DE3835846C1

DE3835846C1 - Tritium filter system

Info

Publication number: DE3835846C1
Application number: DE19883835846
Authority: DE
Inventors: Hans J. Dr. Fabian; Jenoe 5170 Juelich De Patay
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1989-11-09

Abstract

For the cleaning of waste gases containing tritium present in glove-boxes, a tritium filter system is specified which has a catalyst chamber for the oxidation of hydrogen and having a drier connected downstream of the catalyst chamber, in which the catalyst chamber (2) is concentrically surrounded by waste gas feed-pipes (13, 14) which serve as preheaters for the waste gas flowing to the catalyst chamber, Figure 6. The waste gas feed-pipes are heated by a waste gas cooler (22, 23), through which the waste gas leaving the catalyst chamber flows. A high heat utilisation and compact design of the tritium filter system are additionally achieved in that the waste gas leaving the catalyst chamber (2) further passes through a recuperator space (65) before its entry into the waste gas cooler. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tritium-Filter system, insbesondere zum Reinigen von in Handschuh boxen vorhandenen, Tritium enthaltenden Abgasen, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.The invention relates to a tritium filter system, especially for cleaning gloves boxes existing tritium containing exhaust gases, such as it specified in the preamble of claim 1 is.

Filteranlagen dieser Art mit katalytischer Oxidation von Wasserstoff und anschließender Bindung des dabei entstehenden Wassers in einem Trockner werden beispiels weise zur Filterung von Tritium eingesetzt, das in Handschuhboxen, die zum Experimentieren dienen, freige setzt wird. Wegen ihres apparativen Aufwandes werden diese Filteranlagen außerhalb der Handschuhboxen installiert und derart ausgelegt, daß zugleich mehrere Handschuhboxen mit einer zentralen Filteranlage ge reinigt werden können, EP-OS 01 97 235. In solchen zentralen Filteranlagen werden auch tritiumbeladene Dämpfe oder von den Abgasen mitgeführte feste Phasen, wie z. B. Stäube zurückgehalten, H. Fabian, "Kern technik", 1974, No. 2, S. 63/64. Bei der Tritium extraktion aus Gasen ist der Anschluß von Tritium- Filteranlagen außerhalb der Handschuhboxen problema tisch, weil dann aus Strahlenschutzgründen hohe An forderungen an die Gasdichtigkeit der Filteranlage einschließlich der hierfür erforderlichen Rohrlei tungsanschlüsse gestellt werden müssen. Filter systems of this type with catalytic oxidation of hydrogen and subsequent binding of the water generated in a dryer are for example used for filtering tritium, which in Glove boxes, which are used for experimentation, release is set. Because of their expenditure on equipment these filter systems outside the glove boxes installed and designed so that several Glove boxes with a central filter system can be cleaned, EP-OS 01 97 235. In such Central filter systems are also loaded with tritium Vapors or solid phases carried by the exhaust gases, such as B. dusts retained, H. Fabian, "Kern technik ", 1974, No. 2, pp. 63/64. At the Tritium Extraction from gases is the connection of tritium Filter systems outside the glove boxes problema table, because then high radiation protection reasons requirements for the gas tightness of the filter system including the necessary pipes connection must be made.

Bei einer zentralen Filteranlage ist darüber hinaus von Nachteil, daß ein Störfall in der Filteranlage in der Regel den Stillstand aller angeschlossenen Hand schuhboxen bedingt. Auch werden in nur einer Hand schuhbox ggf. entstehende Verunreinigungen über die Filteranlage in alle weiteren angeschlossenen Hand schuhboxen verschleppt. Darüber hinaus ist für die Filteranlage Überdruckbetrieb erforderlich, so daß für eine ausreichende Gasförderung entsprechend große Rohrleitungsquerschnitte vorgesehen werden müssen, die wiederum Dichtigkeitsprobleme mit sich bringen.In addition, with a central filter system disadvantageous that an accident in the filter system in usually the standstill of all connected hands shoe boxes conditional. Also be in one hand shoe box any contamination that may arise via the Filter system in all other connected hands shoe boxes carried away. In addition, for Filter system overpressure operation required so that large enough for sufficient gas production Pipeline cross sections must be provided which in turn cause tightness problems.

