KR100548640B1 - 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능오염 금속 제염장치 - Google Patents

전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능오염 금속 제염장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치에 관한 것으로서, 전해액을 임시 보관하는 제 1 전해액 보관조, 상기 제 1 전해액 보관조로부터 전해액을 공급받아 방사능 오염물을 중성염으로 전해연마하여 제염처리하는 전해연마조, 상기 전해연마조에 전원을 공급하는 전원공급부, 상기 전해연마조에서 제염 처리를 거친 전해액을 임시 보관하는 슬러지 보관부, 상기 슬러지 보관부로부터 공급된 전해액으로부터 크롬 이온을 침전시켜 제거하는 크롬 이온 제거부, 상기 전해액으로부터 크롬 이온을 포함하는 중금속 성분이 침전된 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부 및 상기 중금속 슬러지가 분리된 전해액을 상기 제 1 전해액 보관조로 공급하는 제 2 전해액 보관조를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전해액을 연속적으로 재활용할 수 있도록 하는 전해액 재활용이 가능하고, 구성이 간단하고 원가가 절감되는 효과가 있다.
방사능, 오염, 제염, 전해연마, 중성염, 크롬.

Description

전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치{An Apparatus For Decontaminating Radiative Contaminated Metal Using Electrolytic Polishing Capable of Recycling of Electolyte}
도 1은 종래 출원인이 제안한 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속 제염장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치의 구성도이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 슬러지 보관부의 세부 구성도이다.
도 5는 슬러지 고형화부의 세부 구성도이다.
<주요 도면부호에 관한 설명>
10 : 전해연마조 20 : 전원공급부
30 : 제 1 전해액 보관조 31 : 온도계
33 : 히터부 40, 90 : 슬러지 보관부
50 : 크롬이온 제거부 60 : 슬러지 분리부
70 : 제 2 전해액 보관조 75 : 슬러지 고형화부
80 : 제염 대상물 91 : 본체부
93 : 크롬 침전제 투입부 95 : 교반부
97 : 모터
본 발명은 방사능 오염 금속 제염장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제염처리를 거친 전해액에 이온 상태로 존재하는 크롬 이온을 제거하고, 전해액의 연속적 순환에 의해 자연 공냉방식으로 냉각되도록 함으로써 전해액을 연속적으로 재활용할 수 있고 별도의 냉각장치와 냉각용 순환배관이 요구되지 않는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치에 관한 것이다.
원자력법상 원자력 발전소, 원자력 연구소 등에서 발생하는 금속성 방사성 폐기물은 단순히 절단, 매립하여 보관하고 있으므로 넓은 저장공간이 요구되고, 제염이 되지 않은 상태로 보관되므로 일반폐기물로서의 재활용이 불가능한 문제점이 있다.
이러한 금속성 방사능 폐기물은 대상물에 있는 방사능물질을 완전히 제거함으로써 일반폐기물로 처리/재활용이 가능하다.
종래 방사성 오염 금속을 제염처리하는 방식에는 초음파 세척, 수세 세척 등이 주류를 이루어왔으나 이러한 종래 방식의 경우 고착성 오염의 제염이 곤란하고, 특히 수세 세척의 경우 수동화 작업으로 인해 작업자의 방사능 오염에 노출되는 심각한 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 국내등록특허 제10-444844호에는 강산염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치가 제안된 바 있다.
그러나, 상기 등록특허에 따른 제염장치는 인산, 황산, 질산 또는 그 혼합물을 포함하는 강산염을 이용하여 제염이 이루어지므로 소결금속필터, 이온교환수지, 기체 방사성폐기물 여과장치(전치 필터, 활성탄 필터, 코트렐 정화장치 등) 등의 복잡한 처리 공정이 필요하고, 제염처리 후 전해연마액을 처리하기 위한 막대한 시설이 요구되는 문제점이 있었다.
