DE2504932C2

DE2504932C2 - Verfahren zur Verarbeitung eines feststoffbeladenen Fluids und Fluiddüse zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2504932C2
Application number: DE2504932A
Authority: DE
Inventors: Roger Eldon Rancho Cordova Calif. Anderson; Emil Folsom Calif. Schmauderer
Original assignee: Aerojet General Corp
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Inc
Priority date: 1974-07-15
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1985-04-18
Also published as: JPS581632B2; JPS5111213A; CA1014195A; US4036434A; FR2278405A1; DE2504932A1; SE7501888L; GB1494828A; FR2278405B1; SE428096B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids, in welchem Feststoffe gelöst oder suspendiert sind, und eine Fluiddüse zur Durchführung dieses Verfahrens. Außerdem betrifft die Erfindung auch eine Anlage zur Verarbeitung e'ner fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen mit Feststoffen in Suspension oder in Lösung unter Verwendung mindestens einer erfindungsgemäßen Fluiddüse.

Bei der Zerstäubung von feststoffbeladenen Fluiden, insbesondere bei der Verarbeitung einer fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen, die gelöste oder suspendierte radioaktive Feststoffe in einer fließfähigen Masse enthalten, werden die feststoffbeladenen Fluide durch die Austrittsöffnung einer Fluiddüse zum Ausströmen gebracht. Hierbei kommt es gewöhnlich vor, daß ein Teil des feststoffbeladenen Fluids unmittelbar nach dem Verlassen der Austrittsöffnung zu der die

Austrittsöffnung umgebende Fläche der Düse zurückströmt. Dies hat zur Folge, daß ein Teil der Feststoffe an der die Austrittsöffnung umgebenden Fläche infolge von Oberflächenspannung oder dgL in Form eines Rückstandes haften bleibt Dieser Rückstand baut sich allmählich soweit auf, daß die Austrittsöffnung der Düse völlig oder zumindest teilweise blockiert wird, wodurch ein einwandfreies Ausströmen aus der Düse verhindert wird. Dieses Anhacken von Feststoffen kann auch dann eintreten, wenn ein zweites Fluid verwendet wird, um die Zerstäubung des feststoffbeladenen Fluids zu formen bzw. zu begünstigen. Das Anbacken der Feststoffe hat weiterhin den Nachteil, daß die Fluidzufuhr zu der Düse periodisch abgeschattet werden muß, um die angebackenen Feststoffe zu entfernen.

Fluiddüsen zur Verarbeitung feststoffbeladenen Fluids werden in Anlagen zur Verarbeitung einer fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen mit Feststoffen in Suspension oder in Lösung verwendet Vor der Beseitigung dieser fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen muß der Abfailschlamm behandelt werden, um das radioaktive Material aus dem AbfalIschIarr_:Ti zu beseitigen. Eine Möglichkeit der Behandlung dieses Abfalls besteht darin, diesen durch einen Kalzinierofen mit einer Wirbelschicht aus erhitzten, getrockneten Teilchen der Feststoffe zu leiten, die in den vorangehenden Chargen des Abfalls enthalten sind. Die Teilchen der Wirbelschicht werden über das ganze Volumen desselben im wesentlichen gleichmäßig verteilt, welche Teilchenverteilung wesentlich ist um die einwandfreie Bildung und Sammlung von nachfolgenden Teilchen aus dem kalzinierten Abfall sicherzustellen, so daß die Teilchen aus der Wirbelschicht entfernt und zu einer Einrichtung außerhalb des Kalzinierofens zur weiteren Behandlung geleitet werden.