Tritium-Filtersysteme sind auch bei Kernkraftwerken zur Beseitigung radioaktiver Abgase bekannt. In einem in DE-PS 29 22 274 beschriebenen Filtersystem sind Katalysatorkammer und Abgaszuführungen als Vorerhitzer für das zum Katalysator strömende Abgas vorgesehen. Eine Unterbringung der Tritium-Filteranlage in den Handschuhboxen selbst ist bisher aus Platzgründen im begrenzten Experimentierraum nicht möglich.Tritium filter systems are also used in nuclear power plants known for the removal of radioactive emissions. In one filter system described in DE-PS 29 22 274 Catalyst chamber and exhaust gas feeds as preheaters provided for the exhaust gas flowing to the catalyst. An accommodation of the tritium filter system in the Glove boxes themselves have so far been used for reasons of space limited experiment space not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tritium-Filtersystem zu schaffen, das einen geringen Raumbedarf aufweist.The object of the invention is a tritium filter system to create that requires little space.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die in Patentan spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Abgaszufüh rungen werden konzentrisch um die zentral angeordnete Katalysatorkammer herum angeordnet, sie sind ihrer seits von einem Abgaskühler für das die Katalysator kammer verlassende Abgas umgeben, so daß sowohl eine Vorerhitzung des zu reinigenden Abgases vor Eintritt in die Katalysatorkammer und die Katalyse in der Katalysatorkammer als auch die notwendige Abkühlung des die Katalysatorkammer verlassenden Abgases zur Kondensation des im Abgas enthaltenen Wassers vor Eintritt in den Trockner innerhalb eines einzigen geschlossenen Behälters ermöglicht wird. Diese Aus bildung des Tritium-Filtersystems reduziert den zur Reinigung der Gase zur Verfügung zu stellenden Raum erheblich, so daß das Filtersystem auch in der Hand schuhbox selbst unterbringbar wird, was insbesondere hinsichtlich der nur schwer erfüllbaren Dichtigkeitsan forderungen erhebliche Vorteile bringt. Innerhalb der Handschuhbox eingesetzte Filtersysteme stellen auch bei möglichen Tritiumverlusten infolge nicht ausreichend möglicher Wasserstoffdichtigkeit keine Gefahr für die Umwelt dar. Durch den außenliegenden Abgaskühler ist auch dafür gesorgt, daß durch das Filtersystem nicht unnötige Wärme in die Handschuhbox eingebracht wird.This object of the invention is achieved by the in Patentan claim 1 specified features solved. The exhaust gas supply stakes are concentric around the central one Catalyst chamber arranged around, they are hers partly from an exhaust gas cooler for which the catalyst Exhaust chamber surrounding so that both a Preheating the exhaust gas to be cleaned before entering into the catalyst chamber and the catalysis in the Catalyst chamber as well as the necessary cooling of the exhaust gas leaving the catalyst chamber for Condensation of the water contained in the exhaust gas Entry into the dryer within a single closed container is made possible. This out formation of the tritium filter system reduces the Cleaning the gas space to be made available considerably, so that the filter system is also in hand shoe box itself can be accommodated, which in particular with regard to the tightness that is difficult to achieve demands brings considerable advantages. Within the Filter systems used in the glove box also provide possible tritium losses due to insufficient possible hydrogen tightness no danger to the Environment. Due to the external exhaust gas cooler also ensured that not through the filter system unnecessary heat is brought into the glove box.

Zur thermischen Optimierung des Tritium-Filtersystems ist darüber hinaus ein Wärmeaustausch zwischen dem erhitzten, der Katalysatorkammer entströmenden Abgas und dem einströmenden Abgas vorgesehen. Das die Kata lysatorkammer verlassende Abgas durchströmt eine Rekuperatorkammer, die im Wärmeaustausch mit dem zur Katalysatorkammer geführten Abgas steht. Bevorzugt ist die Rekuperatorkammer zwischen zwei Abgaszufüh rungen angeordnet, die die Katalysatorkammer konzen trisch umgeben, Patentanspruch 2.For thermal optimization of the tritium filter system is also a heat exchange between the heated exhaust gas flowing out of the catalyst chamber and the incoming exhaust gas. That the kata Exhaust gas leaving the lysator chamber flows through a Recuperator chamber, which is in heat exchange with the Exhaust gas led to the catalyst chamber. Prefers is the recuperator chamber between two exhaust gas inlets arranged stanchions that concentrate the catalyst chamber surrounded trisch, claim 2.

An das Tritium-Filtersystem sind Anschlußstutzen für das zuströmende zu reinigende Abgas sowie Anschluß stutzen für das abströmende gereinigte Abgas doppelt vorgesehen und so angeordnet, daß die Anschlußstutzen jeweils gegeneinander versetzt stehen, Patentanspruch 3. Dies erleichtert das Aufstellen des Filtersystems innerhalb einer Handschubox, deren Arbeitsraum meist nur über einige wenige Durchführungen zugänglich ist. In gleicher Weise sind nach Patentanspruch 4 auch die Gasanschlüsse für Gebläse und Trockner am Filtersystem sowie Anschlüsse für Strom, Temperaturmesser und Kühlwasser über die Handschuhöffnung der Handschuhbox zugänglich angebracht.At the tritium filter system there are connecting pieces for the inflowing exhaust gas to be cleaned and connection double for the outflowing cleaned exhaust gas provided and arranged so that the connecting piece are mutually offset, claim 3. This makes it easier to set up the filter system within a hand drawer, whose work space is usually is only accessible through a few passages. In the same way, according to claim 4 Gas connections for blowers and dryers on the filter system and connections for electricity, temperature meter and Cooling water through the glove opening of the glove box attached accessible.

Um auch den Trockner des Filtersystems raumsparend auszubilden, weist der Trockner in Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 5 zweckmäßig mehrere Trocknerbereiche auf, die sich einander konzentrisch umgeben. Das Filtersystem wird so auch hinsichtlich des Trockners kompakter gestaltbar, wobei sich der Trockner in seiner Länge reduziert.To also save the dryer of the filter system space to train, the dryer in the configuration of Invention according to claim 5 expediently several Dryer areas that are concentric with each other surround. The filter system is also regarding of the dryer can be made more compact, the Dryer reduced in length.

