KR100299100B1

KR100299100B1 - Hot melting system and method for combustible and non-combustible radioactive wastes

Info

Publication number: KR100299100B1
Application number: KR1019970048264A
Authority: KR
Inventors: 문영표; 송명재; 박종길
Original assignee: 이종훈; 한국전력공사
Priority date: 1997-09-23
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2001-10-27
Also published as: KR19990026212A

Abstract

PURPOSE: A hot melting system and a method for combustible and non-combustible radioactive wastes are provided to change all the liquid and solid radioactive wastes created from a nuclear power plant into environmentally safe solidified material as well as to remarkably reduce the volume of final product. CONSTITUTION: A combustible radioactive wastes treatment unit(A) comprises a pyrolysis furnace(1), a calciner(2), an induction electric furnace(7) and a drier(3). A non-combustible radioactive wastes treatment unit(A) comprises a plasma melting furnace(18) having a plasma torch(15) for melting non-combustible radioactive wastes to form slag solidified material(17). An exhaust gas treatment unit(C) comprises an exhaust gas tube(21), a thermal oxidation device(22), a cleaner(26) and a reverse osmosis device(25).

Description

Hot Melt Treatment System and Method for Flammable and Non-Combustible Radioactive Waste

본 발명은 원자력발전소 및 방사성동위원소 이용기관에서 발생되는 가연성 및 비가연성 중·저준위 방사성 폐기물을 가장 효율적으로 처리할수 있는 고온용융처리시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot melt treatment system and method that can most efficiently treat flammable and non-flammable mid- and low-level radioactive waste generated in nuclear power plants and radioisotope users.

국내 외에서 원자력 발전소나 동위원소 이용기관에서 발생되고 있는 방사성 폐기물의 처리방법은 폐기물을 시멘트와 섞어 콘크리트화 하거나 폐기물을 압축하여 드럼속에 보관하는 방법으로 폐기물을 처리하고 있으나 방사성 폐기물량이 증가되면 사후관리가 방대해진다. 현재 국내에 적절한 방사성 폐기물 처분장이 없어서 임시로 건설된 저장고에 보관 중이다.The treatment of radioactive wastes generated at nuclear power plants or isotope users at home and abroad is treated by mixing the concrete with cement, compressing the waste, and storing the waste in a drum. To be massive. At present, there is no appropriate radioactive waste disposal site in Korea, and it is being stored in temporary storage.

이러한 방사성 폐기물은 대체로 철재 드럼에 넣어 봉합한 채로 보관되고 있으나 방사성 폐기물중에 수분이 포함되어 있어 보관 중에 드럼이 부식되어 방사성 물질이 유출될 염려가 있고 또 나중에 처분장이 건설된다 하더라도 처분장 내에서 주변 환경오염 문제를 야기한다. 따라서 발생되는 중·저준위 방사성 폐기물의 부피를 혁신적으로 감소시키고 또 폐기물의 안정도를 높여 방사성 핵종이 누출되지 않아 환경에 영향을 미치지 않는 기술개발이 절실하다. 원자력 시설에서 발생되는 방사성 폐기물은 폐이온교환수지, 폐필터, 붕산농축액, 가연성잡고체 및 비가연성 잡고체로 분류되는 바, 본 발명은 이러한 방사성 폐기물을 종류에 따라 다른 방법으로 고온용융시키는 처리시스템 및 방법에 관한 발명이다.These radioactive wastes are usually stored in steel drums and sealed. However, the radioactive waste contains moisture, which may cause corrosion of the drums during storage and the release of radioactive materials. Cause problems. Therefore, technology development that does not affect the environment is urgently needed due to the innovative reduction of the volume of low and low level radioactive waste generated and the stability of the waste to prevent radionuclides from leaking. Radioactive wastes generated from nuclear facilities are classified into waste ion exchange resins, waste filters, boric acid concentrates, combustible aggregates and non-combustible aggregates. The present invention provides a treatment system for hot melting these radioactive wastes in different ways according to their types. The invention relates to a method.

