DE2618232A1

DE2618232A1 - Apparat zum filtrieren, trocknen und abfuellen von suspensionen

Info

Publication number: DE2618232A1
Application number: DE19762618232
Authority: DE
Inventors: Ralf Offenbach Ing Gra Gebauer; Karl-Heinz Koch; Kurt Ing Grad Pfeifer
Original assignee: Alkem GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-04-26
Filing date: 1976-04-26
Publication date: 1977-11-03
Also published as: JPS52131268A; DE2618232C3; DE2618232B2

Description

Apparat zum Filtrieren, Trocknen und Abfüllen von Suspensionen
Bei der Verarbeitung von Plutonium, wie es sich in abgebrannten Brennelementen von Kernreaktoren befindet, entstehen kleine Mengen eines sehr stark strahlenden Stoffes (Americium), die zur leichteren Verarbeitung des Pl.utoniums aus dem Plutonium entfernt werden müssen. Schon geringste Mengen dieses Stoffes können an Anlageteilen eine hohe Untergrundstrahlung herbeiführen, die ein Hantieren in der Anlage mit Handschuhen erschwert oder unmöglich macht.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Apparat zu schaffen, mit dem stark strahlende Stoffe wie z.Bb Americium chemisch und mechanisch behandelt werden können, ohne daß die Gefahr der Fontamination ron Anlagen teilen außerhalb des eigentlichen Reaktn'onsbehälters besteht.
Die Erfindung betrifft damit einen Apparat zum Filtrieren, Trocknen und Abfüllen von Suspensionen, insbesondere für strahlende, radioaktive Substanzen.
Das Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß ein mit einer Heizeinrichtung versehener zylindrischer Filtertopf vorgesehen ist, in den von oben die Welle eines in den Filtertopf eingebauten Rührwerks hineinragt, daß auf die Einfüllöffnung des Biltertopfes ein Entnahme trichter mit seinem den größeren Querschnitt aufweisenden Ende so aufgesetzt ist, daß seine Mittelachse einen spitzen Winkel zur Achse des Filtertopfes und des Rffhrwerkes aufweist, daß sich an das den kleineren Querschnitt auf- weisende Ende des Entnahmetrichters eine Zeiklelnerungseinrichtung und eine Dosiervorrichtung, bestehend allS einer in Segmente aufgeteilten Walze, anschließt und daß die aus Entnahmetriehterf Filtertopf, Dosiervorrichtung und Ruhrwer.tf bestehende Einheit um eine Welle schwenkbar gelagert ist.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt. Das bei der Verarbeitung von Flutorium entstehende Ameri¢ium-Nitrat Am (NO3)4 wird durch Zusatz von Oxalsäure C2H2°4 zu Salpetersäure HNO3 und Americium-Oxalat Am (C2°4)2 umgewandelt. Dieses Americium-Oxalat ist in der Säurelösung in Form einer Suspensiorl vorhanden.
Diese Suspension gelangt durch eine Zulaufleitung 1, die in einen Entnahmetrichter 2 boberhalb eines Filtertopfes 3 mündet, in den Filtertcpf 3. Dieser wird nach unten durch eine aus Sinterstoff bestehende Filterplatte 4 abgeschlossen. Der Raum 5 unterhalb der Filterplatte 4 ist mit einer Filtratleitung 6 verbunden.
In den Innenraum des Filtertopfes 3 ragt ein Rührwerk 7, bestehend aus Schaufeln 8, einer Welle 9 und einem Motor 10, hinein.
Die Welle 9 durchdringt dabei innerhalb einer Stopfbuchspaekung 11 die Wand des Entnahmetrichters 2, der über eine Flanschverbindung 12 so auf den Filtertopf 3 aufgesetzt ist, daß seine Mittelachse 13 einen spitzen Winkel zur Achse der Welle 9 und des Filtertopfes 3 aufweist und daß er sich - ausgehend von der Flanschverbindung 12 mit dem PiB ertopf 3 - verjüngt.
An den Entnahmetrichter 2 ist über eine Filterplatte 14 eine Gasabsaugeleitung 15 angeschlossen. Außerdem ist der Entnahmetrichter 2 mit einem Vibrator 16 verbunden und wird über einen Hebel 17 drehbar auf einer Welle 18 gehalten. Mit Hilfe eines Gegengewichtes 19 und eines Schwenkantriebes 20 kann der Entnahmetrichter 2 mit den daran befestigten Teilen so geschwenkt werden, daß entweder die Achse des Filtertopfes 3 oder die Achse des Entnahmetrichters 2 senkrecht verläuft.
