1104423A; BE871843A; JPS5469699A; ES471703A1; FI783281A; IT7869521A0; GB1594370A; SE7811156L; HU178212B; MX5358E; AU524006B2; FR2408196A1; AU4116978A; FR2408196B1; CH637751A5; BR7807183A; DE2759042A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en'fremgangsmåte til behandling og deponering av avfallsmateriale. Oppfinnelsen er spesielt fordelaktig ved behandling av radioaktive avfall, f.eks. slike som inneholder radioaktive halogener så som<131>I. Den foreliggende oppfinnelse angår spesielt en fremgangsmåte som vesentlig reduserer volumet av både flytende og faste radioaktive avfallsmaterialer, herunder konsentrerte kjemiske avfall, filterslam, forbrukte korn fra ionevekslerharpikser, filler og andre lignende materialer. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen reduserer all væske og brennbart fast avfall til vannfrie, faste partikler i granulær form. The present invention relates to a method for the treatment and disposal of waste material. The invention is particularly advantageous when treating radioactive waste, e.g. those containing radioactive halogens such as<131>I. The present invention relates in particular to a method which substantially reduces the volume of both liquid and solid radioactive waste materials, including concentrated chemical waste, filter sludge, spent grains from ion exchange resins, fillers and other similar materials. The method according to the invention reduces all liquid and combustible solid waste to anhydrous, solid particles in granular form.

I løpet av de senere år har der funnet sted en betydelig In recent years, there has been a significant

økning av energiforbruket, herunder kjerneenergi for kraftstasjoner. Denne økte etterspørsel har medført større problemer med behandling og deponering av avfallsmaterialene. Et betydelig problem er at der som følge av det økende antall anlegg i drift foreligger et stort behov for utnyttbart volum på tillatte avfallsdeponerings-steder. Videre menes det at valget av nye kommersielle avfallsde-poneringssteder i fremtiden vil omfatte en inngående overvåkning og streng regulering fra myndighetenes side. increase in energy consumption, including nuclear energy for power stations. This increased demand has led to greater problems with the treatment and disposal of the waste materials. A significant problem is that, as a result of the increasing number of facilities in operation, there is a great need for usable volume at permitted waste disposal sites. Furthermore, it is believed that the selection of new commercial waste disposal sites in the future will include close monitoring and strict regulation by the authorities.

Spesielt er det sannsynlig at myndighetene nå vil granske og stille krav til destruksjonsanlegg for radioaktivt avfall med liten aktivitet. Kravene for oppnåelse av en lisens vil sannsynligvis bli strengere. In particular, it is likely that the authorities will now investigate and make demands on destruction facilities for radioactive waste with little activity. The requirements for obtaining a license are likely to become stricter.

Et stort problem ved deponering er sikkerheten ved transport A major problem with disposal is safety during transport

av det behandlede avfall til det endelige deponeringssted. Herunder er det ønskelig å redusere avfallets volum så meget som mulig, samtidig som materialets stabilitet økes. of the treated waste to the final disposal site. Here, it is desirable to reduce the volume of the waste as much as possible, while at the same time increasing the stability of the material.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er derfor å skaffe en behandlingsprosess som gjør det mulig vesentlig å redusere av-fallsmaterialets volum. One purpose of the present invention is therefore to provide a treatment process which makes it possible to substantially reduce the volume of the waste material.

Et stort problem ved behandlingen av avfall som oppstår i kjernekraftanlegg, er at avfallstypene kan avvike betydelig i kjemisk og fysisk henseende, og at mange avfallsbehandlinger må spesi^ltilpasses bare ett eneste anlegg. Den foreliggende oppfinnelse skaffer en fremgangsmåte som er så uavhengig som mulig av avfalls-materialets kjemiske sammensetning og derfor er anvendelig for behandling av utallige avfallsmaterialer. A major problem with the treatment of waste that occurs in nuclear power plants is that the types of waste can differ significantly in chemical and physical terms, and that many waste treatments must be specially adapted to just one plant. The present invention provides a method which is as independent as possible of the chemical composition of the waste material and is therefore applicable for the treatment of countless waste materials.

Fluidiserte skikt er blitt anvendt ved væskekalsinering eller forbrenning av brennbart avfall i industrianlegg i en rekke år, se f.éks. Richard C. Corey, Principals and Practices of Incineration, Wiley-Interscience, New York, 1969, side 239. Dessuten er kalsinering av radioaktivt avfall i fluidisert skikt blitt utviklet i tidsrommet fra 1952 til 1959 ved Idaho National Engineering Laboratory. Anvendelse av kalsinering til reduksjon av flytende radioaktivt avfall ble i 1963 anvendt i et anlegg i stor skala, the Waste Calcining Facility (WCF) ved Idaho Chemical Processing Plant. Fluidized beds have been used for liquid calcination or incineration of combustible waste in industrial plants for a number of years, see e.g. Richard C. Corey, Principals and Practices of Incineration, Wiley-Interscience, New York, 1969, page 239. Also, fluidized bed calcination of radioactive waste has been developed in the period from 1952 to 1959 at the Idaho National Engineering Laboratory. Application of calcination to the reduction of liquid radioactive waste was used in 1963 in a large-scale facility, the Waste Calcining Facility (WCF) at the Idaho Chemical Processing Plant.

En fluidiseringsskikt-kalsineringsovn for satsvis drift ble konstruert og bygd som en del av the Midwest Fuel Recovery Plant (MFRP) ved Morris, Illinois, for General Electric Company. En satsvis kalsineringsprosess ble anvendt på fullt radioaktiv basis i WSEP-programmet fra ca. 1966 til ca. 1970. Denne prosess ble utviklet ved Oak Ridge National Laboratory for det spesielle formål å overføre flytende høyradioaktivt avfall til fast form, men om-fattet ikke noen behandling i fluidisert skikt. A fluidized bed calciner for batch operation was designed and built as part of the Midwest Fuel Recovery Plant (MFRP) at Morris, Illinois, for the General Electric Company. A batch calcination process was used on a fully radioactive basis in the WSEP program from approx. 1966 to approx. 1970. This process was developed at Oak Ridge National Laboratory for the specific purpose of transferring liquid highly radioactive waste to solid form, but did not include any fluidized bed treatment.

Forbrenning av brennbare radioaktive avfallsstoffer har vært anvendt for destruering siden 1948, da et forsøksanlegg med for-brenningsovn og avgassrenseanlegg ble bygd ved Mound Laboratory. Incineration of combustible radioactive waste has been used for destruction since 1948, when an experimental facility with an incinerator and exhaust gas purification plant was built at Mound Laboratory.

De tidligere systemer var tilpasninger til vanlige destruksjons-ovner og viste at en betydelig volumreduksjon var mulig ved avfalls-behandling. Data som tidlig på 1960-tallet ble oppnådd ved General Electric Atomic Power Equipment Department i San Jose, Kalifornia, viste at ca. 99% av radioaktiviteten i det forbrente avfall ble tilbake i asken. Lignende data ble rapportert fra en forbrennings-ovn ved Pratt and Witney Aircraft, hvor ca. 99,1-99,98% av radioaktiviteten ble tilbake i asken. The previous systems were adaptations to ordinary destruction furnaces and showed that a significant volume reduction was possible in waste treatment. Data obtained in the early 1960s at the General Electric Atomic Power Equipment Department in San Jose, California, showed that approx. 99% of the radioactivity in the incinerated waste was returned to the ash. Similar data were reported from an incinerator at Pratt and Witney Aircraft, where approx. 99.1-99.98% of the radioactivity remained in the ash.

For en diskusjon av forskjellige forbrenningsovner til be handling av radioaktivt avfall skal det henvises til B. L. Perkins, "Incineration Facilities for Treatment of Radioactive Wastes: A Review", LA-6252, Los Alamos Scientific Laboratory, Los Alamos, For a discussion of various incinerators for the treatment of radioactive waste, reference should be made to B. L. Perkins, "Incineration Facilities for Treatment of Radioactive Wastes: A Review", LA-6252, Los Alamos Scientific Laboratory, Los Alamos,

New Mexico 1976. New Mexico 1976.