Die Erfindung und weitere Ausbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt im einzelnenThe invention and further developments of the invention are based on exemplary embodiments described in more detail. The drawing shows in detail

Fig. 1 schematische Darstellung des Tritium- Filtersystems; Fig. 1 shows a schematic representation of the tritium filter system;

Fig. 2 Katalysator-Kühler-Einheit nach Fig. 1; Fig. 2 catalyst-cooler unit according to Fig. 1;

Fig. 3 Trockner nach Fig. 1 mit zwei konzen trisch zueinander angeordneten, parallel geschalteten Trocknerbereichen; Fig. 3 dryer of Figure 1 with two concentrically arranged mutually parallel dryer regions.

Fig. 4 Trockner mit zwei konzentrisch zueinander angeordneten, hintereinandergeschalteten Trocknerbereichen; Fig. 4 dryer with two concentrically arranged, one behind the other dryer areas;

Fig. 5 Box mit Pufferbehälter; Fig. 5 box with buffer container;

Fig. 6 Ausschnitt einer Katalysator-Kühler- Einheit mit Rekuperatorkammer zum Wärmeaustausch zwischen zu- und ab strömendem Abgas. Fig. 6 section of a catalyst cooler unit with recuperator chamber for heat exchange between incoming and outgoing exhaust gas.

In Fig. 1 ist ein Filtersystem mit einem geschlossenen, zylindrisch ausgebildeten Behälter 1 für Katalysator kammer 2 und Abgaskühler 3 sowie mit einem Trockner 4 für das die Katalysatorkammer 2 verlassende Abgas sche matisch dargestellt. Das Filtersystem ist innerhalb einer in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Handschuh box untergebracht, das zu reinigende Abgas wird vom Arbeitsraum 5 der Handschuhbox mittels eines Gebläses 6 in das Filtersystem angesaugt. Das Gebläse 6 ist am Gaseingang 7 des Filtersystems angeordnet, das Filter system wird mit Überdruck betrieben. Dem Gebläse 6 ist ein Abschlußventil 8 nachgeschaltet, mit dem der Gasein gang 7 zum Filtersystem verschlossen werden kann. Ein weiteres Abschlußventil 9 für das Filtersystem ist am Gasausgang 10 hinter dem Trockner 4 eingesetzt. Als Abschlußventile 8, 9 werden im Ausführungsbeispiel Magnetventile verwendet, die eine Fernsteuerung zum Schließen das Filtersystem ermöglichen.In Fig. 1, a filter system with a closed, cylindrically shaped container 1 for catalyst chamber 2 and the exhaust gas cooler 3 and a dryer 4 for which the catalyst chamber 2 exhaust gas leaving cal is shown automatically. The filter system is housed within a glove box not shown in the drawing, the exhaust gas to be cleaned is sucked into the filter system from the working space 5 of the glove box by means of a blower 6 . The fan 6 is arranged at the gas inlet 7 of the filter system, the filter system is operated with excess pressure. The blower 6 is followed by a shut-off valve 8 with which the gas inlet 7 to the filter system can be closed. Another shutoff valve 9 for the filter system is used at the gas outlet 10 behind the dryer 4 . In the exemplary embodiment, solenoid valves are used as termination valves 8 , 9 , which enable remote control for closing the filter system.

Vom Filtersystem wird tritiumenthaltendes Abgas gerei nigt. Das Abgas, dessen Strömungsrichtung im Filter system durch Pfeile markiert ist, durchströmt zunächst erwärmbare Abgaszuführungen 11, die als Vorerhitzer für das Abgas um die Katalysatorkammer 2 herum angeordnet sind, gelangt dann in die sich zentral im Behälter 1 befindende Katalysatorkammer 2, anschließend in den Abgaskühler 3 und schließlich zum Trockner 4, bevor es vom Tritium gereinigt abgeblasen wird. In der Katalysa torkammer 2 ist ein Katalysator zur Oxidation von Wasser stoff eingesetzt. Zur katalytischen Oxidation ist die Katalysatorkammer 2 beheizbar. Das beim Durchströmen der Katalysatorkammer im Abgas gebildete Wasser wird durch Kühlen des Abgases im Abgaskühler 3 und Binden im Trockner aus dem Abgas entfernt. Zur Bindung des Wassers dient im Ausführungsbeispiel entsprechend geeignetes Molekularsieb, mit dem der Trockner gefüllt ist.Tritium-containing exhaust gas is cleaned by the filter system. The exhaust gas whose flow direction is marked in the filter system by the arrows, flows firstly through heatable exhaust gas feeds 11, which are arranged as a preheater for the waste gas to the catalyst chamber 2 around, then subsequently enters the centrally located in the container 1 exploiting Dende catalyst chamber 2, in the exhaust gas cooler 3 and finally to the dryer 4 , before it is blown off and cleaned of the tritium. In the catalyst chamber 2 , a catalyst for the oxidation of hydrogen is used. The catalyst chamber 2 can be heated for catalytic oxidation. The water formed in the exhaust gas when flowing through the catalyst chamber is removed from the exhaust gas by cooling the exhaust gas in the exhaust gas cooler 3 and binding in the dryer. In the exemplary embodiment, suitable molecular sieve with which the dryer is filled serves to bind the water.

