DE19625464C2

DE19625464C2 - Verfahren zur Entsorgung und Vorbereitung der Wiederverwendung von radioaktiv kontaminiertem Kabelmaterial und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19625464C2
Application number: DE1996125464
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Duempelmann; Helmut Steiner
Original assignee: RADOS RECYCLING GmbH; Kgb Kernkraftwerke Gundremmingen Betriebsgesellschaft MbH
Current assignee: Rados Ag 70469 Stuttgart De; Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2016-06-27
Also published as: DE19625464A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung und Vorbereitung der Wiederverwendung von radioaktiv kontami niertem Kabelmaterial aus kerntechnischen Anlagen, wobei das Kabelmaterial, welches metallische Leiter und aus Gummi und/oder Kunststoff bestehende Kabelmäntel aufweist, einer Vorzerkleinerung und das vorzerkleinerte Kabelmaterial einer Feinzerkleinerung auf eine vorgegebene Korngröße unterworfen werden und wobei das feinzerkleinerte Kabel material in entsorgungsbedürftiges und wiederverwendbares Material separiert wird. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens. - Das radioaktiv kontaminierte Kabelmaterial fällt z. B. bei Revisionsarbeiten, bei Reparaturen sowie bei der Stillegung von kerntechnischen Anlagen an. Das anfallende Kabel material ist teilweise kontaminiert und muss dekontaminiert werden. Ist dieses nicht möglich oder wirtschaftlich nicht sinnvoll, so muss das Kabelmaterial als radioaktiver Abfall in ein Endlager oder ein Zwischenlager abgegeben werden. Dabei gehen wertvolle Rohstoffe verloren und die End lagerkapazitäten werden zusätzlich belastet. Die Leiter des Kabelmaterials bestehen im Allgemeinen aus einer Kupfer legierung oder Aluminiumlegierung. Die Leiter können sowohl Drähte als auch Litzen sein, sie können metallblank oder verzinnt sein. Das Kabelmaterial kann aus flexiblen Kabeln geringen Querschnitts sowie großen Querschnitts bestehen. Gehören zu dem Kabelmaterial auch Kabel mit Stahlbandagen oder Bleiummantelung, so müssen diese Bandagen oder Um mantelungen zuvor durch Schälen entfernt werden. Kabelmantel bezeichnet im Rahmen der Erfindung alles, was den Leiter umgibt.

Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (EP 0 381 834 B1), wird das feinzerkleinerte Kabelmaterial dosiert einem Bandförderer aufgegeben, auf dem es als mattenförmige Schicht gleicher Dicke aufliegt. Das Maß der radioaktiven Kontaminierung des auf dem Bandförderer auf liegenden feinzerteilten Kabelmaterials wird gemessen. Nach Maßgabe dieser Messungen wird das Material als wiederver wendbar oder entsorgungsbedürftig eingestuft und separiert. Entsprechend ist die Anlage zur Durchführung des bekannten Verfahrens mit einem Vorzerkleinerer, einem Feinzer kleinerer, einer Dosiereinrichtung, dem Förderband und der Messeinrichtung sowie mit Abwurfeinrichtungen für das zu separierende Material ausgestattet. Die Zerkleinerer sind als Shredder ausgeführt. Die bekannten Maßnahmen sind nach teilig. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen dient die Zer kleinerung des Kabelmaterials hauptsächlich dazu, in Bezug auf die radioaktive Kontaminierung messbare Geometrien zu schaffen. Eine Trennung von Leitermaterial und Isolier material wird nicht vorgenommen. Folglich kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Mischung insgesamt und damit sauberes Kupfer in der Mischung durch kontaminierte Bestandteile der Kabelmäntel als kontaminiert deklariert und behandelt wird. Das bedeutet, dass mit der kontami nierten Mischung, die entsorgt und der Endlagerung zuge führt werden muss, sauberes Leitermaterial nicht wiederver wendet, sondern entsorgt wird.

Weiterhin ist ein Verfahren zum Entsorgen und Wiederver wenden von Kabelmaterial bekannt (WO 92/18991) Das im Rahmen dieses bekannten Verfahrens behandelte Kabelmaterial ist aber nicht radioaktiv kontaminiert. Bei diesem Ver fahren werden mit einem Separator Bestandteile des Kabelmaterials von einander getrennt. Allerdings wird hier keine vollständige Trennung des Kabelmantelmaterials von dem metallischen Leitermaterial erreicht.