Fluidiserte skikt som tidligere er blitt anvendt ved omdannelse av flytende avfall, herunder radioaktivt avfall, til faste partikler, er sammensatt av de resulterende faste produkter av tidligere tørking eller kalsinering av flytende avfall i likhet med det som behandles. Fluidized beds which have previously been used in the conversion of liquid waste, including radioactive waste, into solid particles are composed of the resulting solid products of previous drying or calcination of liquid waste similar to that being treated.

Den vanskelighet som foreligger ved slike prosesser, er at de fluidiserte partikler samtidig utsettes for en størrelsesøkning som følge av avleiring av nytt flytende avfall på overflaten, hvorfra vann fordampes og levner et skikt av resulterende fast materiale, og for en størrelsesreduksjon som skyldes den "selvslipende" virk-ning som fås når partiklene kolliderer med hverandre eller med en fast overflate. The difficulty that exists with such processes is that the fluidized particles are simultaneously exposed to an increase in size as a result of the deposition of new liquid waste on the surface, from which water evaporates and leaves a layer of resulting solid material, and to a size reduction due to the "self-abrasive "effect that occurs when the particles collide with each other or with a solid surface.

Den samtidige økning og reduksjon av størrelsen er meget kritisk for riktig drift, idet partiklene i det fluidiserte skikt, hvis de blir for store, ikke kan fluidiseres ordentlig, hvorved prosessen ikke vil arbeide riktig. Hvis skiktpartiklene på den annen side blir altfor små, vil de blåses ut ved den øvre ende av det fluidiserte skikt, idet partiklenes slutthastighet vil nærme seg overflatehastigheten av fluidiseringsluften i beholderen. Med-rivning av faste partikler i den utstrømmende gass kalles vanligvis slemming. Som følge av den delikate balanse mellom økning og reduksjon av partikkelstørrelsen er det således i et slikt system nød-vendig kontinuerlig å overvåke fordelingen av partikkelstørrelsen i det fluidiserte skiktmateriale og utføre justeringer i drifts-betingelsene for å styre partikkelstørrelsen og partikkelveksten for å sikre den riktige partikkelstørrelse. The simultaneous increase and decrease in size is very critical for correct operation, as the particles in the fluidized bed, if they become too large, cannot be fluidized properly, whereby the process will not work correctly. If, on the other hand, the layer particles become much too small, they will be blown out at the upper end of the fluidized layer, as the final velocity of the particles will approach the surface velocity of the fluidizing air in the container. Entrainment of solid particles in the flowing gas is usually called sludging. Thus, due to the delicate balance between increase and decrease of particle size, in such a system it is necessary to continuously monitor the distribution of particle size in the fluidized bed material and make adjustments in the operating conditions to control the particle size and particle growth to ensure the correct particle size.

Denne partikkelvekst og -reduksjon påvirkes sterkt av de kjemiske karakteristika og sammensetningen av den flytende avfalls-strøm som skal omdannes til fast form. Hvis f.eks. det samlede innhold av fast stoff i oppløst og uoppløst form i avfallet ligger under en viss verdi som følge av det flytende avfalls kjemiske natur, er det ikke mulig å øke størrelsen på fluidiseringsskikt-partiklene. Dette skyldes at hastigheten på størrelsesreduksjonen er større enn hastigheten på størrelsesveksten, som følge av den lille mengde faststoffdannende materiale som foreligger i den This particle growth and reduction is strongly influenced by the chemical characteristics and composition of the liquid waste stream to be converted into solid form. If e.g. the total content of solids in dissolved and undissolved form in the waste is below a certain value due to the chemical nature of the liquid waste, it is not possible to increase the size of the fluidization layer particles. This is because the rate of size reduction is greater than the rate of size growth, due to the small amount of solids-forming material present in the

flytende avfallsstrøm. liquid waste stream.

Det at slike kalsinerings- eller fordampningsprosesser i fluidisert skikt således er avhengige av den kjemiske sammensetning av det flytende avfall, er en stor ulempe som krever en ekstremt nøye prosessovervåkning for å sikre riktig drift. I henhold til The fact that such calcination or evaporation processes in a fluidized bed are thus dependent on the chemical composition of the liquid waste is a major disadvantage that requires extremely careful process monitoring to ensure correct operation. According to

den foreliggende oppfinnelse skaffes en fremgangsmåte hvor kalsineringen og forbrenningen ikke er så kritisk avhengig av den kjemiske sammensetning av det flytende avfall. the present invention provides a method in which the calcination and combustion are not so critically dependent on the chemical composition of the liquid waste.

I betraktning av dette problem med regulering av partikkel-størrelsen kan dessuten den ovennevnte kalsineringsprosess ikke be-nyttes for meget fortynnede, flytende avfallsstrømmer. Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse er imidlertid med hell i stand til å behandle meget fortynnede, flytende avfalls-strømmer foruten helt fast avfallsmateriale. Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å anvende det samme fluidiserte skikt, men ved forskjellige driftsbetingelser, f.eks. forskjellige temperaturer, for både kalsinering og forbrenning. Furthermore, in view of this problem with regulating the particle size, the above-mentioned calcination process cannot be used for very dilute, liquid waste streams. However, the method according to the present invention is successfully able to treat very dilute, liquid waste streams in addition to completely solid waste material. The present invention makes it possible to use the same fluidized bed, but under different operating conditions, e.g. different temperatures, for both calcination and combustion.

I en av søkernes brosjyrer med tittelen "RWR-1 Radioactive Waste Reduction", som var tilgjengelig omtrent i oktober 1975 under en handelskonferanse i Sveits, ble der foreslått et system hvor en etterbrenner var nødvendig etter forbrennings- og kalsineringsovnen. I lys av den spesielle styring av visse prosessparametre er det i henhold til den foreliggende oppfinnelse ikke lenger nødvendig å anvende en separat etterbrenner. Enhver etterbrenning som er nød-vendig, foregår direkte i forbrennings- og kalsineringsovnen, og ikke etter at strømmen har forlatt forbrennings- og kalsineringsovnen og er underkastet en etterfølgende syklonbehandling. Den ovennevnte brosjyre beskrev ikke de nødvendige detaljer med hensyn til det fluidiserte skikt som er avgjørende for den foreliggende oppfinnelse. In one of applicants' brochures entitled "RWR-1 Radioactive Waste Reduction", which was available in about October 1975 at a trade conference in Switzerland, a system was proposed in which an afterburner was required after the incinerator and calciner. In light of the special control of certain process parameters, according to the present invention it is no longer necessary to use a separate afterburner. Any afterburning that is necessary takes place directly in the incinerator and calciner, and not after the stream has left the incinerator and calciner and is subjected to subsequent cyclone treatment. The above brochure did not describe the necessary details with regard to the fluidized bed which is essential to the present invention.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til behandling og volumreduksjon av avfallsmateriale, omfattende anvendelse av en forbrennings- og kalsineringsovn med fluidisert skikt av et materiale som er motstandsdyktig mot oksydasjon, agglomeréring og kjemisk angrep opptil minst ca. 1000°C.Forbrenningsforhold opprettholdes i det fluidiserte skikt ved tilførsel av brensel og en oksygenholdig gass. Skiktpartikléne holdes i fluidisert tilstand ved innføring av en gass i forbrennings- og kalsineringsovnens fluidiseringsskikt-parti, idet gassen tilføres med en hastighet som er tilstrekkelig til å holde partiklene i fluidisert tilstand. The present invention relates to a method for the treatment and volume reduction of waste material, comprising the use of an incineration and calcination furnace with a fluidized bed of a material that is resistant to oxidation, agglomeration and chemical attack up to at least approx. 1000°C. Combustion conditions are maintained in the fluidized bed by supplying fuel and an oxygen-containing gas. The layer particles are kept in a fluidized state by introducing a gas into the fluidizing layer part of the incinerator and calciner, the gas being supplied at a speed which is sufficient to keep the particles in a fluidized state.

Det avfall som skal behandles, mates inn i ovnens fluidiseringsskikt-parti . Avfallet forbrennes eller kalsineres i ovnen, og en gasstrøm tas ut fra ovnen og føres til en tørrsyklon. Her blir faste partikler skilt fra gasstrømmen. De faste partikler tas ut av tørrsyklonen og føres til en lagringsbeholder for eventuell etter-følgende behandling og/eller eventuell forpakning. The waste to be treated is fed into the furnace's fluidization layer section. The waste is incinerated or calcined in the oven, and a gas stream is taken out of the oven and sent to a dry cyclone. Here, solid particles are separated from the gas stream. The solid particles are taken out of the dry cyclone and taken to a storage container for possible subsequent treatment and/or possible packaging.