출원인은 이러한 강산염 전해연마를 이용한 제염장치의 문제점을 해결하고자 중성염 전해연마를 이용한 제염장치를 제안하여 특허 제10-514612호로 등록된 바가 있으며, 이것이 도 1에 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래 중성염 전해연마를 이용한 제염장치는 중성염으로 이루어진 전해연마액(120)이 수용된 전해연마조(100)에 제염 대상물(140)을 담지시켜 제염 대상물(140)의 표면에 방사능으로 오염되어 있던 금속입자들을 분리시키는 전해연마공정이 완료되면, 전해연마조(100)내의 전해연마액(120)이 임시보관탱크(240)로 압송되고, 제염이 필요한 새로운 대상물(140)이 설치된다. 대상물(140)의 설치가 완료되면, 임시보관탱크(240) 내의 전해연마액(120)을 액체여과필터(260)에 서 여과시킨 후 전해연마조(100)로 재공급한다.
전해연마조(100)내에서 전해연마가 일어나면, 대상물(140) 표면에서 전기분해가 일어나기 때문에 전해연마액(120)의 온도가 상승하므로 전해연마가 완료되면, 온도계(340a)로 전해연마액(120)의 온도를 측정하여 측정된 온도가 60℃ ~ 80℃ 범위를 초과하는 경우, 전해연마액(120)을 냉각기(220)로 냉각시킨 후 순환파이프(400)를 통해 전해연마조(100)로 궤환하도록 한다.
한편, 임시보관탱크(24O)에 보관중에 전해연마액(120)의 온도가 낮을 경우 농도가 포화되면서 표면에 살얼음과 같은 결정이 형성되어 펌프(280)에 의해 원활히 공급되기 어렵고, 액체여과필터(260)에 커다란 부하로서 작용하게 되므로 온도계(340b)를 이용하여 전해연마액(120)의 온도를 측정하여 소정온도(60℃ ~ 80℃) 범위 보다 낮을 경우, 히터(250)를 이용하여 임시보관탱크(240)중의 전해연마액(120)을 가열한다.
전해연마 공정을 수차례 수행할 경우 전해연마액(120)의 농도가 높아져 전해연마의 효과가 떨어지면 전해연마액(120)을 고밀도 액체여과필터(300)를 경유하여 배출시킨다.
그러나, 종래 출원인이 제안한 중성염을 전해연마를 이용한 제염장치는 전해연마를 수차례 수행한 후 전해액을 고밀도 액체여과필터(300)를 경유하여 배출시키므로 자주 전해액을 교체해주어야 하므로 전해액의 재활용도가 극히 낮고 연속적인 제염 공정이 원활하게 이루어질 수 없으며, 액체여과필터(260) 및 고밀도 액체여과필터(300)의 필터도 일정기간마다 새것으로 교체해주어야 하는 번거로움이 있다.
또한, 한차례의 전해연마가 수행된 후에는 전해액을 일정시간 임시보관탱크(240)에 보관한 후 전해연마조(100)로 이송하므로 전해액을 수시로 재가열시켜야 하는 문제점이 있다.
또한 전해액이 전해연마조(100)로 연속적이 아닌 단속적으로 이송되므로 전해연마조(100)내에서의 방전현상에 의해 전해액의 온도가 상승하게 되어, 전해연마조(100)내에 전해액의 온도를 검출하기 위한 온도계(340a), 전해연마조(100)에서 가열된 전해액을 냉각시키기 위한 냉각기(220) 및 순환배관(400)이 필수적으로 요구되어 여전히 구조가 복잡한 문제점이 있다.