전 세계적으로 중·저준위 방사성 폐기물을 고온 용융처리하는 상업적인 설비는 아직 시판되지 않고 있으나 중·저준위 방사성 폐기물의 고온 용융처리 방법개발은 몇몇 기관에서 수행중이다. 이들 기관에서 연구개발하고 있는 고온 용융처리 기술은 대부분 중·저준위 방사성 폐기물을 그 종류에 관계없이 하나의 용융로로 처리하고 장치에서 발생되는 배기체의 처리로 인하여 2차 폐기물을 생성시키게 된다.Although commercial facilities for hot melt treatment of low and low level radioactive waste are not commercially available worldwide, development of high temperature melt treatment methods for low and low level radioactive waste is underway in several institutions. Most of the high-temperature melt treatment technology researched and developed by these institutions treats both middle and low-level radioactive waste in one melting furnace and generates secondary waste due to the treatment of the exhaust generated from the apparatus.

이들 기술의 단점은 원전에서 발생하는 폐기물중 일부만을 처리할 수 있다는 점, 유리고화체의 특성이 좋지 않다는 점, 그리고 휘발성 방사성 쎄슘이 다량 배기체처리 공정으로 유입되는 점 등이다. 따라서 본 발명에서는 이들 단점들을 개선하여 원전에서 발생되는 모든 액체 및 고체 방사성 폐기물을 처리하여 환경에 안전한 고화체 형태로 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라 최종 처분량의 부피를 대폭 감소시킬 수 있는 새로운 시스템을 제공하고자 한다.Disadvantages of these technologies include the ability to treat only a fraction of the wastes generated by nuclear power plants, the poor solidification of glass solids, and the influx of volatile radioactive cesium into the bulk exhaust process. Therefore, the present invention is to improve these disadvantages to provide a new system that can process all liquid and solid radioactive waste generated from nuclear power plants to form a solid environment that is safe for the environment, as well as significantly reduce the volume of the final disposal volume do.

본 발명자는 방사성 폐기물의 성분을 분석하여 방사성 폐기물이 크게 유기물과 무기물로 분류될 수 있다는 점에 착안하여 유기물의 고온 용융특성과 무기물의 고온 용융특성을 규명하고 각기 이에 적합한 용융공정을 개발한 것이다. 먼저 유기물은 저산소 분위기에서 열분해시켜 탄소, 수소, 산소 및 질소 성분은 기체화시키고 극미량이 들어있는 무기물을 붕규산 유리속에 고정화시킨다 이때 약 1,300℃정도의 고온이 필요한데 이는 유도 전류가열식 용융로를 사용한다. 이렇게 하면 방사성폐기물이 분해되어 방사성 핵종은 유리구조 속에 갖히게 되고 나머지 유기물은 기체로 날아간다. 이때 생성된 유리고화체는 대단히 안정된 형태로 환경에 방사능유출을 시키지 않고 또한 방사성 폐기물의 부피도 1/20 내지 1/100로 획기적으로 감소된다.The present inventors have focused on the fact that radioactive waste can be largely classified into organic and inorganic materials by analyzing the components of the radioactive waste, and have identified high-temperature melting characteristics of organic substances and high-temperature melting characteristics of inorganic substances, and have developed melting processes suitable for each. First, the organic material is pyrolyzed in a low oxygen atmosphere to vaporize carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen components and to immobilize trace minerals in the borosilicate glass. At this time, a high temperature of about 1,300 ° C is required, which uses an induction heating furnace. This decomposes the radioactive waste so that the radionuclides are trapped in the glass structure and the rest of the organics fly off into the gas. The produced glass solids do not release radioactively to the environment in a very stable form, and the volume of radioactive waste is also drastically reduced from 1/20 to 1/100.