An den kleineren Qusischnitt des Entnahmetrichters 2 schließt sich eine Zerkleinerungseinrichtung 21 an, die aus einem Sieb 22 und einem um die Achse 23 rotierenden,mit Besen und/oder Schaufeln 24 versehenen Rührwerk besteht. Mit der Zerkleinerungseinrichtung 21 ist durch eine weitere Flanschverbindun 25 eine Dosiereinrichtung 26 verbunden. Die Dosiereinrichtung 26 besteht im wesentlichen aus einer Walze 27, die nach außen offene Segmente 28 besitzt. Diese Dosiereinrichtung 26 schließt den Apparat nach außen gasdicht ab, gestattet aber, bestimmte Mengen des entstehenden, pulverförmigen Americiums aus dem Apparat zu entfernen.
Zwischen der Dosiereinrichtung 26 und der Zerkleinerungseinrichtung 2i befindet sich ein Vorratsraum 29, der ebenfalls Trichterform besitzt. Eine mit einem Ventil 30 versehene Staubleitung 31 verbindet den Innenraum des Entnahmetrichters 2 mit dem Raum 32 außerhalb der Dosiereinrichtung 26.
Nachdem eine genilgende Menge Suspensionslösung durch die Zulaufleitung 1 unter einen sich vor der Öffnung der Zulaufleitung 1 befindlichen Prallkörper 33 verteilt und in den Filtertopf 3 eivlgespült wurde, bildet sich oberhalb der Filterplatte 4 ein Filterkuchen. Dieser Filterkuchen wird nach Beendigung der Einspülun durch Aufheizen einer in den Filtertopf 3 eingebauten Beizwicklung 74 erhitzt. Hierdurch wird das Americium-Oxalat Am (C2O4)2 aufgespalten in Americium-Dioxid (Am O2), Kohlenmonoxid ("O) und KohlendioxId (C02). Die Kohlenoxldgase werden durch die Gasabsaugeleitung 15 entfernt. Das zurückbleibende Americiumoxid trocknet aus.
Anschließend wird der apparat um die Welle 18 geschwenkt, eo daß die Mittelachse 13 des Entnahmetrichters 2 senkrecht steht und sich die Dosiereinrichtung 26 unten befindet. Durch Betätigen des Rührwerkes 7 wird das stückige Americium-Oxid aus dem Filtertopf 3 entfernt und fällt durch den Entnahmetrichter 2 in die Zerkleinerungseinrichtung 21. Der Prallkörper 33 verhindert dabei, daß Material in die Zulaufleitung 1 gelangt.
In der Zerkleinerungseinrichturg werden die Besen und/oder Schaufeln 24 in Rotation um die Achse 23 versetzt. Hierdurch werden die Americiumstücke zerkleinert: bis si durch das Sieb 22 in den Vorratsraum 29 fallen. Das so gewonnene Pulver wird durch Drehen der Walze 27 in er Dsiereinrichtung 26 aus dem Vorratsraum 29 in definierten Portionen entfernt. Hierbei aufsteigender Staub außerhalb der Dosiereinrichtung 26 wird durch die Staubleitung 31 bei geöffnetem Ventil 30 abgesaugt und gelangt wieder in den Entnahmetrichter 2. Der Gasanteil in dem Staub wird über die Gasabsaugeleitung 15 entfernt und der strahlende Staub kann wieder durch das Sieb 22 zur Dosiereinrichtung 26 gelangen. Mit der beschriebenen Anordnung ist es also möglich, eine Vielzahl von Arbeitsgängen bei der Herstellung eines stark strahlenden Stoffes in einem @llseits geschlossenen Behälter durchzuführen. Durch lanschverbindungen zwischen den einzelnen Anlageteilen ist zu erreichen, daß jedes Anlageteil für sich schnell auswechselbar ist, so daß bei eventuellen Defekten ein Minimum an Zeit ausreicht, um den Apparat wieder funktionsfähig zu machen. Die Strahlenbelastung des bedienenden Personals wird dadurch auf ein Minimum herabgesetzt. Bei ungestörtem BetrIeb des Apparates können alle ArSeitsvo-rgänge von eier entfernten Stelle aus automatisch gesteuert werden.
8 Patentansprüche 1 Figur Bezugszelchenliste 1 Zulaufleitung 2 Entnahmetrichter 3 Filtertopf 4 Filterplatte 5 Raum 6 Filtratleitung 7 Rührwerk 8 Schaufel 9 Welle 10 Motor 11 Stopfbuchspackung 12 Flanschverbindung 13 Mittelachse 14 Filterplatte 15 Gasabsaugeleitung 16 Vibrator 17 Hebel 18 Welle 19 Gegengewicht 20 Schwenkantrieb 21 Zerkleinerungseinrichtung 22 Sieb 23 Achse 24 Besen und/oder Schaufeln 25 Flanschverbindung 26 Dosiereinrichtung 27 Walze 28 Segmente 29 Vorratsraum 30 Ventil 31 Staubleitung 32 Raum 33 Prallkörper 34 Heizwicklung L e e r s e i t e

