CH615777A5

CH615777A5 - Process for disposing of radioactive plastic wastes and device therefor

Info

Publication number: CH615777A5
Application number: CH352676A
Authority: CH
Inventors: Anwer Puthawala; Lutz Hoffmann; Hermann Emmert; Werner Dr Hild; Hans-Erich John; Wolfgang Kluger
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1975-07-15
Filing date: 1976-03-22
Publication date: 1980-02-15
Also published as: FI61364B; JPS6121998U; BR7604603A; FI761986A; BE844067A; FI61364C; SE7606556L; FR2318487B1; JPS5213100A; DE2531584A1; FR2318487A1; ES449844A1; SE410668B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beseitigen von « strahlenden Kunststoffabfällen, 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 die- so nen. The invention relates to a process for the removal of "radiating plastic waste, in particular radioactive contaminated ion exchange filter materials, which are obtained in a mixture with water and are dried before they are embedded in a bituminous solidifying substance and filled together with this in containers which are used for final storage. so.

Die bisher bekannten Verfahren (vergi, die deutschen Offenlegungsschriften 14 64 476,14 64 859,2165 510 und die deutschen Auslegeschriften 1589 839,1 614 071) arbeiten zum grossen Teil bei relativ hohen Temperaturen. Dies liegt einmal 55 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 Ein-schluss der einzubettenden strahlenden Kunststoffabfälle zu erreichen. Dieser dichte Einschluss ist deswegen notwendig, 60 weil die Gefahr des Auslaugens bei einem Wassereinbruch in der Endlagerstätte vermieden werden soll. The previously known methods (vergi, German Offenlegungsschriften 14 64 476.14 64 859.2165 510 and German designation 1589 839.1 614 071) largely work at relatively high temperatures. This is because the bitumen should be kept as light as possible. On the other hand, one wants to dry the mixture with the bitumen in order to ensure that the radiant plastic waste to be embedded is sealed. This tight containment is necessary, 60 because the risk of leaching should be avoided in the event of a water ingress in the final deposit.

Nun sind aber hohe Temperaturen und die Notwendigkeit des Tocknens in mehreren Arbeitsgängen unökonomisch; sie können darüber hinaus auch aus Gründen chemischer 65 Now, however, high temperatures and the need to dry in several steps are uneconomical; they can also be used for chemical reasons

Umwandlungen unerwünschte Folgen haben. Conversions have undesirable consequences.

Die Erfindung sucht ein Verfahren zum Beseitigen von strahlenden Kunststoffabfällen, das die Gefahr chemischer The invention seeks a method for eliminating radiant plastic waste that eliminates the risk of chemical

Umwandlungen beim Einbetten vermeidet. 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. Avoiding conversions when embedding. At the same time, the outlay on equipment should be kept low, since the costs that the operator of a nuclear power plant is willing to spend on such tasks are only very low.

Gemäss der Erfindung erfolgt die Beseitigung so, dass die Kunststoffabfälle in einem eigenen Trocknungsbehälter vorzugsweise durch Warmluft praktisch vollständig getrocknet werden, dass die trocknen Kunststoffabfälle über eine Dosiervorrichtung in einen mit dem Bitumen beschickbaren Kneter eingegeben werden und dass Bitumen und Kunststoffabfälle bei Temperaturen von 120 °C oder weniger gemischt und in den Behälter eingefüllt werden. According to the invention, the removal is carried out 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 fed with the bitumen via a metering device, and that bitumen and plastic waste are at temperatures of 120 ° C or less mixed and filled into the container.

Die Trocknung der Kunststoffabfälle 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 carried out in a single place. This location can advantageously also be a collecting container because the quantities of synthetic resins, in particular from ion exchange filters, which are produced in a nuclear power plant are relatively small. The drying can also take place over a long period of time, so that the energy consumption is low. Above all, in contrast to the previously common simultaneous drying and binding at higher temperatures, the following disadvantages are avoided:

Durch chemische Umwandlung wurden die Harze zersetzt und dabei Gase (zum Beispiel Amine) freigesetzt. The resins were decomposed by chemical conversion and gases (for example amines) were released.

