DE3152314T1

DE3152314T1 - Fluidized bed-type heating reactor

Info

Publication number: DE3152314T1
Application number: DE813152314T
Authority: DE
Inventors: Y Nakamori; T Kubota; T Matsumura
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1981-09-01
Publication date: 1982-11-18
Also published as: EP0060303B1; GB2093368A; DE3152314C2; EP0060303A4; US4476098A; EP0060303A1; WO1982000779A1; GB2093368B; JPS5745335A

Description

Dr. Dieter Weber Klaus Seiffert

Patentanwälte

Dipl.-Cbem. Dr. Dieter Weber . Dlpl.-Pnys. Klaus Belffert Postfach 6148 · 6200 Wiesbaden

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D - 6200 Wiesbaden 1

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344 236 DP

28. April 1982 We/Wh

PCT/JP 81/00209

Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd., 5 6-4, Tsukiji 5-chome, Chuo-ku, Tokyo 104 Japan

Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., 2-5, Kasurriigaseki- 3-chome, Chiyoda-ku, Tokyo 100 Japan

10 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72, Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, 210 Japan

Wirbelschicht-Heiζreaktor

Technisches Gebiet

20 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizreaktor vom Wirbelschichttyp und spezieller eien solchen Heizreaktor vom Wirbelschichttyp, der so konstruiert ist,' daß er in

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der darin gebildeten Wirbelschicht eine in der Hitze zu behandelnde wasserhaltige Substanz, wie beispielsweise eine Uranylnitratlösung, aufnimmt und für eine Hitzebehandlung der Substanz Mikrowellen auf diese einwirken läßt.

Stand der Technik

Heizreaktoren vom Wirbelschichttyp umfassen allgemein eine Säule mit einer Verteilerplatte darin, auf welcher eine Wirbelschicht ausgebildet wird, in die eine Substanz für Hitzebehandlung eingeführt wird, und zum Zwecke des Erhit-,,M^ zens benutzen sie Heißluft, welche unter Druck von unterhalb der Verteilerplatte zugeführt wird.

Wenn ein Reaktor des erwähnten Typs in einem oder für ein Verfahren benutzt wird, in welchem Bedingungen hohen Wassergehaltes vorliegen und welches insgesamt ein Verfahren mit einer enthalpiegesteuerten Geschwindigkeit ist, ist es technisch und/oder wirtschaftlich schwierig, die Gesamtheit der erforderlichen Wärmemenge allein mit Hilfe von Heißluft zuzuführen, und es ist daher erforderlich, eine . zusätzliche oder Hilfsheizeinrichtung vorzusehen.

Ein Beispiel solcher Verfahren mit enthalpiegesteuerter Geschwindigkeit ist das Denitrierverfahren, das einen Teil der Aufarbeitung verbrauchter Kernbrennstoffe ist. Dieses Verfahren dient der Umwandlung einer Uranylnitratlösung durch Pyrolyse in Uranoxid, wobei Feuchtigkeit und NO Gas freigesetzt werden, und die in diesem Fall erforderli-30■ehe Wärmemenge liegt in der Größenordnung von etwa 2000 kcal/Kg/U. Somit wird bei Heizreaktoren vom Wirbelschichttyp, die herkömmlicherweise für die Denitrierungsreaktion vom erwähnten Typ verwendet werden, für ihr Erhitzen ein sogenanntes äußeres Heizsystem benutzt, das beispielsweise einen Widerstandserhitzer auf der Außenwand des Reaktors 'verwendet. Eine Schwierigkeit mit einem solchen äußeren Heizsystem besteht darin, daß die Zufuhr der erforderlichen Wärmemenge nicht leicht ist und nicht mit hoher Effizienz

-χι durchgeführt werden kann. Das heißt bei dem hier in Rede .stehenden Heizsystem gibt es eine bestimmte Grenze bezüglich der Wärmeüberführungsfläche, und es ist daher unvermeidlich, die Verwendung eines optimalen Mittels für die Zufuhr in der erforderlichen Wärmemenge zu bestimmen und auszuwählen. Besonders, wenn eine Maßstabsvergrößerung eines bestehenden Reaktors ins Auge gefaßt wird, um eine Steigerung der Behandlungsmenge oder der Kapazität für die Behandlung zu bekommen, ist die Auswahl der Heizeinrichtungen schwierig. Außerdem tritt bei dem Hochhalten der Temperatur dieses Teils der Reaktorwand, die der Lage der Wirbelschicht entspricht, um so erwünschtermaßen eine