한편 방사성 폐기물 중 폐필터, 방사능에 오염된 금속등 주로 무기물로 구성된 것은 1,500℃∼1,800℃정도의 플라즈마 용융로를 이용하여 슬래그화 한다. 이때 생성된 슬래그도 내 침출설이 뛰어나 방사능을 유출시키지 않으므로 환경에 영향을 미치지 않는다.On the other hand, the radioactive waste is mainly composed of inorganic materials such as waste filters and metals contaminated with radioactivity, and is slag using a plasma melting furnace at about 1,500 ℃ to 1,800 ℃. At this time, the generated slag does not affect the environment because the leaching snow is excellent and does not leak radioactivity.

일반적으로 사용되는 고온용융기술은 배기체처리공정에서 2차폐기물을 발생시켜 이의 처리가 문제되고 있으나 본 발명의 배기체처리공정에서 발생되는 2차 폐기물을 방사성 폐기물과 함께 용융처리를 할 수 있도록 구성되어 있어 2차 폐기물을 전혀 생성시키지 않는 특징을 가지고 있다. 또한 본 발명은 방사성 폐기물 고온 용융처리시 문제가 되는 휘발성 방사성 세슘의 포집능력이 기존의 공정 보다도 우수하여 배기체로 방출되는 세슘의 양이 지극히 적다는 장점을 가지고 있다. 본 발명의 공정은 방사성 폐기물을 가연성 유기물과 비가연성 무기물로 분류하여 유기물은 유도전기 용융로를 이용하여 매우 균질하고 특성이 좋은 유리고화체를 형성시키고 비가연성 무기물은 높은 온도의 플라즈마 용융로를 이용하여 부피가 훨씬 줄어든 슬래그를 만들어 낸다.In general, the high temperature melting technology is used to generate secondary waste in the exhaust gas treatment process, so that its treatment is problematic. It does not generate secondary waste at all. In addition, the present invention has an advantage that the amount of cesium released to the exhaust gas is extremely low because the capturing ability of volatile radioactive cesium, which is a problem in high temperature melting treatment of radioactive waste, is superior to the existing process. The process of the present invention categorizes radioactive waste into combustible organics and non-combustible inorganics so that the organics form very homogeneous and good glass solids using an induction electric melting furnace, and the non-combustible inorganics are bulky using high temperature plasma melting furnaces. It produces much less slag.

그리고 대부분 방사성 세슘은 가연성 유기물 속에 포함되어 있기 때문에 유도 전기로를 이용하여 유기물을 유리화하면 배기체로 방출되는 방사성 세슘의 양이 훨씬 감소된다.And since most radioactive cesium is contained in combustible organics, vitrification of organics using an induction furnace reduces the amount of radioactive cesium released to the exhaust.

제1도는 가연성 방사물처리를 위한 고주파 유도전류 가열식의 유도전기로의 구성도.1 is a block diagram of an induction electric furnace of a high frequency induction current heating type for combustible radiant treatment.

제2도는 비가연성 방사물처리를 위한 플라즈마 용융로의 구성도.2 is a schematic diagram of a plasma melting furnace for non-combustible emission treatment.

제3도는 가연성 및 비가연성 방사물 용융처리시 발생되는 배출가스의 포집 처리장치 구성도.3 is a block diagram of an apparatus for collecting exhaust gas generated during melting of flammable and non-flammable radiant.

제4도는 가연성 및 비가연성 방사물의 고온용융처리시스템의 전체 구성도.4 is an overall configuration diagram of a hot melt treatment system of combustible and non-combustible emissions.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 열분해로 17 : 용융슬래그1: pyrolysis 17: molten slag

2 : 칼싸이너(Calciner) 18 : 로(furnace)2: Caliner 18: Furnace

3 : 건조기 19 : 슬래그배출구3: dryer 19: slag outlet

4 : 하소물 및 유리조성제 투입장치 20 : 슬래그챔버4: calcination material and glass composition input device 20: slag chamber