Diese Gase stellten eine erhöhte Umweltbelastung dar, da sie penetrant riechen und explosiv sind. These gases represent an increased environmental impact because they smell penetrative 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, which was produced at a higher temperature, foamed strongly due to the gas formation, safe filling was impaired

Die Dosierung von feuchten Harzen war wegen der Klumpenbildung sehr schwierig und nicht betriebssicher. The dosing of moist resins was very difficult because of the lump formation and was not reliable.

Zu einem geeigneten Zeitpunkt können die rieselfähig getrockneten Kunststoffabfälle 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 Kunststoffabfälle mitbenutzt. Es kann aber auch ein besonderer Kneter vorgesehen werden. At a suitable time, the free-flowing, dried plastic waste can be fed into the kneader via a metering device. Such a kneader is usually already present in cooling water treatment plants, for example for concentrate treatment. It is temporarily used in the invention for the removal of plastic waste. However, a special kneader can also be provided.

Die Verarbeitung von Bitumen und Kunststoffabfällen bei Temperaturen von 120 °C 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 Einbindung zumeist bei 160 °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 Kunststoffabfälle ermöglicht. The processing of bitumen and plastic waste at temperatures of 120 ° C or less is in contrast to all previously practiced processes, because the temperatures used to be mostly at 160 ° C or more with regard to drying and simultaneous integration. In contrast, the lower processing temperature in the invention may require greater forces to operate the kneader. However, this is of minor importance in view of the processing of small quantities. In any case, this point of view is completely in the background compared to the advantage that the invention can also be used to process more sensitive resins which tend to gas and thus to foam at temperatures of the previously usual 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 vorzugsweise bei Temperaturen von 60 bis 80° vorgenommen. Dabei kann die zur Trocknung dienende Warmluft aus dem Trocknungsbehälter in einen Gaswäscher oder einen 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 preferably carried out at temperatures of 60 to 80 °. The warm air used for drying can be led from the drying container into a gas scrubber or a filter. In this the air entrained dust particles or gases, which escape during drying, can be released to a washing liquid, which is later cleaned if necessary. The warm air can be routed in a circuit which, in addition to the gas scrubber and / or blower, contains heat exchangers and possibly also dryers.

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 In a particularly favorable embodiment of the invention, free-flowing dried spherical resins, i. H. Resins in a spherical shape with diameters of 0.1 to 1 mm in

3 615 777 3,615,777

Verhältnis 1:1 mit dem Bitumen gemischt. Diese Mischung wird einen Gaswäscher 6 mit Kondensator, ein redundant angeord- Ratio 1: 1 mixed with the bitumen. This mixture is a gas scrubber 6 with a condenser, a redundantly arranged

bei 110 °C aus dem Kneter ausgetragen. Sie gelangt insbeson- netes Gebläse 7 mit in Reihe liegenden Feuchtigkeitsabschei- discharged from the kneader at 110 ° C. In particular, it passes blower 7 with moisture separators in series.

dere unmittelbar in zur Endlagerung dienende Fässer, zum Bei- dem und einen Wärmetauscher 8. their directly into drums for final storage, both and a heat exchanger 8.

spiel in die genormten 2001 Fässer, die auch für den Transport Unterhalb des Trocknungsbehälters 1 ist über absperrbare vorgesehen sind. 5 Ventile eine Zellenradschleuse 10 angeschlossen, die in eine play in the standardized 2001 barrels, which are also provided for transport below the drying container 1 via lockable. 5 valves connected a rotary valve 10, which in a