Einen Querschnitt durch den Behälter 1 zeigt Fig. 2. Der Behälter 1 wird wegen der Integration von Katalysa torkammer 2 und Abgaskühler 3 in einer Baueinheit auch als Katalysator-Kühler-Einheit bezeichnet. Mit dem Gaseingang 7 ist die Abgaszuführung 11 verbunden, die im Ausführungsbeispiel im Querschnitt ringförmig ausge bildet ist und das Abgas zur Katalysatorkammer 2 leitet. Die Abgaszuführung 11 umgibt die zentrale Katalysator kammer 2 allseitig. Die Abgaszuführung 11 besteht aus einem Doppelrohr, dessen innere Rohrwand 12 mit Abstand zur äußeren Wand 2 a der Katalysatorkammer 2 angeordnet ist, so daß für die Abgaszuführung zwei hintereinander geschaltete Strömungsräume 13, 14 entstehen, die als Vorerhitzer für das Abgas dienen. Der innere der Strö mungsräume, der Strömungsraum 13, ist von Heizelementen 15 beheizbar, die zugleich die Katalysatorkammer 2 erwärmen. Das Abgas durchströmt vom Gaseingang 7 her zunächst den Strömungsraum 14 in axialer Richtung und wird beim im Ausführungsbeispiel mit senkrechter Achse 16 aufrecht stehendem Behälter 1 in dessen oberem Bereich 17 über eine Ringöffnung 18 in der Zuführung 11 in den Strömungsraum 13 nach unten umgelenkt. Das Abgas tritt erwärmt aus dem Strömungsraum 13 im unteren Bereich des Behälters 1 aus und wird über Öffnungen in einer Bodenplatte 19 der Katalysatorkammer 2 in einen mit Katalysatorpartikeln 20 gefüllten Innenraum der Katalysatorkammer 2 eingeleitet. Im Ausführungs beispiel werden als Katalysatorpartikeln Cu-Teilchen oder Edelmetallteilchen verwendet, die bei einer Temperatur von ca. 400° C allen Wasserstoff im Abgas oxidieren, wobei die im Abgas vorhandenen Wasserstoff isotope mit Sauerstoff unter Bildung von H₂O, D₂O, T₂O sowie HDO und HTO reagieren. A cross-section through the container 1 shown in FIG. 2. The container 1 is due to the integration of Katalysa gate chamber 2 and the exhaust gas cooler 3 denotes in one unit as a catalyst cooler unit. With the gas inlet 7 , the exhaust gas supply 11 is connected, which is formed in the embodiment in cross section in a ring shape and conducts the exhaust gas to the catalyst chamber 2 . The exhaust gas supply 11 surrounds the central catalyst chamber 2 on all sides. The exhaust gas supply 11 consists of a double tube, the inner tube wall 12 is arranged at a distance from the outer wall 2 a of the catalyst chamber 2 , so that two successive flow spaces 13 , 14 are formed for the exhaust gas supply, which serve as a preheater for the exhaust gas. The interior of the flow spaces, the flow space 13 , can be heated by heating elements 15 , which at the same time heat the catalyst chamber 2 . From the gas inlet 7 , the exhaust gas first flows through the flow space 14 in the axial direction and, in the case of the container 1 standing upright in the exemplary embodiment with a vertical axis 16 , is deflected downward into the upper region 17 via an annular opening 18 in the feed 11 into the flow space 13 . The exhaust gas exits heated from the flow space 13 in the lower region of the container 1 and is introduced via openings in a base plate 19 of the catalyst chamber 2 into an interior of the catalyst chamber 2 filled with catalyst particles 20 . In the execution example, Cu particles or precious metal particles are used as catalyst particles, which oxidize all hydrogen in the exhaust gas at a temperature of approx. 400 ° C, the hydrogen present in the exhaust gas isotopically with oxygen to form H₂O, D₂O, T₂O and HDO and HTO react.

Das die Wassermoleküle enthaltende Abgas tritt im oberen Bereich 17 aus der Katalysatorkammer 2 aus und wird über einen Verteilerraum 21 in den Abgaskühler 3 eingeführt. Der Abgaskühler 3 besteht in ähnlicher Weise wie die Zuführung 11 im Ausführungsbeispiel aus mehreren Ringkanälen 22, 23, 24, in denen zumindest teilweise Kühlleitungen 25 verlaufen. Das Abgas tritt zunächst in den inneren Ringkanal 22 ein, durchströmt diesen axial und tritt im unteren Bereich des Behäl ters 1 durch Ausnehmungen 26 hindurch in den mittleren Ringkanal 23 ein. Aus diesem strömt das Abgas über einen Zugang 27 in den äußeren Ringkanal 24 ein. Der äußere Ringkanal 24 führt das Abgas in axialer Rich tung zur Verbindungsleitung 28 des Behälters 1, die zum Trockner 4 führt.The exhaust gas containing the water molecules emerges from the catalyst chamber 2 in the upper region 17 and is introduced into the exhaust gas cooler 3 via a distributor space 21 . The exhaust gas cooler 3 consists, in a similar manner to the feed 11 in the exemplary embodiment, of a plurality of ring channels 22, 23, 24 , in which cooling lines 25 run at least partially. The exhaust gas first enters the inner annular channel 22 , flows axially through it and enters the lower region of the container 1 through recesses 26 into the central annular channel 23 . From this, the exhaust gas flows into the outer ring channel 24 via an access 27 . The outer ring channel 24 leads the exhaust gas in the axial direction Rich to the connecting line 28 of the container 1 , which leads to the dryer 4 .