5 : 가연성 방사물 투입구 21 : 배출가스 배관5: flammable emission inlet 21: exhaust gas pipe

6 : 용융유리 22 : 열적산화기6: molten glass 22: thermal oxidizer

7 : 유도전기로 23 : 급냉기7: induction furnace 23: quenching

8 : 냉각장치 24 : 냉각펌프8 cooling device 24 cooling pump

9 : 유도코일 25 : 역삼투압장치9: induction coil 25: reverse osmosis device

10 : 고화유리 26 : 세정기10: solidified glass 26: washing machine

11 : 용융유리 배출구 27 : 탈염수11 molten glass outlet 27 demineralized water

12 : 용융유리 챔버 28 : 열교환기12 molten glass chamber 28 heat exchanger

13 : 비가연성 방사물 투입장치 29 : 기체재순환배관13: non-combustible radiation input device 29: gas recirculation piping

14 : 비가연성 방사물 투입구 30 : 배출휀14: non-combustible radiation inlet 30: discharge 휀

15 : 플라즈마 토치 31 : 굴뚝15: plasma torch 31: chimney

16 : 냉각장치16: cooling device

본 발명은 가연성 및 비가연성 방사성폐기물을 고주파 유도전류 가열식 전기로와 초고온 플라즈마 용융로에서 별도처리하고 발생되는 배기체를 배기체처리장치에서 안전하게 처리하는 2차폐기물이 발생되지 않는 효율적이 방사성폐기물처리 복합시스템이다.The present invention is to efficiently treat flammable and non-flammable radioactive waste in a high frequency induction heating furnace and an ultra-high temperature plasma melting furnace, and to efficiently generate a secondary waste treatment system that does not generate secondary waste for safely treating the exhaust gas in an exhaust gas treatment system. to be.

본 발명을 보다 상세히 설명하면 가연성 방사성폐기물은 열분해 하소장치 및 유도전기로(도1, 이하 "A부"라함)에서 용융처리하고, 비가연성 방사성폐기물은 플라즈마 용융로(도2, 이하 "B부"라함)에서 용융처리하며 이때 발생되는 배출가스는 배기체처리장치(도3, 이하 "C부"라함)에서 안전하게 처리되어 외부로 배출되고 이 때 발생하는 유·무기성의 고체 및 액체폐기물은 리사이클시켜 처리하므로서 2차폐기물이 발생하지 않게된다.In more detail, the present invention describes the combustible radioactive waste in a pyrolysis calciner and an induction furnace (FIG. 1, hereinafter referred to as "A"), and the non-combustible radioactive waste is plasma smelter (FIG. 2, hereinafter "B"). And the exhaust gas generated at this time is safely treated by the exhaust gas treatment apparatus (FIG. 3, hereinafter referred to as "C part") and discharged to the outside. The organic and inorganic solids and liquid wastes generated at this time are recycled. As a result, secondary waste is not generated.

[가연성 방사성 폐기물의 처리][Treatment of Flammable Radioactive Waste]