Den utstrømmende gass fjernes fra syklonen og føres til en kjøletank som får tilført væske for kjøling av den utstrømmende gass og fukting av de partikler som fortsatt foreligger i gasstrømmen. Væske og fuktige partikler som ikke blir tilbake i gasstrømmen, fjernes deretter fra kjøletanken og føres til en vaskeoppløsnings-tank. The outflowing gas is removed from the cyclone and taken to a cooling tank which is supplied with liquid for cooling the outflowing gas and moistening the particles still present in the gas stream. Liquid and moist particles that do not remain in the gas stream are then removed from the cooling tank and taken to a washing solution tank.

En gasstrøm tas ut av kjøletanke^ og ytterligere væske tilføres i en venturivasker for fukting av partikler som fortsatt foreligger i gasstrømmen, og kondensasjon av vanndamp. En gasstrøm inneholdende fuktede partikler tas ut av venturivaskeren og føres til en våtsyklon. Væskepartikler fjernes fra våtsyklonen og føres til en vaskeoppløsningstank. En gasstrøm tas ut av våtsyklonen og føres til en kondensator. A gas stream is taken out of the cooling tank^ and further liquid is supplied in a venturi washer for wetting particles still present in the gas stream, and condensation of water vapour. A gas stream containing wetted particles is taken out of the venturi washer and led to a wet cyclone. Liquid particles are removed from the wet cyclone and fed to a washing solution tank. A gas stream is taken out of the wet cyclone and fed to a condenser.

En gasstrøm og kondenserte væskepartikler tas ut av kondensatoren og føres til en duggfjerne^hvor væskepartikler fjernes. Væskepartiklene føres deretter til en vaskeoppløsningstank. Gass-strømmen fjernes fra duggfjerneren og oppvarmes. Den oppvarmede gasstrøm føres deretter gjennom et filter til fjerning av gjenværende faste partikler og gjennom en absorpsjonsenhet til fjerning av halogengasser fra gasstrømmen. A gas stream and condensed liquid particles are taken out of the condenser and led to a mist remover, where liquid particles are removed. The liquid particles are then fed to a washing solution tank. The gas stream is removed from the defogger and heated. The heated gas stream is then passed through a filter to remove remaining solid particles and through an absorption unit to remove halogen gases from the gas stream.

Vaskeoppløsningstanken eller -tankene anvendes i første rekke som oppsamlingsorganer for å sikre en reserve av vaskepppløsning. Vaskeoppløsningen tappes av etter behov fra vaskeoppløsningstanken eller -tankene for tilførsel av væske til kjøletanken og venturivaskeren og/eller resirkulering til anleggets væskeavfallssystem. Radioaktive halogener som kan innføres i vaskeoppløsningstanken, blir således holdt tilbake i behandlingssystemet tilstrekkelig lenge til at de nedbrytes til en ikke radioaktiv datternuklide. I de foretrukne utførelsesformer føres et halogenbehandlende eller The washing solution tank or tanks are primarily used as collection devices to ensure a reserve of washing solution. The washing solution is drained as needed from the washing solution tank or tanks for supply of liquid to the cooling tank and venturi washer and/or recycling to the facility's liquid waste system. Radioactive halogens that can be introduced into the washing solution tank are thus retained in the treatment system long enough for them to break down into a non-radioactive daughter nuclide. In the preferred embodiments, a halogen-treating or

-opptagende middel inn i vasketanken. - absorbing agent into the washing tank.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart gjennom den etter-følgende, detaljerte beskrivelse i forbindelse med tegningen, som skjematisk viser en foretrukken fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen. For enkelhets skyld beskrives fremgangsmåten i forbindelse med behandling av radioaktivt avfallsmateriale med lav aktivitet, men det skal bemerkes at også andre avfallsmaterialer kan behandles i henhold til oppfinnelsen. The invention will now be explained in more detail through the following, detailed description in connection with the drawing, which schematically shows a preferred method according to the invention. For the sake of simplicity, the method is described in connection with the treatment of radioactive waste material with low activity, but it should be noted that other waste materials can also be treated according to the invention.

På tegningen er der vist et matningssystem som omfatter be-holdere 1, 3, 4 og 6, et forbrennings- og kalsineringssystem som omfatter beholderen 9, og et avgassrensesystem som omfatter be-holderne 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 og 21. The drawing shows a feeding system comprising containers 1, 3, 4 and 6, a combustion and calcination system comprising container 9, and an exhaust gas purification system comprising containers 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 and 21.

Om ønskelig kan avfallet forbehandles før det føres inn i matningssystemet. F.eks. kan relativt store, ikke brennbare, faste materialer som f.eks. verktøy, rørledninger og lignende fraskilles i sorteringsenheter. Eksplosive materialer kan fjernes på vanlig måte om nødvendig. If desired, the waste can be pre-treated before it is introduced into the feeding system. E.g. can relatively large, non-combustible, solid materials such as tools, pipelines and the like are separated into sorting units. Explosive materials can be removed in the usual way if necessary.

Matningssystemet til den på figuren viste forbrennings- og kalsineringsbeholder 9 er innrettet for tilførsél av .tre separate avfallstyper. Disse tre avfallstyper omfatter brennbart avfall med lav radioaktivitet, forbrukte harpikser og slam og flytende avfall. Dette matningssystem er naturligvis bare et eksempel på det store antall systemer som kan anvendes i avhengighet av det spesielle avfall som behandles, og/eller forekomsten av et allerede foreliggende matningssystem i et anlegg. The feeding system of the incineration and calcination container 9 shown in the figure is arranged for the supply of three separate types of waste. These three types of waste include combustible waste with low radioactivity, spent resins and sludge and liquid waste. This feeding system is of course only an example of the large number of systems that can be used depending on the particular waste being treated, and/or the presence of an already existing feeding system in a facility.

Ved håndtering av brennbart avfall kan det undertiden være ønskelig å redusere størrelsen av de individuelle avfallspartikler, f.eks. ved opprivning, slik at partiklene effektivt kan transporteres til forbrenningsovnen. Den maksimale partikkelstørrelse må være mindre enn innerdiameteren (ID) av transportledningen til prosess-beholderen og begrenses ved pneumatisk mating av matningsgassens strømningshastighet. Dessuten må partikkelstørrelsen være tilstrekkelig liten til hovedsakelig å utelukke migrering til bunnen av beholderen 9 før forbrenningen er fullført. When handling combustible waste, it may sometimes be desirable to reduce the size of the individual waste particles, e.g. when torn up, so that the particles can be efficiently transported to the incinerator. The maximum particle size must be smaller than the inner diameter (ID) of the transport line to the process container and is limited by pneumatic feeding by the flow rate of the feed gas. Also, the particle size must be sufficiently small to substantially preclude migration to the bottom of the container 9 before combustion is complete.

For et potensielt kommersielt system som nå forsøkes realisert, er den begrensende faktor for partikkelstørrelsen innerdiameteren av transportledningen. Spesielt er den foretrukne, maksimale partikkeldimensjon for det ovennevnte- kommersielle system mindre enn ca. 51 mm. En eventuell ønsket reduksjon av partikkelstørrelsen kan utføres ved hjelp av en river som er anordnet inne i et magasin 6. Ved anbringelse av en river i magasinet 6 kan rivingen og på-fyllingen av magasinet gjennomføres samtidig med minimal arbeids-innsats og eksponering for radioaktivitet. Det er ønskelig at magasinet er tilstrekkelig stort til å inneholde minst én måneds tilførsel av revet avfall. Magasinet er fortrinnsvis stengt mot atmosfæren for å beskytte mot eventuell radioaktiv forurensing av omkringliggende områder. Noen typiske eksempler på radioaktive, brennbare avfallsmaterialer med lav radioaktivitet er beskyttelses-klær, hansker, filler, plastmateriale, pustefiltre av papir, tre og lignende. For a potential commercial system that is now being attempted, the limiting factor for the particle size is the inner diameter of the transport line. In particular, the preferred maximum particle size for the above-mentioned commercial system is less than approx. 51 mm. Any desired reduction of the particle size can be carried out with the help of a rake which is arranged inside a magazine 6. By placing a rake in the magazine 6, the demolishing and filling of the magazine can be carried out at the same time with minimal work effort and exposure to radioactivity. It is desirable that the magazine is sufficiently large to contain at least one month's supply of shredded waste. The magazine is preferably closed to the atmosphere to protect against possible radioactive contamination of surrounding areas. Some typical examples of radioactive, combustible waste materials with low radioactivity are protective clothing, gloves, rags, plastic material, breathing filters made of paper, wood and the like.