*"" . ausreichende Wärmezufuhr zu gewährleisten, ein anderes Problem bezüglich der Korrosionsverhinderung des Werkstoffes des Reaktors auf. Gemäß einer Steigerung der Wärmeabgabe zur Außenseite des Reaktors wird auch der Wärmeverlust gesteigert. Um außerdem die Temperatur der Wand des Reaktors hoch zu bringen, neigt diese dazu, eine Schwierigkeit in Verbindung mit der Teilchengrößensteuerung des zu bildenden UO^ -Pulvers hervorzurufen. Außerdem ist es dann infolge einer schlechten Wärmeleitung, die einem temporären 1<M ii'ßfeh 1 or der Wirbelschicht zuzuschreiben ist, wahrscheinlich, da die Wirbelschicht.einer Agglomierung, Kuchenbildung und dergleichen unterliegt, wodurch die ernsthaften Probleme mit dem Reaktor hervorgerufen werden und inoperabel sind.

Im Hinblick auf das oben Gesagte kann man sich ausdenken, ein inneres Heizsystem zu verwenden, in welchem die Heizeinrichtung, beispielsweise ein Widerstandserhitzer, im Inneren der Reaktorsäule vorgesehen ist, doch sofern die zu behandelnde Substanz eine radioaktive Komponente enthält, ist es unvermeidlich, die radioaktive Substanz daran zu hindern, nach außen zu entweichen, wodurch in diesem Fall wiederum Konstruktionsschwierigkeiten vom Standpunkt der Aufrechterhaltung und des^ Austausches des Erhitzers auftreten. Außerdem kann besonders im Falle allgemein verwendeter zylindrischer Wirbelschichten eine Abmessungsbe-

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■ , ' —τ-

grenzung des inneren Erhitzers nicht vermieden werden, um gute Wirbelschichtbedingungen der die Schicht bildenden Teilchen aufrechtzuerhalten, wodurch, wenn die Wärmeüber-. führungsflache gesteigert wird, deren Effekt nicht voll zur Geltung kommen kann.

Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik führten die vorliegenden Erfinder umfangreiche Studien aus, um zu der vorliegenden Erfindung zu gelangen, deren Ziel es ist, einen solchen Heizreaktor vom Wirbelschichttyp zu bekommen, der so konstruiert ist, daß er eine in der Wirbelschicht in der Hitze zu behandelnde wasserhaltige Substanz aufnimmt, und die Wirbelschicht 'Mikrowellen aussetzt, so daß die Substanz dabei vorteilhaft hitzebehandelt werden kann.

Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung besteht irv einem Heizreaktor vom Wirbelschichttyp, der so konstruiert ist, daß eine wasserhaltige Substanz, wie eine Uranylnitratlösung, in seine Wirbelschicht eingeführt wird und die eingeführte Substanz durch Erhitzen behandelt wirdj und in dem eine Mikrowellen erzeugende Einrichtung eingebaut ist, um die Wirbelschicht Mikrowellen auszusetzen und sie so zu erhitzen. Durch eine solche Konstruktion nach der Erfindung kann die in der Wirbelschicht mit Hitze zu behandelnde Substanz äußerst vorteilhaft erhitzt werden. Der Ausdruck Hitzebehandlung meint hier eine solche Behandlung, bei der durch Erhitzen einer zu behandelnden Substanz etwas wie eine Entwässerung, Denitrierung, Oxidation usw. bewirkt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Mehrere Figuren der beigefügten Zeichnung erläutern Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, worin

Fig. 1 eine Vorderansicht eines zylindrischen Heizreaktors

vom Wirbelschichttyp zeigt,
Fig. 2 eine Darstellung ist, die ein Beispiel des Mikrowelleneinführteils des Reaktors erläutert,
Fig. 3 eine Vorderansicht eines horizontalen Heizreaktors

vom Wirbelschichttyp zeigt, .

Fig. 4 eine Seitenansicht des Reaktors von Fig. 3 zeigt,
Fig. 5 eine Vorderansicht eines horizontalen mehrstufigen Heizreaktors vom Wirbelschichttyp zeigt und
Fig. 6 eine Seitenansicht des Reaktors von Fig. 5 zeigt.