폐수지가 포함된 가연성 방사성폐기물(평균방사능 0.8508Ci/m³)은 A부의 열분해로(1)에서 400∼500℃의 온도범위에서 열분해되어 대부분의 탄소, 수소, 산소 및 질소성분은 기체화되어 날아가고 일부 탄소와 중금속 등 방사성핵종은 열분해재로 남게 된다. 이 열분해재는 칼사이너(Calciner)(2)에서 하소되어 열분해재의 탄소함량이 2∼3wt%가 되도록 처리한 후 투입장치(4)와 투입구(5)를 통해 고주파 유도전류 가열식의 전기로(7)에 전기로의 지름500㎜기준하여 시간당 80㎏이 투입된다. 전기로(7)는 유도전류에 의해 가열되며, 전기로(7)에는 1,200℃의 용융된 붕규산유리가 있고 투입된 하소물은 용융유리(6)위에서 최종 분해된다. 하소물내의 잔여 탄소는 전기로 하부에서 주입되는 산소 또는 공기에 의해 완전히 분해되어 날아가고 하소물내에 존재하는 방사성핵종 및 중금속 산화물은 용융유리(6)속으로 침투되어 유리구조 속에 갖히게 된다. 한편 방사성 액체폐기물은 건조기(3)에서 건조 또는 전처리된 후 용융유리 위로 투입되어 처리된다. 방사성핵종 및 중금속을 함유하고 있는 용융유리는 전기로 안에서 균일하게된 후 전기를 바닥의 배출구(11)를 통해 배출되어 냉각ㆍ저장된다. 이와 같이 본 고안에 있어서 방사성 폐기물을 가연성과 비가연성 폐기물로 구분하여 처리하도록 함은 원자력 발전소에서 발생되는 중 저준위 방사성 폐기물 가운데 가연성 폐기물 속에 방사성 핵종이 대체적으로 많이 포함되어 있기 때문이다. 특히 가연성 폐기물 속의 세슘(C_S)은 상대적으로 휘발점(670℃)이 낮아 용융처리시 휘발가능성이 크나 본 고안에서 와 같이 가연성 폐기물을 세슘의 휘발점 이하에서 열분해로(1)에서 열분해 시키면 대부분 열분해재에 잔류하고, 열 분해재를 칼사이너에서 다시 처리하여 미분해된 탄소를 날려보내고 열분해재에 잔류하는 세슘을 C_SO₂형태의 산화물로 전환 시킨 후 용융유리 위로 투입하면 세슘의 휘발이 대폭 감소하게 된다. 즉 본 고안의 중 저준위 가연성 방사물 처리를 위한 유도가열식 전기로(7)에서 사용되는 붕규산 유리는 SiO₂, Na₂O, B₂O₃등의 산화물 형태로 변환처리하여 용융하게 되면 보다 효과적으로 붕규산 유리화 고체 내에 많은 양의 세슘이 구속 포집되어 배기체 설비로 방출되는 세슘의 양이 극히 감소하게 된다.Combustible radioactive waste (average radioactivity 0.8508 Ci / m ³ ) containing waste resin is pyrolyzed in the temperature range of 400 ~ 500 ℃ in Part A pyrolysis furnace (1), and most carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen components are gasified and fly away. Some radionuclides, such as carbon and heavy metals, remain as pyrolysis materials. The pyrolysis material is calcined in a calciner (2) to be treated so that the carbon content of the pyrolysis material is 2 to 3 wt%, and then the induction device (4) and the inlet (5) are electrically heated (7). ), 80 kg per hour is input based on the diameter of 500 mm of the electric furnace. The electric furnace 7 is heated by an induction current, and the electric furnace 7 has molten borosilicate glass at 1,200 ° C. and the injected calcined product is finally decomposed on the molten glass 6. Residual carbon in the calcined product is completely decomposed and blown away by oxygen or air injected from the lower part of the furnace, and radionuclides and heavy metal oxides present in the calcined product penetrate into the molten glass 6 to be contained in the glass structure. On the other hand, the radioactive liquid waste is dried or pretreated in the dryer 3, and then injected into the molten glass to be treated. Molten glass containing radionuclides and heavy metals are uniformed in an electric furnace and then discharged through the outlet 11 of the floor to be cooled and stored. As described above, in the present invention, the radioactive waste is classified into combustible and non-combustible waste because the radionuclides are largely contained in the combustible wastes among the low-level radioactive wastes generated from nuclear power plants. In particular, cesium (C _S ) in combustible wastes has a relatively low volatilization point (670 ° C), which is highly likely to be volatilized during melt treatment. However, as in the present invention, most of the combustible wastes are pyrolyzed in the pyrolysis furnace (1) below the volatilization point of cesium. Remains in pyrolysate and reprocesses the pyrolysate in calciner to blow out undecomposed carbon, converts cesium remaining in pyrolysate into oxide of C _S O ₂ form and then puts it on molten glass This will be greatly reduced. That is, the borosilicate glass used in the induction heating electric furnace 7 for the treatment of low-level flammable radiant of the present invention is more effectively borosilicate when converted into molten oxide such as SiO ₂ , Na ₂ O, B ₂ O ₃ , and melted. Large amounts of cesium are trapped in the vitrified solids and the amount of cesium released to the exhaust system is drastically reduced.