따라서, 종래 이러한 중성염 전해연마를 이용한 제염장치에 대한 불합리한 점을 해결하고 보다 간단한 구조를 취하면서도 전해연마의 효율을 향상시키고 전해액을 재활용할 수 있도록 하는 제염장치에 대한 수요가 높아지고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제염처리를 거친 전해액에 이온 상태로 존재하는 크롬 이온을 제거한 후 침전된슬러지를 전해액으로부터 분리함으로써 전해액을 연속적으로 재활용할 수 있도록 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전해연마조로 전해액을 연속적으로 투입하고 오버플로우되는 전해액을 순환시켜 슬러지를 제거한 후 다시 전해연마조로 투입하도록 함 으로써 제염공정이 연속적으로 이루어질 수 있도록 하고, 전해액의 연속적 순환에 의해 자연 공냉방식으로 냉각되도록 함으로써 별도의 냉각장치와 냉각용 순환배관이 요구되지 않는 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 전해액을 임시 보관하는 제 1 전해액 보관조, 상기 제 1 전해액 보관조로부터 전해액을 공급받아 방사능 오염물을 중성염으로 전해연마하여 제염처리하는 전해연마조, 상기 전해연마조에 전원을 공급하는 전원공급부, 상기 전해연마조에서 제염 처리를 거친 전해액을 임시 보관하는 슬러지 보관부, 상기 슬러지 보관부로부터 공급된 전해액으로부터 크롬 이온을 침전시켜 제거하는 크롬 이온 제거부, 상기 전해액으로부터 크롬 이온을 포함하는 중금속 성분이 침전된 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부 및 상기 중금속 성분이 침전된 슬러지가 분리된 전해액을 상기 제 1 전해액 보관조로 공급하는 제 2 전해액 보관조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치가 제공된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 전해액을 임시 보관하는 제 1 전해액 보관조, 상기 제 1 전해액 보관조로부터 전해액을 공급받아 방사능 오염물을 전해연마를 통해 제염처리하는 전해연마조, 상기 전해연마조에 전원을 공급하는 전원공급부, 상기 전해연마조에서 제염 처리를 거친 전해액 내에 서 이온상태로 존재하는 크롬 이온을 침전시키는 슬러지 보관부, 상기 전해액으로부터 크롬 이온을 포함하는 중금속 성분이 침전된 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부 및 상기 슬러지가 분리된 전해액을 상기 제 1 전해액 보관조로 공급하는 제 2 전해액 보관조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치가 제공된다.
상기에서, 상기 슬러지 보관부는 내부에 전해액 수용 공간의 형성된 본체부, 상기 본체부 일측에 설치되고, 상기 전해액로 크롬 침전제를 투입하는 크롬 침전체 투입부 및 상기 본체부의 다른 일측 내부에 설치되고, 상기 본체부에 수용된 전해액을 교반하는 교반부를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 슬러지 분리부에서 분리된 슬러지를 고형화시키는 슬러지 고형화부가 더 포함되고, 상기 슬러지 고형화부는 내부에 슬러지 수용 공간이 형성된 본체부, 상기 본체부 일측에 설치되고, 상기 슬러지로 고형제를 투입하는 고형제 투입부 및 상기 본체부의 다른 일측 내부에 설치되고, 상기 본체부에 수용된 슬러지를 교반하는 교반부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 전해액 보관조의 일측에는 상기 제 1 전해액 보관조에 수용된 전해액의 온도를 검출하는 온도계 및 상기 온도계에 의해 검출된 전해액의 온도에 기초하여 상기 전해액을 가열하는 히터부가 설치되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 기 전해연마조는 하단부 일측에 상기 제 1 전해액 보관조로부터 공급되는 전해액이 유입되는 전해액 유입구 및 상단부 일측에 오버플로우되는 전해액을 상기 슬러지 보관부로 공급하기 위한 오버플로우관이 형성되어 상기 전해액이 연속 순환되어 자연 냉각되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 슬러지 분리부는 원심 분리기 또는 드럼 탈수기인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 슬러지 보관부와 제 1 전해액 보관조 간에는 상기 제 1 전해액 보관조에서 오버플로우되는 전해액을 상기 슬러지 보관부로 이송하기 위한 바이패스관이 형성되고, 상기 슬러지 보관부의 일측에는 상기 슬러지 보관부내의 폐전해액의 수위를 검출하여 수위가 미리 설정된 범위를 초과하는 경우 제염장치의 동작을 정지시키기 위한 레벨 게이지가 더 포함되는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치는 전해연마조(10), 전원공급부(20), 제 1 전해액 보관조(30), 슬러지 보관부(40), 크롬 이온 제거부(50), 슬러지 분리부(60), 슬러지 고형화부(75), 제 2 전해액 보관조(70) 및 복수개의 펌프(P1 ~ P4)로 구성되어 있다.