Als Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist ein Tank vertikale Falleitung 11 mündet. Die Falleitung 11 führt zu als belüftbarer Trockenbehälter ausgebildet und an seinem einem Kneter 12, der drei Stufen 12a, 12b, 12c umfasst. Der unteren Ende mit einer Dosiervorrichtung versehen. Die Kneter 12 ist liegend angeordnet, wie die Figur zeigt. Sein eines As a device for executing the method, a vertical drop pipe 11 opens. The downpipe 11 leads to a ventilated drying container and on its one kneader 12, which comprises three stages 12a, 12b, 12c. Provide the lower end with a dosing device. The kneader 12 is arranged horizontally, as the figure shows. Its one

Dosiervorrichtung ist über eine Falleitung mit dem einen Ende Ende 14 dient zur Eingabe. Dort ist auch die Antriebswelle 15 Dosing device is via a down pipe with one end 14 serves for input. There is also the drive shaft 15

eines liegenden Kneters verbunden, an dessen anderem Ende io ZUr Betätigung der nicht dargestellten Schnecken des Kneters eine Fassabfüllstation angeordnet ist. Bei dieser Anordnung angeordnet Die Kneterwelle wird über ein Getriebe 16 und erfolgt der Harztransport nach dem Trocknungsvorgang prak- eine Kupplung 17 von einem Motor 18 angetrieben. connected to a horizontal kneader, at the other end of which a drum filling station is arranged for actuation of the screws of the kneader, not shown. Arranged in this arrangement. The kneader shaft is driven by a gear 16 and the resin is transported after the drying process. A clutch 17 is driven by a motor 18.

tisch ausschliesslich durch die Schwerkraft, soweit nicht eine Am anderen Ende 13 des Kneters 12 ist eine Abfüllstation table exclusively by gravity, unless there is a filling station at the other end 13 of the kneader 12

Vertikalbewegung im Kneter durch die zum Vermischen ohne- 20 vorgesehen. Man erkennt Fässer 21, die auf einem Wagen 23 Vertical movement in the kneader provided by the 20 without mixing. Barrels 21 can be seen which are on a carriage 23

hin notwendige Bewegung der Schnecke des Kneters hervor- is transportiert werden. Der Abfüllstation ist eine Absaugung 25 necessary movement of the screw of the kneader can be transported out. The filling station is a suction device 25

gerufen wird. In den Trocknungsbehältern werden die Harze zugeordnet, die über Abluftfilter 26 in die in einen Kamin mün- is called. In the drying containers, the resins are assigned, which via exhaust air filters 26 into the chimney.

als Schlamm eingeleitet, wozu Pumpen geeigneter Grösse dende Leitung 24 führt. introduced as sludge, which leads to pumps 24 of a suitable size.

zumeist ebenfalls ohnehin vorhanden sind. Den drei Stufen des Kneters 12 sind Gasdome 27,28 und 29 are usually also present anyway. The three stages of the kneader 12 are gas domes 27, 28 and 29

Die Dosiervorrichtung hat die Aufgabe, die Einbringung in zugeordnet, die in gleicher Weise ausgebildet sind. Die Gas- The dosing device has the task of introducing the in, which are designed in the same way. The gas

den Kneter zu steuern, damit ein gewünschtes Mischungsver- 20 dome gestatten die Abfuhr der beim Knetvorgang auftreten- to control the kneader so that a desired mixing dome allows the discharge of the kneading process

hältnis, zum Beispiel das obengenannte Verhältnis 1:1, mit der den Gase und Dämpfe über die Leitungen 30, die ebenfalls zu erforderlichen Genauigkeit eingehalten wird. Dazu kann man Filtern und in den Kamin führen können. ratio, for example the above ratio 1: 1, with which the gases and vapors via the lines 30, which is also maintained to the required accuracy. For this you can filter and lead into the fireplace.

eine Zellenradschleuse verwenden. Es sind aber auch andere Am Kneter 12 sind dick gezeichnete Dampfleitungen ange- use a rotary valve. But there are also other steam lines drawn on the kneader 12.