[비가연성 방사성 폐기물의 처리][Treatment of Non-Combustible Radioactive Waste]

전기아크에 의해 초고온의 열을 발생시켜 기체상태의 에너지를 이용하는 B부의 플라즈마 용융로(18)와 플라즈마 토치(15)가 장착된 용융로에 콘크리트, 유리, 석면, 쇠붙이, 폐필터 등과 같은 비가연성 방사물(평균방사능 0.2412 Ci/㎣)을 150KW 토치기준시 시간당 20g을 투입장치(13)와 투입구(14)를 통해 투입하여 1,500-1,800℃에서 용융처리하면 유기성분은 완전히 분해되고, 무기성분은 안정화되며 기체는 배기체처리 공정으로 유입되고 일부 방사성 핵종은 슬랙(17)상에 구속된다. 배출가스는 배기체처리장치(도3)에서 안전하게 처리되어 외부로 배출되고, 용융처리된 슬랙고화체는 배출구인 하부탭(19)으로 배출되며 내침출성 및 강도가 높아 환경에 영향을 거의 미치지 않는다. 비가연성 방사물 처리속도는 플라즈마 용융로의 용량과 토치의 크기 및 폐기물의 특성에 따라 달라지는데, 150kw플라즈마토치 용융로의 경우 비가연성 방사성물질을 약 15∼20㎏/h의 속도로 처리할 수 있다.Non-combustible radiant such as concrete, glass, asbestos, metallurgy, waste filter, etc., in the melting furnace equipped with plasma melting furnace 18 and plasma torch 15 of part B which generates ultra high temperature heat by electric arc and uses gaseous energy. (Average radioactivity of 0.2412 Ci / ㎣) is injected through the input device (13) and the input port (14) at a rate of 150KW torch, and melted at 1,500-1,800 ℃. The organic components are completely decomposed and the inorganic components are stabilized. Gas enters the exhaust treatment process and some radionuclides are confined on slack 17. Exhaust gas is safely treated in the exhaust gas treatment apparatus (FIG. 3) and discharged to the outside, and the molten treated slag solid body is discharged to the lower tap 19, which is an outlet, and has high leach resistance and strength, thus hardly affecting the environment. The rate of treatment of non-combustible emissions depends on the capacity of the plasma furnace, the size of the torch and the characteristics of the waste. In the case of the 150kw plasma torch furnace, non-combustible radioactive materials can be treated at a rate of about 15-20 kg / h.

[가연성 방사성 폐기물 또는 비가연성 방사성폐기물의 처리과정에서 발생되는 배기체 처리공정][Exhaust treatment process generated during the treatment of flammable radioactive waste or non-combustible radioactive waste]