Beste Weise zur Durchführung der Erfindung

Nun wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem Fall beschrieben, in welchem der Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach der Erfindung in der und für die Denitrierungsstufe benutzt wird, die einen Teil der Aufarbeitungsstufen für verbrauchte Kernbrennstoffe ist.

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Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht, die den Fall wiedergibt, in welchem der Wirbelschicht-Heizreaktor zylindrisch konstruiert ist, wobei das Bezugszeichen 1 einen Reaktorhauptkörper aus rostfreiem Stahl bezeichnet, der so konstruiert ist, daß er eine zu behandelnde Substanz darin abgeschlossen aufnimmt, was gestattet, daß kein Austreten einer ra-■·. dioaktiven Komponente, die in der zu behandelnden Substanz enthalten ist, erfolgt, während er gleichzeitig als eine Mikrowellenabschxrmwand funktioniert, wie später beschrieben wird. Dieser Hauptkörper 1 hat in seinem unteren Endab-. schnitt eine Belüftungsleitung 2 für die Zufuhr von Luft in den Hauptkörper und eine Austragsleitung 3, die an einer Verteilerplatte 5 mündet, für das Austragen von geformten Stoffen aus dem Hauptkörper, und an ihrem oberen Endabschnitt hat er ein Rückblasfilter 4 zur Entfernung von feinem Staub, der von der aufsteigenden Luft mitgerissen wird, aus dem Hauptkörper und zur Gewinnung dieses Staubes sowie auch eine Abgasleitung 6 für die Entlüftung des Inne-

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ren des Hauptkörpers 1. In der Seitenwand des Hauptkörpers 1 ist außerdem eine Sprühdüse 7 vorgesehen, die sich in eine Wirbelschicht A öffnet, die von UO.--Pulver oder -staub gebildet wird, und außerdem ist eine Wellenführung 8 vorgesehen. Mit der Sprühdüse 7 sind Beschickungsleitungen 9 und 1.0 verbunden, durch welche eine Uranyllösung, eine zu behandelnde Substanz, eingespeist wird. Bei der Wellenführung 8 ragt ein oberer Endabschnitt derselben aus dem Haupt.körper 1 heraus, wie auch in Fig. 2 gezeigt ist, und an ihrem oberen Ende ist ein Flansch 11 vorgesehen, während ihr unteres Ende sich so erstreckt, daß es die Nähe der Oberfläche der Wirbelschicht A erreicht. Außerdem besteht wenigstens der Teil -der Führung 8,- der aus dem Hauptkörper 1 herausragt, aus rostfreiem Stahl, und es ist eine Anordnung vorgesehen, daß ein Austreten von radioaktiven Komponenten und von Radiowellen wirksam festgestellt werden kann. In der Wellenführung 8 ist eine Strahlungsführung 12 eingebaut, die aus einem hitzebeständigen Material mit Mikrowellentransmittanz, wie beispielsweise Tonerde, Zirkonoxid oder dergleichen, besteht. Die Strahlungsführung

12 erstreckt sich mit ihrem unteren Endabschnitt in die Wirbelschicht A, in welcher ein offener Raum für die Einführung von Mikrowellen gebildet wird. Das Bezugszeichen

13 bedeutet eine Mikrowellenführung, die mit einem nicht gezeigten Mikrowellengenerator verbünden ist. Diese Wellenführung 13 ist mit einem Flansch 14 versehen, welcher mit dem Flansch 11 der Wellenführung 8 über ein Diaphragma 15 aus einem Mikrowellen leitenden Material, wie beispielsweise Teflon, gekoppelt ist. Das Bezugszeichen 16 erfordert eine Heizeinrichtung, wie beispielsweise einen Widerstandserhitzer, .die außen an dem Reaktorhauptkörper 1 angeordnet
ist. ■ -^: . . . .

