DE3205536C2 - Device for washing out dust particles from exhaust gases from a nuclear facility - Google Patents

Device for washing out dust particles from exhaust gases from a nuclear facility

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DE3205536C2 DE19823205536 DE3205536A DE3205536C2 DE 3205536 C2 DE3205536 C2 DE 3205536C2 DE 19823205536 DE19823205536 DE 19823205536 DE 3205536 A DE3205536 A DE 3205536A DE 3205536 C2 DE3205536 C2 DE 3205536C2
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Abstract

Zum Auswaschen von Staubpartikeln aus dem Abgas einer kerntechnischen Anlage, insbesondere aus dem Abgas eines Verglasungsofens für hochradioaktive Abfälle, wird ein senkrecht stehender Gegenstromwäscher benutzt, unter dem ein Auffanggefäß für die Waschflüssigkeit angeordnet ist. Die Waschflüssigkeit wird zwecks Minimierung des Sekundärabfalles im Kreislauf geführt. Um für die im Kreislauf geführte Waschflüssigkeit eine wesentlich verlängerte Einsatzzeit zu erzielen, weist das Auffanggefäß zwei in seitlichem Abstand zueinander angeordnete, sich quer durch das Auffanggefäß erstreckende Trennwände auf, die eine geringere Höhe als das Auffanggefäß aufweisen. Dabei ist die dem Waschflüssigkeitszulauf benachbarte Trennwand am Gefäßdeckel befestigt und die im Abstand in Fließrichtung dahinter liegende Trennwand am Gefäßboden befestigt. Die Enden der beiden Trennwände überdecken sich etwas. Der Ablauf der Waschflüssigkeit aus dem Auffanggefäß ist am Gefäßboden hinter der unteren Trennwand angeordnet. Die verschmutzte Waschflüssigkeit wird so einer Reinigung durch Sedimentation und Dekantierung unterworfen.To wash out dust particles from the exhaust gas of a nuclear plant, especially from the exhaust gas of a vitrification furnace for highly radioactive waste, a vertical countercurrent washer is used, under which a collecting vessel for the washing liquid is arranged. The washing liquid is circulated in order to minimize secondary waste. In order to achieve a significantly longer operating time for the circulating washing liquid, the collecting vessel has two partition walls which are laterally spaced from one another and which extend transversely through the collecting vessel and which are less high than the collecting vessel. The partition wall adjacent to the washing liquid inlet is attached to the vessel cover and the partition wall located behind it at a distance in the direction of flow is attached to the vessel bottom. The ends of the two partitions overlap a little. The drainage of the washing liquid from the collecting vessel is arranged on the bottom of the vessel behind the lower partition. The soiled washing liquid is subjected to cleaning by sedimentation and decanting.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswaschen von radioaktiven Staubpartikeln aus dem Abgas einer kerntechnischen Anlage, insbesondere aus dem Abgas eines Verglasungsofens für hochradioaktive ÖVbfälle, mit einem senkrecht stehenden Gegenstrom-Jwäscher und einem darunter angeordneten Auffanggefäß für die Waschflüssigkeit, wobei die Waschflüssigkeit im Kreislauf geführt wird.The invention relates to a device for washing out of radioactive dust particles from the exhaust gas of a nuclear facility, in particular from the Exhaust gas from a vitrification furnace for highly radioactive waste from public transport, with a vertical countercurrent washer and a collecting vessel arranged underneath for the washing liquid, the washing liquid is circulated.

Die v/ährend einer Verglasung flüssiger hochradioaktiver Abfälle in dem Schmelzofen entstehenden Abgase müssen von mitgerissenen Staubpartikeln befreit werden, weil diese hochradioaktiv sind. Es ist möglich, dazu einen Gaswäscher einzusetzen, der aus einer Waschkolonne oder einem Turmwäscher besteht. Unterhalb des Gaswäschers ist ein Auffanggefäß für die Waschflüssigkeit angeordnet. Die Waschflüssigkeit wird am Kopf des Gaswäschers aufgegeben und läuft von oben den Gaswäscher hinab und tropft in das Auffanggefäß. Das Ofenabgas wird von unten in den Gaswäscher eingeführt und durchströmt diesen von unten nach oben im Gegenstrom zu der Waschflüssigkeit Während des Durchströmens durch den Gaswäscher wird der größte Teil der Staubpartikel von der Waschflüssigkeit aufgenommen.The exhaust gases produced during the vitrification of liquid, highly radioactive waste in the melting furnace must be freed from dust particles that are entrained, because these are highly radioactive. It is possible to use a gas scrubber for this purpose, which consists of a scrubbing column or a tower scrubber. A collecting vessel for the scrubbing liquid is arranged below the gas scrubber. The scrubbing liquid is applied to the head of the gas scrubber and runs down the gas scrubber from above and drips into the collecting vessel. The furnace exhaust gas is introduced into the gas scrubber from below and flows through it from bottom to top in countercurrent to the scrubbing liquid. While flowing through the gas scrubber, most of the dust particles are absorbed by the scrubbing liquid.