Dosiervorrichtungen denkbar. bracht, die in sechs parallelen Strängen 32,33,34,35,36 und 37 Dosing devices conceivable. brings that in six parallel strands 32,33,34,35,36 and 37

In der Regel wird es vorteilhaft sein, wenn der Kneter ein 25 eine fßinstufige örtliche Regelung der Temperatur im Kneter mehrstufiges Gehäuse aufweist, dessen Stufen in Parallelschal- ermöglichen, so dass die Temperatur bei allen Betriebsbedin- As a rule, it will be advantageous if the kneader has a five-stage, local control of the temperature in the kneader, the housing of which has stages in parallel connection, so that the temperature in all operating conditions

tung mit Dampf beheizbar sind. Man erhält dadurch die Mög- gungen an keiner Stelle 110 °C überschreitet. Die zugehörigen lichkeit, die Temperatur über den Kneter feinstufig zu regeln, Thermostaten 40 steuern über geeignete Ventile entweder den so dass die Wärmebelastung der einzubettenden Harze so klein Zulauf des Dampfes oder den Ablauf des Kondensats. Die Kon- device can be heated with steam. As a result, the possibilities are never exceeded at 110 ° C. The associated ability to fine-tune the temperature via the kneader, thermostats 40 control via suitable valves either so that the heat load on the resins to be embedded is so small that the steam can flow in or the condensate runs out. The con-

wie möglich gehalten werden kann. Andererseits bleibt die 30 densatablaufleitungen führen zu einem gemeinsamen Auslass can be kept as possible. On the other hand, the 30 drainage lines remain leading to a common outlet

Temperatur dann zugleich so nahe wie möglich an den für die 41, während der Zulauf des Dampfes mit 42 bezeichnet ist. Temperature then as close as possible to that for the 41, while the inlet of the steam is designated 42.

Verarbeitung zulässigen Höchstwerten, so dass die Viskosität Das zur Einbettung notwendige Bitumen kommt aus einem des Bitumens nicht zu gering ist. Bitumentank 45, der ebenso wie die zum Kneter führende Lei- Processing permissible maximum values so that the viscosity The bitumen required for embedding is not too low from one of the bitumen. Bitumen tank 45, which, like the line leading to the kneader,

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden tung 46 einschliesslich der darin befindlichen Bitumenpumpe anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, 35 47 mit einer Dampfleitung 48 beheizbar ist. Die Bitumenpumpe das in einem Rohrplan mit den üblichen Symbolen dargestellt ergibt zugleich die erforderliche Dosierung des Bitumens, In order to explain the invention in greater detail, an embodiment is described below, including the bitumen pump therein, with the aid of the drawing, 35 47 being heatable with a steam line 48. The bitumen pump that is shown in a pipe plan with the usual symbols also gives the required dosage of bitumen,

ist. Dieser Rohrplan umfasst neben der erfindungsgemässen damit das gewünschte Mischungsverhältnis 1:1 eingehalten is. In addition to the mixing ratio according to the invention, this pipe plan thus includes the desired mixing ratio of 1: 1

Anlage zum Beseitigen von strahlenden Kunststoffen auch wird. Im Bitumentank 45 und der Leitung 46 können höhere Plant for the removal of radiant plastics will also. In the bitumen tank 45 and the line 46 can be higher

Teile zur Konzentratbehandlung eines Kühlmittelaufberei- Temperaturen von zum Beispiel 140 °C eingehalten werden, Parts for concentrate treatment of a coolant preparation temperature of, for example, 140 ° C are maintained,

tungssystems für einen Druckwasser-Leistungsreaktor. Dies 40 damit eine vorteilhaft grosse Viskosität vorliegt und gegebe- system for a pressurized water power reactor. This 40 therefore has an advantageously high viscosity and

liegt daran, dass die Erfindung in vorteilhafter Weise mit der nenfalls das in der Zellenradschleuse 10 und der Falleitung 11 is that the invention advantageously with that in the rotary valve 10 and the downpipe 11th

Konzentrataufbereitungsanlage zusammengefasst werden abgekühlte Harz gleich bei Beginn der Mischung auf die kann, weil dadurch der Aufwand für die erfindungsgemässe gewünschte Temperatur von 110 °C erwärmt wird. Concentrate preparation system are summarized cooled resin right at the beginning of the mixing, because this warms the effort for the desired temperature of 110 ° C according to the invention.