열분해하소ㆍ전기유도로장치(A부)와 플라즈마용융로(B부)는 동시에 운전하지 않는 것을 원칙으로 하여, 전체공정에 포함되어 있는 배기체처리 계통은 A부 또는 B부에서 생성되는 배기체를 각각 별도로 처리하여 배기가스처리의 효율성을 높일수 있도록 한다. 가연성 또는 비가연성 방사성폐기물 용융처리시 발생되는 각 배출가스는 도 3에 도시된 배기체처리장치(C부)의 배출가스관(21)으로 유입되고, 유입된 각 배출가스는 열적산화기(22)에서 휘발성기체들이 산화되어 이산화탄소와 물로 변환되고, 이같이 열적산화기(22)에서 산화된 각 배출가스는 체류시킨 후 급냉기(23)로 보내어 살수에 의해 냉각된다. 급냉기(23)를 통과한 산화된 배기체는 세정기(26)를 지나면서 산성기체가 제거된 후 열교환기(28)를 거쳐 배출휀(30)에 의해 굴뚝(31)을 통해 전혀 방사성 개스를 포함하지않는 안전하게 처리된 개스상태로 외부로 배출된다. 이같은 과정을 거쳐 정화처리되는 배기체는 배기체 중에 포함된 휘발성 기체들이 산성기체가 제거되고 방사성을 띠지 않는 상태로 되어 외기로 배출되고 급냉기(23) 및 세정기(26)을 통과하면서 물로 변환된 기체는 액체 폐기물로 분리 수거된다.In principle, the pyrolysis calcination and electric induction apparatus (Part A) and the plasma melting furnace (Part B) do not operate at the same time. Each can be treated separately to increase the efficiency of exhaust gas treatment. Each exhaust gas generated during the flammable or non-combustible radioactive waste melt treatment is introduced into the exhaust gas pipe 21 of the exhaust gas treatment device (part C) shown in FIG. 3, and each of the introduced exhaust gases is a thermal oxidizer 22. In the volatile gases are oxidized and converted into carbon dioxide and water, and each exhaust gas oxidized in the thermal oxidizer 22 stays and is sent to the quench cooler 23 and cooled by spraying. The oxidized exhaust gas passing through the quench cooler (23) passes through the scrubber (26), and after the acidic gas is removed, it passes through the heat exchanger (28) and discharges radioactive gas through the chimney (31) through the stack (31). It is discharged to a safe treated gas state that does not contain it. The exhaust gas to be purified through this process is volatile gases contained in the exhaust gas is removed from the acidic gas and the radioactive state is discharged to the outside air is passed through the quench cooler 23 and the scrubber 26 is converted into water The gas is collected separately as liquid waste.

C부의 배기체처리장치에서 생성된 액체폐기물 즉 세정기(26)와 열적산화기(22)에서 발생된 액체폐기물은 역삼투압장치(25)에 의해서 처리되고 역삼투압장치에서 발생되는 2차폐액인 농축액은 A부의 투입장치(4)와 액체 처리용 건조(증발)기(3)로 주입되어 유리화된다. 그리고 C부의 교체된 폐필터는 B부의 비가연성 방사물투입장치(13) 및 투입구(14)에 주입하여 금속폐기물과 함께 슬래그화 한다.Liquid waste generated in the exhaust gas treatment apparatus of part C, that is, liquid waste generated in the scrubber 26 and the thermal oxidizer 22, is a concentrated liquid which is treated by the reverse osmosis system 25 and is a secondary waste liquid generated in the reverse osmosis system. Is injected into the input device 4 of the A part and the drying (evaporation) machine 3 for liquid treatment and vitrified. Then, the replaced waste filter of the C part is injected into the non-combustible radiant input device 13 and the inlet 14 of the B part and slaged together with the metal waste.

본 발명는 열분해하소·유도전기로장치(A부)에서 가연성 물질을 처리하며, 플라즈마용융로(B부)에서 비가연성 물질을 처리하여 각각 발생되는 배기가스를 배기체처리장치(C부)에서 안전하게 처리하도록 설계되어 있으므로 2차폐기물이 전혀 발생되지 않는다.The present invention treats flammable materials in pyrolysis calcining and induction furnace equipment (part A), and treats non-combustible materials in plasma melting furnace (part B) to safely treat the exhaust gases generated in the exhaust gas treatment device (part C). Because it is designed, no secondary waste is generated.

또한 가연성 및 비가연성 방사성 폐기물을 분류하여 각각 별도로 용융처리함으로써 혼합용융처리시 발생되는 전기적 쇼트, 다량의 휘발성 방사성 핵종의 환경유출 등의 문제점을 예방하고 매우 균질하고 건전성이 우수한 유리고화체 슬래그를 만들 수 있다.In addition, by classifying flammable and non-combustible radioactive wastes separately and melting them, it is possible to prevent problems such as electrical shorts generated during mixed melt treatment and environmental leakage of a large amount of volatile radionuclides, and to produce highly homogeneous and sound-proof glass solid slag. have.