Die verschmutzte Waschflüssigkeit fließt in das Auffanggefäß. Aus diesem Auffanggefäß wird sie wieder zum Kopf des Gaswäschers zurückgeführt. Dieser Kreislauf der Waschflüssigkeit würde deshalb vorgesehen, um den Anfall an radioaktivem Sekundärwaste zu minimieren. Eine derartige Vorrichtung zum Auswaschen von Staubpartikeln aus dem Abgas eines Verglasungsofens wird in dem Bericht über das Symposium »Ceramics in Nuclear Waste Management« in Cincinnati, Ohio, CONF-7 90 420 (30. April bis 2. Mai 1979) Seite 86 bis 92, beschrieben.The contaminated washing liquid flows into the collecting vessel. From this collecting vessel it is returned to the head of the gas scrubber. This circuit of the washing liquid would therefore be provided in order to minimize the accumulation of radioactive secondary waste. Such a device for scrubbing dust particles from the exhaust gas of a vitrification furnace is described in the report on the symposium "Ceramics in Nuclear Waste Management" in Cincinnati, Ohio, CONF-7 90 420 (April 30 to May 2, 1979) pages 86 to 92 described.

Um die Waschflüssigkeit wieder zum Kopf des Gaswäschers zu führen, haben sich sogenannte Airlift-Fördereinrichtungen bewährt. Bei diesen Airlift-Fördereinrichtungen wird die Föi derbewegung durch Einperlen von Luft in eine Flüssigkeitssäule erzielt. Die Förderung der Waschflüssigkeit mittels Airlift ist sicherer als mit einer Pumpe, da der Airlift keine bewegten Teile besitzt. Hierdurch fällt das sonst eventuell erforderliche Auswechseln einer Pumpe weg. Es entsteht kein Sekundärabfall durch eine kontaminierte Pumpe und die mögliche Strahlenbelastung des Personals während des Pumpenwechsels entfällt.
Wenn nun die im Kreislauf umlaufende Waschflüssigkeit nach einer bestimmten Zeit stark verschmutzt ist ^ .,und mit dem Airlift angesaugt und in den GaswäscherSo-called airlift conveying devices have proven their worth in order to lead the scrubbing liquid back to the head of the gas scrubber. In these airlift conveyors, the conveyor movement is achieved by bubbling air into a column of liquid. Transporting the washing liquid with an airlift is safer than with a pump, since the airlift has no moving parts. This eliminates the need to replace a pump, which might otherwise be necessary. There is no secondary waste from a contaminated pump and there is no risk of radiation exposure of the staff during the pump change.
If the washing liquid circulating in the circuit is heavily soiled after a certain time ^., And sucked in with the airlift and into the gas washer

if* ^geführt wird, kann es zu Verstopfungen des Airlifts oder . jif * ^ is performed, the airlift may become blocked or. j

r ?äes Gaswäschers kommen. Zumindest wird aber der φ Dekontaminationsfaktor des Gaswäschers verringert. r? äes scrubber come. At least the φ decontamination factor of the gas scrubber is reduced.

