EP0180074A1 - Veraschungsofen - Google Patents

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EP0180074A1
EP0180074A1 EP85112795A EP85112795A EP0180074A1 EP 0180074 A1 EP0180074 A1 EP 0180074A1 EP 85112795 A EP85112795 A EP 85112795A EP 85112795 A EP85112795 A EP 85112795A EP 0180074 A1 EP0180074 A1 EP 0180074A1
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ashing
filter body
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oxygen
exhaust gas
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    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/10—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating electric
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    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/18—Radioactive materials

Definitions

  • the invention relates to an ashing furnace for ashing organic substances, in particular of compounds which contain radioactive actinides chemically bound or are contaminated with chemical compounds of these actinides, with an ashing chamber which has a supply opening for oxygen-containing gas and an outlet opening for exhaust gas, and with a Filter body for the exhaust gas flow.
  • the filter body of such an ashing furnace is usually installed in the exhaust pipe for the flue gas.
  • This exhaust pipe can lead into a separate afterburning chamber of the incineration furnace, from which in turn an exhaust pipe branches off, which contains another filter body for cleaning the exhaust gas and which, seen in the direction of the exhaust gas flow, opens into the environment behind the filter body.
  • the exhaust pipe with the filter body can also step directly into the open.
  • the invention has for its object to prevent the distribution of harmful and dangerous substances originating from the organic substance throughout the ashing furnace and to localize accumulations of such dangerous and harmful substances only at very specific points in the ashing furnace.
  • an ashing furnace of the type mentioned at the outset is characterized in that the filter body is pot-shaped, is arranged within the ashing chamber with its opening at the supply opening for oxygen-containing gas and on the side facing the supply opening for the oxygen-containing gas is a receiving space for which forms organic substances.
  • Even in a low concentration in the orga-) * covering the supply opening for the oxygen-containing gas Dangerous and harmful substances present in African substances can be accumulated in the filter body in the form of oxides, removed from the ashing furnace together with the filter body and then processed further.
  • the ashing chamber has a further inlet connection for oxygen-containing gas on the side of the filter body facing the outlet opening for exhaust gas and if an open one located inside the ashing chamber is located at the outlet opening for the exhaust gas Reaction tube is connected.
  • a device for generating a pressure gradient which is directed from the side of the filter body facing the supply opening for oxygen-containing gas to the side facing the exit opening for exhaust gas. This allows the ashing furnace to be continuously loaded with organic substances to be ashes.
  • An ashing furnace shown in the drawing has a hollow cylindrical ashing chamber 2.
  • This ashing chamber 2 is closed at the lower end, while it has an inner flange 21 at the open upper end is provided.
  • a hollow cylindrical filter body 1 is open at one end and lies there with an outer flange 22 on the outside on the top of the inner flange 21 of the ashing chamber 2, while the other end of the filter body 1 located within the ashing chamber 2 is closed.
  • a cover which is provided with centering pins 10 which engage in the outer flange 22 of the filter body 1 and which is provided with a central opening 12 at which an open connection piece is located on the outside of the cover 11 13 is located, which is both the supply opening of the incineration chamber 2 for oxygen-containing gas and the supply opening for an organic substance to be incinerated.
  • the feed opening of the incineration chamber 2 for oxygen-containing gas and its addition opening for the organic substance to be incinerated are therefore covered by the filter body 1.
  • the ashing chamber 2 On the jacket, the ashing chamber 2 has electric radiators 5 on the outside.
  • the ashing chamber 2 and the electric radiators 5 are inserted in a heat insulation container 6, which is closed with a heat insulation cover 7.
  • This heat insulating cover 7 has a central passage 14 into which the socket 13 of the cover 11 engages.
  • a further inlet connection 15 for oxygen-containing gas is passed through the inner flange 21 of the ashing chamber 2 and the heat insulating cover 7 and opens into the ashing chamber 2 between the filter body 1 and the jacket of the ashing chamber 2.
  • an outlet connection 9 for exhaust gas is also guided, which merges within the ashing chamber 2 into an open reaction tube 4 reaching to the bottom of this ashing chamber 2, which extends between the filter body 1 and the jacket of the ashing chamber 2 is located.
  • the outlet connection 9 is provided with a suction fan 16 for the exhaust gas.
  • the filter body 1 advantageously consists of porous ceramic A1 2 0 3 or porous sintered metal, for example chromium-nickel steel.
  • Comminuted organic waste substances for example cellulose, obtained in the production of plutonium-containing nuclear fuel are filled through the funnel 8 into a receiving space 3 formed by the filter body 1.
  • the ashing chamber 2 is heated with the electric radiators 5 and the suction fan 16 is put into operation.
  • Oxygen is introduced into the ashing chamber 2 through the inlet connection 15.
  • Combustion air is sucked through the addition funnel 8 and the nozzle 13 into the receiving space 3 for the organic waste substances, in which these waste substances are incinerated.
  • the gaseous combustion products pass through the pores of the filter body 1 and become afterburned in the space between the filter body 1 and the wall of the ashing chamber 2, so that exhaust gas containing water and carbon dioxide is released from the outlet nozzle 9 into the environment.
  • Pu02 accumulates in powder form on the inside of the filter body 1, on which the feed opening of the ashing chamber 2 for oxygen-containing gas and the receiving space 3 formed by the connector 13 are located, and after the filter body 1 has been removed, it can accumulate in powder form removed and processed.