Det brennbare avfall kan føres til forbrennings- og kalsineringsovnen 9 via f.eks. en skruetransportør 31 og en ledning 32. Andre transportorganer kan naturligvis også anvendes. For å sikre seg mot risikoen for lekkasje av radioaktive forurensninger fra det radioaktive materiale i systemet, vil man holde beholderen 9 på et trykk som er lavere enn omgivelsestrykket, og la matningen finne sted til et parti av beholderen hvor trykket er lavere enn omgivelsestrykket. Et egnet trykk som prosessbéholderen"9.kan holdes på, er et undertrykk på 10-35 mm Hg og fortrinnsvis ca. 28 mm Hg. Hvis det er ønskelig, kan skruemateren dessuten omfatte en sirkulasjons-ventil (ikke vist), som anvendes for å skaffe en sikkert lufttett tetning når matningssystemet for brennbart materiale ikke anvendes. Riveren og magasinet 6 samt tilhørende matningsledninger er fortrinnsvis utført av karbonstål. The combustible waste can be taken to the incineration and calcination furnace 9 via e.g. a screw conveyor 31 and a line 32. Other transport means can of course also be used. In order to protect against the risk of leakage of radioactive contamination from the radioactive material in the system, one will keep the container 9 at a pressure that is lower than the ambient pressure, and let the feeding take place to a part of the container where the pressure is lower than the ambient pressure. A suitable pressure at which the process container "9" can be maintained is a negative pressure of 10-35 mm Hg and preferably about 28 mm Hg. If it is desired, the screw feeder can also comprise a circulation valve (not shown), which is used for to provide a secure airtight seal when the feed system for combustible material is not used.The grate and the magazine 6 as well as the associated feed lines are preferably made of carbon steel.

Strømningshastighetene for matningsstrømmene av avfall av-henger i første rekke av størrelsen, eller kapasiteten av beholderen 9. En for mange anvendelser egnet størrelse av beholderen 9 er en som tillater behandling av ca. 90-140 kg/h av brennbart, fast avfall. The flow rates for the feed streams of waste depend primarily on the size, or capacity, of the container 9. A suitable size of the container 9 for many applications is one that allows the treatment of approx. 90-140 kg/h of combustible solid waste.

Harpiks og slam føres inn og samles opp i beholderen 3 via en ledning 33. Typiske harpiks- og slamholdige matningsmaterialer omfatter kation- og anionvekslerharpikskorn, filterforbelegnings-materialer av pulverformet harpiks (f.eks. "Powdex") og filterfor-belegningsmaterialer som ikke inneholder harpiks (f.eks. "Solkafloe", diatoméjord og lignende), sammen med varierende mengder vann. Harpiksen og slammet føres gjennom en ledning 34 til en blande- og av-vanningstank 4. Fra tanken 4 føres materialet deretter til en ut-målingsinnretning og en pumpe 5, hvoretter det føres inn i beholderen 9 via en ledning 35. Resin and sludge are fed into and collected in the container 3 via a conduit 33. Typical resin and sludge feed materials include cation and anion exchange resin granules, powdered resin filter precoat materials (e.g., "Powdex"), and filter precoat materials that do not contain resin (e.g. "Solkafloe", diatomaceous earth and the like), together with varying amounts of water. The resin and sludge are fed through a line 34 to a mixing and dewatering tank 4. From the tank 4, the material is then fed to a metering device and a pump 5, after which it is fed into the container 9 via a line 35.

For mange anvendelser er det hensiktsmessig å dimensjonere beholderen 9 slik at den kan ta imot ca. 45-80 kg harpiks- og slam-avfall. I avvannings- og blandetanken 4 omrøres avfallet mekanisk, noe som bidrar til å hindre brodannelse, komprimering eller ved-heftning til tankens vegger. Etter avvanningen skal oppslemningen helst bare inneholde så meget vann som nødvendig for å opprettholde en pumpbar oppslemning. Typisk inneholder en innmatet bppslemning minst ca. 70 vektprosent og opptil ca. 80 vektprosent faststoffer. For many applications, it is appropriate to dimension the container 9 so that it can receive approx. 45-80 kg resin and sludge waste. In the dewatering and mixing tank 4, the waste is stirred mechanically, which helps to prevent bridging, compaction or adhesion to the walls of the tank. After dewatering, the slurry should preferably only contain as much water as is necessary to maintain a pumpable slurry. Typically, an infused bpp slurry contains at least approx. 70 percent by weight and up to approx. 80% by weight solids.

Vann som fås fra avvanningen, kan føres tilbake til oppslemning spumpesysternet som kompletteringsvann, eller det kan pumpes til lagringstanken 1 for flytende avfall via en ledning 36 ved hjelp av pumpen 5. Pumpen 5 kan være en mekanisk matningsinnretning méd direkte fortrengning som måler opp avfallet når dette føres inn i forbrenningsovnen. Om ønskelig kan systemet arbeide kontinuerlig, idet avvånning, måling og innføring er operasjoner som utføres samtidig . Videre kan matningshastigheten reguleres automatisk hvis det er ønskelig. Water obtained from the dewatering can be returned to the slurry pump system as make-up water, or it can be pumped to the storage tank 1 for liquid waste via a line 36 by means of the pump 5. The pump 5 can be a mechanical feeding device with direct displacement which measures the waste when this is fed into the incinerator. If desired, the system can work continuously, as dewatering, measurement and introduction are operations that are carried out simultaneously. Furthermore, the feed rate can be regulated automatically if desired.

Harpiksen og slammet føres inn i beholderen 9, hvor trykket er lavere enn atmosfæretrykket og vanligvis ligger ca. 0,07-0,14 atm under omgivelsestrykket. Utstyret til blanding og avvånning av harpiksen og slammet er fortrinnsvis utført av rustfritt stål. The resin and sludge are fed into the container 9, where the pressure is lower than atmospheric pressure and is usually approx. 0.07-0.14 atm below ambient pressure. The equipment for mixing and dewatering the resin and sludge is preferably made of stainless steel.

Flytende avfall føres inn i tanken 1 for flytende avfall via en ledning 37. For mange anvendelser kan det være hensiktsmessig å dimensjonere beholderen 9 slik at den kan ta imot ca. 135-230 l/h av det flytende avfall. Flytende avfall pumpes av en pumpe 2 fra tanken 1 gjennom en ledning 38 til beholderen 9. Det flytende avfall føres fortrinnsvis inn i beholderen 9 gjennom forstøvnings-dyser. Det flytende avfall har fortrinnsvis en temperatur som er tilstrekkelig til å holde faststoffene i oppløsning, nærmere bestemt bør temperaturen ligge over metningstemperaturen for det faste avfall ved den foreliggende konsentrasjon. Temperaturen ligger vanligvis på mellom 10°C og 93°C, avhengig av mengden og typen av faststoffer. Dette bevirker i det minste forsinket utfelling av opp-løste faststoffer fra avfallsstrømmen på dysene og ledningsutstyret og forebygger i sin tur etterfølgende tilstopping av prosessled-ninger, ventiler, munnstykker og lignende. Liquid waste is fed into the tank 1 for liquid waste via a line 37. For many applications, it may be appropriate to dimension the container 9 so that it can accommodate approx. 135-230 l/h of the liquid waste. Liquid waste is pumped by a pump 2 from the tank 1 through a line 38 to the container 9. The liquid waste is preferably fed into the container 9 through atomizing nozzles. The liquid waste preferably has a temperature which is sufficient to keep the solids in solution, more specifically the temperature should be above the saturation temperature for the solid waste at the present concentration. The temperature is usually between 10°C and 93°C, depending on the amount and type of solids. This causes at least delayed precipitation of dissolved solids from the waste stream on the nozzles and line equipment and in turn prevents subsequent clogging of process lines, valves, nozzles and the like.