Alle Anschlußstutzen des Behälters 1 für Zugang und Auslaß des Abgases sind am Behälter 1 doppelt vorge sehen. In Fig. 2 sind zwei dieser Anschlußstutzen wiedergegeben, nämlich der Anschlußstutzen 28 am Gaseingang 7 und der Anschlußstutzen 30 an der Ver bindungsleitung 28 zum Trockner 4. Alle Anschlußstutzen sind jeweils um 90° gegeneinander versetzt angeordnet, so daß der Behälter 1 beispielsweise innerhalb einer Handschuhbox weitgehend unabhängig von seiner Position optimal anschließbar ist. Das für die Kühlleitungen 25 benötigte Kühlwasser wird im Ausführungsbeispiel im unteren Bereich des Behälters 1 am Fuß 31 des Behälters am Kühlmittelanschluß 25 a angeschlossen und über Kühlmittelzu- und -ableitungen 32, 33 zu den Kühlleitungen 25 geführt bzw. abgeführt. Im Fuß 31 befindet sich im Ausführungsbeispiel auch eine Strom leitung 15 a für die elektrischen Heizelemente 15 sowie eine Meßwertleitung 34 a für die vom Thermoele ment 34 abgegebene Meßspannung, in Fig. 2 sind beide Anschlüsse für diese Leitungen mit Bezugsziffer 35 markiert. Ein Regler für den Betrieb der Heizelemente wird in Abhängigkeit von der vom Thermoelement 34 ge messenen Temperatur in der Katalysatorkammer 2 gesteuert.All connecting pieces of the container 1 for access and outlet of the exhaust gas are seen twice on the container 1 . In Fig. 2, two of these connecting pieces are shown, namely the connecting piece 28 at the gas inlet 7 and the connecting piece 30 on the United connecting line 28 to the dryer 4th All connecting pieces are each offset from one another by 90 °, so that the container 1 can be optimally connected, for example, largely independently of its position within a glove box. The cooling water required for the cooling lines 25 is connected in the exemplary embodiment in the lower region of the container 1 at the base 31 of the container to the coolant connection 25 a and is led or removed to the cooling lines 25 via coolant supply lines 32 , 33 . In the foot 31 there is also a current line 15 a for the electrical heating elements 15 and a measured value line 34 a for the measuring voltage emitted by the thermocouple element 34 in the exemplary embodiment, both connections for these lines are marked with reference number 35 in FIG. 2. A controller for the operation of the heating elements is controlled depending on the temperature measured by the thermocouple 34 in the catalyst chamber 2 .

Der Regler befindet sich im Ausführungsbeispiel außer halb des Arbeitsraumes 5 der Handschuhbox und ist in Fig. 2 nicht dargestellt.In the exemplary embodiment, the controller is located outside half of the working space 5 of the glove box and is not shown in FIG. 2.

Um Vorerhitzer und Kühlbereich für das Abgas nach Durch strömen der Katalysatorkammer 2 im Behälter 1 thermisch gegeneinander zu isolieren, sind im Ausführungsbeispiel die Zuführung 11 und der Abgaskühler 3 mit Abstand zuein ander angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen der äußeren Wand der Zuführung 11 und der inneren Wand des Abgaskühlers 3 ein ringförmiger Zwischenraum 36 vorgesehen, der ggf. auch mit Isolationsmaterial gefüllt werden kann.In order to thermally insulate the preheater and cooling area for the exhaust gas after flowing through the catalyst chamber 2 in the container 1 , in the exemplary embodiment the feed 11 and the exhaust gas cooler 3 are arranged at a distance from one another. In the exemplary embodiment, an annular space 36 is provided between the outer wall of the feed 11 and the inner wall of the exhaust gas cooler 3 , which can also be filled with insulation material if necessary.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Trockner 4 dargestellt. Das vom Behälter 1 abströmende Abgas wird in eine Bodenkammer 37 des Trockners eingeführt und strömt von dort in zwei parallelgeschaltete Trockenbe reiche, nämlich die Trockenräume 38, 39 ein, von denen der äußere Trockenraum 38 den inneren Trockenraum 39 konzentrisch umgibt. Beide Trockenräume sind mit Molsieb gefüllt, das in den Trockenräumen zwischen gasdurchläs sigen Böden 40 und Abdeckungen 41 der Trockenräume 38, 39 gehalten wird. Oberhalb der Abdeckungen 41 befindet sich ein Abgassammler 42, in dem das getrocknete Abgas zu einer im Ausführungsbeispiel zentral angeordneten Ausgangsleitung 43 umgelenkt wird. Das Abgas strömt am Ausgang 44 des Trockners 4 in die Umgebung, im Ausfüh rungsbeispiel in den Arbeitsraum 5 der Handschuhbox ab.In Fig. 3 is a cross section through a drier 4. The exhaust gas flowing out of the container 1 is introduced into a bottom chamber 37 of the dryer and flows from there into two parallel drying areas, namely the drying rooms 38 , 39, one of which the outer drying room 38 concentrically surrounds the inner drying room 39 . Both drying rooms are filled with molecular sieve, which is held in the drying rooms between gas-permeable floors 40 and covers 41 of the drying rooms 38 , 39 . Above the covers 41 there is an exhaust gas collector 42 , in which the dried exhaust gas is deflected to an outlet line 43 arranged centrally in the exemplary embodiment. The exhaust gas flows at the outlet 44 of the dryer 4 into the environment, in the exemplary embodiment in the working space 5 of the glove box.