Die Lösung mit radioaktivem Abfall wird mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in den Kalzinierofen durch eine Fluiddüse geleitet, die oberhalb und im Abstand von der erwähnten Wirbelschicht angeordnet oder direkt an diese angeschlossen ist. Ein Teil der Feststoffe in dieser Lösung hat, wenn sie die Austrittsöffnung einer solchen Düse verlassen, die Neigung, in einem Randwirbel, wie vorangehend beschrieben, zur Düse zurückzuströmen, was ein Anbacken an der Fläche der Düse zumindest benachbart der Austriitsöffnung der Düse, jtdoch wahrscheinlicher mrh an der Umgebung der Austrittsöffnung, zur Folge hat. Schließlich behindert dieses Anbacken die Austrittsöffnung soweit, daß die Strömung der Lösung mit radioaktivem Abfall abgeschaltet werden muG, bis das angebackene Material entfernt ist, da sonst eine einwandfreie Arbeitsweise des Systenu nicht ohne Beeinträchtigung der Ausbeute fortgesetzt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die angebackenen Feststoffe in der Nähe der Stirnfläche der Düse an schwer werden können und oft auch so schwer werden, daß sie durch ihr Eigengewicht in die Wirbelschicht fallen. Die zusammengebackenen Feststoffe fallen dann nach unten und durch die Wirbelschicht, wodurch deren Integrität zerstört und ihre Wirksamkeit zur Verwendung zum Sammeln von teilchenförmigen Feststoffen, die beim Kalzinieren erhalten v/erden, herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids, in welchem Feststoffe gelöst oder suspendiert sind, und eine Fluiddüse zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die das Anbacken von Feststoffen am Austrittsende eines Kanals und die damit verbundenen Nachteile vermeiden.

Das Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids, in welchem Feststoffe gelöst oder suspendiert sind, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dieses Fluid am Austrittsende eines Kanals zum Ausströmen gebracht wird und daß in der Umgebung dieses Austrittsendes durch ein Spülfluid ein Fluidpuffer erzeugt wird, um einem Rückfluß des feststoffbeladenen Fluids nach dem Austritt aus dem Kanal entgegenzuwirken und dadurch das Anbacken der Feststoffe am Austrittsende

ίο des Kanals zu vermeiden.

Der mittels des Spülfluids am Austrittsende des Kanals gebildete Fluidpuffer verhindert im wesentlichen den Rückfluß des feststoffbeladenen Fluids zu dem Austrittsende hin und er verhindert somit auch das Anbakken von Feststoffen in der Nähe des Austrittsendes. Hierdurch werden Verstopfungen und anderweitige Störungen am Austrittsende des Kanals vermieden.

Vorteilhafte Maßnahmen bei der Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2—6 gekennzeichnet

Eine Fluiddüse zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 — 6 ist gekennzeichnet durch einen Körper mit zwei Fluidkanälen, von denen jeder eine Austrittsöffnung aufweist und an eine Quelle eines jeweiligen Fluids angeschlossen werden kann, em Verteilerelement das quer zu der Austrittsöffnung des zweiten Kanals angeordnet ist und dazu dient das zweite Fluid im wesentlichen gleichmäßig über einen Bereich unmittelbar stromabwärtr der letzterwähnt ten Austrittsöffnung zu verteilen und in diesem Bereich einen Fluidpuffer herzustellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser erfindungsgemäßen Fluiddüse sind in den Ansprüchen 8—16 gekennzeichnet

Eine Anlage zur Verarbeitung einer fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen mit Feststoffen in Suspension oder Lösung unter Verwendung von mindestens einer Fluiddüse nach mindestens einem der Ansprüche 7 — 15 ist gekennzeichnet durch einen Trockner, in welchem sich eine Wirbelschicht befindet, und an dem die F'uiddüse vorgesehen ist, deren erster Kanal an eine Quelle der fließfähigen Masse angeschlossen ist, deren zweiter Kanal an eine Quelle eines Spülfluids so angeschlossen ist, daß das letztere beim Durchtritt Jurch das Verteilerelement einen Fluidpuffer unmittelbar stromabwärts desselben bildet, um ein Anbacken der von der radioaktiven Abfallmasse mitgeführten Feststoffe zu verhindern und dadurch eine Verstopfung der Austrittsöffnung des ersten Kanals zu vermeiden.

Durch Verhinderung des Anbackens der von der radioaktiven Abfallm&sse mitgeführten Feststoffe wird nicht nur eine Verstopfung der Austrittsöffnung des ersten Kanals vermieden, sondern es wird auch verhindert, daß Feststoffteilchen vom Austrittsende der Fluiddüse abfallen und eventuell die Wirbelschicht beeinträchtigen. Darüber hinaus entfällt das Reinigen der die Austrittsöffnung umgebenden Fläche der Düse, was gerade bei radioaktiven Abfallstoffen von wesentlichem Vorteil ist. Durch C¹^n Wegfall einer Reinigung werden auch Betriebsunterbrechungen vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der oben erwähnten Anlage zur Verarbeitung einer fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen sind in den Unteransprüchen 17 und 18 gekennzeichnet.