전해연마조(10)는 방사능이 오염된 제염 대상물(80)을 전해연마하여 제염처 리하는 것으로서, 하단부 일측에 제 1 전해액 보관조(30)로부터 공급되는 전해액이 유입되는 전해액 유입구가 형성되고, 상단부 일측에 오버플로우되는 전해액을 슬러지 보관부(40)로 공급하기 위한 오버플로우관(11)이 형성되어 있다. 본 발명의 전해연마에 사용되는 전해액은 pH가 중성인 중성염으로서 질산나트륨, 황산나트륨 등으로 이루어져 있다. 전해연마조(10)의 외면은 방전 페인트 처리되어 전류의 누설 및 감전을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
전원공급부(20)는 전해연마조(10)에 전원을 공급하는 것으로서, (+)극이 제염 대상물(80)에 전기적으로 연결되고 (-)극이 전해연마조(10)에 연결된다. 이 때, 양극에 인가되는 전압은 약 15V이며, 양극 간에 흐르는 전류는 1 ~ 무한대 A 정도이다.
제 1 전해액 보관조(30)는 전해액을 임시 보관하였다가 전해연마조(10)로 공급하는 것으로서, 펌프(P4)를 통해 전해연마조(10)와 연결되어 전해액을 전해연마조(10)로 압송하고, 펌프(P3)를 통해 제 2 전해액 보관조(70)와 연결되어 제 2 전해액 보관조(70)로부터 슬러지가 제거된 재활용 전해액을 공급받는다. 제 1 전해액 보관조(30)의 일측에는 수용된 전해액의 온도를 검출하는 온도계(31)와 온도계(31)에 의해 검출된 전해액의 온도에 기초하여 전해액을 가열하여 전해액을 전해연마에 적정한 온도로 유지하는 히터부(33)가 설치되어 있다. 제 1 전해액 보관조(30)의 일측과 슬러지 보관부(40)의 일측 간에는 오버플로우되는 전해액을 슬러지 보관부(40)로 이송하기 위한 바이패스관(35)이 형성되어 있다.
슬러지 보관부(40)는 전해연마조(10)에서 제염 처리를 거쳐 중금속 슬러지가 포함된 전해액을 임시 보관하는 것으로서, 전해연마조(10)의 오버플로우관(11)에서 오버플로우된 전해액이 위치 에너지 차이에 의해 슬러지 보관부(40)로 유입된다. 제염 처리를 거친 전해액에는 구리, 니켈, 아연 등의 중금속이 수화물의 형태로 침전된 슬러지가 포함되어 있으나 크롬은 이온 형태로 전해액 속에 존재하고 있다. 슬러지 보관부(40)의 일측에는 슬러지 보관부(40)내의 폐전해액의 수위를 검출하여 수위가 미리 설정된 범위를 초과하는 경우 제염장치의 동작을 정지시키기 위한 레벨 게이지(41)가 설치되는 것이 바람직하다.
크롬 이온 제거부(50)는 펌프(P1)를 통해 슬러지 보관부(40)와 연결되어 슬러지 보관부(40)로부터 이송된 전해액내에 이온 상태로 존재하는 크롬 이온을 수화물 형태로 침전시킨다. 크롬 이온 분리는 크롬 침전제 투입, 전기응집, 이온교환수지 등의 여러 가지 방식으로 이루어질 수 있으며, 크롬 침전제를 투입하는 경우의 구조는 추후 설명될 제 2 실시예의 슬러지 보관부(90)의 구성과 유사한 구조를 취할 수 있다.
슬러지 분리부(60)는 펌프(P2)를 통해 크롬 이온 제거부(50)의 배출구에 연결되어 크롬 등의 중금속 성분이 침전된 슬러지를 분리하는 것으로서, 원심 분리기나 흡인 진공법을 이용한 드럼 탈수기 등이 이용가능하다. 원심 분리기나 드럼 탈수기를 사용하면 전해액은 원심력에 의해 원심 분리기나 드럼 탈수기의 외벽면에 형성된 미세홀을 통해 외부로 여과 배출되고 슬러지 성분은 여과되지 못하고 여과통 내에 잔류하게 되어 슬러지의 탈수율이 높고 여과통에 남아있는 슬러지를 슬러지 고형화부(75)로 배출시킨 후 재장착하여 사용할 수 있으므로 종래 액체여과필터 와 같이 필터를 자주 교체해주어야 하는 문제점이 해결된다. 원심 분리기나 드럼 탈수기는 당해 분야에서 공지된 장치이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
슬러지 고형화부(75)는 슬러지 분리부(60)에서 분리된 슬러지에 시멘트 등의 고형제를 혼합하여 슬러지를 고형화시키는 장치이다.