Am Trockner 4 sind zum Befüllen des Trockners und zur Regeneration des Molsiebs noch Gasanschlüsse 45, 46 vorgesehen, über die in die Trockenräume 38, 39 ein das beim Regenerieren abgegebene Wasser aufnehmendes Medium ein- bzw. abgeführt werden kann. Das Molsieb wird auf diese Weise erneuert und ist für die Trocknung des Abgases wieder einsatzfähig.On the dryer 4 , gas connections 45 , 46 are also provided for filling the dryer and for regenerating the molecular sieve, via which a medium which absorbs the water released during regeneration can be introduced or removed into the drying chambers 38 , 39 . The molecular sieve is renewed in this way and can be used again for drying the exhaust gas.

Einen Trockner mit hintereinandergeschalteten Trockner bereichen, nämlich mit Trockenräumen 47, 48 zeigt Fig. 4. Bei diesem Trockner tritt das Abgas durch eine Ein gangsleitung 48 zunächst in den inneren Trockenraum 47 ein, wird aus diesem über eine Verbindungsleitung 50 in die Bodenkammer 37 geführt und strömt aus dieser in den den Trockenraum 47 koaxial umgebenden äußeren Trocken raum 48 ein. Das getrocknete Abgas sammelt sich in gleicher Weise wie beim Trockner nach Fig. 3 im Abgas sammler 42 und wird aus diesem über eine Ausgangsleitung 51 abgeführt, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 innerhalb des Trockenraums 48 verläuft. Auch im Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 4 sind zum Befüllen und zur Regeneration des Molsiebs Gasanschlüsse 45, 48 zur Einleitung von Gas in die Trockenräume 47, 48 vorgesehen.A dryer with cascaded dryer areas, namely with drying rooms 47 , 48 is shown in FIG. 4. In this dryer, the exhaust gas enters through an inlet line 48 into the inner drying chamber 47 , is guided out of this via a connecting line 50 into the bottom chamber 37 and flows from this into the drying space 47 coaxially surrounding the outer drying space 48 . The dried exhaust gas collects in the same way as in the dryer according to FIG. 3 in the exhaust gas collector 42 and is discharged from it via an outlet line 51 , which in the exemplary embodiment according to FIG. 4 runs within the drying chamber 48 . Also in the exporting approximately example of FIG. 4, for filling and for regeneration of the molecular sieve gas ports 45, 48 are provided for introducing gas into the drying rooms 47, 48.

Das erfindungsgemäße Tritium-Filtersystem ist in seinen Abmessungen verhältnismäßig klein und kompakt aufgebaut.The tritium filter system according to the invention is in its Dimensions relatively small and compact.

Die durch die Anordnung der Anschlüsse einfache und leichte Bedienbarkeit stört auch bei Einsatz des Tritium- Filtersystems innerhalb einer Handschuhbox die dort auszuführenden Arbeiten und Verfahren nur gering. Wesent lich ist, daß der Betrieb des Tritium-Filtersystems keine thermische Belastung der Handschuhboxatmosphäre mit sich bringt, da der Abgaskühler die Katalysatorkam mer umgibt und auf diese Weise von der Katalysatorkammer abgegebene Wärme vor Belastung des Arbeitsraums aus der Handschuhbox abführt. Da das Tritium-Filtersystem inner halb des Arbeitsraumes der Handschuhbox angeordnet ist, spielen Abdichtungsprobleme bei der Abdichtung des Tritium-Filtersystems gegen austretendes Tritium keine Rolle. Eine Gefährdung der Umgebung tritt nicht ein.The simple and by the arrangement of the connections Ease of use also disturbs when using the tritium Filter systems within a glove box there work and procedures to be carried out only slightly. Essentials Lich is that the operation of the tritium filter system no thermal stress on the glove box atmosphere brings with it, since the exhaust gas cooler came the catalyst mer surrounds and in this way from the catalyst chamber emitted heat before loading the work area from the Leads away glove box. Since the tritium filter system inside is arranged half of the working area of the glove box, play sealing problems in sealing the Tritium filter system against escaping tritium none Role. The environment is not endangered.

Zum Transport von Behälter 1 und Trockner 4 sind an den äußeren Wänden der Behälter Handgriffe 51, 52 vorge sehen. Als Gebläse 6 ist im Ausführungsbeispiel ein Niederdruckgebläse mit einem maximalen Druck von <150 mbar vorgesehen. Die Katalysatortemperatur kann auch so eingestellt werden, daß ggf. in der Boxatmosphäre vor handenes Methan gespalten, der Wasserstoff oxidiert und die dabei entstehende Feuchte im Trockner gebunden wird. Möglich ist es, zum Betrieb des Filtersystems mehrere Trockner parallel zu schalten, so daß die Trockner im Wechsel betrieben werden können, wobei einer oder ein Teil der Trockner zur Aufnahme des im Abgas gebildeten Wassers dient, während der andere oder die übrigen Trockner regeneriert werden.To transport container 1 and dryer 4 handles 51 , 52 are seen on the outer walls of the container. In the exemplary embodiment, a low-pressure fan with a maximum pressure of <150 mbar is provided as the fan 6 . The catalyst temperature can also be set in such a way that, if necessary, in the box atmosphere splits in front of existing methane, the hydrogen is oxidized and the resulting moisture is bound in the dryer. It is possible to connect several dryers in parallel to operate the filter system, so that the dryers can be operated alternately, one or a part of the dryers being used to hold the water formed in the exhaust gas, while the other or the remaining dryers are being regenerated.

