DE2641264C2 - Verfahren zur Behandlung radioaktiv kontaminierter organischer Abfälle - Google Patents

Verfahren zur Behandlung radioaktiv kontaminierter organischer Abfälle

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DE2641264C2 DE19762641264 DE2641264A DE2641264C2 DE 2641264 C2 DE2641264 C2 DE 2641264C2 DE 19762641264 DE19762641264 DE 19762641264 DE 2641264 A DE2641264 A DE 2641264A DE 2641264 C2 DE2641264 C2 DE 2641264C2
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Hans-Günther Dipl.-Ing. 6456 Langenselbold Knackstedt
Horst Dipl.-Chem. Dr. 6457 Maintal Vietzke
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    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
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Description

20
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung radioaktiv kontaminierter organischer Abfälle mittels Veraschung bei dem in einem Ofensystem bei 600 bis 11000C eine Vergasung der organischen Bestandteile mit einem Reaktionsgas im Gegenstrom vorgenommen wird und danach das gebildete Abgas eine Nachreaktionszone mit einer Temperatur von 800 bis 1100° C durchläuft Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-OS 22 51 007 bekannt Bei diesem bekannten Verfahren entstehen jedoch große Abluftmengen, die gereinigt werden müssen.
In der Nukleartechnik gibi es eine Reihe von kontaminierten organischen Abfällen, wie Papier, Stofflappen, Kunststoffe und Har !schuhe, die voluminös sind, relativ wenig radioaktive Substanzen, wie z. B. das toxische Plutonium enthalten, aber dennoch nicht auf konventionellem Weg beseitigt werden können.
Aus der DE-OS 19 08 019 ist es bekannt, feste und flüssige radioaktive Abfallstoffe zu veraschen, indem man sie vorher mit einem saug- und brennfähigen Trägergemisch homogenisiert und anschließend in einem Ofensystem zersetzt, vergast und/oder verbrennt Die dabei entstehenden Abgase werden nicht besonders nachbehandelt und außerdem entstehen große Mengen schlackenartige Formkörper, die endgelagert werden müssen.
Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abgasmenge selbst, als auch die im Abgas enthaltene Radioaktivität zu reduzieren und die Abgabe von radioaktivem Wasser zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Reaktionsgas Wasserdampf im Überschuß verwendet wird und daß die Vergasung in einem geschlossenen Ofensystem vorgenommen wird, wobei außerhalb der Reaktionszonen der überschüssige Wasserdampf und kondensierbare radioaktive Reaktionsprodukte kondensieren und das Kondensat wieder einem Verdampfer zugeführt wird.
Gegenüber den bekannten Prozessen zur Beseitigung radioaktiv kontaminierter organischer Abfälle hat das erfindungsgemäße Verfahren viele Vorteile.
Pyrohydrolyse ist ein endothermer Prozeß, der gut beherrschbar ist. Die Abgaserzeugung ist minimal, da nicht wie bei der normalen Verbrennung mit Luft das Abgas mit dem etwa fünffachen Stickstoffanteil verdünnt ist. Auch erfolgt keine Erzeugung von Ruß, der sich nur schwer abscheiden läßt.
Von besonderem Vorteil ist die gute Staubabscheidung bei der Kondensation des überschüssigen Wasserdampfes. Gerade der Feinstaub mit einer Teilchengröße von <0,9μπι, stellt den idealen Keim für die Wasserdampfkondensation dar.
Die Crack- und Pyrolyseprozesse, gekoppelt mit der Hydrolyse, beschleunigen den Abbau von Polymerisaten und vermindern hochmolekulare Kondensate, die bei der Pyrolyse abdestilHeren können unü störend wirken.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand von 3 Ausführungsbeispielen und in Verbindung mit einer in der Abbildung schematisch gezeigten, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigten Pyrohydrolyseanlage erläutert:
Die Vorrichtung besteht beispielsweise aus einem Durchstoß-, Drehrohr- oder Wirbelschichtofen (1), durch dessen beheizten Innenraum Schalen (2) hindurchtransportiert werden, die die zu veraschenden, zerkleinerten Abfälle enthalten. Der Wasserdampf wird über ein geschlossenes Rohrsystem (5) im Kreislauf geführt und über den Anschluß (6) dem Ofen (1) zugeleitet Mit dem Dampfüberhitzer (7) wird der Dampf auf die benötigte Temperatur gebracht. Die Schalen (2) werden dem Ofen (1) über eine Schleuse (9) zugegeben und über eine Schleuse (10) entnommen. Die Verbrennungsgase werden mit dem Dampf aus dem Ofenraum entfernt, in einem weiteren Ofen (3) auf höhere Temperaturen als in Ofen (1) gebracht, wodurch die Pyrohydrolyse vervollständigt wird, und über einen Kondensator (4) vom Wasserdampf befreit, wobei sie noch einen Feinfilter (8) passieren müssen, bevor sie über die Leitung (11) dem Abluftkamin zugeführt werden.
Beispiel 1
Auf jede Schale eines Durchstoßofens wurden 200 g trockene Papierhandtücher aufgebracht, die vorher mit 600 g Uranylnitratlösung (10 g U/J) durchtränkt wurden und somit 6 g Uran enthielten. Alie 30 Minuten wurde eine Schale durch die Vergasungszone, die eine Temperatur von 800°C aufwies, gestoßen, wobei im Gegenstrom 2 mVh auf 6000C überhitzter Wasserdampf durchgeleitet wurden. Die Abgase wurden anschließend bei 8000C nachbehandelt. Die Verweilzeit der Schalen im Ofen betrug dabei 5 Stunden.
Man erhält hierbei in den Schalen einen kohlenstofffreien weißen Rückstand. Bei der Pyrohydrolyse trat keine Ruß- oder Rauchentwicklung auf. Die Aktivität des Kondensats betrug 30 pCi/ml (zulässig im Abwasser sind 200 pCi/ml), die der Abluft vor dem Feinfilter 20 pCi/m2 (zulässig sind 50 pCi ohne Filter).
Beispiel 2
Zu HOg Papierhandtüchern wurden 60 g Polyäthylenstücke hinzugemischt und vor Aufbringen auf eine Schale in Thoriumnitratlösung mit 10 g Th/I getaucht.
Die Ofendaten waren die gleichen wie in Beispiel 1, nur wurde die Nachreaktion bei 10000C vorgenommen. Man erhält auch hier einen weißen, kohlenstofffreien Schalenrückstand. Die Aktivität im Kondensat beträgt 50 pCi/ml, die der Abluft vor dem Feinfilter zeigte keine Erhöhung des Blindwertes.
Beispiel 3
Kontaminierte Arbeitskittel aus Baumwolle wurden in einem unbeheizten Rohr verascht, das ohne Sauerstoffzutritt von Wasserdampf durchströmt wurde,
der auf 600—650°C überhitzt war. Die Verweilzeit im Rohr betrug 5 Stunden.
Man erhält auch hier einen kohlenstofffreien Rückstand. Die Aktivität in Abluft und Kondensat zeigte keine Erhöhung der Blindwerte.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Behandlung radioaktiv kontaminierter organischer Abfälle mittels Veraschung, bei dem in einem. Ofensystem bei 6CO bis 1100° C eine Vergasung der organischen Bestandteile mit einem Reaktionsgas im Gegenstrom vorgenommen wird und danach das gebildete Abgas eine Nachreaktionszone mit einer Temperatur von 800 bis 1100° C durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ίο als Reaktionsgas Wasserdampf im Überschuß verwendet wird und daß die Vergasung in einem geschlossenen Ofensystem vorgenommen wird, wobei außerhalb der Reaktionszonen der überschüssige Wasserdampf und kondensierbare radioaktive \5 Reaktionsprodukte kondensieren und das Kondensat wieder einem Verdampfer zugeführt wird.
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