6-3 Zu weiteren Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Fluiddüse gehört das Einspritzen von Lösungen und dgl. in Sprühtrockner, Verbrennungsofen. Ofen und andere Trocken- oder Verbrennungsan-

lagen. Ferner kann die erfindungsgemäße Fluiddüse in Prozessen verwendet werden, die davon abhängen, daß ein rasches Vermischen von zwei oder mehr Komponenten bei gleichzeitiger Zerstäubung erzielt wird. z. B. bei Zwei-Komponenteii-Spriizbesehichiungssysiemen.

Das erfindungsgemäße Verfahren, Fluiddüsen zur Durchführung des Verfahrens und eine Anlage zur Verarbeitung einer fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen unter Verwendung einer derartigen Fluiddüse, sind in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig.! einen Axialschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles einer Fluiddüse.

Fig. la eine Ansicht derselben in Richtung der Pfeile la.

F i g. 2 einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform der Fluiddüse,

Fig. 3 die schematische Ansicht einer Anlage zur

i nn Ki r-

Abfällen,

F i g. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Fluiddüse im Axialschnitt,

Fig. 5 die Unteransicht derselben in Richtung der Pfeile 5,

F i g. 6 einen Teüschnitt nach der Linie 6-6 der F i g. 4,

F i g. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Fluiddüse im Axiaischnitt,

Fig.8 eine Teilunteraiisicht derselben in Richtung der Pfeile 8.

In der Zeichnun ^T sind bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Fluiddüse 10 Teile gleicher Funktion jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, weshalb die nachfolgende Beschreibung des in Fig. 1 und la dargestellten ersten Ausführungsbeispieles größtenteils sinngemäß auch auf die übrigen Ausführungsbeispiele zutrifft. Die Fluiddüse 10 weist einen Körper 12 mit einer im wesentlichen zylindrischen rohrförmigen Außenwand 14. einer rohrförmigen Innenwand 16 und einer zwischen den Wänden 14 und 16 angeordneten Zwischenwand 18 auf. Der Körper 12 besitzt eine Rückwand 20 und eine Stirnwand 22, welch letztere eine ringförmige Stirnfläche 24 an der Außenwand 14, eine ringförmige Stirnfläche 26 an einem verengten vorderen zylindrischen Teil 28 der Wand 16 und eine ringförmige Stirnfläche 30 an einem verengten vorderen zylindrischen Teil 31 der Wand 18 aufweist.

Die Wand 16 und deren verengter Teil 28 begrenzen einen ersten Fluidkanal 32 für ein primäres Fluid bzw. einen Förderstrom von einer geeigneten Quelle (nicht gezeigt) aus. Eine Leitung 34 koppelt diese Quelle mit dem stromaufwär·; liegenden Ende des Kanals 32 Ein zweiter Fluidkanal 36 wird zwischen den Wänden 16 und 18 und zwischen den verengten Teilen 28 und 31 derselben gebildet. Der Kanal 36 hat einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt und kann durch eine Leitung 38 mit einer Quelle eines Zerstäubungsfluids, beispielsweise Luft oder dgl., verbunden werden.

Ein dritter Fluidkanal 40 wird durch die Wände 14 und 18 gebildet Der Kanal 40 kann zur Leitung eines Spülfluids, wie Luft oder dgl, von einer geeigneten Quelle aus über eine Leitung 42 dienen. Wenn Luft in der noch zu beschreibenden Weise sowohl für die Zerstäubungs- als auch für die Spüiwirkung verwendet wird, kann der Kanal 40 in Fluidverbindung mit der Leitung 38 stehen, wodurch sich die Leitung 42 erübrigt. Die Kanäle 32 und 36 haben Austrittsöffnungen 44 und 46 in der Ebene der Stirnflächen 24, 26 und 30. Der Kanal 40 endet mit dem SDÜlfluid-Verteilerelement 50.

welches in einer Ebene mit den Stirnflächen 24, 26 und 30 angeordnet ist.