Die Druckregelung in der Handschuhbox kann zusammen mit der Druckregelung im Tritium-Filtersystem derart kombi niert werden, daß das bei Überdruck aus der Hand schuhbox abzuführende tritiumkontaminierte Gas, z. B. Argon, ausschließlich über das Filtersystem entnehm bar ist. Auf diese Weise kann aus der Handschuhbox reines Abgas oder Abgas mit einem nur geringen Dekon taminationsfaktor abgeführt werden. Das in der Hand schuhbox vorhandene Tritium-Filtersystem ermöglicht es auch, einen in die Handschuhbox eingebrachten Behälter, der eine tritiumkontaminierte Atmosphäre enthält, unmittelbar in der Handschuhbox durch An schluß an das Tritium-Filtersystem zu reinigen, ohne daß die Handschuhboxatmosphäre selbst kontaminiert wird.The pressure control in the glove box can be used together with the pressure control in the tritium filter system so combi be kidneyed that the overpressure from the hand tritium-contaminated gas to be removed from the shoe box, e.g. B. Argon, only through the filter system is cash. This way you can get out of the glove box pure exhaust gas or exhaust gas with only a small decon tamination factor can be dissipated. That in hand schuhbox existing tritium filter system enables it also put one in the glove box Container that has a tritiated atmosphere contains, directly in the glove box by An after cleaning the tritium filter system without that the glove box atmosphere itself contaminates becomes.

Im Ausführungsbeispiel ist die Katalysatorkammer mit Heizelementen ausgestattet, die eine Erhitzung des Katalysators bis auf 600°C erlauben. Die Magnetventile des Filtersystems sind nur bei Betrieb geöffnet. Die Magnetventile schließen, wenn keine Spannung anliegt.In the exemplary embodiment, the catalyst chamber is included Heating elements equipped to heat the Allow catalyst up to 600 ° C. The solenoid valves of the filter system are only open during operation. The Close solenoid valves when there is no voltage.

An der Handschuhbox wird Gasrecycling durchgeführt. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß hierzu die bei Über druck und bei Ausschleusvorgängen aus der Handschuh box H anfallenden Arbeitsgasflüsse in einem im Aus führungsbeispiel außerhalb der Box H angeordneten Pufferbehälter 53 gesammelt und bei Unterdruck und Einschleusvorgängen wieder in die Handschuhbox zurück geführt werden. Zur Rückführung ist eine zwischen Pufferbehälter 53 und Box H zwischengeschaltete Mem branpumpe 54 vorgesehen, über die das Abgas aus dem Pufferbehälter in die Box gefördert wird. Die Anschluß leitungen 55, 56 für den Pufferbehälter 53 an der Handschuhbox sind durch fernsteuerbare Ventile 57, 58 abschließbar. Überschüssiges Abgas aus dem Pufferbe hälter 53 wird erst in der Filteranlage in der Box gereinigt und dann über ein Ventil 59 kontrolliert aus der Filteranlage abgeblasen.Gas recycling is carried out on the glove box. From Fig. 5 it can be seen that the excess gas and discharge processes from the glove box H accumulating working gas flows in an exemplary embodiment arranged outside the box H from buffer tank 53 and are fed back into the glove box at negative pressure and sluicing processes. For return, an intermediate membrane pump 54 is provided between buffer tank 53 and box H , via which the exhaust gas is conveyed from the buffer tank into the box. The connecting lines 55 , 56 for the buffer container 53 on the glove box can be closed by remote-controlled valves 57 , 58 . Excess exhaust gas from the Pufferbe container 53 is first cleaned in the filter system in the box and then blown out of the filter system in a controlled manner via a valve 59 .

Damit das Ablassen von Abgas aus der Handschuhbox stets gewährleistet ist, wird der Pufferbehälter 53 auf einen Druck unterhalb des Druckes in der Hand schuhbox H geregelt. Bei zu geringem Druck im Puffer behälter 53 kann der Pufferbehälter mit Argon über eine mit einem Ventil 60 verschließbare Argonleitung 61 gefüllt werden. Zur Überwachung des Druckes im Pufferbehälter 53 dient ein Manometer 62, das die Membranpumpe 54 und die Ventile 58 und 60 steuert.Thus, the discharge is always assured of exhaust gas from the glove box, the buffer tank 53 to a pressure below the pressure in the hand shoebox H regulated. If the pressure in the buffer container 53 is too low, the buffer container can be filled with argon via an argon line 61 which can be closed by a valve 60 . A pressure gauge 62 , which controls the diaphragm pump 54 and the valves 58 and 60 , is used to monitor the pressure in the buffer tank 53 .

Der Pufferbehälter 53 ist auch noch an Schleusen der Handschuhbox anschließbar, im Ausführungsbeispiel an der Schleuse 63. Beim Schleusvorgang kann auf diese Weise das Gas aus der Schleuse 63 in den Pufferbehäl ter 53 mittels einer Pumpe 64 abgesaugt werden, oder beim Einschleusvorgang vor dem Öffnen der Schleuse 63 aus dem Pufferbehälter 53 in die Schleuse Gas einge führt werden.The buffer container 53 can also be connected to locks of the glove box, in the exemplary embodiment to the lock 63 . During the lock process, the gas can be sucked out of the lock 63 into the buffer container 53 by means of a pump 64 , or during the lock process before opening the lock 63 from the buffer container 53 into the lock gas.