Typiske flytende avfall kan inneholde ca. 50-90% vann sammen med slike oppløselige materialer som natriumsulfat, ammoniumsulfat, natriumklorid, borsyre og lignende. Noen typiske flytende avfalls stoffer er kokendevannreaktor-avfall fra en fordamper med tvungen sirkulasjon som inneholder ca. 75% vann, ca. 22,9% natriumsulfat, Typical liquid waste can contain approx. 50-90% water together with such soluble materials as sodium sulphate, ammonium sulphate, sodium chloride, boric acid and the like. Some typical liquid waste substances are boiling water reactor waste from a forced circulation evaporator containing approx. 75% water, approx. 22.9% sodium sulfate,

ca. 2% natriumklorid og 0,1% forskjellige bestanddeler, trykkvanns-reaktor-avfall fra en fordamper med tvungen sirkulasjon som inneholder ca. 73,4% vann, ca. 14,9%natriumsulfat, ca. 9,6% ammoniumsulfat, ca. 2% natriumklorid og ca. 0,1% forskjellige bestanddeler, og borsyreavfall fra en fordamper med tvungen sirkulasjon som inneholder ca. 87,9% vann, ca. 12%borsyre og resten forskjellige bestanddeler. De angitte prosenttall gjelder vekt<p>rosent. about. 2% sodium chloride and 0.1% miscellaneous constituents, pressurized water reactor waste from a forced circulation evaporator containing approx. 73.4% water, approx. 14.9% sodium sulfate, approx. 9.6% ammonium sulfate, approx. 2% sodium chloride and approx. 0.1% various components, and boric acid waste from a forced circulation evaporator containing approx. 87.9% water, approx. 12% boric acid and the rest different components. The specified percentages apply by weight.

Da forskjellige avfallstyper krever forskjellige behandlings-temperaturer avhengig av om der kreves kalsinering eller forbrenning, føres naturligvis bare én strøm om gangen inn i beholderen 9 for behandling i denne. Når en av strømmene således føres inn i karet 9, stenges de andre to strømmer. As different types of waste require different treatment temperatures depending on whether calcination or incineration is required, naturally only one stream at a time is fed into the container 9 for treatment therein. When one of the streams is thus fed into the vessel 9, the other two streams are closed.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det mulig å anvende samme beholder både for kalsinering og forbrenning avhengig av temperaturforholdene i beholderen. Dette oppnås ved som materiale i det fluidiserte skikt å anvende et materiale som er motstandsdyktig mot oksydasjon, agglomerering og angrep fra kjemikalier som syrer og baser ved temperaturer på opptil minst ca. 1000°C. Anvend-elsen av et slikt inert materiale eliminerer problemer som foreligger i tidligere kjente fluidiseringsskikt-forbrenningsovner, som krever en nøye styring av systemet for å sikre riktig drift. Dette skyldtes det faktum at de ovennevnte omtalte forhold med hensyn til økning av partikkelstørrelsen måtte beherskes. Skiktmaterialer som ikke har de ovennevnte egenskaper, f.eks. kvarts, har ikke med hell kunnet anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. According to the present invention, it is possible to use the same container both for calcination and combustion depending on the temperature conditions in the container. This is achieved by using as material in the fluidized layer a material that is resistant to oxidation, agglomeration and attack from chemicals such as acids and bases at temperatures of up to at least approx. 1000°C. The use of such an inert material eliminates problems present in previously known fluidized bed incinerators, which require careful control of the system to ensure proper operation. This was due to the fact that the above discussed conditions with regard to increase in particle size had to be controlled. Layer materials that do not have the above-mentioned properties, e.g. quartz, has not been successfully used in the method according to the invention.

De foretrukne inerte skiktmaterialer har følgende egenskaper: The preferred inert layer materials have the following properties:

Eksempler på skiktmaterialer som kan oppvise alle de ovennevnte egenskaper, er krysolitt, olivin, kyanit, korund og aluminiumoksyd. Examples of layer materials that can exhibit all the above-mentioned properties are chrysolite, olivine, kyanite, corundum and aluminum oxide.

De mest foretrukne inerte skiktmaterialer er de magnesium/jern-silikater som er kjent som olivin eller krysolitt. Et typisk olivinmateriale som egner seg som fluidiseringsskiktmateriale ifølge den foreliggende oppfinnelse, har følgende kjemiske og fysiske egenskaper: The most preferred inert layer materials are the magnesium/iron silicates known as olivine or chrysolite. A typical olivine material that is suitable as a fluidization layer material according to the present invention has the following chemical and physical properties:

Kjemisk sammensetning Mineralogisk analyse Chemical composition Mineralogical analysis

Andre egenskaper Other properties

Konstant utvidelseskoeffisient Constant coefficient of expansion

Høy varmeabsorpsjon High heat absorption

Høy varmeledningsevne ved lave temperaturer Seige, varige korn High thermal conductivity at low temperatures Tough, durable grains

Silikosefri Silicosis-free

Isolator ved høye temperaturer Insulator at high temperatures

Den maksimale temperatur som anvendes i kalsineringsprosessen, er i første rekke begrenset av smeltepunktet av det innmatede, faste materiale. Maksimumstemperaturen for forbrenning bestemmes i første rekke av økonomiske og praktiske overveielser med hensyn til styrken av konstruksjonsmaterialet i beholderen 9. Skiktmaterialet holdes vanligvis på en temperatur mellom ca. 350°C og 550°C og fortrinnsvis på ca. 400°C for kalsinering, mellom ca. 800 og ca. 1000°C og fortrinnsvis på ca. 800°C for forbrenningsbehandling av harpiks og slam og mellom ca. 900 og ca. 1200°C og fortrinnsvis på ca. 1000°C for behandling av komprimerbart fast materiale. The maximum temperature used in the calcination process is primarily limited by the melting point of the solid material fed in. The maximum temperature for combustion is determined primarily by economic and practical considerations with regard to the strength of the construction material in the container 9. The layer material is usually kept at a temperature between approx. 350°C and 550°C and preferably at approx. 400°C for calcination, between approx. 800 and approx. 1000°C and preferably at approx. 800°C for combustion treatment of resin and sludge and between approx. 900 and approx. 1200°C and preferably at approx. 1000°C for treatment of compressible solid material.

Ved hjelp av en vifte 7 blåses en gass, f.eks. luft, inn i bunnen av beholderen 9 gjennom en ledning 38 for å holde skiktet i fluidisert tilstand og i riktig høyde. Når der anvendes luft, til-fører gassen også det oksygen som er nødvendig for forbrenningen. Hvis det er ønskelig, kan dessuten ytterligere luft blåses inn over skiktet gjennom en ledning 32 for å sikre fullstendig forbrenning. By means of a fan 7, a gas is blown, e.g. air, into the bottom of the container 9 through a line 38 to keep the layer in a fluidized state and at the correct height. When air is used, the gas also supplies the oxygen necessary for combustion. If desired, additional air can also be blown in over the layer through a line 32 to ensure complete combustion.

I lys av forholdet mellom høyden av beholderen 9 og strømnings-hastigheten av det behandlede materiale forblir materialet over skiktet tilstrekkelig lenge til at en eventuell etterbrenning som måtte være nødvendig for forbrenningen, finner sted før det med-førte partikkelformede materiale føres ut i tørrsyklonen. Dette eliminerer behovet for en etterbrenner. En samlet høyde av beholderen på ca. 4,5 m er egnet for behandling av de ovenfor angitte materialmengder. Den statiske skikthøyde for behandling av de materialmengder som er angitt ovenfor, kan være på mellom ca. 0,46 og ca. 0,91 m. Naturligvis kan skikthøyden og/eller høyden av beholderenøkes forholdsvis avhengig av den virkelige materialmengde som skal behandles. In light of the relationship between the height of the container 9 and the flow rate of the treated material, the material remains above the layer long enough for any afterburning that may be necessary for the combustion to take place before the entrained particulate material is discharged into the dry cyclone. This eliminates the need for an afterburner. A total height of the container of approx. 4.5 m is suitable for processing the quantities of material specified above. The static layer height for processing the quantities of material stated above can be between approx. 0.46 and approx. 0.91 m. Naturally, the layer height and/or the height of the container can be increased relatively depending on the actual amount of material to be processed.

