KR100657203B1 - 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치 - Google Patents

방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치에 관한 것으로서, 내부에 유기 용매가 수용되고 표면에 도료가 도포된 방사능 오염 금속이 유기 용매에 담지되는 제염조, 상기 방사능 오염 금속 표면의 도료가 용해된 상기 유기 용매가 이송 저장되는 폐용매 저장조, 상기 방사능 오염 금속 표면의 도료가 용해된 상기 유기 용매를 상기 제염조로부터 상기 폐용매 저장조로 압송하는 제 1 펌프, 상기 폐용매 저장조에 저장된 유기 용매를 가열하는 히터, 상기 폐용매 저장조의 상부에 연결되어 상기 폐용매 저장조 내부를 감압상태로 유지하는 진공펌프 및 상기 폐용매 저장조로부터 기화된 유기 용매를 냉각하여 액화시키는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 표면에 페인트 등의 도료가 도포된 방사능 오염 금속은 전해제염에 의해서 제염이 되지 않으나 유기 용매를 이용하여 도료제거만을 통해서도 제염이 가능하므로 방사능 폐기물의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
제염, 방사성, 방사능, 오염, 금속, 페인트, 도료.

Description

방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치{An Apparatus For Removing Paint of Radioactive Contaminated Metal}
도 1은 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속 제염장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 고화장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 방사능 오염 금속 표면의 도료를 제거하는 과정을 도시한 흐름도이다.
<주요도면부호에 관한 설명>
10 : 제염조 11 : 선반
12 : 커버 15 : 유기 용매
20 : 방사능 오염 금속 21 : 도료
30 : 폐용매 저장조 35 : 단속 밸브
40 : 중탕조 45 : 물
50 : 히터 60 : 진공 펌프
70 : 고화장치 71 : 고화장치 본체
72 : 교반기 73 : 고화제 저장조
74 : 고화제 75 : 폐기물 드럼
80 : 냉각기 90 : 임시 저장조
P1, P2 , P3 : 펌프
본 발명은 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면에 페인트 등의 도료가 도포된 방사능 오염 금속의 제염 시에 유기 용매를 이용하여 도료를 제거하여 제염처리를 하고, 혹 폐유기용매에 의해 금속이 재오염되는 경우 전해연마 방법을 이용하여 오염물질을 제거함으로써 방사능 폐기물의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치에 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.
이러한 문제점을 해결하기 위해 전해제염이 제안되어 사용되고 있으며, 전해제염은 금속 대상물을 재사용할 수 있고 방사성 폐기물량을 1/100 ~ 1/1000 정도로 감소시킬 수 있어 널리 사용되고 있다.
전해연마를 이용한 방사능 오염 금속 제염장치의 일례가 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 전해액 재활용이 가능한 중성염 전해연마방식의 방사능오염 금속제염장치로서 도 1을 참조하면, 전해연마 제염장치는 전해연마액(120)이 수용된 전해 연마조(100)에 제염 대상 금속(140)을 담지시켜 제염 대상 금속(140)의 표면에 방사능으로 오염되어 있던 금속입자들을 분리시키는 전해연마공정이 완료되면, 전해연마조(100)내의 전해연마액(120)이 임시보관탱크(240)로 압송되고, 제염이 필요한 새로운 대상 금속(140)이 설치된다. 대상 금속(140)의 설치가 완료되면, 임시보관탱크(240) 내의 전해연마액(120)을 액체여과필터(260)에서 여과시킨 후 전해연마조(100)로 재공급한다.
전해연마조(100)내에서 전해연마가 일어나면, 대상물(140) 표면에서 전기분해가 일어나기 때문에 전해연마액(120)의 온도가 상승하므로 전해연마가 완료되면, 전해연마액(120)을 냉각기(220)로 냉각시킨 후 순환파이프(400)를 통해 전해연마조(100)로 궤환하도록 한다.
한편, 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, 이러한 전해 제염은 폐기물의 양을 급격하게 감소시킬 수 있는 장점이 있으나, 금속의 표면에 페인트 등의 도료가 도포된 경우에는 도료가 부도체이므로 전기를 띄지 않아 전해 연마가 불가능한 문제가 있었다.
따라서, 현재 금속성 방사성 폐기물 중 표면에 도료가 도포되어 있는 경우에는 평판인 경우 1차 고압 세척을 실시하고 방사능 측정 후 제염이 되지 않으면 그라인더를 이용해 방사능 물질을 제거하고 있으며, 굴곡이 심한 제품인 경우에는 제염액을 이용하여 제염을 실시하고 제염이 되지 않는 경우에는 그대로 보관하고 있는 실정이다.
따라서, 표면에 도료가 도포된 금속성 방사성 폐기물에 있어서도 전해제염이 가능하도록 하는 장치에 대한 필요성이 심각하게 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 표면에 페인트 등의 도료가 도포된 방사능 오염 금속의 제염 시에 유기 용매를 이용하여 도료를 제거한 후 제거된 방사능물질에 의해 재오염된 금속 표면을 전해제염 처리함으로써 방사능 폐기물의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유기 용매만을 재추출하여 방사능이 오염된 도료를 별도로 수거하고 유기 용매를 제염조로 재투입하여 재료 재활용율을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 유기 용매가 수용되고 표면에 도료가 도포된 방사능 오염 금속이 유기 용매에 담지되는 제염조, 상기 방사능 오염 금속 표면의 도료가 용해된 상기 유기 용매가 이송 저장되는 폐용매 저장조, 상기 방사능 오염 금속 표면의 도료가 용해된 상기 유기 용매를 상기 제염조로부터 상기 폐용매 저장조로 압송하는 제 1 펌프, 상기 폐용매 저장조에 저장된 유기 용매를 가열하는 히터, 상기 폐용매 저장조의 상부에 연결되어 상기 폐용매 저장조 내부를 감압상태로 유지하는 진공펌프 및 상기 폐용매 저장조로부터 기화된 유기 용매를 냉각하여 응축시키는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치가 제공된다.