Dahei war es bisher notwendig, die Waschflüssigkeit in kürzeren Abständen auszutauschen.
j Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auswaschen von Staubpartikeln ausSo it was previously necessary to replace the washing liquid at shorter intervals.
j The invention has the object to an apparatus for washing out dust particles is based, from

" ■ dem Abgas einer kerntechnischen Anlage zu schaffen, bei der die ία Kreislauf geführte Waschflüssigkeit eine wesentlich verlängerte Einsatzzeit aufweist."■ to create the exhaust gas of a nuclear facility, in which the ία circuit guided washing liquid a has a significantly longer service life.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichen des Anspruches 1 genannten MerkmaleThe object is achieved according to the invention by the features mentioned in the characterizing part of claim 1

, gelöst, solved

Die aus dem Gaswäscher in das Auffanggefäß fließende verschmutzte Waschflüssigkeit wird einer Reinigung durch Sedimentation und Dekantierung unterworfen. Die untere Trennwand bildet ein Überlaufwehr für die Waschflüssigkeit, während die obere Trennwand zum einen zur abgasmäßägen Trennung der durch die untere Trennwand gebildeten beiden Kammern dient und zum anderen durch ihre Untertauchung unter den Pegel der ersten Kammer zur Rückhaltung von Staubbestandteilen in der ersten Kammer beiträgt.The dirty washing liquid flowing from the gas scrubber into the collecting vessel becomes one Subjected to purification by sedimentation and decantation. The lower partition forms an overflow weir for the washing liquid, while the upper partition wall on the one hand for the exhaust gas separation of the The two chambers formed by the lower partition are used and the other is by being submerged below the level of the first chamber contributes to the retention of dust components in the first chamber.

Durch die Erfindung wird die verschmutzte Waschflüssigkeit einer Grobreinigung unterworfen, die die Einsatzzeit der Waschflüssigkeit verlängert.By the invention, the dirty washing liquid is subjected to a coarse cleaning, which the The service life of the washing liquid is extended.

Diese Zwischenreinigung der Waschflüssigkeit in der erfindungsgemäßen Sedimentations- und Dekantierungsstufe bewirkt eine geringere Verschmutzung des Gaswäschers und erreicht damit einen höheren Dekontaminationsfaktor des Naßentstaubers. Eine Verstopfung des Gaswäschers oder der Airlift-Fördereinrichtung durch mit Waschflüssigkeit mitgeführte Staubanteile wird wirksam verhindertThis intermediate cleaning of the washing liquid in the sedimentation and decantation stage according to the invention causes less pollution of the gas scrubber and thus reaches a higher level Decontamination factor of the wet dust extractor. A blockage in the scrubber or airlift conveyor dust particles carried along with the washing liquid are effectively prevented

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird im Kennzeichen des Anspruches 2 angegeben. Durch diese Ausgestaltung wird das Auffanggefäß unterhalb des Gaswäschers in mehr als zwei Kammern unterteilt.An advantageous embodiment of the invention is given in the characterizing part of claim 2. As a result of this configuration, the collecting vessel is divided into more than two chambers below the gas scrubber.

Es wechseln sich somit mehrere Sedimentationsstufen mit Dekantierungsstufen ab.Several sedimentation stages alternate with decantation stages.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 3 angegebenen Merkmale offenbart. Das sich am Boden der mit dem Flüssigkeitszulauf verbundenen Kammer ansammelnde Sediment kann somit einfach abgesaugt und in das Vorlagegefäß für den hochradioaktiven Abfall zurückbeordert werden.A further advantageous embodiment of the invention is provided by the features in the characterizing part of claim 3 disclosed features. That is at the bottom of the chamber connected to the liquid inlet accumulating sediment can thus simply be sucked off and transferred to the receiving vessel for the highly radioactive Waste to be ordered back.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.An exemplary embodiment is explained in more detail below with the aid of the drawing.

Die Vorrichtung zum Auswaschen von Staubpartikeln aus dem Abgas eines Schmelzofens weist ein Auffanggefäß 1 auf, das von zwei querverlaufenden Trennwänden 2 und 3 durchzogen ist. Durch die untere, am Gefäßboden befestigte Trennwand 2 wird das Auffanggefäß in zwei Flüssigkeitskammern 4 und 5 geteilt. Die obere Trennwand 3 ist am Gehäusedeckel angebracht und ragt senkrecht in das Auffanggefäß 1 in die Flüssigkeitskammer 4 hinein Die obere Trennwand 3 ist mit Abstand zu der Trennwand 2 angeordnet und ragt über das Ende der Trennwand 2 hinaus.The device for washing out dust particles from the exhaust gas of a melting furnace has a Collecting vessel 1, which is traversed by two transverse partitions 2 and 3. Through the lower, The partition 2 attached to the bottom of the vessel becomes the collecting vessel in two liquid chambers 4 and 5 divided. The upper partition 3 is attached to the housing cover and protrudes vertically into the collecting vessel 1 in the liquid chamber 4 into the upper partition wall 3 is arranged at a distance from the partition wall 2 and protrudes beyond the end of the partition 2.