Im Betrieb unter Verwendung des oben beschriebenen Reaktors kann UO ..-Pulver in den Hauptkörper 1 unter Bildung einer Wirbelschicht A eingespeist werden, und wenn Luft dann in die Wirbelschicht A durch die Belüftungsleitung 2 eingeführt und auch Uranylnitratlösung, die durch die Sprühdüse

7 eingeführt wird, atomisie.rt wird, werden die atomisierten Tröpfchen von Uranylnitratlösung auf den Oberflächen der UO -. -Pulverteilchen zum Anhaften, gebracht. Andererseits werden dann Mikrowellen in die Wirbelschicht A durch die Strahlungsführung 12 derart geführt, daß auf den Oberflächen des UO^-Pulvers haftende Tröpfchen von Uranylnitratlösung erhitzt werden und so das Wasser und Nitratgruppen

. in der Lösung in Wasserdampf bzw. NO -Gas umgewandelt wer-

Ji

den. Während man das Wasserdampf und NO -Gas enthaltende Abgas in dem Hauptkörper 1 aufwärts gehen läßt, reißt es feinen Staub von UO₁. mit und kann daher einer Filtration der feinen Stäube beispielsweise mit Hilfe -eines Rückblasfilters, wie es bei .4 gezeigt ist (eines Filters, -das rückgewaschen werden kann) unterzogen werden und kann dann in die Luft freigegeben werden, wenn erforderlich, zusätzlich über eine Einrichtung zur Entfernung von Stickstoffoxiden. Die UO ■', -Pulverteilchen andererseits unterliegen einem Größenwachstum oder einer Vergrößerung durch das Anhaften von UO., auf ihren Oberflächen, und sie" werden dann durch die Austragleitung 3 gewonnen. In den obigen Stufen des Betriebs schält sich ein Teil des gebildeten UO₃ von den Teilchenoberflächen des UO₃-Pulvers ab oder wird zu unabhängigen Pulverteilchen, so daß der Betrieb kontinuierlich gefahren werden kann. .

Es ist verständlich, daß während des Betriebs des oben beschriebenen Reaktors nach der vorliegenden Erfindung Mikrowellen nicht austreten können, sondern voll wirksam ausgenutzt werden und daß die radioaktive Substanz in dem Hauptkörper 1 durch die Wellenführung 8 und das Diaphragma 15 vollständig abgeschirmt wird, so daß es unwahrscheinlich ist, daß sie ausleckt.

Obwohl die Erfindung vorausgehend in Verbindung mit einem solchen Fall beschrieben ist, in welchem die Strahlungsführung 12, die sich in die Wirbelschicht A erstreckt, diese nur eine an der Zahl ist, kann eine solche Führung 12 weiterhin auch zu mehreren vorgesehen sein, wenn es erforder-

lieh ist, um ein gleichmäßiges Erhitzen der Schicht 1 zu bewirken, oder sie kann auch weggelassen werden, und an ihrer Stelle kann lediglich die Wellenführung 8 benutzt werden. Wie oben beschrieben, kann auch eine äußere Heizeinrichtung, wie eine solche, die mit 16 bezeichnet ist, zusammen mit dem Mikrowellenheizsystem verwendet werden.

Die Fig. 3 und 4 erläutern eine andere Ausführungsform des Wirbelschicht-Heizreaktors nach der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 3 eine Vorderansicht des Reaktors zeigt, während Fig. 4 eine Seitenansicht desselben zeigt und in diesen Figuren identische Bezugszeichen identische Elemente" oder Teile . wie in den Fig. 1 und 2 bedeuten^ Diese zu betrachtende -Ausführungsform ist besonders geeignet für die Behandlung einer Substanz (einer Uranylnitratlösung) in großen Mengen in der Denitrierüngsstufe, die Teil der Aufarbeitung von verbrauchtem Kernbrennstoff bildet.

Das heißt, mit der zu behandelnden Substanz gibt es ein kritisches Sicherheitsproblem, und im Hinblick hierauf ist eine bestimmte Begrenzung bezüglich der diametralen Größe oder-- Dicke der Reaktorsäule anwendbar. Wenn somit ein' zylindrischer Reaktor,, wie er beispielsweise in Fig.

1 gezeigt ist, verwendet wird, ist die Höhe' der Reaktorsäu-Is begrenzt, und es ist daher erforderlich, eine Anzahl von Reaktorsäülen zu installieren. Wenn jedoch, wie in der vorliegenden Ausführungsform, der Reaktorhauptkörper.