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Abstract

Zum Lokalisieren von Staub- und Ascheansammlungen an ganz bestimmten Stellen in einem Veraschungsofen für organische Substanzen ist ein Filterkörper (1) topfförmig ausgebildet und innerhalb einer Veraschungskammer (2) des Veraschungsofens mit seiner Öffnung an einer Zuführöffnung (13) der Veraschungskammer (2) für sauerstoffhaltiges Gas angeordnet; dieser Filterkörper (1) bildet ferner auf der der Zuführöffnung (13) für das sauerstoffhaltige Gas zugewandten Seite einen Aufnahmeraum (3) für die zu veraschenden organischen Substanzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Veraschungsofen zum Veraschen von organischen Substanzen, insbesondere von Verbindungen, die radioaktive Actiniden chemisch gebunden enthalten oder mit chemischen Verbindungen dieser Actiniden kontaminiert sind, mit einer Veraschungskammer, die eine Zuführöffnung für sauerstoffhaltiges Gas und eine Austrittsöffnung für Abgas aufweist, und mit einem Filterkörper für den Abgasstrom.
  • Der Filterkörper eines solchen Veraschungsofens ist üblicherweise im Abzugsrohr für das Rauchgas eingebaut. Dieses Abzugsrohr kann in eine gesonderte Nachverbrennungskammer des Veraschungsofens führen, von der wiederum ein Abgasrohr abgeht, das zum Reinigen des Abgases einen weiteren Filterkörper enthält und daß in Richtung des Abgasstromes gesehen hinter dem Filterkörper in die Umgebung mündet. Das Abzugsrohr mit dem Filterkörper kann aber auch unmittelbar ins Freie treten.
  • Wird in einem solchen Veraschungsofen eine organische Substanz verascht, die schädliche und gefährliche Stoffe enthält, so schlagen sich überall in diesem Veraschungsofen bis hin zum Filterkörper im Abzugsrohr Staub und Asche nieder, die diese schädlichen und gefährlichen Stoffe enthalten und von denen der Veraschungsofen nur mit großem Aufwand wieder gereinigt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verteilung von schädlichen und gefährlichen, aus der organischen Substanz stammenden Stoffen im gesamten Veraschungsofen zu verhindern und Ansammlungen solcher gefährlichen und schädlichen Stoffe nur an ganz bestimmten Stellen im Veraschungsofen zu lokalisieren.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Veraschungsofen der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper topfförmig ausgebildet ist, innerhalb der Veraschungskammer mit seiner Öffnung an der Zuführöffnung für sauerstoffhaltiges Gas angeordnet ist und auf der der Zuführöffnung für das sauerstoffhaltige Gas zugewandten Seite einen Aufnahmeraum für die organischen Substanzen bildet.
  • Schädliche und gefährliche Stoffe aus den organischen Substanzen, wie z.B. radioaktive Actinide, die nicht durch Verbrennen in der Veraschungskammer in gasförmige Stoffe umgewandelt werden können, bleiben auf und im topfförmigen,)*Filterkörper in Form von Oxiden in der Veraschungskammer zurück, während die gasförmigen Verbrennungsprodukte durch den Filterkörper passieren und gegebenenfalls während des Durchtritts durch den Filterkörper wenigstens zu einem großen Teil noch nachverbrennen. Auch in nur geringer Konzentration in den orga- )* die Zuführöffnung für das sauerstoffhaltige Gas abdeckenden nischen Substanzen vorhandene gefährliche und schädliche Stoffe können so im Filterkörper in Form von Oxiden angesammelt, zusammen mit dem Filterkörper dem Veraschungsofen entnommen und anschließend weiterverarbeitet werden.
  • Zur Nachverbrennung der Abgase, die durch den Filterkörper hindurchtreten, kann es günstig sein, wenn die Veraschungskammer auf der der Austrittsöffnung für Abgas zugewandten Seite des Filterkörpers einen weiteren Eintrittsstutzen für sauerstoffhaltiges Gas aufweist und wenn an der Austrittsöffnung für das Abgas ein innerhalb der Veraschungskammer befindliches offenes Reaktionsrohr angeschlossen ist.