Die Stirnwand 22 der Düse 10 wird durch ein poröses Verteilerelement 50 gebildet, das sich quer über den Kanal 40 erstreckt. In Fig. la ist das Verteilerelement 50 ringförmig dargestellt, obwohl es auch eine andere Gestaltung haben kann. Das Verteilerelement 50 dient dazu, das Spülfluid, das durch den Kanal 40 strömt, so zu verteilen, daß das Spülfluid in dem mit 52 bezeichneten Bereich unmittelbar stromabwärts des Verteilerelements 50 und den Bereich unmittelbar stromabwärts der Austrittsöffnung 44 des Kanals 32 im wesentlichen gleichmäßig verteilt wird, um dort einen Fluidpuffer zu bilden, Außerdem bewirkt das Verteilerelement 50 einen Druckabfall im Spülfluid, so daß das letztere aus dem Verteilerelement 50 der Stirnwand 22 mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit und einer verhältnismäßig niedrigen Durchflußmenge austritt.

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inneren Umfangs des Verteilerelements 50 etwa das Zweifache des Durchmessers der Austrittsöffnung 44. Der Durchmesser des Außenumfangs des Verteilerelements 50 ist etwa 10— 20mal größer als der Durchmesser der Austrittsöffnung 44. Daher ist der effektive Flächeninhalt der Stirnfläche des Verteilerelements 50 vielfach größer als der Flächeninhalt der Austrittsöffnung 44.

Für d -.r. Gebrauch wird die Düse 10 in geeigneter Weise in einer Halterung 54 angeordnet, beispielsweise in der Wand eines Gefäßes oder Behälters, in den das primäre Fluid geleitet werden soll. Die Leitungen 34,38 und 42 werden dann an die Quellen des primären Fluids, des Zerstäubungsfluids bzw. des Spülfluids angeschlossen, worauf man die Fluide in der Richtung der in den entsprechenden Leitungen gezeigten Pfeile strömen läßt. Das durch die Leitung 42 hindurchtretende Spülfluid tritt in die Düse 10 ein und da der Kanal 40 die Wand 18 umgibt, füllt das Spülfluid das ganze Volumen des Kanals 40 und strömt zu dem porösen Verteilerelement 50 und durch dieses hindurch. Das Spüfluid strömt aus dem Verteilerelement 50 heraus, um einen Fluidpuffer bzw. eine Barriere von niedriger Geschwindigkeit für den Teil des primären Fluids zu bilden, welcher die Neigung hat, unmittelbar nach dem Verlassen der Austrittsöffnung 44, zur Stirnwand 22 zurückzuströmen. Dies hat zur Folge, daß primäres Fluid nicht mit der Stirnwand 22 in Kontakt kommen kann, so daß das Anbacken von Feststoffen an dieser Stirnwand 22 im wesentlichen ausgeschaltet ist. Es entsteht daher keine Verstopfung der Austrittsöffnungen 44 und 46, welche den Betrieb der Düse 10 beeinträchtigen könnte.

Das primäre Fluid und das Zerstäubungsfluid unterliegen Drücken und bewegen sich mit Geschwindigkeiten, die denjenigen gleichwertig sind, die bei den herkömmlichen Zerstäubungsdüsen auftreten. Ein typischer Druck des Spülfluids im Kanal 40 ist 2,40—2,75 bar. Bei diesem Druck kann ein geeignetes Verteilerelement 50 eine Dicke von etwa 3,2 mm aus rostbeständigem Sinterstahl haben.

Das Spülfluid kann entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, ist jedoch normalerweise das letztere.

Wenn Luft sowohl das Spülgas als auch das Zerstäubungsgas bildet, ist es vorzuziehen, daß die Leitung 42 von der Leitung 38 gesondert ist, so daß eine positive Regelung der Strömung des Spülfluids leichter durchgeführt werden kann.