Im übrigen sind Lufttrennherde grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, vgl. beispielsweise die DE 93 09 007 U1.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, dass eine saubere Trennung des Leitermaterials und des nichtmetal tischen Kabelmantelmaterials so erfolgt, dass das metal lische Material ohne weiteres der Wiederverwendung zuge führt werden kann. Der Erfindung liegt fernerhin das technische Problem zugrunde, eine Anlage anzugeben, die für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren, dass das feinzerkleinerte Kabelmaterial mit einem Förderluft strom einem Zyklon zugeführt wird, in dem das Schwergut von den Feinstäuben getrennt wird, wobei die Feinstäube mit dem Förderluftstrom in eine Filteranlage eingeführt werden und das Schwergut über eine Dosiervorrichtung einem Separator in Form eines Lufttrennherdes zugeführt wird, der nach Maßgabe des spezifischen Gewichtes die Metallteile und die Nichtmetallteile mit einem durch den Separatorbetrieb einstellbaren Schnitt so trennt, dass die abgetrennten Metallteile der Wiederverwertung zugeführt werden können und dass die Nichtmetallteile nach Maßgabe ihrer Kontaminierung der Endlagerung oder der Wiederverwertung zugeführt werden. Der Schnitt kann durch die Feinzerkleinerung das Kabelmaterials gesteuert werden.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, dass bei radioaktiv kontaminiertem Kabelmaterial die Metallteile an sich und für sich nicht oder nicht störend kontaminiert sind. Die Kontaminierung des vorzerkleinerten und feinzerkleinerten Kabelmaterials beruht darauf, dass die zerkleinerten Kabel mäntel kontaminiert und in dem zerkleinerten Kabelmaterial mit den zerkleinerten metallischen Leitern vermischt sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass mit Hilfe eines Separators, der nach Maßgabe der unterschiedlichen spezifischen Gewichte der Werkstoffe die metallischen Leiter (zumeist Kupfer) einerseits und die Kabelmäntel andererseits ausreichend genau trennt, so dass die abge trennten Metallteile der Wiederverwertung zugeführt werden können, während die Nichtmetallteile nach Maßgabe ihrer Kontaminierung der Endlagerung unter der Wiederverwertung zugeführt werten. Die Erfindung beruht fernerhin auf der Erkenntnis, dass die Feinzerkleinerung des Kabelmaterials so durchgeführt werden kann, dass im feinzerkleinerten Kabelmaterial die metallischen Leiterteile von dem Kabel mantelmaterial bereits befreit sind, was durch Einstellung der Körnung bei der Feinzerkleinerung erreicht werden kann. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung vorzerkleinertes Kabel mater ial in einer Schneidmühle mit Rotor oder Stator feinzer kleinert wird, wobei der Rotor umlaufende Rotormesser und feststehende Statormesser aufweist und das feinzerkleinerte Kabelmaterial über ein Sieb aus der Schneidmühle abgezogen wird, welches die Korngröße der Feinanteile be stimmt. Wird die Feinzerkleinerung wie beschrieben geführt, so entstehen staubförmige und aerosolförmige Bestandteile. Je nach der Provenienz des Kabelmaterial können diese staubförmigen oder aerosolförmigen Bestandteile radioaktiv kontaminiert sein. In diesem Falle empfiehlt die Erfindung, dass das aus der Schneidmühle abgezogene, feinzerkleinerte Kabelmaterial mit einem Förderluftstrom über einen Zyklon, der das körnige Material von dem staubigen oder aerosol förmigen Material trennt, dem Separator zugeführt wird. Die staubförmigen oder aerosolförmigen Bestandteile werden mit einem Teilstrom des Trägerluftstroms abgezogen und in Filtereinrichtungen abgeschieden.

Erfindungsgemäß wird das Schwergut über die Dosiervor richtung einem Separator zugeführt, der als Lufttrennherd ausgeführt ist und wird das Schwergut dort von den Nichtmetallteilen befreit sowie danach der Wiederverwendung zugeführt. Auf diese Weise ist es möglich, die Metallteile aus dem Lufttrennherd der Wiederverwertung zuzuführen und die nichtmetallischen Teile über einen weiteren Zyklon und eine Filtereinrichtung abzuziehen. Wie ein Lufttrennherd aufgebaut ist und arbeitet, wird weiter unten beschrieben.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage, die für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Zum grundsätzlichen Aufbau der Anlage gehören eine Vorzer kleinerungseinrichtung in Form eines Shredders, eine Fein zerkleinerungseinrichtung in Form einer Schneidmühle, eine Luftstromfördereinrichtung für das feinzerkleinerte Kabelmaterial zu einem nachgeschalteten Zyklon, eine dem Zyklon nachgeschaltete Dosiereinrichtung für das Schwergut und ein der Dosiervorrichtung nachgeschalteter Separator in Form eines Lufttrennherdes, der das metallische Material des Schwergutes von dem nichtmetallischen Material trennt, wobei an den Zyklon eine Abzugseinrichtung mit Filterein richtung für das staubförmige bis aerosolfeine Material angeschlossen ist und an den Separator über ein Gebläse ein weiterer Zyklon mit Feststoffaustrag für körnige Feststoffe und nachgeschalteter Filtereinrichtung für den abgehenden, mit staubförmigen Teilchen bzw. aerosolfreien Teilchen beladenen Förderluftstrom angeschlossen ist. Es versteht sich, dass hinter der Filtereinrichtung die vorschrifts mäßig gereinigte Luft ins Freie entlassen werde kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 das Funktionsschema der Schneidmühle aus dem Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 3 das Funktionsschema des Lufttrennherdes aus dem Gegenstand der Fig. 1.