Varmen for kalsineringen eller forbrenningen og for forvarming av skiktet skaffes ved forbrenning i skiktet av et flytende hydro-karbonbrensel i en brenner (ikke vist). Forbrenning i skiktet skaf- .: fer den nødvendige varmeoverføring. En pumpe 8 pumper brenselet inn i brenneren gjennom en ledning 40. Forbrennings- og kalsineringsovnen er fortrinnsvis utført av "Inconel" eller alternativt titan; The heat for the calcination or combustion and for preheating the layer is obtained by burning in the layer a liquid hydrocarbon fuel in a burner (not shown). Combustion in the layer provides the necessary heat transfer. A pump 8 pumps the fuel into the burner through a line 40. The combustion and calcination furnace is preferably made of "Inconel" or alternatively titanium;

"Hastelloy" eller stål med en ildfast eller keramisk foVing. En gasstrøm forlater beholderen 9 gjennom en ledning 41 og føres til "Hastelloy" or steel with a refractory or ceramic lining. A gas stream leaves the container 9 through a line 41 and is led to

en tørrsyklon 10. a dry cyclone 10.

Den nedenstående tabell angir noen tilnærmede typiske driftsbetingelser for de forskjellige arbeidsmåter av en tørrsyklon 10 med de angitte dimensjoner. The table below indicates some approximate typical operating conditions for the different working modes of a dry cyclone 10 with the specified dimensions.

Kalsinering av flytende avfall Forbrenning av harpiks/ filter- slam Calcination of liquid waste Incineration of resin/ filter sludge

Forbrenning av komprimerbart avfall Incineration of compressible waste

De bestemmende dimensjoner på tørrsyklonen er dimensjonene av innløpsledningen som fastlegger innløpshastigheten, og innløpsdia-meteren; som fastlegger de strømningshastigheter og dermed sentri-fugalkrefter som utvikles i tørrsyklonen. Tørrsyklonen er innrettet til å fjerne eventuelt fast materiale i gasstrømmen og fjerner fortrinnsvis minst ca. 82% av de faste stoffer i gassen. Gassen kommer inn i syklonen på siden nær den øvre ende av syklonen for å skaffe en sirkulær hvirvelbevegelse. De faste partikler som avskilles fra gasstrømmen, vandrer ned mot bunnen av tørrsyklonen og fjernes fra denne gjennom en ledning 42 som fører til en beholder 11 som man kan kvitte seg med. De faste partikler agglomereres deretter på vanlig måte for etterfølgende deponering, f.eks. ved ned-graving. Minst ca. 82% av radioaktiviteten fra det faste partikkelformede materiale fjernes fra tørrsyklonen sammen med minst ca. The determining dimensions of the dry cyclone are the dimensions of the inlet line, which determine the inlet velocity, and the inlet diameter; which determines the flow rates and thus the centrifugal forces that develop in the dry cyclone. The dry cyclone is designed to remove any solid material in the gas stream and preferably removes at least approx. 82% of the solids in the gas. The gas enters the cyclone on the side near the upper end of the cyclone to provide a circular vortex motion. The solid particles that are separated from the gas flow migrate down towards the bottom of the dry cyclone and are removed from this through a line 42 which leads to a container 11 which can be disposed of. The solid particles are then agglomerated in the usual way for subsequent deposition, e.g. by digging down. At least approx. 82% of the radioactivity from the solid particulate material is removed from the dry cyclone together with at least approx.

17% av radioaktive halogener. 17% of radioactive halogens.

I tørrsyklonen forårsaker luftens hvirvlende bevegelse en sen-trifugalkraft som virker på de faste partikler, slik at de vandrer mot veggen. Lufthastigheten er mindre nær veggen som følge av grenseskiktet, slik at partiklene glir nedover langs veggen til de når partikkelutløpet 42. Gasstrømmen forlater syklonen 10 fra dennes øvre sentrale parti via en ledning 43 og føres til en kjøle-tank 12. Tørrsyklonen kan være utført av det samme materiale som forbrennings- og kalsineringsovnen. In the dry cyclone, the swirling motion of the air causes a late-trifugal force which acts on the solid particles, so that they migrate towards the wall. The air velocity is less close to the wall due to the boundary layer, so that the particles slide down along the wall until they reach the particle outlet 42. The gas flow leaves the cyclone 10 from its upper central part via a line 43 and is led to a cooling tank 12. The dry cyclone can be made of the same material as the incinerator and calciner.

I kjøletanken 12 kjøles gasstrømmen til en temperatur på ca. 70°C ved hjelp av en væskedusj som føres inn i kjøletanken gjennom en ledning 44 og forstøvningsdyser (ikke vist). I kjøletanken 12 skapes der en turbulent gassbevegelse som forårsaker intim berøring mellom gassen og væskestrømmene. Dette medfører både kjøling av gasstrømmen og fukting av mesteparten av de gjenværende faste partikler i gasstrømmen. De største væskedråper faller til bunnen av kjøletanken 12 og føres tilbake til en vaskeoppløsningstank 21 via en ledning 45 og tar herunder med seg fuktede, faste partikler. Mindre væskedråper føres ut av kjøletanken 12 sammen med gass-strømmen via en ledning 47. Kjøletanken og vaskeoppløsningstanken er fortrinnsvis fremstilt av rustfritt stål av 300-serien eller av "Inconel", "Hastelloy" eller stål fSret med glass eller teflon. In the cooling tank 12, the gas stream is cooled to a temperature of approx. 70°C by means of a liquid shower which is fed into the cooling tank through a line 44 and atomizing nozzles (not shown). In the cooling tank 12, a turbulent gas movement is created which causes intimate contact between the gas and the liquid streams. This entails both cooling of the gas stream and wetting of most of the remaining solid particles in the gas stream. The largest liquid drops fall to the bottom of the cooling tank 12 and are led back to a washing solution tank 21 via a line 45, taking with them moistened, solid particles. Smaller liquid droplets are led out of the cooling tank 12 together with the gas stream via a line 47. The cooling tank and washing solution tank are preferably made of stainless steel of the 300 series or of "Inconel", "Hastelloy" or steel lined with glass or Teflon.

De væskeformede partikler blandes med vann i vaskeoppløsnings-tanken 21 og fortrinnsvis med et halogen-"getter" (dvs. et materiale til oppfanging av halogener). Noen eksempler på gettermaterialer for jod er resorcinol, natriumtiosulfat, natriumsulfat, syklo-heksylamin, kaliumferrocyanid, kaliumkarbonat og kaliumhydroksyd.. Halogengettere og eventuelle pH-regulerende materialer kan til-føres vaskeoppløsningstanken gjennom en ledning 46, vanligvis som en vannoppløsning. Mengden av halogengetter som anvendes, er vanligvis fra ca. 10 til ca. 100 ppm i vaskeoppløsningen. The liquid particles are mixed with water in the washing solution tank 21 and preferably with a halogen "getter" (ie a material for capturing halogens). Some examples of getter materials for iodine are resorcinol, sodium thiosulfate, sodium sulfate, cyclohexylamine, potassium ferrocyanide, potassium carbonate and potassium hydroxide. Halogen getters and any pH regulating materials can be supplied to the wash solution tank through line 46, usually as an aqueous solution. The amount of halogens used is usually from approx. 10 to approx. 100 ppm in the washing solution.