Beseitigung der strahlenden Kunststoffe besonders klein gehalten werden kann. 45 Ein Behälter 50 dient als Konzentrat-Zwischenbehälter. Er In der Figur ist mit 1 ein Tank bezeichnet, der als Harzsam- nimmt das bei der Kühlwasseraufbereitung anfallende Konzen-mel- und Trocknungsbehälter dient. In diesem Tank 1 wird das trat strahlender Abfälle auf, das zum Beispiel in einem Ver-bei der Spülung von Ionenaustauschfiltern anfallende radioak- dampfungsverfahren gewonnen wird. Aus dem Behälter 50 tive Harz gesammelt, das mit dem Spülwasser in den Tank ein- kann das Konzentrat über eine Dosierpumpe 51 und eine Lei-gegeben wird. Innerhalb des Tanks erkennt man im unteren 50 tung 52 in den Einlass 14 des Kneters 12 gegeben werden, so konischen Teil 2 einen Rost 3, der die Belüftung des Tanks in dass die erfindungsgemässe Einbettung der strahlenden Kunst-einem Warmluftkreis 5 ermöglicht. Der Warmluftkreis umfasst stoffe keinen eigenen Kneter erfordert. Elimination of the radiant plastics can be kept particularly small. 45 A container 50 serves as an intermediate concentrate container. In the figure, 1 designates a tank which serves as a resin collector for the concentration and drying containers obtained during the cooling water treatment. Radiant waste that occurs is obtained in this tank 1, which is obtained, for example, in a radio-evaporation process that occurs during the rinsing of ion exchange filters. From the container 50 tive resin collected, which can be flushed into the tank with the rinse water, the concentrate is fed via a metering pump 51 and a Lei. Inside the tank one recognizes in the lower 50 device 52 in the inlet 14 of the kneader 12, so conical part 2 a grate 3, which enables the ventilation of the tank in that the inventive embedding of the radiating art - a warm air circuit 5. The hot air circuit does not include a kneader.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS 1. Process for the removal of radiant plastic waste, which accumulates in a mixture with water and is dried before it is embedded in a bituminous solidifying substance and filled together with it in containers, 3 which are used for final storage, characterized in that the plastic waste is in one own drying container is practically completely dried, that the dry plastic waste is fed into a kneader that can be fed with the bitumen via a dosing device and that bitumen and plastic waste are mixed at temperatures of 120 ° C or less and filled into the container.

2. The method according to claim 1, characterized in that

that drying is carried out at temperatures from 60 to 80 ° C. > 5

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that hot air serving for drying is passed from the drying container into a gas scrubber or a filter.

4. The method according to claim 3, characterized in that the hot air is conducted in a circuit containing the gas scrubber and blower and heat exchanger.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that free-flowing dried spherical resins are mixed in a ratio of 1: 1 with the bitumen and the mixture is discharged from the kneader at about 110 ° C.

6. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that a tank (1) is designed as a ventilated drying container and is provided at its lower end (2) with a metering device (10), 30 via a down pipe (11) one end (14) of a horizontal kneader (12) is connected, at the other end (13) a barrel filling station (20) is arranged.

7. Device according to claim 6, characterized in

that the dosing device (10) is a cellular wheel sluice. 35

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the kneader (12) has a multi-stage housing, the stages (12a, 12b, 12c) can be heated in parallel with steam.

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