DE2135328A1

DE2135328A1 - Verfahren und einrichtung zur behandlung schaedlicher, insbesondere radioaktiver abfallstoffe

Info

Publication number: DE2135328A1
Application number: DE19712135328
Authority: DE
Inventors: Hans-Guenter Dr Rer N Heitmann; Anwer Dipl Ing Puthawala; Herbert Schaetzler
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1971-07-15
Filing date: 1971-07-15
Publication date: 1973-02-01

Description

Verfahren und Einrichtung zur Behandlung schädlicher, insbesondere radioaktiver Abfallstoffe Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von zu beseitigenden schädlichen, insbesondere radioaktive Konzentrate enthaltenden vorzugsweise flüssigen Abfallstoffen. Es besteht dabei der Wunsch, daß solche Abfälle vor ihrem Abtransport zu einem Abfall-Lager in einen festen Zustand zu überführen sind, der den Forderungen für eine lange Lagerung entspricht.
So fallen z.B. bei Kernkraftanlagen gefährliche flüssige Konzentrate, z.B. radioaktive Anreicherungen, Filterrückstände usw. an, die zu beseitigen sind.
Man hat schon daran gedacht, solche flüssige Abfallstoffe einem Trockenprozeß zu unterwerfen, sodaß man die so gewonnene Trockenmasse dann in geeigneter Weise lagern könnte.
Bei der Trocknung besteht aber die Gefahr, daß sich der Prozeß auch nach Abschluß des eigentlichen Trocknungsvorganges von selbst weiter fortsetzt, sodaß die so gewonnene Masse immer trockener wird und schließlich zu stauben droht. Die Lagerung solcher staubender Massen stellt aber eine Gefahr dar.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden, durch geeignete Bindemittel dem Zerfall der Massen zu Staub entgegenzuwirken, um auf diese Weise kompakte feste Massen zu erhalten. Als Bindemittel ist dabei schon versucht worden, Knochenleim zu verwenden, wobei aber eine Lagerung der so gebundenen Masse nur bei ausreichend trockener Umgebung möglich ist. Knochenleim würde sich beim Hinzutritt von Feuchtigkeit auflösen und damit eine einwandfreie Lagerung in Frage stellen.
Man hat auch schon weiterhin daran gedacht, als Bindemittel bituminöse Massen zu verwenden, die in warmem Zustand erweichen und flüssig werden und sich dementsprechend leicht verarbeiten lassen. In kaltem Zustand erstarrt das Bitumen, und die- Masse ist transport- und lagerfähig. Dabei ist aber wieder der Umstand nachteilig, daß die Lagerung nur bei beschränkten Temperaturverhältnissen möglich ist, denn bei höheren Temperaturen würde sich das Bitumen erweichen-oder verflüssigen, wenn nicht gar ausdampfen, sodaß kein ausreichender Schutz der Umgebung vor den zu lagernden radioaktiven Konzentraten mehr gegeben wäre.
Die geschilderten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß als Bindemittel eine aus mindestens einem Kunststoffpulver zu bildende Masse dient und das Konzentrat mit Pulver eines Kunststoffes oder mehrerer Kunststoffe, gegebenenfalls zusammen mit Zusatzstoffen, gemischt und einer Wärmebehandlung unterzogen wird, bei der das Wasser ausdampft und das Kunststoffpulver verflüssigt wird.
Danach wird schließlich das zähflüssige Gemisch in einem Faß oder einem anderen Lagerbehälter durch Abkühlung zum Erstarren gebracht. Auf diese Weise kann man die gefährlichen flüssigen Konzentrate in einen festen Zustand über führen, der den Forderungen für eine lange Lagerung entspricht. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei der Verwendung von Kunststoffpulver als Bindemittel das Verflüssigen vor der Trocknung entfällt und damit keine gefährlichen, vielleicht sogar explosiven Dämpfe entstehen können, wie dies bei der Verwendung von Bitumen zu geschehen droht.
Das Konzentrat mit einem Feststoffgehalt von etwa e; Gewichtsprozent kann zusammen mit Kunststoffpulver in einem Mischbehälter in einem Mengenverhältnis von etwa 1:1 gemischt und in eine beheizte Schnecke gefördert werden. Ein Mischt behälter ist entbehrlich, wenn die beiden Komponenten getrennt der Schnecke zugeführt werden und in der Schnecke selbst die Mischung herbeigeführt wird. Die Temperatur der Schnecke kann auf einem verhältnismäßig niedrigen Temperaturwert gehalten werden, z.B. 2000C. Dabei wird das Wasser ausgedampft, das Kunststoffpulver verflüssigt und mit den Feststoffen vermischt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man die Verdampfung, Verflüssigung und Durchmischung des Kunststoffes mit Konzentrat in einem Dünnschicht-Verdampfer vornimmt. Derartige Verdampfer sind z.B. unter dem Namen SUWA-Verdampfer bekannt.
