DE1908019A1 - Verfahren zur Volumenreduktion von festen und fluessigen radioaktiven Abfallstoffen - Google Patents
Verfahren zur Volumenreduktion von festen und fluessigen radioaktiven AbfallstoffenInfo
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Description
- Verfahren zur Volunenreduktion von festen und fliissigen radioaktiven Abfall stoffen.
- Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Volunienreduktion von festen und flüssigen radioaktiven Abfallstoffen durch Verdampfen der Flüssigkeit, Verbrennen und Überführung des unbrennbaren Rückstandes in ein in Wasser unlösliches, endlagerfähiges Schlackenprodukt.
- Dieses Ziel wird durch drei aufeinanderfolgende Verfahrellsschritte in der Weise erreicht, dass die radioaktiven flüssigen und festen Abfallprodukte zunächst chargenweise homogenisiert und die erhaltene Suspension mit einem saugfähigen und brennbaren Trägergemisch in Verbindung mit weiteren Zuschlagstoffen zu einer verformbaren Masse vermischt werden. Die er Zuhilfenahme von Analysenmethoden optimal eingestellte Mischung wird sodann nach an sich bekannten Techniken in stan<tfeste Formkörper überführt, die in an sich bekannten Anlagen durch Verdampfen der anhaftenden Flüssigkeit, Verbrennung und/oder Vergasung in ein in Wasser unlösliches Schlackenprodukt überführt werden.
- Bisher werden radioaktive Flüssigkeit, z.B. Abwässer, direkt durch Temp era ture inwi rkung in verschiedenen Verdampfersys t em e n weitmöglichst von anhaftendem Wasser befreit. Das Endprodukt ist jedoch teilweise wasserlöslich und muss deshalb iii einel, weiteren Verfahrensschritt durch voluminöse Zuschlagstoffe, wie Z.B. Zement oder i3itumen gegen Wasserlaugung fixiert werden.
- Es sind darüberhinaus Anlagen im Gebrauch, die durch Kalzinieren (z.B. durch die sogenannte Sprühkalzination) oder durch Entwässerung im Wirbelschichtverfahren mit direkter oder indirekter Beheizung mehr oder weniger wasserlösliche, meist pulverige Endprodukte ergeben. Auch bei diesen Verfahren muss häufig in einer zusätzlichen Schritt die endgültige Fixierung in Zement oder- Bitumen erfolgen.
- Die bisherigen Erfahrungen mit den aufgeführten Verdampfungstechniken haben gezeigt, dass die weitergehende Konzentrierung bis zum vollständigen Wasserentzug grosse Korrosionsprobleme aufwi-rft, was den Betrieb dieser-Anlagen stark verteuert.
- Heztigl ich der Volumenreduktion von festen, verbrennbaren radioaktiven Abfällen ist die Problematik ähnlich. Wegen der oft stark wechselnden Brennstoffzusammensetzung lässt sich der Verbrennungsablauf nur ungenügend steuern, was zu extrem wechselnden tbbaszusammensetzungen und damit zu Filtrationsproblemen führt. In vielen Fällen wurde deshalb die kompaktierung einer Verbrennung vorgezogen. Die Kompaktierung der verbrennbaren Abfälle ist jedoch im allgemeinen nicht für die Endlagerung geeignet, weil Gärungs- und Faulprozesse,die zu einer Sprengung des Behälters führen könnten, nicht auszuschliessen sind.
- Das erfindungsgemässe Verfahren wird beispielsweise wie folgt durchgeführt: lladioaktive Abfallstoffe, z.B. Abwässer, Konzentrate, Schläe, brennbare und unbrennbare feste Abfallstoffe werden nach ihrer Zerkleinerung homogenisiert und der Suspension soviel organische und anorganische Zuschlagsstoffe zugeführt, dass daraus in an sich bekannter Weise ctas Wasser bind ende, standfeste Formkörper hergestellt werden können. Die Zusammensetzung der Zuschlagstoffe wird so gewählt, dass der Formkörper durch Verbrennung zunächst in ein filterfæihilres, standfestes Aschengerüst und durch eine abschliessende höhere Temperaturbehandlung in unlaugbare, dichte Schlacke überführt werden kann.
- Durch diese Verfahrensweise und durch die spezielle %usammenstellung der Zuschlagstoffe werden gegenüber den bisher angewandtem Verfahren zur Volumenreduktion von radioaktiven Abfallstoffen folgende besonderen Vorteile erzielt: 1. Die Konditionierung unterschiedlicher flüssgier und fester Abfallstoffe zu einem einheitlichen Ausgangsprodukt ermöglicht die optimale Anwendung erprobter Anlagen und Techniken.
- 2. Die formbare Masse bindet bis ZU 90 @ Wasser in einer Weise, die eine schonende und gleichmässige Verdampfung ohne Aerosolbildung während der einleitenden Verbrennungsphase ermöglicht.
- 3. Die Energie zur Verdampfung des Wassers wird weitgehend oder vollständig durch die freiwerdende Verbrennungswärme gedeckt.
- 4. Die Freisetzung chemisch agressiver Verbrennungs- oder Zersetzungsprodukte kann durch die Wahl der Zuschlagstoffe herabgemindert werden.