. ein horizontaler ist, wie bei 1' gezeigt ist, und wenn die Wirbelschicht in der Seitenrichtung langer als in der vertikalen Richtung ist, wie bei A¹ gezeigt ist, ist es möglich, eine Steigerung der Behandlungsmenge der Substanz unter Verwendung eines einzigen Reaktors zu bekommen. Das Bezugszeichen 20 bedeutet ein Überlaufwehr.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zusammen ein modifiziertes Beispiel des in den Fig. 3 und 4 gezeigten Reaktors, und während Fig. 5 eine Vorderansicht des modifizierten Beispiels zeigt, zeigt Fig. 6 eine Seitenansicht desselben.

In diesem Beispiel ist an dem Wehr 20 in Fig. 3 ein weiteres Überlaufwehr 20' vorgesehen, und die Wirbelschicht A' ist in zwei Teile A¹, und A'~ unterteilt, wobei in dem letzteren seitliche Strahlungsführungen 12' vorgesehen sind. Bei dieser Anordnung kann die Mikrowellenbestrahlung in unterschiedlichen Stärken durch die Führung 12 und durch die Führungen 12* erfolgen. Da. die im Teil A¹, der Wirbel schicht erhitzte Substanz im Teil A'~ weiter erhitzt.werden kann, kann man eine vollständigere Behandlung durchführen, d.h. es- ist möglich, die Menge an Restfeuchtigkeit und Restnitratgruppen zu vermindern.

Wie oben beschrieben, wird in. der Reaktoreinrichtung nach der vorliegenden Erfindung- die Wirbelschicht A mit Mikrowellen erhitzt. Mikrowellenerhitzen kann einen besonders hohen Heizeffekt gegenüber Feuchtigkeit oder Wasser zeigen, und es kann daher äußerst wirksam in automatisch selektivem Heizen einer Lösung, die durch Versprühen in eine Wirbelschicht eingeführt wird, oder irgendeines Wassergehaltes, der in der Wirbelschicht verstreut oder anderweitig örtlich enthalten ist, ausgenutzt werden. Außerdem findet Erhitzen in diesem Fall direkt durch Absorption von Mikrowellen durch die erhitzte Substanz statt, so daß dieses Erhitzen frei von einer Begrenzung hinsichtlich der geometrischen Ausbildüngen der Wärmeüberführungsfläche ist. Außerdem werden Mikrowellen in die Wirbelschicht nach der. vorliegenden Erfindung so eingeführt, daß die Wirbelschicht mit Leichtigkeit von innen erhitzt werden kann. Somit ergeben sich, aus der folgenden Erfindung verschiedene Vorteile, wie .folgende:

1. Ein wasserhaltiger Teil'in einer Wirbelschicht, " der einen der Hauptgründe von Problemen in oder mit Wirbelschichten bildet, kann automatisch selektiv so erhitzt werden, daß das Auftreten von Agglomerierungen, Kuchenbildungen und dergleichen in der Wirbelschicht wirksam verhindert werden können, während diese Erscheinungen wahrscheinlich sind, wenn der Betrieb keine Stabilität

hat, oder die einem Betriebsfehler zuzuschreiben.sind.

2. Aufgrund eines verwendeten inneren Heizsystems kann die Wärmeübertragungsflache auf der Reaktoraüßenwand vermindert werden, so daß eine Verminderung der Reaktorgröße und/oder eine Rationalisierung der Reaktorgestalt realisiert werden kann, so daß es möglich ist, eine solche Wirbelschichtgestalt zu wählen, durch welche eine Fluidisierung der Schicht stabil gehalten werden kann,-

3. Die Erfindung kann mit Leichtigkeit auf horizontale Wirbelschicht-Urandenitrierungsapparaturen angewendet werden, die geeignet sind, eine Dimensionsvergrößerung zur Steigerung der Behandlungsmenge zu bewirken, und in diesem Fall kann die Auswahl der Stellung für die Installation und die Zahl der Mikrowellenführungen erleichtert werden, so daß man umso stärker den Vorteil des inneren Heizsystemes bekommt.

