EP0963588B1 - Vorrichtung zur aufbereitung von ionenaustauscherharz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Ionenaustauscherharz aus einer kerntechnischen Anlage, bei der zur Zerkleinerung des Ionenaustauscherharzes eine Mühle vorgesehen ist. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 5,564,103 bekannt.

In einer kerntechnischen Anlage, insbesondere in einer Kernkraftwerksanlage, werden Abwässerströme oder Kondensatströme üblicherweise einer Reinigung unterzogen. Für eine derartige Reinigung, insbesondere für eine Endreinigung, können Ionenaustauscherharze in Bettform (z.B. Mischbettfilter) oder in Form von Anschwemmschichten eingesetzt werden. Die Ionenaustauscherharze dienen dabei insbesondere zur Entionisierung des jeweiligen Abwasser- oder Kondensatstroms. Je nach anfallender Ionenart können anionische und/oder kationische Ionenaustauscherharze eingesetzt werden. Das jeweilige Ionenaustauscherharz kann dabei in Pulverform als Pulverharz vorliegen. Alternativ kann aber auch Ionenaustauscherharz in Form von kleinen Kügelchen (Kugelharz) verwendet werden.

Die als Reinigungs- oder Filtermaterial verwendeten Ionenaustauscherharze werden nach ihrem Gebrauch einer Endlagerung zugeführt. Feinkörnige oder pulverförmige Ionenaustauscherharze können dabei einer chemischen oder thermischen Behandlung unterzogen werden, die eine Reduktion ihres Quellvermögens bewirkt. Nach einer derartigen Reduktion des Quellvermögens des jeweiligen Ionenaustauscherharzes ist eine Einbindung des Ionenaustauscherharzes in eine Zement- oder Bitumenmatrix möglich, ohne daß die Matrix durch Quellen der Ionenaustauscherharze zerstört wird. Auf diese Weise ist ein pulverförmiges Ionenaustauscherharz besonders gut endlagerfähig.

Bei einem grobkörnigen Ionenaustauscherharz oder bei einem Kugelharz hingegen ist durch eine chemische oder thermische Behandlung nur eine begrenzte Reduktion des Quellvermögens erreichbar. Diese Ionenaustauscherharze werden daher üblicherweise in entwässerter oder getrockneter Form oder mittels eines Bindemittels zwischen- oder endgelagert. Bei einer derartigen Lagerung ist jedoch bei Wasserzutritt ein unerwünschtes Quellen und damit eine Schädigung des Gebindes des Ionenaustauscherharzes möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben genannten Art anzugeben, die eine besonders zuverlässige Zwischen- oder Endlagerung auch von grobkörnigem Ionenaustauscherharz oder von Kugelharz ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Mühle eine Scheibenmühle vorgesehen ist, die eine Anzahl von Korundscheiben als Mahlelemente aufweist.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß für eine besonders zuverlässige Zwischen- oder Endlagerung auch für grobkörniges Ionenaustauscherharz oder für Kugelharz eine Einbindung in eine Zement- oder Bitumenmatrix vorgesehen sein sollte. Dazu sollte eine geeignete Reduktion des Quellvermögens des Ionenaustauscherharzes bzw. des Kugelharzes sichergestellt sein. Das Quellvermögen kann dabei durch eine geeignete chemische oder thermische Behandlung analog der Behandlung eines feinkörnigen Ionenaustauscherharzes reduziert werden. Um eine derartige Reduzierung des Quellvermögens des grobkörnigen Ionenaustauscherharzes bzw. des Kugelharzes zu ermöglichen, sollte das grobkörnige Ionenaustauscherharz bzw. das Kugelharz in der Art einer Vorbehandlung zunächst zerkleinert werden. Dazu sollte eine geeignete Zerkleinerungsvorrichtung vorgesehen sein.

Als Zerkleinerungsvorrichtung ist eine Scheibenmühle vorgesehen, die als Mahielemente eine Anzahl von Korundscheiben aufweist. Dabei sind als Mahlelemente eine feststehende Statorscheibe und eine dieser gegenüber rotierende Rotorscheibe vorgesehen. In einem zwischen der Statorscheibe und der Rotorscheibe vorgesehenen justierbaren Spalt kann die Zerkleinerung des Ionenaustauscherharzes aufgrund von Scher- und Schneidkräften erfolgen. Insbesondere aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Ionenaustauscherharzes, nämlich aufgrund seiner Elastizität, hat sich die Verwendung einer Scheibenmühle bei der Zerkleinerung des lonenaustauscherharzes als besonders wirkungsvoll erwiesen.

Für eine besonders zuverlässige Aufbereitung des Ionenaustauscherharzes ist die Scheibenmühle vorteilhafterweise in einen Umwälzkreislauf des Ionenaustauscherharzes geschaltet. Somit ist ein mehrmaliger Durchlauf des Ionenaustauscher-harzes durch die Scheibenmühle möglich, wobei insbesondere durch eine Variation des Spalts zwischen deren Mahlelementen eine von Durchlauf zu Durchlauf stärkere Zerkleinerung erreichbar ist. Das Ionenaustauscherharz ist nach einer ersten Zerkleinerung in einer Suspension pumpbar und somit in einem Umwälzkreislauf führbar, obwohl grobkörniges Ionenaustauscherharz oder Kugelharz üblicherweise sedimentiert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung einer Scheibenmühle bei der Aufbereitung eines Ionenaustauscherharzes aus einer kerntechnischen Anlage eine Zerkleinerung des Ionenaustauscherharzes mit besonders einfachen Mitteln möglich ist. Die Zerkleinerung kann dabei, insbesondere nach mehreren Durchläufen des Ionenaustauscherharzes durch die Scheibenmühle, bis zu einer Korngröße des Ionenaustauscherharzes von weniger als 200 µm durchgeführt werden. Das Quellvermögen eines derartig aufbereiteten Ionenaustauscherharzes ist mittels einer thermischen oder chemischen Behandlung reduzierbar. Derartig aufbereitetes Ionenaustauscherharz in ehemals Kugelform ist somit einer besonders geeigneten Zwischen- oder Endlagerung, beispielsweise durch Einbinden in eine Zement- oder Bitumenmatrix, zuführbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur schematisch eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Ionenaustauscherharz.