Auch hier kann man wieder das Konzentrat und das Kunststoffpulver in einem h'lengenverhältnis von 1:1 mischen und dem beheizten Dünnschicht-Verdampfer zuführen. Unter Wegfall eines gesonderten Mischbehälters können die Komponenten getrennt, gegebenenfalls bereits vorgeheizt, dem Verdampfer zugeführt werden, wobei die Temperatur des Verdampfers auf einem geeigneten Wert von beispielsweise 2000C gehalten wird. Aus dem Verdampfer gelangt das zähflüssige Gemisch in ein Faß oder einen ähnlichen Lagerbehälter, worin es beim Erkalten zu einem festen Körper erstarrt.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung.
Bei dem in Figur 1 dargestelltensAusführungsbeispiel ist ein Mischbehälter 1 zur Vermischung des flüssigen Konzentrates mit Kunststoffpulver vorgesehen. Über die Leitung 1 gelangt flüssiges Konzentrat, über die Leitung 3 Kunststoffpulver in das Innere des ischbehälters 1, wobei mit Hilfe eines Rührwerkes 4 eine innige Vermischung der einzelnen Bestandteile herbeigeführt wird. Über eine Leitung 5 können gegebenenfalls noch weitere Zusatzstoffe eingebracht werden.
Das Gemisch gelangt auf dem Wege 6 mit Hilfe einer Dosierpumpe 7 zur beheizten Schnecke 8, die in dem Gehäuse 9 gelagert ist. Die Schnecke 8 wird vom Motor 10 über ein Getriebe 11 angetrieben. Mit 12, 13 und 14 sind Ausdampfstutzen bezeichnet, um die ausdampfende Feuchtigkeit abzuführen, die dann über die Leitung 15 zu einem Kondensator 16 gelangt. Das anfallende Kondensat wird über die Leitung 17, die Abluft über die Leitung 18 abgeführt. Wenn die Temperatur der Schnecke auf beispielsweise 2000C gehalten wird, so findet eine Ausdampfung des Wassers statt, während das Kunststoffpulver verflüssigt wird und sich mit den Feststoffen vermischt. Das zähflüssige Gemisch tritt inRichtung des Pfeiles 19 aus dem Rohr 20 aus und gelangt in ein Faß 21, wo es beim Erkalten zu einem Festkörper erstarrt Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Wärmebehandlung in einem Dünnschicht-Verdampfer, z.3. einem sogenannten BUWA-Verdampfer, vorgenommen. Von der Dosierpumpe 7 aus gelangt das Gemisch über die Leitung 22 zum Dünnschicht-Verdampfer 23, dessen Antrieb mit 24 bezeichnet ist. Die 3eheizung erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Dampf, der in Richtung des Pfeiles 25 in den Heizmantel 26 eintritt und ihn als Kondensat in Richtung des Pfeiles 27 wieder verläßt. Die verdampfende Flüssigkeit der Mischung wird über die Leitung 28 dem Kondensator 16 zugeleitet, von wo aus das Kondensat über die Leitung 17 abfließt, in der gegebenenfalls ein Filter 29 eingeschaltet ist. Das zähflüssige Gemisch gelangt in Richtung des Pfeiles 19 in ein Faß 21 oder einen anderen Lagerbehälter.
In beiden Fällen kann Konzentrat und Kunststoffpulver in einem Mengenverhältnis von etwa 1:1 gemischt werden. Der Mischbehälter 1 kann gegebenenfalls entfallen? sodaß die einzelnen Komponenten bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung getrennt z.B. durch die gestrichelt gezeichneten Leitungen 30 und 31 in das Schneckengehäuse 9 eingeführt werden können. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel können ebenfalls, wie durch die gestrichelten Leitungen 32 und 33 angedeutet ist, die Komponenten getrennt dem Dünnschicht-Verdampfer zugeleitet werden.
5 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche {9 Verfahren zur Behandlung von zu beseitigenden schädlichen, insbesondere radioaktive Konzentrate enthaltenden, vofizugsweise flüssigen Abfallstoffen unter Verwendung von Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine aus mindestens einem Kunststoffpulver zu bildende Masse dient und das Konzentrat mit Pulver eines oder mehrerer Kunststoffe, gegebenenfalls zasammen mit Zusatzstoffen, gemischt und einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei das Wasser ausgedampft und das Kunststoffpulver verflüssigt wird, wonach dann das zähflüssige Gemisch in einem Faß oder einem anderen Lagerbehälter beim Erkalten zum Erstarren gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Konzentrat und Kunststoffpulver in einem Mengenverhältnis von etwa, 1:1 gemischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 0 daß die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 200 C vorgenommen wird.
4. Einrichtung zur Ausübung eines Verfahrens nach Anspruch l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einbeheiztes Schneckengehäuse vorgesehen ist, in dem die-Ausdampfung des Wassers und die Verflüssigung des Kunststoffpulvers stattfindet.
5. Einrichtung zur Ausübung eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dünnschicht-Verdampfer vorgesehen ist, in dem die Ausdampfung des Wassers und die Verflüssigung des Kunststoffpulvers stattfindet.