Das Verteilerelement 50 kann von verschiedener Art sein und aus verschiedenen Materialien bestehen. Es ist

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gewöhnlich aus einem Metall mit einer feinen Porengröße von durchgehend gleichmäßiger Verteilung der Poren. Poröse Sintermetalle und teilweise gesinterte, gepreßte, mehrlagige Siebsätze haben sich als brauchbare Materialien erwiesen. Ein geeigneter mehrlagiger Siebsatz, der für den angegebenen Zweck geeignet ist, wird unter dem Warenzeichen »RIGIMESH« durch die Firma Pi>:Corp.. 30 Seacliff Avenue, Glencove, New York, USA, hergestellt und in den Handel gebracht. Weitere Arten von Verteilerelementen 50c, 50J sind in den F ig. 4 —8 gezeigt und werden nachfolgend beschrieben. Mit Hilfe der Düse 10 werden nicht nur die Probleme des Anbackens an der Düse vermieden, sondern auch insofern ein zusätzlicher Vorteil erzielt, daß innere Mittel für den Wärmeschutz der inneren Ströniungskreise, d. h. der Strömungen des primären Fluids und des Zerstäubungsfluids gegen unzulässige Wärmeaufnahme oder -abgabe von der bzw. an die Halterung 54 oder an Clic ivicuien, ifi w'CiCnC u33 priniäre Pliiid üfiu das 2.CT-stäubungsfluid geleitet werden, vorhanden sind. Beispielsweise kann das Spülfluid eine Kühlung eines flüchtigen primären Fluids bewirken und eine innere Verdampfung desselben selbst dann verhindern, wenn die Temperaturen der Halterung 54 und/oder die Medien, in welche das primäre Fluid gespritzt oder gerichtet wird, weit über dem Siedepunkt des primären Fluids selbst liegen. Ein ähnlicher Schutz kann dem jeweiligen primären Fluid gegen Gefrieren, Sieden, thermische Degradation oder dgl. durch eine entsprechende Gestaltung des Reinigungsfluidkreislaufs und durch Temperatuti..id Strömungsregelung der Spülfluidzufuhr erhalten werden.

Eine besondere Verwendung der Düse 10 erfolgt an einem Kaizinierofen 60 (F i g. 3) mit einer Wirbelschicht 62, die durch eine Vielzahl getrockneter Feststoffteilchen in Suspension gebildet werden, die kontinuierlich oder periodisch durch einen Förderer 64 zu einer Teilchenbehandlungseinrichtung 66, beispielsweise eine Teilchenspeicher- und Beseitigungseinrichtung, gefördert werden. Die Düse 10 kann in die Wand 68 des Kalzinieroferis 60 entweder an einer ersten Stelle in Abstand oberhalb der Wirbelschicht 62 oder an einer zweiten Stelle an der Seite der Wirbelschicht 62 münden und in Ausfluchtung mit dieser eingebaut werden. Ein typisches primäres Fluid, das unter Druck in den Kalzinierofen 60 durch die Düse 10 eingespritzt wird, besteht aus einer fließfähigen Masse von radioaktivem Abfall, die Feststoffe in Lösung oder in Suspension enthält, wobei der Zweck des Kalzinierofens 60 darin besteht, die Flüssigkeits- und Festsiofffraktionen voneinander zu trennen und die radioaktiven Feststofffraktionen in der Wirbelschicht 62 zu sammeln, und sie zu der Einrichtung 66 zur Weiterbehandlung, beispielsweise zur Verpackung und Immobilisation, zu überführen.

Es ist vorzuziehen, die Düse 10 in der zweiten Stellung der F i g. 3 zu verwenden, so daß das primäre Fluid unmittelbar in die Wirbelschicht 62 von einer oder mehreren Seiten derselben mit einer Geschwindigkeit 'eingespritzt wird, welche die Wirbelschicht 62 nicht nachteilig beeinflußt. Dies geschieht aus zwei Gründen, näm- ω lieh um zu verhindern, daß die in den Raum oberhalb der Wirbelschicht eingespritzten feinen Teilchen (wenn sich die Düse 10 im oberen Teil der F i g. 3 befindet) aus dem Kalzinierofen mit dem beim Kalzinieren entstehenden Dampf austreten und um den feinen Teilchen, die in die Wirbelschicht 62 von der Seite eingespritzt werden, Gelegenheit zu geben, an den relativ größeren Teilchen der Wirbelschicht 62 anzuhaften, wodurch das Bestreben der feinen Teilchen herabgesetzt wird, sich aus der Wirbelschicht 62 nach oben und aus dem Kalzinierofen 60 zusammen mit dem beim Kalzinieren entstehenden Dampf herauszubewegen.