In dem Schema der Fig. 1 erkennt man zunächst eine Vorzer kleinerungseinrichtung in Form eines Shredders 1, eine Feinzerkleinerungseinrichtung in Form einer Schneidmühle 2 und eine Luftstromfördereinrichtung 3 für das feinzer kleinerte Kabelmaterial zu einem nachgeschalteten Zyklon 4. Zu dieser Luftstromfördereinrichtung 3 gehört ein ent sprechendes Fördergebläse. In dem Zyklon 4 wird das Schwer gut von den Feinstäuben getrennt. Man erkennt, dass die Feinstäube mit dem Förderluftstrom in eine Filteranlage 5 eingeführt werden. Das Schwergut wird in eine dem Zyklon 4 nachgeschaltete Dosierungseinrichtung 6 eingeführt. Die Dosiereinrichtung 6 gibt das Schwergut im Ausführungs beispiel einer Schwingrinne 7 auf, die auf den Separator 8 arbeitet. Der Separator 8 trennt das metallische Material von dem nichtmetallischen Material. Das metallische Material kann bei 9 abgezogen werden, das nichtmetallische bei 10. Überraschenderweise ist damit auch das kontami nierte Material von dem nichtkontaminierten Material ge trennt. Aus dem schon erwähnten Zyklon 4 tritt ein Teilstrom des Förderluftstromes mit dem staubförmigen und aerosolen Material bei 11 aus. In der nachgeschalteten Filteranlage 5 werden die staubförmigen bzw. aerosolen Bestandteile aus diesem Luftstrom herausgenommen, der danach über ein weiteres Gebläse 12 ins Freie entlassen wird. In der Filteranlage 5 bleiben die staubförmigen und aerosolen Bestandteile, gleichgültig ob sie kontaminiert sind oder nicht, sind sie kontaminiert, so werden sie ent sorgt.

An den Separator 8 ist über ein Gebläse 12 ein weiterer Zyklon 14 angeschlossen. Der Zyklon hat einen Feststoff austrag für das körnige nichtmetallische Material, welches bei 15 abgezogen werden kann. Der bei 16 abgehende Förder luftstrom, der mit staubförmigen Teilchen und aerosolen Teilchen beladen ist, wird den Filtereinrichtungen 17 zugeführt. Der gereinigte Luftstrom wird über ein weiteres Gebläse 18 ins Freie gelassen.

Die beschriebene Anlage lässt erkennen, dass das Kabel material, welches metallische Leiter und aus Gummi oder Kunststoff bestehende Kabelmäntel aufweist, einer Vorzer kleinerung zugeführt wird und dass das vorzerkleinerte Kabelmaterial einer Feinzerkleinerung unterworfen wird, und zwar wie weiter unten erläutert wird auf eine vorgegebene Korngröße. Das feinzerkleinerte Kabelmaterial wird in dem Separator 8 in wiederverwendbares metallisches Material und unter Umständen entsorgungsbedürftiges Material aus Kunst stoff oder Gummi separiert.

In der Fig. 2 erkennt man, dass im Ausführungsbeispiel das vorzerkleinerte Kabelmaterial in einer Schneidmühle 2 zer kleinert wird. Die Schneidmühle 2 besitzt einen Rotor 19 und einen Stator 20. Der Rotor 19 besitzt umlaufende Rotor messer 21, im Stator 20 erkennt man feststehende Stator messer 22. Das feinzerkleinerte Kabelmaterial wird über ein Sieb 23 aus der Schneidmühle 2 abgezogen, welches die Korngröße des feinzerkleinerten Materials bestimmt.