Über dem Auffanggefäß 1 ist eine Waschkolonne 6 senkrecht angeordnet und mit dem unteren Ende über ein Rohr 10 mit dem Auffanggefäß 1 im Bere'.ch der Kammer 4 verbunden. Am Kopfende der Waschkolonne 6 ist die Ausgangsleitung 7 für das gereinigte Abgas und eine Zuleitung 8 für die Waschflüssigkeit angebracht. Diese Zuleitung 8 ist mit einem Ablauf 9 des Auffanggefäßes 1 am Gefäßboden im Bereich derA washing column 6 is arranged vertically above the collecting vessel 1 and the lower end is above a pipe 10 is connected to the collecting vessel 1 in the area of the chamber 4. At the head of the wash column 6, the outlet line 7 for the cleaned exhaust gas and a feed line 8 for the washing liquid are attached. This feed line 8 is connected to an outlet 9 of the collecting vessel 1 at the bottom of the vessel in the area of the

a); l^n,a); l ^ n,

_ In die '.Verbindungsleitung 11 zwischen der Zuleitung 8 und dem Ablauf 9 ist eine Anschiuöleitung 12 eines an sich bekannten Airlift-Behälters geschaltet._ In the connecting line 11 between the supply line 8 and the process 9 is a connection line 12 of one known airlift container switched.

Die Förderleitung 13 einer weiteren Airlift-Einrich- - tung reicht bis zum Boden der Fiüssigkeitskammer4.
. Das Auffanggefäß 1 weist eine Abgaszuleitung 14 im Bereich der Kammer 4 auf, die in einer Höhe über dem Ende der Trennwand 2 angeordnet istThe conveying line 13 of a further airlift device extends to the bottom of the liquid chamber 4.
. The collecting vessel 1 has an exhaust gas feed line 14 in the region of the chamber 4, which is arranged at a height above the end of the partition 2

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt.The operation of the device described above is as follows.

Die aus der Waschkolonne 6 zurückfließendeThe flowing back from the washing column 6

verschmutzte Waschflüssigkeit gelangt zunächst in die 'erste Kammer 4, Wenn der Flüssigkeitsstand die obere Kante der Trennwand 2 erreicht hat, fließt die Waschflüssigkeit über diese obere Kante der Trennwand 2 und läuft in die zweite Kammer 5. Die Trennwand 2 bildet ein Überlaufwehr für die Waschflüssigkeit. Staubpartikel können sich in der ersten Kammer 4 absetzen.soiled washing liquid first reaches the 'first chamber 4, if the liquid level the upper Has reached the edge of the partition 2, the washing liquid flows over this upper edge of the partition 2 and runs into the second chamber 5. The partition 2 forms an overflow weir for the washing liquid. Dust particles can settle in the first chamber 4.

Durch die Trennwand 3 werden die Kammern 4 und 5 abgasmäßig voneinander getrennt. Weiter bewirkt die Untertauchung der Trennwand 3 unter den Flüssigkeif spegel ein Zurückhalten leichterer, auf der Lösung ίο schwimmender Bestandteile in Kammer 4. Weiter wird durch die Untertauchung ein direkter Übertritt von absinkenden Staubpartikeln über die Trennwand 2 verhindert.The chambers 4 and 5 are separated from one another in terms of exhaust gas by the partition 3. Further causes the Submersion of the partition 3 below the liquid level results in easier retention of the solution ίο floating components in chamber 4. Next will As a result of the submersion, sinking dust particles pass directly over the partition 2 prevented.

In der zweiten Kammer 5 wird mittels der Airlift-Fördereinrichtung 12 über die Rohrleitung 11 ein niedrigerer Füllstand als in der Kammer 4 aufrechterhalten. Die lineare Strömungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit beim Übergang von Kammer 4 in Kammer 5 ist aufgrund des großen Strömungsquerschnittes relativ gering. Dadurch wird die Sedimentation der Staubpartikel in Kammer 4 kaum gestört. In ^Kammer 5 gelangt somit nur eine-weitgehend von - »Staubpartikeln befreite Was'chlÖsung. Sie wird über "die Airlift-Fördereinrichtung 12 zum Kopf der Waschkolonne 6 zurückbefördert.In the second chamber 5 is a by means of the airlift conveyor 12 via the pipeline 11 Maintain a lower level than in chamber 4. The linear flow rate of the Washing liquid at the transition from chamber 4 to chamber 5 is due to the large flow cross-section relatively low. As a result, the sedimentation of the dust particles in chamber 4 is hardly disturbed. In ^ Chamber 5 thus only reaches one - largely from - »Washing solution freed from dust particles. She is going over "The airlift conveying device 12 is conveyed back to the head of the washing column 6.