4. Mit der Reaktoranordnung, in welcher eine Verteilerplatte in einem unteren Abschnitt in dem Reaktor in einer Weise einer seitlichen Erstreckung vom einen Ende zu einer Stelle nahe dem anderen Ende des Reaktors befestigt ist, ein Wehr auf der Verteilerplatte an der oben erwähnten Stelle nahe dem anderen Ende angeordnet ist, eine Wirbelschicht in dem Raum über der Verteilerplatte, der zwischen der Reaktorwand und dem Wehr gebildet ist, ausgebildet ist und eine Mikrowellenbestrahlungseinrichtung in der Wirbelschicht angeordnet ist, ist es möglich, eine relativ lange Verweilzeit einer zu behandelnden Substanz in der Wirbelschicht zu erhalten und einen kontinuierlichen Betrieb durch Einspeisung einer zu behandelnden Substanz in einen Teil der Wirbelschicht entfernt von dem Wehr durchzuführen, und, während die zu behandelnde Substanz zu dem Wehr befördert wird, diese Substanz mit Mikrowellen zu erhitzen und die behandelte Substanz über das Wehr zu entnehmen. Außerdem

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kann die Mikrowellenbestrahlungsmenge zweckmäßig in Proportion zu dem Wassergehalt in der zu behandelnden Substanz eingestellt werden, so daß es möglich ist, eine Substanz in Masse zu behandeln. .·

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5. Indem man mehrere Wehre in der in dem Abschnitt 4. oben erwähnten Reaktoranordnung vorsieht, ist es möglich, mehrere unterteilte Wirbelschichtabschnitte in dem Reaktor vorzusehen, und es ist dann möglich, das Erhitzen in unterschiedlichen Graden in getrennten Wirbelschichtabschnitten gemäß verschiedenen möglichen Bedingungen der unterteilten Schichtabschnitte durchzuführen.

6. Wirbelschichtreaktoren können mit Leichtigkeit so angeordnet werden, daß sie in ihren oberen Abschnitten einen Teil mit größerem Durchmesser und in ihren unteren Abschnitten, einen Teil mit kleinerem Durchmesser haben, so daß mit Leichtigkeit ein geeigneter Raum für die Einführung von Mikrowellen gewährleistet wird, wobei es möglich wird, eine Mikrowellenstärke von großer Kapazität in eine in die Wirbelschicht eingeführte Substanz zu bringen.

7. Das Mikrowellenerhitzen des inneren Heizsystems kann entweder einzeln oder in Kombination mit einem äußeren Heizsystem, wie einer Widerstandsheizung verwendet werden, so .daß die Auswahl des Heizsystems mit Leichtigkeit vorgenommen werden kann.

8. Ein Vorderendabschnitt der Bestrahlungsführung ist so angeordnet, daß er in der Wirbelschicht liegt," so daß das Erhitzen in gleichmäßiger Weise mit hoher Effizienz in der Wirbelschicht bewirkt werden kann.

Möglichkeit der Ausnutzung in der Industrie

Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem Beispiel beschrieben wurde, in welchem der Heizreaktor

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-Vl-

vom Wirbelschichttyp gemäß der Erfindung als Denitrierungsreaktor für die Aufbereitung von verbrauchtem Kernbrennstoff angewendet wird, ist ersichtlich, daß der Reaktor nach der vorliegenden Erfindung auch für verschiedene andere Anwendungen benutzt werden kann und daß in Verbindung mit den beschriebenen speziellen Konstruktionsmerkmalen nach der Erfindung auch verschiedene Änderungen und Modifikationen mit Leichtigkeit ausgeführt werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. 10

Claims

-ys- Patentansprüche

1. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp, bei dem eine zu behandelnde wasserhaltige Substanz in seine Wirbelschicht

eingeführt und einer Hitzebehandlung unterzogen wird,' dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Mikrowellen erzeugenden Einrichtung ausgestattet ist, die die Wirbelschicht Mikrowellen aussetzt und so erhitzt.
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2. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine .Verteilerplatte in einem unteren Abschnitt in einem Reaktorhauptkörper angeordnet ist und sich seitlich von einem Ende zu einem Punkt in der Nähe des anderen Endes des Reaktorhauptkörpers erstreckt, ein Wehr auf dieser Verteilerplatte in der Nähe des besagten anderen Endes vorgesehen ist μηα die Wirbelschicht in einem Raum über der Verteilerplatte, der zwischen der Wand des Reaktorhauptkörpers und dem Wehr liegt, gebildet ist und durch Mikrowellenbestrahlung erhitzt wird.

3. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 2, worin wenigstens zwei Wehre auf der Verteilerplatte befestigt sind und so seitlich mehrere voneinander getrennte Wir-. beischichten bilden, die auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden.

4. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Wehre in ihrer Höhe stufenweise zu einer Austragöffnung des Reaktorhauptkörpers hin niedriger ausgebildet sind.

5. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außen an einem Wandabschnitt eines Reaktorhauptkörpers, welcher im wesentlichen der Lage der Wirbelschicht entspricht, ein für das Erhitzen dieses Wandabschnittes vorgesehener Erhitzer angeordnet ist.

09 β · *> * · β Φ

• « e ρ * « β »

« · β · at «> a cc

BO β β

.6. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oberen Abschnitt des Reaktorhauptkörpers ein Filter für. die Entfernung und Gewinnung von durch Luft mitgerissenen feinen Teilchen angeordnet ist.

7. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorhauptkörper in einem oberen Abschnitt desselben einen Teil mit großem . Durchmesser und mit einem unteren Endbereich von vermindertem Durchmesser besitzt und einen von dem Boden des unteren Endbereiches gebildeten Teil mit kleinem Durchmesser: hat und daß die Wirbelschicht in diesem Teil mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.

8. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen erzeugende Einrichtung eine Wellenführung besitzt, in die eine Bestrahlungsführung eingebaut ist, von der ein Ende sich bis in die Wirbelschicht erstreckt, während das andere Ende über eine Führungsröhre mit einem Mikrowellengenerator verbunden ist.

9. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine " Einrichtung zur Einfüh-.

rung einer zu behandelnden Substanz in die Wirbelschicht vorgesehen ist und diese Einrichtung eine Sprüheinrichtung mit einer in den Reaktorhauptkörper mündenden Sprühöffnung umfaßt.
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Geänderte Patentansprüche

1. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp, in welchem eine zu behandelnde wasserhaltige Substanz in seine Wirbelschicht eingeführt wird und die Wirbelschicht Mikrowellen ausgesetzt wird und so die Substanz hitzebehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem unteren Abschnitt innerhalb eines Reaktorhauptkörpers desselben eine ■ Verteilerplatte vorgesehen ist, die sich seitlich von einem Seitenende zu einem Punkt in der Nähe des anderen Seitenendes des' Reäktorhauptkörpers erstreckt, ein Wehr auf dieser Verteilerplatte in der Nähe dieses anderen Endes angeordnet ist, die Wirbelschicht in einem von diesem Wehr und der Verteilerplatte begrenzten Raum gebildet ist und diese Wirbelschicht für die Hitzebehandlung Mikrowellen ausgesetzt ist.

2. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Wehre auf der Verteilerplatte befestigt sind und seitlich mehrere voneinander getrennte Wirbelschichten bilden, die auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden.

3. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei; Wehre mit in Richtung zur Austragöffnung des Reaktorhäuptkörpers stufenweise in verminderter Höhe vorgesehen sind.

4. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außen an einem Wandabschnitt des Reaktorhauptkörpers, der im wesentlichen dem Standort der Wirbelschicht entspricht, ein Erhitzer für ein Erhitzen dieses Wandabschnittes angeordnet ist.

5. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oberen Abschnitt des Reaktorhauptkörpers ein Filter zur Entfernung und

Gewinnung mit Luft mitgerissener feiner Teilchen angeordnet ist.

6. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorhauptkörper in einem oberen Abschnitt ein Teil mit großem Durchmesser und mit einem unteren Endabschnitt verminderten Durchmessers sowie einen von dem Boden dieses unteren Endab-. schnittes gebildeten Teil mit kleinem Durchmesser besitzt und daß die Wirbelschicht, in diesem Teil mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.

7. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Mikrowellen eine Wellenführung, in die eine Bestrahlungsführung eingebaut, ist, umfaßt, von der ein Ende in der Wirbelschicht angeordnet ist. und das andere Ende über eine Wellenführungsröhre mit einem Mikrowellengenerator verbunden ist.

8. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Einführung einer zu behandelnden Substanz in die Wirbelschicht vorgesehen ist und diese Einrichtung eine Sprüheinrichtung mit einer in den Reaktorhauptkörper mündenden Sprühöffnung umfaßt.

9. Heizreaktor vom Wirbelschichttyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde wasserhaltige Substanz eine Uranylnitratlösung ist.