제 2 전해액 보관조(70)는 슬러지 분리부(60)에서 원심력에 의해 여과 및 상승한 후 슬러지 분리부(60)의 상단으로 배출되는 전해액를 하방에서 수집하여 펌프(P3)를 통해 슬러지가 여과된 전해액을 제 1 전해액 보관조(30)로 공급하는 장치이다. 원심 분리기의 경우 원심력에 의해 외벽을 타고 상승한 전해액이 위치 에너지에 의한 자유낙하에 의해 하강하므로 이를 수집하기 위한 제 2 전해액 보관조(70)가 별도로 요구된다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치의 구성도이고, 도 4는 제 2 실시예에 따른 슬러지 보관부의 세부 구성도이다.
제 2 실시예에 따른 중성염 전해연마 방식의 제염장치는 제 1 실시예에서와 같이 크롬 이온 제거부(50)의 구성을 생략하고, 슬러지 보관부(90)에서 크롬 이온 제거가 가능하도록 한 점 이외에는 제 1 실시예와 동일하다.
도 4를 참조하여 제 2 실시예에 따른 슬러지 보관부(90)의 세부 구성을 설명하면, 슬러지 보관부(90)는 내부에 전해액 수용 공간의 형성된 본체부(91), 본체부(91)의 일측에 설치되고 전해액으로 크롬 침전제를 투입하는 크롬 침전체 투입부 (93), 및 본체부(91)의 다른 일측 내부에 설치되고, 본체부(91)에 수용된 전해액을 교반하는 교반부(95)를 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같이, 전해액 속에 이온 상태로 존재하는 크롬을 제거하기 위해 크롬 침전제를 전해액 내로 투입하면, 교반부(95)가 외부에 연결된 모터(97)에 의해 회전하여 크롬 침전제가 전해액 내로 골고루 분산되도록 하여 크롬의 침전을 촉진시켜 슬러지 분리 효율을 향상시키는 역할을 수행한다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 크롬이온 제거부(50)는 하단부에 작업자가 전해액의 농도를 식별하기 위한 육안 게이지가 유리나 투명 재질의 합성수지재로 형성되어 있다. 작업자는 전해액의 색상이 진한 황색인 경우 크롬이온의 농도가 높아 전해액의 전해능력이 저하된 것으로 판단해 크롬이온 제거부(50)를 구동하도록 할 수 있다.
도 4에서 교반부(95)를 작동하기 위한 구동수단으로서 모터(97)가 사용되었으나 그 외에 펌프 등을 이용하여 교반부(95)의 전후진 운동에 의해 크롬 침전제를 전해액 내로 골고루 분산시키도록 하는 것도 가능하다.
도 2 및 도 3에는 도시되지는 않았으나, 본 발명에 따른 제염장치는 제염장치 전반을 제어하기 위한 제어반이 포함된다. 제어반은 전해연마조(10)에 인가되는 전류를 제어하고, 온도계(31)에서 검출된 온도에 기초하여 히터(33)를 제어하고, 펌프의 구동을 제어하며, 레벨 게이지(41)에서 검출된 전해액의 수위가 미리 설정된 레벨을 초과할 경우 제염장치 전체를 정지시킨다.
도 5는 슬러지 고형화부(75)의 세부 구성도이다.
도 5를 참조하여 슬러지 고형화부(75)의 세부 구성을 설명하면, 슬러지 고형화부(75)는 내부에 슬러지 수용 공간이 형성된 본체부(75-1), 본체부(75-1)의 일측에 설치되고 슬러지로 고형제를 투입하는 고형제 투입부(75-3) 및 본체부(75-1)의 다른 일측 내부에 설치되고, 본체부(75-1)에 수용된 슬러지를 교반하는 교반부(75-5)를 포함하여 구성된다.
슬러지를 고형화시키기 위해 고형제를 전해액 내로 투입하면, 교반부(75-5)가 외부에 연결된 펌프(75-7)에 의해 회전하여 고형제가 슬러지 내로 골고루 분산되도록 하여 슬러지의 고형화를 촉진시켜 슬러지 고형화 효율을 향상시키는 역할을 수행한다.