„t Das sich am Boden der Kammer 4 ansammelnde“ T That which collects at the bottom of chamber 4

!Sediment aus Staubpartikeln wird periodisch mit Hilfe Jder zweiten Airlift-Fördereinrichtung 13 abgesaugt und in das Vorlagegefäß für den hochaktiven Abfall zurückbefördert.! Sediment from dust particles is periodically using The second airlift conveyor 13 is sucked off and into the receiving vessel for the highly active waste promoted back.

Es ist auch möglich, zur Erhöhung des Reinigungseffektes der Waschflüssigkeit eine Unterteilung des Auffanggefäßes 1 in mehr als zwei Kammern durchzuführen. Dabei wird die Aufteilung durch wechselseitig von oben und unten her angebrachte Trennwände erreicht.It is also possible to subdivide the washing liquid to increase the cleaning effect Carry out collecting vessel 1 in more than two chambers. The division is through reciprocally Reached partition walls attached from above and below.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Auswaschen von radioaktiven Staubpartikeln aus dem Abgas einer kerntechnischen Anlage, insbesondere aus dem Abgas eines Verglasungsofens für hochradioaktive Abfälle, mit einem senkrecht stehenden Gegenstromwäscher und einem darunter angeordneten Auffanggefäß für die Waschflüssigkeit, wobei die Waschflüssigkeit im Kreislauf geführt wird, dadurch gekennzeichnet, 1. Device for washing out radioactive dust particles from the exhaust gas of a nuclear facility Plant, in particular from the exhaust gas of a vitrification furnace for high-level radioactive waste a vertical countercurrent washer and a collecting vessel for the washing liquid, wherein the washing liquid is circulated, characterized in that daß das Auffanggefäß (1) zwei in seitlichem Abstand zueinander angeordnete, sich quer in das Auffanggefäß (1) erstreckende Trennwände (2,3) aufweist, die eine geringere Höhe als das Auffanggefäß (1) aufweisen,that the collecting vessel (1) two at a lateral distance having partition walls (2, 3) which are arranged to one another and extend transversely into the collecting vessel (1) and which have a lower height than the collecting vessel (1), daß die dem Zulauf (10) für die Waschflüssigkeit benachbarte obere Trennwand (3) am Deckel des Auffanggefäßes (1) befestigt ist,
daß die im Abstand dahinter liegende unterethat the upper partition (3) adjacent to the inlet (10) for the washing liquid is attached to the cover of the collecting vessel (1),
that the lower one lying at a distance behind it I Trennwand (2) am Boden des Auffanggefäßes (1)I Partition (2) at the bottom of the collecting vessel (1) f, befestigt ist, und f, is attached, and daß sich die Enden der beiden Trennwände (2, 3) überdecken und daß der Ablauf (9) der Waschflüssig-that the ends of the two partitions (2, 3) overlap and that the drain (9) of the washing liquid .· keit am Boden des Auffanggefäßes (1) hinter der - unteren Trennwand (2) angeordnet ist.. · Ness at the bottom of the collecting vessel (1) behind the - lower partition (2) is arranged. i 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Trennwände (2, 3) vorgesehen sind, die wechselseitig am Deckel und am Boden des Auffanggefäßes (1) angebracht sind. i 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that more than two partition walls (2, 3) are provided which are alternately attached to the lid and to the bottom of the collecting vessel (1). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absaugleitung (13) bis zum Boden des Auffanggefäßes in der mit dem Zulauf (tO) verbundenen, durch die untere Trennwand (2) im3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a suction line (13) to the ground of the collecting vessel in the with the inlet (tO) connected, through the lower partition (2) in the . Auffanggefäß (1) begrenzten Kammer (4) ragt.. Collection vessel (1) limited chamber (4) protrudes.
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