Eine weitere Atisführungsform der Düse 10, die in F i g. 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Düse 10 nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Wand 18 weggelassen ist, so daß ein einziges Fluid, welches das Zerstäubungsfluid und das Spülfluid bildet, in den Kanal 40,7 eintritt, der durch eine zylindrische Innen vand 16a und eine zylindrische Außenwand 14,i gebildet ist. Daher tritt ein Teil des einzigen Fluids im Kanal 40a über die Öffnung 46a aus und wird zur Zerstäubung des primären Fluids verwendet, das durch den Kanal 44a strömt, während der Rest dazu verwendet wird, die Stirnfläche des porösen Verteilerelements 50a zu spülen, die den Hauptteil des Kanals 40a abschließt. Hierbei ist das äußere Ende des verengten Teils 28a der Wand

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40 ma um zur c>tirri!isc..c des VcrtC!!cre!e:T!SP.;s 50:? verlängert und das Verteilerelement 50a endet mit Abstand von dem verengten Teil, um eine ringförmige Austrittsöffnung 46a zu bilden, durch welche der Teil des einzigen Fluids in dem Kanal 40a zur Zerstäubung des primären Fluids hindurchtritt. Der Rest des einzigen Fluids im Kanal 40a strömt durch das Verteilerelement 50a und tritt aus diesem aus, um den Fluidpuffer demjenigen Teil des primären Fluids entgegenzusetzen, der das Bestreben zum Rückfluß zur Stirnfläche des Verteilerelements 50a hat.

Fig.4 —6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Verteilerelements, das insgesamt mit 50c bezeichnet ist. Das Verteilerelement 50c wird durch eine Plättchenanordnung 70 aus einer Anzahl aufeinandergejtapelter, miteinander verbundener, Plättchen 72 gebildet, die geätzt oder in anderer Weise so geformt sind, daß sie eine Vielzahl von sehr kleinen, ia engen und gleichmäßigen Abständen voneinander angeordneten, durchgehenden öffnungen 74 aufweisen. Die öffnungen liegen auf radialen Linien mit Bezug auf die Mittelachse des Verteilerelements 50c. Obwohl nicht gezeigt, können die Plättchen so geätzt werden, daß sie kreisförmige öffnungen 74 in Anordnungen enthalten, die von der in F i g. 5 gezeigten radialer. Anordnung abweichen. Obwohl eine kreisförmige Fläche für das Verteilerelement 50c gezeigt ist, kann dieses andere Formen haben und beispielsweise quadratisch oder rechteckig sein.

Eine weitere Form des Verteilerelements ist in F i g. 7 und 8 gezeigt und insgesamt mit 50c/ bezeichnet. Das Verteilerelement SOd wird durch eine Anzahl konzentrischer Ringe 75 gebildet, die einen sehr engen Abstand voneinander haben (der in F i g. 8 stark übertrieben dargestellt ist), so daß sie eine Anzahl sehr schmaler Schlitze 76 bilden, durch welche das Spülfluid hindurchtritt. Durch die Schlitze 76 wird das Spülfluid gleichmäßig verteilt, so daß das letztere einen Fluidpuffer unmittelbar stromabwärts des Verteilerelements 5Qd bildet. Sehr kurze Stege 78 dienen zur Trennung der Ringe 75 voneinander. Diese Stege 78 können entweder in der Umfangsrichtung versetzt oder radial miteinander fluchtend angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids, in welchem Feststoffe gelöst oder suspendiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Fluid am Austrittsende eines Kanals zum Ausströmen gebracht wird und daß in der Umgebung dieses Austrittsendes durch ein Spülfluid ein Fluidpuffer erzeugt wird, um einem Rückfluß des feststoffbeladenen Fluids nach dem Austritt aus dem Kanal entgegenzuwirken und dadurch das Anbacken der Feststoffe am Austrittsende des Kanals zu vermeiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülfluid in die Umgebung des Austrittsendes mit einer Geschwindigkeit und einer Durchflußmenge eingeleitet wird, die geringer als die Geschwindigkeit und die Durchflußmenge des feststoffbeladenen Fluids ist

3. Verfallen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichiKft, daß das feststoffbeladene Fluid mit einem Teil des Spülfluids zerstäubt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feststoffbeladene Fluid mit einem dritten Fluid zerstäubt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß das feststoffbeladene Fluid eine Lösung von radioaktivem Material ist.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß das feststoffbeladene Fluid in einem Bereich zum Ausströmen gebracht wird, der an tine Wirbelschicht angrenzt.