본 고안에서는 대부분 방사성 세슘은 가연성 유기물속에 포함되어 있으므로 열분해하소·유도전기로장치(A부)의 열분해로·칼싸이너(Calciner)에서 고온에서도 안정하고 유리의 조성제가 될 수 있는 산화물형태로 변환시킨 후 붕규산 유리와 함께 고온 용융시켜 유리화하면 배기체 설비로 방출되는 방사성 세슘의 양이 훨씬 감소된다. 본 발명의 시스템과 방법을 이용하면 원자력 발전소나 방사성 동위원소 이용 기관에서 발생되는 중·저준위 방사성 폐기물을 효과적으로 처리하여 방사성 폐기물의 부피가 획기적으로 감소되어 방사성 폐기물처리장 문제를 해결할 수 있을뿐만 아니라 생성된 유리고화체는 환경친화성이 있어서 방사성 폐기물로 인한 환경문제가 야기되지 않는다.In the present invention, since most of the radioactive cesium is contained in the combustible organic material, the pyrolysis furnace, the pyrolysis furnace of the induction furnace apparatus (Part A), and the calciner are converted into an oxide form that is stable even at high temperature and can be a glass composition agent. After hot melting and vitrification with borosilicate glass, the amount of radioactive cesium released to the exhaust system is much reduced. By using the system and method of the present invention, the volume of radioactive waste can be drastically reduced by effectively treating the medium and low level radioactive waste generated in a nuclear power plant or a radioisotope using institution, thereby solving the problem of the radioactive waste treatment plant. Glass solids are environmentally friendly and do not cause environmental problems due to radioactive waste.

Claims

In the melt treatment system of flammable or non-flammable radioactive waste, a pyrolysis furnace (1) for pyrolyzing flammable waste, a calciner (2) for calcining the pyrolysis material generated from the pyrolysis furnace, and a molten glass (6) An induction furnace (7) for drying the liquid waste and an induction electric furnace (7) for fixing a radionuclide and heavy metal oxide present in the calcined product to form a glass solid by finally decomposing the calcined product on the molten glass. Non-combustible radioactive waste treatment including a flammable radioactive waste treatment means (part A) and a plasma melting furnace 18 equipped with a plasma torch 15 to melt non-combustible radioactive waste to form a slag solid body 17. Means (part B), an exhaust gas pipe 21 for introducing each exhaust gas generated in the parts A and B, and heat for treating volatile gas from the introduced exhaust gas Integrator 22, a scrubber 26 for removing acidic gas from the cooled exhaust body after cooling the treated exhaust body, and a reverse osmosis apparatus 25 for treating liquid waste generated in the exhaust treatment means. Combustible and non-flammable radioactive waste treatment system, characterized in that is configured from the exhaust gas treatment means (C part) comprising a).

In the method of treating flammable and non-flammable radioactive waste, in which flammable radioactive waste and non-flammable radioactive waste are separated and non-flammable radioactive waste is treated by plasma melting, flammable radioactive waste treatment pyrolyzes flammable waste to form thermal decomposition material. And calcining the pyrolyzed material, and finally decomposing the calcined pyrolyzed material on the molten glass present in the induction furnace to fix radionuclides and heavy metal oxides in the molten glass and to discharge them to the glass solid. The treatment of the plasma-melted non-combustible radioactive waste and the exhaust gas from the combustible radioactive waste treatment includes converting volatile gas into carbon dioxide and water to remove radionuclides and acidic gases in the exhaust gas. Flammable and non-flammable Treatment of Sex Radioactive Waste.

The method for treating combustible and non-combustible radioactive waste according to claim 2, wherein the concentrated waste liquid, which is the secondary waste generated in the exhaust treatment means (part C), further comprises a step of reprocessing by a recycling process.