Gasstrømmen forlater kjøletanken gjennom ledningen 47 og føres til en venturivasker 13. Vaskeoppløsningen sprøytes inn i gass-strømmen gjennom en ledning 48 ved venturivaskerens hals. I venturivaskeren 13 er detønskelig å oppnå metning og medriving av vann for å lette fuktingen av de partikler som ikke er fuktet i kjøletanken 12. Den gasstrøm som forlater beholderen 9, inneholder en god del vanndamp i størrelsesorden 9-17%. Når gasstrømmen passerer gjennom kjøletanken 12, oppnås dessuten vanndamp i tillegg til medrevet vann. Ved venturivaskeren 13 er gasstrømmen hovedsakelig mettet med vanndamp. Metning sikres ved innsprøyting av ytterligere vaskeoppløsning gjennom ledningen 48 inn i gasstrømmen når denne passerer gjennom halsen i venturivaskeren 13. Når gass-strømmen passerer gjennom venturihalsen, faller trykket, noe som i sin tur medfører en økning i mengden av fuktighet i dampform som gassen kan inneholde. Der finner således sted fordampning. Når gasstrømmen kommer inn i det divergerende parti av venturivaskeren, avtar hastigheten og øker trykket, noe som fører til kondensasjon av vanndamp. Denne kondensasjon medfører i sin tur at de foreliggende dråper blir større, samtidig som der dannes nye dråper på de ikke fuktede partikler som tjener som kondensasjonskjerner. The gas stream leaves the cooling tank through line 47 and is led to a venturi washer 13. The washing solution is injected into the gas stream through a line 48 at the neck of the venturi washer. In the venturi washer 13, it is desirable to achieve saturation and entrainment of water to facilitate the wetting of the particles that are not wetted in the cooling tank 12. The gas stream leaving the container 9 contains a good amount of water vapor in the order of 9-17%. When the gas flow passes through the cooling tank 12, water vapor is also obtained in addition to entrained water. At the venturi washer 13, the gas flow is mainly saturated with water vapour. Saturation is ensured by injecting additional washing solution through line 48 into the gas flow as it passes through the throat of the venturi washer 13. When the gas flow passes through the venturi throat, the pressure drops, which in turn causes an increase in the amount of moisture in vapor form that the gas can contain. Evaporation thus takes place. As the gas stream enters the divergent part of the venturi scrubber, the velocity decreases and the pressure increases, leading to condensation of water vapor. This condensation in turn causes the existing droplets to become larger, at the same time that new droplets are formed on the non-moistened particles that serve as condensation nuclei.

Som det vil ses, er hovedformålet med kjøletanken og venturivaskeren å kjøle avgassen for å fukte så mange av de faste partikler som mulig for å lette fjerning av disse. Det er lettere å fjerne en væskedråpe enn å fjerne en betydelig mindre fast partikkel. Enten væskepartiklene er sammensatt av oppløselig materiale som er gått i oppløsning i dråpen, eller de består av uoppløselig materiale som foreligger i form av vætet fast materiale inne i dråpen, blir de deretter fjernet. I begge tilfeller forflyttes den faste partikkel med væskedråpen. Venturivaskeren kan være utført av samme materiale som kjøletanken. Den følgende tabell viser noen typiske prosessparametre for en kjøletank og en venturivasker med de eksempelvise dimensjoner som er angitt nedenfor. As will be seen, the main purpose of the cooling tank and venturi scrubber is to cool the exhaust gas to moisten as many of the solid particles as possible to facilitate their removal. It is easier to remove a drop of liquid than to remove a significantly smaller solid particle. Whether the liquid particles are composed of soluble material that has dissolved in the drop, or they consist of insoluble material that exists in the form of wetted solid material inside the drop, they are then removed. In both cases, the solid particle is moved with the liquid droplet. The venturi washer can be made of the same material as the cooling tank. The following table shows some typical process parameters for a cooling tank and a venturi washer with the exemplary dimensions indicated below.

En gasstrøm inneholdende væskepartikler fjernes fra venturivaskeren via en ledning 49 og føres inn i en våtsyklon 14 nær dennes øvre ende. I våtsyklonen 14 renner væske nedover langs syklonens side til et avløp i bunnen. Væsken fjernes deretter fra syklonen gjennom en ledning 15 og føres til væskeoppløsningstanken 21. A gas stream containing liquid particles is removed from the venturi washer via a line 49 and fed into a wet cyclone 14 near its upper end. In the wet cyclone 14, liquid flows down the side of the cyclone to a drain at the bottom. The liquid is then removed from the cyclone through a line 15 and led to the liquid dissolution tank 21.

Typiske driftsparametre for syklonen 14 omfatter et tempera-turområde på ca. 45-65°C, et innløpstrykk på ca. 0,82 atm, et Ap på ca. 0,034 atm og en gasstrømning på ca. 0,189-0,354 m 3/s. Typical operating parameters for the cyclone 14 include a temperature range of approx. 45-65°C, an inlet pressure of approx. 0.82 atm, an Ap of approx. 0.034 atm and a gas flow of approx. 0.189-0.354 m 3/s.

En gasstrøm tas deretter ut fra toppen av våtsyklonen 14 via A gas stream is then taken out from the top of the wet cyclone 14 via

en ledning 51 og føres til en kondensator 15 for avkjøling av gass-strømmen. Kondensatoren kan om ønskelig være en varmeveksler av mantel- og rørtypen. I kondensatoren øker størrelsen av væskepartiklene til et punkt hvor en betydelig del av vannet i gasstrømmen føres bort ved innvirkning av tyngde eller bevegelsesmengde. I en mekanisme for fjerning av dråpene ved tyngdekraft er disse så store at de faller til bunnen av beholderen. I en mekanisme for fjerning av dråpene som følge av bevegelsesmengde er dråpene derimot ikke tilstrekkelig store til å falle ut av avgasstrømmen, men de er store nok til at de/når gassen plutselig endrer retning, vil slå an mot en vegg eller annet fast materiale som har bevirket retningsendringen. a line 51 and is led to a condenser 15 for cooling the gas stream. If desired, the condenser can be a shell and tube type heat exchanger. In the condenser, the size of the liquid particles increases to a point where a significant part of the water in the gas stream is carried away by the impact of gravity or momentum. In a mechanism for removing the droplets by gravity, these are so large that they fall to the bottom of the container. In a mechanism for removing the droplets as a result of momentum, the droplets, on the other hand, are not large enough to fall out of the exhaust gas flow, but they are large enough that they/when the gas suddenly changes direction, will hit a wall or other solid material which has caused the change in direction.

Typiske driftsparametre for kondensatoren 15 omfatter en gass-strømningsmengde på ca. 0,189-0,378 m /s, en kjølevæskemengde på ca. 18,9-75,7 l/min, en innløpstemperatur på ca. 45-65°C, en AT på ca. 10-30°C, et innløpstrykk på ca. 0,783 atm og et Ap på ca. 0,136 atm. Typical operating parameters for the condenser 15 include a gas flow rate of approx. 0.189-0.378 m /s, a coolant quantity of approx. 18.9-75.7 l/min, an inlet temperature of approx. 45-65°C, an AT of approx. 10-30°C, an inlet pressure of approx. 0.783 atm and an Ap of approx. 0.136 atm.

Gasstrømmen og væskedråpene forlater kondensatoren ved hjelp The gas stream and the liquid droplets leave the condenser using

av en ledning 52 og føres til en duggfjerner 16. Duggfjerneren bevirker fjerning av væskepartiklene ved utnyttelse av bevegelses-mengden. Gass føres gjennom et filter av vevde fibre som får gassen by a line 52 and is led to a mist remover 16. The mist remover causes the liquid particles to be removed by utilizing the amount of movement. Gas is passed through a filter of woven fibers that receives the gas

til å utføre raske og hyppige retningsendringer. Da væskedråpene er altfor store til å vende like hurtig som gasspartiklene, vil de imidlertid kollidere med filterfibrene. Væskedråpene renner deretter ned langs fibrene til veggen av duggfjerneren 16 og derfra til avløpet og en ledning 53 som fører væskedråpene tilbake til vasketanken 21. to perform rapid and frequent changes of direction. As the liquid droplets are far too large to turn as quickly as the gas particles, they will however collide with the filter fibres. The liquid droplets then flow down along the fibers to the wall of the mist remover 16 and from there to the drain and a line 53 which leads the liquid droplets back to the washing tank 21.

Gasstrømmen forlater duggfjerneren 16 ved dennes topp via en ledning 54 og førestil en oppvarmingsinnretning 55 som varmer opp gasstrømmen t^ l en temperatur på ca. 40-55°C. Oppvarmingsinnretningen anvendes for å styre den relative fuktighet av gasstrømmen for å beskytte et HEPA-filter 17 mot tilstopning som følge av over-belastningav) fuktighet. Gasstrømmen føres fra oppvarmingsinnretningen gjennom en ledning 56 til HEPA-f ilteret, hvor de faste partikler fanges opp som ikke er fuktet eller som er dannet når de dråper som ikke er fjernet i duggfjerneren, fordampes i oppvarmingsinnretning en . Filteret består av et medium med meget små porer og partrklené^f jernes ved kollisjon. The gas flow leaves the mist remover 16 at its top via a line 54 and before a heating device 55 which heats the gas flow to a temperature of approx. 40-55°C. The heating device is used to control the relative humidity of the gas flow in order to protect a HEPA filter 17 against clogging as a result of an overload of humidity. The gas flow is led from the heating device through a line 56 to the HEPA filter, where the solid particles that are not wetted or that are formed when the droplets that have not been removed in the mist remover are evaporated in the heating device are captured. The filter consists of a medium with very small pores and particles are ironed by collision.