여기서, 상기 냉각부에 의해 응축된 유기 용매를 임시 저장하는 임시 저장조 및 상기 임시 저장조에 저장된 유기 용매를 상기 제염조로 재투입하는 제 2 펌프가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폐용매 저장조의 하단부에 연결되어 상기 유기 용매가 증발된 후 잔류하는 도료를 수집하여 고화시키는 고화장치가 더 포함되는 것이 보다 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 고화장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치는 제염조(10), 폐용매 저장조(30), 진공펌프(60), 고화장치(70), 냉각기(80) 및 임시 저장조(90)를 포함하여 구성된다.
제염조(10)는 상부가 개방된 박스 형상의 탱크로서 내면 바닥에 제염하고자 하는 방사능 오염 금속(20)이 안착되는 선반(11)이 설치되고 내부에는 유기 용매(15)가 채워져 있다. 제염조(10)의 상부에는 커버(12)가 설치되어 제염 처리 중에는 유기 용매(15)가 증발하지 않도록 커버(12)를 씌워주는 것이 바람직하다. 또 한, 제염조(10)의 상부에는 환기공(13)이 형성되어 악취 가스를 환기 장치로 배출시키도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 방사능 오염 금속(20)은 표면에 페인트 등의 도료(21)가 도포되어 있으며, 도료(21)가 도포된 상태에서는 전해연마가 불가능하므로 방사능 오염 금속(20)을 유기 용매(15)에 담지하여 도료(21)를 용해시킨 후 전해연마를 통해 방사능 물질을 제거한다. 본 실시예에서는 유기 용매로서 DMF(dimethylformamide)가 사용되었다.
폐용매 저장조(30)는 제 1 펌프(P1)를 통해 제염조(10)와 배관으로 연결되어 있다. 방사능 오염 금속(20) 표면의 도료(21)가 완전히 용해되면 제 1 펌프(P1)에 의해 도료(21)가 용해된 유기 용매(15)가 폐용매 저장조(30)로 압송된다. 제염조(10)와 폐용매 저장조(30) 간에는 단속 밸브(35)가 위치하여 제염조130)에서 폐용매 저장조(30)로의 폐용매의 이동을 단속한다.
폐용매 저장조(30)는 물(45)이 수용된 중탕조(40) 내에 위치하고 있으며, 중탕조(40)의 하부 일측에는 물(45)을 가열하기 위한 히터(50)가 설치되어 있다. 본 발명의 실시예에서 유기 용매(15)를 가열하기 위한 구성으로서 중탕 가열 구조를 예시하여 설명하였으나, 그 외에 핫 플레이트 등에 의한 직접 가열 구조 또는 기타 간접 가열 구조가 사용될 수 있음은 물론이다.
폐용매 저장조(30)의 상부에는 진공펌프(60)가 연결되어 폐용매 저장조(30) 내부를 감압상태로 유지하도록 되어 있다. 따라서, 진공펌프(60)에 의해 폐용매 저장조(30) 내부가 감압된 상태에서 히터(50)에 의해 중탕조(40)내의 물(45)이 가열되면 그에 따라 폐용매 저장조(30) 내의 유기 용매(15)가 승온되어 쉽게 기화가 일어나 증발되게 된다.
폐용매 저장조(30)의 하부는 배관을 통해 고화장치(70)와 연결되어 있다. 고화장치(70)는 유기 용매(15)가 증발되고 남은 방사능 오염 도료(21)를 수거하여 고화시키는 장치이다.
고화장치(70)는 도 3에 도시된 바와 같이, 고화장치 본체(71) 내에 교반기(72)가 설치되어 폐용매 저장조(30)로부터 배출된 도료 슬러지와 고화제 저장조(73)로부터 펌프(P3)에 의해 압송된 액상의 고화제(74)를 고화장치 본체(71)내에서 교반시켜 도료 슬러지를 고형화시킨 후 하부에 위치된 폐기물 드럼(75)으로 배출되어 폐기된다. 본 실시예에서 고화제로는 미국 FTI사의 AQUASETⅡ 시리즈가 사용되었다.
폐용매 저장조(30)의 상부로 배출되는 배관은 냉각기(80)에 연결되어 있다. 기상의 유기 용매(15)는 냉각기(80)에 의해 응축되어 냉각기(80) 하부에 위치하는 임시 저장조(90)에 저장된다.
임시 저장조(90)와 제염조(10)의 사이에는 제 2 펌프(P2)가 위치하여, 일정량 이상의 유기 용매(15)가 수거되면 이를 다시 제염조(10)로 재투입한다. 증류처리된 유기 용매(15) 속에는 방사능 물질이 거의 포함되어 있지 않으며, 이를 제염조(10)로 재투입하여 일정 회수 반복사용하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 방사능 오염 금속 표면의 도료를 제거하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 우선, 유기 용매(15)가 수용된 제염조(10) 내에 방사능 오염 금속(20)을 담지하여 방사능 오염 금속(20) 표면의 도료(21)를 용해시킨다(S100).
방사능 오염 금속(20) 표면의 도료(21)가 완전히 용해되면, 제 1 펌프(P1)가 동작하여 도료(21)가 용해된 유기 용매(15)를 폐용매 저장조(30)로 이송시킨다(S200).
이송된 유기 용매(15)는 진공 펌프(60)에 의해 감압된 상태에서 히터(50)에 의해 가열되어 통상의 기화점보다 낮은 온도에서 유기 용매(15)의 증발이 일어나게 된다(S300). 유기 용매(15)의 증발에 의해 폐용매 저장조(30)의 하부에 잔류하는 도료(21)는 고화장치(70)에서 수거되어 고화처리된다.
증류되어 폐용매 저장조(30)의 상부 배관을 통해 이동되는 기상의 유기 용매(15)는 냉각기(80)에 의해 냉각되어 기상에서 액상으로 변화된다(S400).
액상으로 변화된 유기 용매(15)는 배관을 따라 하부에 위치한 임시 저장조(90)로 이동한다(S500).
일정량 이상의 유기 용매(15)가 임시 저장조(90)에 수거되면 제 2 펌프(P2)의 작동에 의해 유기 용매(15)를 제염조(10)로 재투입한다(S600).
상기 과정을 통해 방사능 오염 금속(20) 표면의 도료(21)가 제거되면 방사능 오염 금속(20)이 도 1에 도시된 전해연마조(100)내로 투입되어 전해연마 제염처리가 수행된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 표면에 페인트 등의 도료가 도포된 방사능 오염 금속은 전해제염에 의해서 제염이 되지 않으나 유기 용매를 이용하여 도료제거만을 통해서도 제염이 가능하므로 방사능 폐기물의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 의할 경우 유기 용매를 이용하여 도료를 제거하므로 표면에 도료가 도포된 모든 방사능 오염 금속에 적용이 가능한 장점이 있다.
또한, 유기 용매만을 재추출하여 방사능이 오염된 도료를 별도로 수거하고 유기 용매를 제염조로 재투입하여 재료 재활용율을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (3)