Durch Verwendung des Pufferbehälters wird erreicht, daß jene Arbeitsgasvolumina, die aus der Box H zur Druckverminderung abgeführt werden müssen, im Puffer behälter aufgenommen werden können und zur Drucker höhung innerhalb der Box erneut in die Box zurückführ bar sind. Weitere Vorteile sind verminderter Arbeits gasverbrauch sowie Verlängerung der Molekularsieb standzeit.By using the buffer tank it is achieved that those working gas volumes that have to be removed from the box H for pressure reduction can be accommodated in the buffer tank and for increasing the pressure inside the box can be returned to the box. Other advantages include reduced working gas consumption and extension of the molecular sieve service life.

In Fig. 6 ist ein Ausschnitt einer Katalysator-Kühler- Einheit wiedergegeben, deren Aufbau bis auf einen zwischen den Strömungsräumen 13, 14 der Abgaszuführung 11 angeordneten Rekuperatorraum 65 und den äußeren fehlenden Ringkanälen 24 mit der Katalysator-Kühler- Einheit nach Fig. 1 identisch ist. Das die Kataly satorkammer 2 verlassende Abgas strömt über Stegrohre 66 in die Rekuperatorkammer 65 ein und wird über am entgegengesetzten Ende der Rekuperatorkammer ange ordnete Verbindungsleitungen 67 in die Ringkammer 22 eingeführt. Im Rekuperatorraum kühlt sich das ab strömende Abgas im Wärmeaustausch mit dem zuströmen den Abgas ab. Die Strömungsführung des Abgas in der Katalysator-Kühler-Einheit nach Fig. 6 ist wie in Fig. 2 durch Strömungspfeile markiert.In Fig. 6 a section of a catalyst cooler is shown unit, whose assembly at a between the flow spaces 13, 14 of the exhaust inlet 11 arranged Rekuperatorraum 65 and the outer lack of ring channels 24 with the catalyst cooler unit according to FIG. 1 identical is. The leaving the Kataly satorkammer 2 exhaust gas flows through web tubes 66 into the recuperator chamber 65 and is introduced via the opposite end of the recuperator chamber arranged connecting lines 67 in the annular chamber 22 . In the recuperator room, the exhaust gas flowing down cools down in the heat exchange with the inflow of the exhaust gas. The flow guidance of the exhaust gas in the catalyst cooler unit according to FIG. 6 is marked by flow arrows as in FIG. 2.

Claims

1. Tritium filter system, in particular for cleaning existing tritium-containing exhaust gases in glove boxes, with a flow through the exhaust gas, a catalyst for the oxidation of hydrogen-containing catalyst chamber and a dryer, which is the catalyst chamber in the flow direction of the exhaust gas, downstream and retains the water carried by the exhaust gas, in which the heatable exhaust gas feeds are provided as a preheater for the exhaust gas flowing to the catalyst in a catalyst chamber arranged centrally in the filter system, and in which the exhaust gas feeds are in heat-conducting connection with heating elements which are used to heat the catalyst serve the catalyst chamber, characterized in that

a) that the catalyst chamber ( 2 ) of the exhaust gas guides ( 11 ) is surrounded concentrically,
b) that the exhaust gas inlets ( 11 ) are in turn surrounded by an exhaust gas cooler ( 3 ) for the exhaust gas leaving the catalyst chamber ( 2 ), and
c) that the catalyst chamber (2) exhaust gas exiting the exhaust gas cooler before entering (3) flows through a stationary in heat exchange with the guided to the catalyst chamber (2) exhaust Rekuperatorraum (65).

2. Tritium filter system according to claim 1, characterized in that the recuperator chamber ( 65 ) between two concentrically surrounding the catalyst chamber current flow spaces ( 13, 14 ) of the exhaust gas supply ( 11 ) is arranged.

3. Tritium filter system according to one of claims 1 or 2, characterized in that connecting pieces ( 29, 30 ) both for inflow of the to be cleaned and for the catalytic chamber ( 2 ) exhaust gas flowing out are each provided twice and offset from one another.

4. Tritium filter system according to one of the preceding claims, characterized in that connecting pieces ( 29, 30 ) for fans ( 6 ) and dryer ( 4 ) and connections ( 34 ) for current, temperature meter and cooling water supply and removal ( 25 a , 32, 33 ) are attached accessible via a glove opening in the glove box.

5. Tritium filter system according to one of the preceding claims, characterized in that the dryer ( 4 ) has at least two dryer areas ( 38, 39 or 47, 48 ), of which an outer dryer area ( 38, 48 ) has an inner dryer area ( 39, 47 ) concentrically surrounds.

6. tritium filter system according to one of the preceding claims, characterized in that a buffer container (53) which is provided for receiving exhaust gas from the glove box (H), in case of overpressure in the box (H) can be filled and at reduced pressure in the box (H) can be emptied by recycling of the data stored in the buffer container (53) exhaust gas into the glove box (H).

7. Tritium filter system according to claim 6, characterized in that the buffer container ( 53 ) at locks ( 63 ) of the glove box (H) can be connected.