도 5에서 교반부(75-5)를 작동하기 위한 구동수단으로서 펌프(75-7)가 사용되었으나 그 외에 도4와 같이 모터 등을 이용하여 교반부(75-5)를 회전시켜 고형제를 슬러지 내로 골고루 분산시키도록 하는 것도 가능하다.
이하에서는 도 2 내지 도4를 참조하여 본 발명에 따른 중성염 전해연마를 이용한 제염장치의 동작을 상세하게 설명하기로 한다.
우선, 제 1 전해액 보관조(30)에 전해액이 투입되면, 펌프(P3)를 통해 전해액이 전해연마조(10)의 하단에 형성된 유입구를 통해 전해연마조(10)로 이송되어 전해연마를 통한 제염처리가 이루어진다. 본 발명에 사용되는 펌프(P1 ~ P4)는 일 정한 양을 연속적으로 압송하는 가변정량펌프가 사용되므로, 펌프(P1)를 통한 전해액의 공급은 연속적이며 따라서 전해연마조(10) 내의 전해액의 수위가 점차 높아지게 되며, 오버플로우되는 전해액은 오버플로우관(11)을 통해 배출되어 자연낙하에 의해 (펌프를 사용하지 않음) 슬러지 보관부(40)로 이송된다.
전해연마를 거친 전해액에 이온상태로 존재하는 크롬 이온이 제거되면 크롬 이온을 포함하는 중금속 슬러지를 분리시켜 고형화하는 한편, 슬러지가 제거된 전해액은 제 2 전해액 보관조(70)에 수집되었다가 펌프(P3)를 통해 다시 제 1 전해액 보관조(30)로 재공급된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 펌프(P1 ~ P4)는 일정한 양을 연속적으로 압송하는 정량펌프이므로 전해액은 폐루프를 형성하는 배관을 연속적으로 순환하고, 제 1 전해액 보관조(30)에서 온도를 검출하여 전해액의 온도를 적정한 수준으로 유지하므로 전해연마조(10)에는 별도의 온도계가 설치될 필요가 없으며, 연속적인 순환에 의해 자연 공냉되므로 냉각장치 및 순환배관 등도 요구되지 않게 된다.
또한, 크롬 이온을 제거한 후 슬러지를 분리함으로써 제염처리에 의해 전해액내에 존재하는 중금속 슬러지를 완전히 제거하여 재활용하므로 전해액의 농도를 측정하기 위한 전위 측정계도 요구되지 않으며, 전해액의 폐기에 따른 부대시설도 요구되지 않게 된다.
또한, 전해연마조(10)에서 방전현상에 의해 온도가 상승한 전해액이 순환하면서 재차 전해연마를 수행하기 위한 온도까지 자연 냉각되므로 히터부(250)의 동 작을 최소화하여 에너지 효율을 극대화할 수 있게 된다.
비록 본 실시예에서는 예시 및 설명되지 않았으나 제염 대상물 표면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 전처리 시설을 포함하여 전해연마 효율 또는 방사능 오염 금속의 재활용율을 향상시키도록 하는 것도 가능하다. 상기 전처리 시설로는 집진장치를 사용하는 브라스팅 방식이나 전해응집, 수중 플라즈마 장치를 사용하는 화학적 방식 등이 사용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 제염처리를 거친 전해액에 이온 상태로 존재하는 크롬 이온을 제거한 후 침전된슬러지를 전해액으로부터 분리함으로써 전해액을 연속적으로 재활용할 수 있도록 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치를 제공할 수 있다.