Gasstrømmen forlater HEPA-filteret gjennom en ledning 57 og kommer inn i en halogenabsorpsjonsenhet 18 som fjerner halogen ved absorpsjon. Halogenatomene fastholdes på materialets overflate ved kjemisk binding til absorpsjonsmiddelet og brytes ned til et stabilt atom. F.eks. brytes radioaktivt jod ned til stabilt xenon. Eksempler på absorpsjonsmidler omfatter aktivert trekull og sølvimpregnerte faste stoffer så som sølvsilikater og sølvzeolitter. The gas stream leaves the HEPA filter through a conduit 57 and enters a halogen absorption unit 18 which removes halogen by absorption. The halogen atoms are retained on the material's surface by chemical bonding to the absorbent and break down into a stable atom. E.g. radioactive iodine breaks down to stable xenon. Examples of absorbents include activated charcoal and silver-impregnated solids such as silver silicates and silver zeolites.

Temperaturen og mengden av gasstrømmen gjennom HEPA-filteret og jodabsorpsjonsenheten er på mellom ca. 40 og 55°C, resp. ca. 0,165-0,260 m 3 /s. Etter jodabsorpsjonsenheten føres gasstrømmen gj.ennom en ledning 58 til et annet HEPA-filter 19. Kombinasjoner av de to HEPA-filtre 17 og 19 og jodabsorpsjonsenheten 18 er tilgjengelige i handelen og behøver ikke å beskrives nærmere i den foreliggende beskrivelse. The temperature and quantity of the gas flow through the HEPA filter and the iodine absorption unit is between approx. 40 and 55°C, resp. about. 0.165-0.260 m 3 /s. After the iodine absorption unit, the gas flow is passed through a line 58 to another HEPA filter 19. Combinations of the two HEPA filters 17 and 19 and the iodine absorption unit 18 are commercially available and need not be described in more detail in the present description.

Den gasstrøm som forlater HEPA-filteret gjennom en ledning 59, er tilstrekkelig renset til at eventuelle mengder av radioaktivt materiale som kan foreligge i gassen, ligger betydelig under de tillatte nivåer som er angitt i tillatelsen til drift av anlegget, og de kan derfor slippes ut til atmosfæren via en pumpe 20 og en ledning 60. The gas stream that leaves the HEPA filter through a conduit 59 is sufficiently purified that any amounts of radioactive material that may be present in the gas are significantly below the permitted levels specified in the facility's operating permit, and they can therefore be discharged to the atmosphere via a pump 20 and a line 60.

Som drøftet ovenfor, kan et halogengetter føres inn i vaske-oppløsningstanken 21 via ledningen 46 for å holde halogenene i ione-form i oppløsning for nedbrytning til en stabil, ikke radioaktiv datternuklide. Vaskeoppløsningen fjernes fra vasketanken via en ledning 61 og en pumpe 23. Dessuten kan en sil 22 til fjerning av faste partikler innlemmes i ledningen 41 mellom vasketanken 21 og pumpen 23. Vaskevæske blir deretter matet til en varmeveksler 24 hvor den avkjøles tilstrekkelig til at en del av vaskevæsken kan resirkuleres som sprøytevæske til kjøletanken 12 og venturivaskeren 13 via en ledning 62. Den gjenstående vasketankvæske kan deretter føres tilbake til tanken 1 for flytende avfall via en ledning 63. Temperaturen nedenfor vaskekjøleren ligger typisk på ca. 30°C. En typisk strømningsmengde av vaskeoppløsningen til kjøletanken og venturivaskeren er ca. 56,8 l/min, og strømningsmengden av vaske-oppløsning som resirkuleres til vaskeoppløsningstanken, er ca. 37,9 l/min. As discussed above, a halogen getter can be introduced into the wash solution tank 21 via line 46 to keep the halogens in ionic form in solution for degradation to a stable, non-radioactive daughter nuclide. The washing solution is removed from the washing tank via a line 61 and a pump 23. In addition, a strainer 22 for removing solid particles can be incorporated in the line 41 between the washing tank 21 and the pump 23. Washing liquid is then fed to a heat exchanger 24 where it is cooled sufficiently so that a part of the washing liquid can be recycled as spray liquid to the cooling tank 12 and the venturi washer 13 via a line 62. The remaining washing tank liquid can then be returned to the tank 1 for liquid waste via a line 63. The temperature below the washing cooler is typically approx. 30°C. A typical flow rate of the washing solution to the cooling tank and the venturi washer is approx. 56.8 l/min, and the flow rate of wash solution recycled to the wash solution tank is approx. 37.9 l/min.

Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å redusere volumet av tørre, komprimerte faste stoffer med en faktor på minst 80, brukte harpikser med en faktor på minst 18, konsentrert væske med en faktor på minst 8 og filterslam med en faktor på minst 5. The present invention makes it possible to reduce the volume of dry compacted solids by a factor of at least 80, spent resins by a factor of at least 18, concentrated liquid by a factor of at least 8 and filter sludge by a factor of at least 5.

Claims

1. Method for treating waste, characterized by A) that an incineration and calcination furnace is arranged with a fluidized layer of a material that is resistant to oxidation, agglomeration and chemical attack up to at least approx. 1000°C, B) that conditions are provided that provide combustion in the incinerator and calciner, C) that the waste is fed into the fluidized bed part of the incinerator and calciner, D) that fuel and oxygen-containing gas are supplied to the incinerator and calciner to maintain combustion conditions in this, E) that gas is fed into the fluidizing bed part of the furnace at a sufficient speed to keep the bed particles in a fluidized state, F) that the waste is incinerated or calcined, G) that a gas stream is led out of the combustion and calcining furnace to a dry cyclone where particles are separated from the gas stream, H) that solid particles are removed from the dry cyclone and taken to a storage container, I) that a gas stream is taken out of the cyclone and supplied to a cooling tank, J) that a liquid is introduced into the cooling tank for cooling and moistening of particles in the gas stream, K ) that liquid particles are removed from the cooling tank and supplied to a liquid dissolution tank, L) that a gas stream is removed from the cooling tank and fed to a venturi washers, M) that liquid is fed into the venturi washer to moisten the particles remaining in the gas and cause condensation of water vapor, N) that a gas stream and moistened particles are taken out of the venturi washer and fed to a wet cyclone,

0) that liquid particles are taken out of the wet cyclone and taken to a washing solution tank, P) that a gas stream is taken out of the wet cyclone and taken to a condenser for condensation of liquid vapour, Q) that a gas stream and condensed liquid particles are taken out of the condenser and taken to a demister, R) that liquid particles are removed from the demister and fed to a washing solution tank, S) that a gas stream is taken out of the demister and fed to a heating device for increasing the temperature of the gas stream for evaporation of remaining liquid droplets, and T) that the gas stream from the heating device is fed through a filter to remove remaining solid particles and through an absorption unit to remove halogen gases from the gas stream.

2. Procedure as stated in claim 1, characterized in that the waste is radioactive.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the layer material is olivine.

4. Method as stated in claim 3, characterized in that the olivine's particle size is approx. 0.5-1.5 mm.

5. Method as stated in claim 1, characterized in that the calcination is carried out at approx. 400°C.

6. Method as stated in claim 1, characterized in that the combustion is carried out at approx. 1000°C.

7. Method as stated in claim 1, characterized in that the liquid supplied to the cooling tank comes from the washing solution tank.

8. Method as stated in claim 1, characterized in that the liquid supplied to the venturi washer comes from the washing solution tank.

9. Method as stated in claim 1, characterized in that the layer material has the following properties:

10. Method as stated in claim 9, characterized in that the layer material is selected from among chrysolite, olivine, corundum, aluminum oxide and mixtures thereof.