- 5. Durch geeignete anorganische Zuschlagstoffe wird die Bildung eines mit der Verbrennung fortschreitenden filterfähigen und standfähigen Aschegerüstes erreicht, so dass die Bildung von Flugasche weitgehend herabgemindert wird.
- 6. Durch geeignete anorganische Zuschlagstoffe wird sichergestellt, dass durch eine abschliessende längere oder höhere Temperaturbehandlung der poröse, filterfähige Formkörper durch Schmelzen und/oder Sintern in eine dichte, oberflächenarme und in Wasser unlaugbare Schlacke überführt wird.
- Die anteilige Zumischung der Zuschlagstoffe richtet sich nach der Zusaminensetzung der radioaktiven Ausgangsstoffe, die für jede homogene Charge durch Analyse ermittelt wird.
- Die folgende Zusammenstellung enthält die einzelnen Zuschlagstoffe, ihre Bedeutung und das mögliche Mischungsverhältnis in der verformbaren Nasse: a) Saugfähige natürliche und synthetische organische Stoffe (Anteil der Mischung: 5 - 30 Gew.%) Torfmull, Sägemehl, Holzwolle, Stroh, kompostierter Haushaltmüll, Koks, sonstige pflanzliche Faserstoffe, Cellulose und seine Derivate, ilygromüll und andere offenporige organische Stoffe.
- Eigenschaften: saugfähig und brennbar.
- b) Saugfähige anorganische Stoffe (Anteil der Mischung: O, 5 - 5 Gew.%) Kieselgur, Vermiculit, Asbestfaser u.ä.
- Eigenschaften: wasseraufnahmefähig, adsorptionsfähig.
- c) Organische Bindemittel (Anteil der Mischung: 0,5 - 5 Gew. %) Gelatine, Öle, Stärke, emulgierte Teer-, Bitumen- und Pechprodukte, Cellulosederivate u.ä.
- Eigenschaften: Erhöhung der Standfestigkeit des Formkörpers vor der Verbrennung.
- d) Anorganische Bindemittel (Anteil der Mischung: 0,1 - 5 Gew.%) lWasserglas, Aluminat, Metallhydroxide, Magnesiumsalze, Kalkmilch.
- Eigenschaften: Erhöhung der Standfestigkeit während und nach der Verbrennung.
- e) Anorganische faseri.ge Filterhilfsmittel (Anteil der Mischung 1 - 10 Gew.%) Glaswolle, Steinwolle, Schlackenwolle, Asbestfaser.
- Eigenschaften: Erhöhung der Standfestigkeit und Filterwirkung des Formkörpers nach der Vertrennung.
- f) Spezielle Schlackenbildner und Flussmittel (Anteil der Mischung: 1 - 20 Gen. %) Ton, Feldspat, Quarz, Glimmer, Eisenoxid, Kalk, Pottasche, Soda, Glasl)ulver, Alkali- und Erdalkali-Sulfate.
- Eigenschaften: Bildung eines unlaugbaren Schlackenproduktes.
- g) Oxydationsmittel und Katalysatoren (Anteil der Mischung: o,l - 5 Gew.%) Nitrate, Nitroverbindungen, Peroxide, Metalloxids, Eigenschaften: Forderung einer gleichmässigen Verbrennung und Erniedrigung der Verbrennungstemperatur.
- BEISPIEL FÜR DIE ZUSAMMENSETZUNG DER VERFORM-BAREN REAKTIONSGEMISCHES |
STOFFGRUPPE H2O. org. Fest- anorg. Fest stoff stoff (g) (g) (g) (g) @usgangsstoffe 1. radioaktives 1000 850 - 150 Konzentrat 2. radioaktive 100 10 80 10 feste Abfälle Zuschlagstoffe a) saugfähige 150 15 130 1 org. Stoffe b) saugfähige 11 1 - 10 anorg. Stoffe c) org.Bindemittel 10 5 5 - d) anorg.Bindemittel - - - - c) anorg. Filter- 45 - - 45 hilfsmittel f) Schlackobildner 75 - - 75 u. Flußmittel g) Oxidationsmittel 5 - - 5 u. Katalysatoren 1397 881 215 300
Claims (3)
1. Verfahren zur Volumenreduktion von festen und flüssigen radioaktiven
Abfallstoffen und Überführung in einen endlagerfähigen Zustand, dadurch gekennzeichnet,
dass flüssige und/oder feste radioaktive Abfälle mit einem saug- und brennfähigen
Trägergemisch homogenisiert und in an sich bekannten Vorrichtungen zersetzt und/oder
vergast und/oder verbrannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem saug-
und brennfähigen Trägergemisch in gelöster und/ oder fester Form anorganische und/oder
organische Stoffe beigefügt werden, die vor der Verbrennung eine starlce Wasserbindung
und eine gute Verformbarlceit der Mischung ermöglichen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem
saug- und brennbaren Trägergemisch die Verbrennung regulierende Sauerstoffträger
und/oder die Verbrennung katalytisch fördernde Stoffe zugesetzt werden.
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| DE19691908019 DE1908019A1 (de) | 1969-02-18 | 1969-02-18 | Verfahren zur Volumenreduktion von festen und fluessigen radioaktiven Abfallstoffen |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE19691908019 Pending DE1908019A1 (de) | 1969-02-18 | 1969-02-18 | Verfahren zur Volumenreduktion von festen und fluessigen radioaktiven Abfallstoffen |
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