In der Fig. 3 erkennt man den Separator in Form eines Lufttrennherdes 8, mit dem im Rahmen der Erfindung unter Fluidisierung des zu trennenden Materials gearbeitet wird. Es handelt sich um ein besonderes Schwingsieb 24. Man erkennt das Maschinengestell 25 mit Gebläse 26, den Siebkasten 27, Lenkerfedern 28 und einen Umwuchtantrieb 29. Die Gebläseluft tritt über die Faltenbälge 30 in die Verteilerkammer 31 ein, wo sich ein fluidisches Bett 32 ausbildet. Die stark differierenden spezifischen Gewichte des zerkleinerten metallischen Leitermaterials und des zerkleinerten Mantelmaterials bewegen sich in unterschied lichen Richtungen. Im Luftstrom trennt sich die schwere metallische Komponente von dem leichteren Kunststoff oder Gummi. Die Trennung kann sehr zuverlässig durchgeführt werden. Die metallischen Teile werden in Richtung des Pfeiles 9 abgezogen, die nichtmetallischen Teile treten in Richtung des Pfeiles 10 aus. Der Lufttrennherd 8 kann so betrieben werden, dass ein definierter Schnitt zwischen den Metallteilen und den Nichtmetallteilen erreicht wird. Die abgetrennten Metallteile können ohne weiteres der Wieder verwertung zugeführt werden. Die Nichtmetallteile werden nach Maßgabe ihrer Kontaminierung, die leicht gemessen werden kann, der Endlagerung oder der Wiederverwertung zu geführt. - Das Kabelmaterial wird der beschriebenen Anlage z. B. in Stücken von etwa 100 cm Länge zugeführt, die zuvor mechanisch gereinigt sein können.

Claims

1. Verfahren zur Entsorgung und Wiederverwendung von radio aktiv kontaminiertem Kabelmaterial aus kerntechnischen Anlagen, wobei
das Kabelmaterial, welches metallische Leiter und aus Gummi und/oder Kunststoff bestehende Kabelmäntel aufweist, einer Vorzerkleinerung und das vorzer kleinerte Kabelmaterial einer Feinzerkleinerung auf eine vorgegebene Korngröße unterworfen werden, und
wobei das feinzerkleinerte Kabelmaterial in entsorgungsbe dürftiges und wiederverwendbares Material separiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das fein zerkleinerte Kabelmaterial mit einem Förderstrom einem Zyklon zugeführt wird, in dem das Schwergut von den Feinstäuben getrennt wird,
wobei die Feinstäube mit dem Förderluftstrom in eine Filteranlage eingeführt werden und das Schwergut über eine Dosiervorrichtung einem Separator in Form eines Lufttrennherdes zugeführt wird, der nach Maßgabe des spezifischen Gewichtes die Metallteile und die Nicht metallteile mit einem durch den Separatorbetrieb ein stellbaren Schnitt so trennt,
dass die abgetrennten Metallteile der Wiederverwertung zu geführt werden können und dass die Nichtmetallteile nach Maßgabe ihrer Kontaminierung der Endlagerung oder der Wiederverwertung zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorzerkleinerte Kabelmaterial in einer Schneidmühle mit Rotor und Stator feinzerkleinert wird, wobei der Rotor um laufende Rotormesser und feststehende Statormesser auf weist, und dass das feinzerkleinerte Kabelmaterial über ein Sieb aus der Schneidmühle abgezogen wird, welches die Korngröße des Feinanteils bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Schneidmühle abgezogene, feinzerkleinerte Kabelmaterial über einen Zyklon, der das körnige Material von dem staubförmigen oder aerosolen Material trennt, geführt wird und dass körnige Material dem Separator zuge führt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteile aus dem Lufttrennherd der Wiederverwertung zugeführt werden und dass die Nicht metallteile über einen weiteren Zyklon und eine Filterein richtung abgezogen werden.

5. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit
einer Vorzerkleinerungseinrichtung in Form eines Shredders (1),
einer Feinzerkleinerungseinrichtung in Form einer Schneidmühle (2),
einer Luftstromfördereinrichtung (3) für das feinzer kleinerte Kabelmaterial zu einem nachgeschalteten Zyklon (4),
einer dem Zyklon (4) nachgeschalteten Dosierein richtung (6) für das Schwergut,
einem der Dosiereinrichtung (6) nachgeschalteten Separator (8) in Form eines Lufttrennherdes, der das metallische Material von dem nichtmetallischen Ma terial trennt,
wobei an den Zyklon (4) eine Abzugseinrichtung mit Filter einrichtung (5) für das staubförmige bis aerosole Material angeschlossen ist und an den Separator (8) über ein Gebläse (13) ein weiterer Zyklon (14) mit körnigem Feststoffaustrag und Filtereinrichtung (17) für den abgehenden, mit staub förmigen Teilen und aerosolen Teilen beladenen Luftstrom angeschlossen ist.