  • Ferner ist es günstig, wenn eine Einrichtung vorgesehen ist zum Erzeugen eines Druckgefälles, das von der der Zuführöffnung für sauerstoffhaltiges Gas zugewandten Seite des Filterkörpers zu der der Austrittsöffnung für Abgas zugewandten Seite gerichtet ist. Dies gestattet eine kontinuierliche Beschickung des Veraschungsofens mit zu veraschenden organischen Substanzen.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:
  • Ein in der Zeichnung dargestellter Veraschungsofen weist eine hohlzylinderförmige Veraschungskammer 2 auf. Diese Veraschungskammer 2 ist am Unterende verschlossen, während sie am offenen Oberende mit einem Innenflansch 21 versehen ist. Ein hohlzylinderförmiger Filterkörper 1 ist an einem Ende offen und liegt dort mit einem Außenflansch 22 außen auf der Oberseite des Innenflansches 21 der Veraschungskammer 2 auf, während das andere, innerhalb der Veraschungskammer 2 befindliche Ende des Filterkörpers 1 verschlossen ist. Auf der Oberseite des Außenflansches 22 des Filterkörpers 1 liegt ein Deckel auf, der mit in den Außenflansch 22 des Filterkörpers 1 greifenden Zentrierstiften 10 versehen ist und der mit einer zentralen Öffnung 12 versehen ist, an der sich auf der Außenseite des Deckels 11 ein offener Stutzen 13 befindet, der sowohl Zuführöffnung der Veraschungskammer 2 für sauerstoffhaltiges Gas als auch Zugabeöffnung für eine zu veraschende organische Substanz ist. Die Zuführöffnung der Veraschungskammer 2 für sauerstoffhaltiges Gas und ihre Zugabeöffnung für die zu veraschende organische Substanz sind also vom Filterkörper 1 abgedeckt.
  • Am Mantel weist die Veraschungskammer 2 außen elektrische Heizkörper 5 auf. Die Veraschungskammer 2 und die elektrischen Heizkörper 5 sind in einem Wärmeisolierbehälter 6 eingesetzt, der mit einem Wärmeisolierdeckel 7 verschlossen ist. Dieser Wärmeisolierdeckel 7 weist eine zentrale Durchführung 14 auf, in die der Stutzen 13 des Deckels 11 greift. An der Oberseite des Wärmeisolierdeckels 7 befindet sich ein Zugabetrichter 8 für die zu veraschende organische Substanz, der mit seinem Trichterhals in den Stutzen 13 mündet.
  • Durch den Innenflansch 21 der Veraschungskammer 2 und den Wärmeisolierdeckel 7 ist ein weiterer Eintrittsstutzen 15 für sauerstoffhaltiges Gas geführt, der zwischen dem Filterkörper 1 und dem Mantel der Veraschungskammer 2 in die Veraschungskammer 2 mündet. Durch den Innenflansch 21 der Veraschungskammer 2 und den Wärmeisolierdeckel 7 ist ferner ein Austrittsstutzen 9 für Abgas geführt, der innerhalb der Veraschungskammer 2 in ein bis zum Boden dieser Veraschungskammer 2 reichendes offenes Reaktionsrohr 4 übergeht, das sich zwischen dem Filterkörper 1 und dem Mantel der Veraschungskammer 2 befindet. Ferner ist der Austrittsstutzen 9 mit einem Sauggebläse 16 für das Abgas versehen.
  • Der Filterkörper 1 besteht vorteilhafterweise aus poröser Keramik A1203 oder porösem Sintermetall, z.B. Chromnickelstahl.
  • Bei der Fertigung von plutoniumhaltigem Kernbrennstoff angefallene, zerkleinerte organische Abfallsubstanzen, z.B. Zellstoff, werden durch den Trichter 8 in einen vom Filterkörper 1 gebildeten Aufnahmeraum 3 eingefüllt. Die Veraschungskammer 2 wird mit den elektrischen Heizkörpern 5 beheizt und das Sauggebläse 16 in Betrieb genommen. Durch den Eintrittsstutzen 15 wird Sauerstoff in die Veraschungskammer 2 eingeleitet. Verbrennungsluft wird durch den Zugabetrichter 8 und den Stutzen 13 in den Aufnahmeraum 3 für die organischen Abfallsubstanzen eingesaugt, in dem diese Abfallsubstanzen veraschen. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte treten durch die Poren des Filterkörpers 1 hindurch und werden im Raum zwischen dem Filterkörper 1 und der Wand der Veraschungskammer 2 nachverbrannt, so daß Wasser- und Kohlendioxid enthaltendes Abgas aus dem Austrittsstutzen 9 in die Umgebung entlassen wird.
  • An der Innenseite des Filterkörpers 1, an der sich die durch den Stutzen 13 gebildete Zuführöffnung der Veraschungskammer 2 für sauerstoffhaltiges Gas und der Aufnahmeraum 3 für die zu veraschenden organischen Substanzen befinden, sammelt sich Pu02 in Pulverform an und kann nach dem Ausbauen des Filterkörpers 1 diesem entnommen und weiterverarbeitet werden.