Claims

Patent ansprüche 1.,, Apparat zum Filtrieren, Trocknen und Abfüllen von Suspensionen, insbesondere für strahlende, radioaktive Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Heizeinrichtung (34) versehen zylindrischer Filtertopf (3) vorgesehen ist, in den von oben die Welle (9) eines in den Filtertopf eingebauten Rtihrwerks (7) hineinragt, daß auf die Einfüllöffnung des Filtertopfes (3) ein Entnahmetrichter (2) mit seinem den größeren Querschnitt aufweisenden Ende so aufgesetzt ist, daß seIne Mittelachse (13) einen spitzen Winkel zur Achse des Filtertopfes (3) und des Rührwerkes (7) aufweist, daß sich an das den kleineren Querschnitt aufweisende Ende des Entnahmetrichters (2) eine Zerkleinerungseinrichtung (21) und eine Dosiervorrichtung (26), bestehend aus einer in Segmente (28) aufgeteilten Walze (27), anschließt und daß. die aus Entnahmetrichter (2), Filtertopf (3), Dosiervorrichtung (26) und Rührwerk (7) bestehende Einheit um eine Welle (18) schwenkbar gelagert ist.
2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wandung des Entnahmetrichters (2) ein Vibrator (16) befestigt ist.
3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungseinrichtung (21) aus einem den Entnahmetrichter (2) abschließenden Sieb (22) besteht, das halbkreisförmig ausgebildet ist und mit rotierenden Besen und Schaufeln (24) in Berührung steht.
4. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Zerkleinerungseinrichtung (21) und der Dosiervorrichtung (26) ein Vorratsraum (29) für das zerkleinerte Material befindet.
5. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtertopf (3), der Entnahmetrichter (2), die Zerkleinerungseinrichtung (21) und die Dosiervorrichtung (26) miteinander über lösbare Flanschverbindungen (12) verbunden sind.
6. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (1) für die Suspension durch eine Öffnung des Entnahmetrichters (2) hineinragt und mit einem Prallkörper (33) zwischen dem Ende der Suspensioneleitung und dem Inneren des Filtertopfes f3) versehen ist, so daß aus dem Filtertopf (3) in den Entnahmetrichter (2) fallende Teile nicht in die Öffnung der Zulaufleitung (1) für Suspensionen fallen können.
7. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entnahmetrichter (2) über eine Filterplatte (14) mit einer Gasabsaugeleitung (15) verbunden ist.
8 Apparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Staubleitung (313 mit eingeschaltstem Ventil (30) das Äußere der Dosiervorrichtang (26) mit dem Inneren des Entnahmetrichters verbunden ist.