또한, 전해연마조로 전해액을 연속적으로 투입하고 오버플로우되는 전해액을 순환시켜 슬러지를 제거한 후 다시 전해연마조로 투입하도록 함으로써 제염공정이 연속적으로 이루어질 수 있도록 하고, 전해액의 연속적 순환에 의해 자연 공냉방식으로 냉각되도록 함으로써 별도의 냉각장치와 냉각용 순환배관이 요구되지 않아 구성이 간단하고 원가가 절감되는 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능 하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (8)

  1. 전해액을 임시 보관하는 제 1 전해액 보관조;
    상기 제 1 전해액 보관조로부터 전해액을 공급받아 방사능 오염물을 중성염으로 전해연마하여 제염처리하는 전해연마조;
    상기 전해연마조에 전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전해연마조에서 제염 처리를 거친 전해액을 임시 보관하는 슬러지 보관부;
    상기 슬러지 보관부로부터 공급된 전해액으로부터 크롬 이온을 침전시켜 제거하는 크롬 이온 제거부;
    상기 전해액으로부터 크롬 이온을 포함하는 중금속 성분이 침전된 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부; 및
    상기 중금속 성분이 침전된 슬러지가 분리된 전해액을 상기 제 1 전해액 보관조로 공급하는 제 2 전해액 보관조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
  2. 전해액을 임시 보관하는 제 1 전해액 보관조;
    상기 제 1 전해액 보관조로부터 전해액을 공급받아 방사능 오염물을 전해연마를 통해 제염처리하는 전해연마조;
    상기 전해연마조에 전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전해연마조에서 제염 처리를 거친 전해액 내에서 이온상태로 존재하는 크롬 이온을 침전시키는 슬러지 보관부;
    상기 전해액으로부터 크롬 이온을 포함하는 중금속 성분이 침전된 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부; 및
    상기 슬러지가 분리된 전해액을 상기 제 1 전해액 보관조로 공급하는 제 2 전해액 보관조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬러지 보관부는
    내부에 전해액 수용 공간이 형성된 본체부;
    상기 본체부 일측에 설치되고, 상기 전해액으로 크롬 침전제를 투입하는 크롬 침전체 투입부; 및
    상기 본체부의 다른 일측 내부에 설치되고, 상기 본체부에 수용된 전해액을 교반하는 교반부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
  4. 제 1 또는 2 항에 있어서,
    상기 슬러지 분리부에서 분리된 슬러지를 고형화시키는 슬러지 고형화부가 더 포함되고,
    상기 슬러지 고형화부는 내부에 슬러지 수용 공간이 형성된 본체부, 상기 본체부 일측에 설치되고, 상기 슬러지로 고형제를 투입하는 고형제 투입부; 및
    상기 본체부의 다른 일측 내부에 설치되고, 상기 본체부에 수용된 슬러지를 교반하는 교반부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
  5. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전해액 보관조의 일측에는 상기 제 1 전해액 보관조에 수용된 전해액의 온도를 검출하는 온도계; 및
    상기 온도계에 의해 검출된 전해액의 온도에 기초하여 상기 전해액을 가열하는 히터부가 설치되는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
  6. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 전해연마조는 하단부 일측에 상기 제 1 전해액 보관조로부터 공급되는 전해액이 유입되는 전해액 유입구 및 상단부 일측에 오버플로우되는 전해액을 상기 슬러지 보관부로 공급하기 위한 오버플로우관이 형성되어 상기 오버플로우관을 통해 유출되는 전해액이 자연 냉각되도록 하는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
  7. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 슬러지 분리부는 원심 분리기 또는 드럼 탈수기인 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
  8. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 슬러지 보관부와 제 1 전해액 보관조 간에는 상기 제 1 전해액 보관조에서 오버플로우되는 전해액을 상기 슬러지 보관부로 이송하기 위한 바이패스관이 형성되고,
    상기 슬러지 보관부의 일측에는 상기 슬러지 보관부내의 폐전해액의 수위를 검출하여 수위가 미리 설정된 범위를 초과하는 경우 제염장치의 동작을 정지시키기 위한 레벨 게이지가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마 방식의 방사능 오염 금속 제염장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100822862B1 (ko) * 2007-08-08 2008-04-16 주식회사 하나원자력 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한제염방법
KR100934931B1 (ko) * 2009-05-18 2010-01-06 김광득 전해액 재활용이 가능한 전해연마방식의 방사능 및 비방사능 금속 제염장치
KR101176436B1 (ko) 2010-11-09 2012-08-30 한국원자력연구원 증기발생기 오염튜브다발 내부표면을 제염하기 위한 연마분사장치
CN109227398A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 东莞河谷自动化科技有限公司 一种抛光液过滤系统

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