Die Vorrichtung 1 gemäß der Figur ist zur Aufbereitung von Ionenaustauscherharz I aus einer nicht näher dargestellten kerntechnischen Anlage vorgesehen. Die Vorrichtung 1 umfaßt einen zur Aufnahme des Ionenaustauscherharzes I vorgesehenen Aufnahmebehälter 2. Der Aufnahmebehälter 2 weist ein durch einen Motor 4 antreibbares Rührwerk 6 auf. Ausgangsseitig ist der Aufnahmebehälter 2 über eine durch ein Ventil 8 absperrbare Leitung 10 mit einer Scheibenmühle 12 verbunden. Die Scheibenmühle 12 ist ihrerseits ausgangsseitig über eine Leitung 14 an einen Sammelbehälter 16 angeschlossen, der ein über einen Motor 18 antreibbares Rührwerk 20 aufweist. Der Sammelbehälter 16 ist ausgangsseitig an eine mit einem Ventil 21 absperrbare Leitung 22 angeschlossen, in die eine Pumpe 24 geschaltet ist. Die Leitung 22 ist in nicht näher dargestellter Weise an eine Vorrichtung zur Weiterbehandlung des Ionenaustauscherharzes I angeschlossen.

In Pumpenrichtung nach der Pumpe 24 zweigt von der Leitung 22 ein mit einem Ventil 26 absperrbares Leitungsteilstück 28 ab, das an die zwischen dem Aufnahmebehälter 2 und der Scheibenmühle 12 vorgesehene Leitung 10 angeschlossen ist. Mit anderen Worten: Die Scheibenmühle 12 ist in einen durch die Leitung 14, den Sammelbehälter 16, die Leitung 22, die Pumpe 24, das Leitungsteilstück 28 und die Leitung 10 gebildeten Umwälzkreis 30 geschaltet.

Die Scheibenmühle 12 umfaßt als erstes Mahlelement 32 eine Statorscheibe und als zweites Mahlelement 34 eine über einen Motor 36 antreibbare Rotorscheibe. Die Mahlelemente 32, 34 sind als Korundscheiben ausgebildet.

Beim Betrieb der Vorrichtung 1 wird dem Aufnahmebehälter 2 über eine Zuführungsleitung 38 das Ionenaustauscherharz I zugeführt. Im Aufnahmebehälter 2 wird das Ionenaustauscherharz I als Harz-/Wassergemisch gerührt. Dazu wird dem Aufnahmebehälter 2 von einem Wasserbehälter 40 aus über eine Zuführungsleitung 42 Wasser W zugeführt.

Das Ionenaustauscherharz I wird über die Leitung 10 der Scheibenmühle 12 zugeführt. In einem Spalt 44 zwischen den Mahlelementen 32, 34 der Scheibenmühle 12 wird das Ionenaustauscherharz I infolge von Scher- und Schneidkräften zerkleinert. Nach seiner Zerkleinerung gelangt das Ionenaustauscherharz I' in den Sammelbehälter 16.

Nach mindestens einem Durchlauf durch die Scheibenmühle 12 ist das zerkleinerte Ionenaustauscherharz I' in einer Suspension pumpbar und somit mittels der Pumpe 24 über den Umwälzkreis 30 der Scheibenmühle 12 für einen erneuten Durchlauf zuführbar. Durch Modifikation der Breite des Spalt 44 ist dabei bei einem weiteren Durchlauf durch die Scheibenmühle 12 eine weitergehende Zerkleinerung möglich. Die Zerkleinerung des Ionenaustauscherharzes I wird dabei mittels mehrmaligem Durchlauf durch die Scheibenmühle 12 solange weitergeführt, bei eine vorgebbare Grenzkorngröße des Ionenaustauscherharzes I' von beispielsweise etwa 200 µm unterschritten wird. Sobald dieser Fall eintritt, wird das zerkleinerte Ionenaustauscherharz I' über die Leitung 22 einer weiteren Verarbeitung zugeführt. Dort kann beispielsweise eine thermische und/oder eine chemische Behandlung zur Reduktion des Quellvermögens des zerkleinerten Ionenaustauscherharzes I' vorgesehen sein. Insbesondere ist dabei eine Behandlung des zerkleinerten Ionenaustauscherharzes I' analog zu einer Behandlung eines feinkörnigen Ionenaustauscherharzes möglich. Abschließend kann die Einbindung des zerkleinerten Ionenaustauscherharzes I' in eine Zement- oder Bitumenmatrix vorgesehen sein.

Claims (2)

1. Vorrichtung (1) zur Aufbereitung von Ionenaustauscherharz (I) aus einer kerntechnischen Anlage, bei der zur Zerkleinerung des Ionenaustauscherharzes (I) eine Mühle vorgesehen ist,
   dadurch gekennzeichnet, daß als Mühle eine Scheibenmühle (12) vorgesehen ist, die eine Anzahl von Korundscheiben als Mahlelemente (32, 34) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Mühle in einen Umwälzkreislauf (30) für eine Suspension des lonenaustauscherharzes (I) geschaltet ist.

Images