Claims (4)

1. Veraschungsofen zum Veraschen von organischen Substanzen, insbesondere Verbindungen, die radioaktive Actiniden chemisch gebunden enthalten oder mit chemischen Verbindungen dieser Actiniden kontaminiert sind, mit einer Veraschungskammer, die eine Zuführöffnung für sauerstoffhaltiges Gas und eine Austrittsöffnung für Abgas aufweist, und mit einem Filterkörper für den Abgasstrom, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Filterkörper (1) topfförmig ausgebildet ist, innerhalb der Veraschungskammer (2) mit seiner Öffnung an der Zuführöffnung (13) für sauerstoffhaltiges Gas angeordnet ist und auf der der Zuführöffnung (13) für das sauerstoffhaltige Gas zugewandten Seite einen Aufnahmeraum (3) für die organischen Substanzen bildet.
2. Veraschungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (1) aus porösem Sintermetall oder poröser Keramik besteht.
3. Veraschungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veraschungskammer (2) auf der der Austrittsöffnung (9) für Abgas zugewandten Seite des Filterkörpers (1) einen weiteren Eintrittsstutzen (15) für sauerstoffhaltiges Gas aufweist und daß an der Austrittsöffnung (9) für das Abgas ein innerhalb der Veraschungskammer (2) befindliches offenes Reaktionsrohr (4) angeschlossen ist.
4. Veraschungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (16) vorgesehen ist zum Erzeugen eines Druckgefälles, das von der der Zuführöffnung (13) für sauerstoffhaltiges Gas zugewandten Seite des Filterkörpers (1) zu der der Austrittsöffnung (9) für Abgas zugewandten Seite gerichtet ist.
EP85112795A 1984-10-22 1985-10-09 Veraschungsofen Expired EP0180074B1 (de)

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