7. Fluiddüse zur Du.cbführung des Verfahrens nach mindestens einem der . .nsprüche 1—6, gekennzeichnet durch einen Körper (12) mit zwei Fluidkanälen (32,40), von denen jeder eine Austrittsöffnung (44 bzw. 40') aufweist und an eine Quelle eines jeweiligen Fluids angeschlossen werden kann, ein Verteilerelement (50), das quer zu der Austrittsöffnung des zweiten Kanals (40) angeordnet ist und dazu dient, das zweite Fluid im wesentlichen gleichmäßig über einen Bereich (52) unmittelbar stromabwärts der letzterwähnten Austrittsöffnung zu verteilen und in diesem Bereich einen Fluidpuffer herzustellen.

8. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement (50, 50a, 50c, 5Od) die Austrittsöffnung (44) des ersten Kanals (32) umgibt.

9. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement (50, 50a, 5Oc^ durch eine poröse Platie gebildet wird, die dazu dient, einen Fluiddruckabfall herbeizuführen.

10. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement (50,50a,/ aus gesintertem Material besteht.

11. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement aus einem mehrlagigen Geflecht besteht.

12. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kanal (36) zwischen dem ersten Kanal (32) und dem zweiten Kanal (40) vorgesehen ist und eine Austrittsöffnung (46) benachbart der Austrittsöffnung (44) des ersten Kanals vorgesehen ist, welcher dritte Kanal an eine Quelle eines Zerstäubungsfluids angeschlossen werden kann.

13. Düse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12a,) eine erste rohrförmige Wand (16a, 26a) aufweist, weiche den ersten Kanal {32a) begrenzt, und eine zweite rohrförmige Wand (14aJ die den zweiten Kanal {40a) begrenzt, das Verteilerelement {50a) durch eine poröse Platte gebildet wird, die sich von der erwähnten zweiten Wand zur ersten Wand (16a, 2Sd) hin erstreckt und im Abstand von der ersten Wand endet, um eine Austriitsöffnung (46a,} zu bilden, so daß ein Teil des zweiten Fluids durch die erwähnte Austritte-Öffnung strömen kann, um das erste Fluid zu zerstäuben und ein anderer Teil des zweiten Fluids durch das Verteilerelement zur Bildung des erwähnten Fluidpuffers strömen kann (F i g. 2).

14. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement {50c) durch eine Plättchenanordnung (70) gebildet wird (F i g. 4—6).

15. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement {50d) durch eine Anzahl konzentrischer Ringe (75) gebildet wird, welche die Öffnung des ersten Kanals (32) umgeben, wobei der Abstand (76) zwischen je zwei benachbarten Ringen eine bogenförmige Pore bildet, durch welche das zweite Fluid hindurchtritt (F i g. 7,8).

16. Anlage zur Verarbeitung einer fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen mit Feststoffen in Suspension oder in Lösung unter Verwendung von mindestens eine<- Fluiddüse nach mindestens einem der Ansprüche 7—15, gekennzeichnet durch einen Trockner (60), in welchem sich eine Wirbelschicht (62) befindet, und an dem die Fluiddüse (10) vorgesehen ist, deren erster Kanal an eine Quelle der fließfähigen Masse angeschlossen ist, deren zweiter Kanal an eine Quelle eines Spülfluids so angeschlossen ist, daß das letztere beim Durchtritt durch das Verteilerelement einen Fluidpuffer unmittelbar stromabwärts desselben bildet, um ein Anbacken der von der radioaktiven Abfallmasse mitgeführten Feststoffe zu verhindern und dadurch eine Verstopfung der Austrittsöffnung des ersten Kanals z·.; vermeiden.

17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) an den Trockner (60) an einer Stelle im Abstand oberhalb der Wirbelschicht (62) angeschlossen ist.

18. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) an den Trockner (60) an einer Stelle an der Seite der Wirbelschicht (62) und in Ausfluchtung mit dieser angeschlossen ist.