  1. 내부에 유기 용매가 수용되고 표면에 도료가 도포된 방사능 오염 금속이 유기 용매에 담지되는 제염조;
    상기 방사능 오염 금속 표면의 도료가 용해된 상기 유기 용매가 이송 저장되는 폐용매 저장조;
    상기 방사능 오염 금속 표면의 도료가 용해된 상기 유기 용매를 상기 제염조로부터 상기 폐용매 저장조로 압송하는 제 1 펌프;
    상기 폐용매 저장조에 저장된 유기 용매를 가열하는 히터;
    상기 폐용매 저장조의 상부에 연결되어 상기 폐용매 저장조 내부를 감압상태로 유지하는 진공펌프; 및
    상기 폐용매 저장조로부터 기화된 유기 용매를 냉각하여 응축시키는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각부에 의해 응축된 유기 용매를 임시 저장하는 임시 저장조; 및
    상기 임시 저장조에 저장된 유기 용매를 상기 제염조로 재투입하는 제 2 펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐용매 저장조의 하단부에 연결되어 상기 유기 용매가 증발된 후 잔류하는 도료를 수집하여 고화시키는 고화장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 방사능 오염 금속 표면 도료 제거장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101191924B1 (ko) * 2010-10-20 2012-10-17 (주)인디스디앤아이 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치

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