KR100706646B1 - 공기 중 삼중수소 제거장치 및 제거방법 - Google Patents

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박종학
황승렬
전병진
김헌일
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한국원자력연구소
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Abstract

본 발명은 공기 중 삼중수소 제거장치 및 제거방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 중에 포함되어 있는 삼중수소를 압축, 냉각 및 흡착과정을 통해 포집하여 제거함으로써 삼중수소가 포함된 액체 폐기물의 양을 획기적으로 감소시키는 동시에 작업자의 내부피폭을 방지할 수 있는 공기 중 삼중수소 포집장치 및 포집방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거장치는, 작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입하는 흡입구와; 상기 흡입구로 흡입된 공기를 압축하는 공기압축기와; 상기 공기압축기에 연결되어 상기 공기압축기를 통과한 공기를 냉각하여 삼중수소를 포함하는 수분을 응축시켜 분리하는 냉각기와; 상기 공기압축기와 상기 냉각기에 연결되어 상기 공기압축기와 상기 냉각기로부터 발생된 응축수를 저장하며, 상기 공기압축기에 윤활수를 제공하는 응축수 수집용기와; 상기 냉각기에 연결되어 상기 냉각기를 통과한 공기로부터 삼중수소를 포함하는 수분을 흡착하는 제1흡착식 제습기와; 상기 냉각기 및 상기 제1흡착식 제습기에 연결되어 상기 제1흡착식 제습기로부터 배출되는 건조한 공기의 일부를 유입 받아 흡착제를 재생시키는 제2흡착식 제습기와; 상기 제1흡착식 제습기를 통과한 건조한 공기를 배출하는 배출구; 및 상기 제2흡착식 제습기와 연결되고, 상기 흡입구와 상기 공기압축기 사이에 구비되어 상기 흡입구와 상기 제2흡착식 제습기를 통과한 공기를 수집하여 상기 공기압축기로 유입시키는 헤더;를 포함하는 구성으로 이루어진다.
삼중수소, 압축, 냉각, 흡착, 흡착식 제습기, 재생

Description

공기 중 삼중수소 제거장치 및 제거방법{An apparatus for removing tritium from air and the method of using the same}
도 1은 본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거장치의 구성을 간략하게 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 흡입구 20 : 헤더
30 : 공기압축기 40 : 냉각기
50 : 응축수 수집용기 62 : 제1흡착식 제습기
64 : 제2흡착식 제습기 66 : 제1바이패스 밸브
67 : 제2바이패스 밸브 68 : 제3바이패스 밸브
69 : 제4바이패스 밸브 70 : 배출구
본 발명은 공기 중 삼중수소 제거장치 및 제거방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 중에 포함되어 있는 삼중수소를 압축, 냉각 및 흡착과정을 통해 포집하여 제거함으로써 삼중수소가 포함된 액체 폐기물의 양을 획기적으로 감소시키는 동시에 작업자의 내부피폭을 방지할 수 있는 공기 중 삼중수소 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.
국내의 한국원자력연구소에 있는 "하나로"는 30MW급의 개방수조형 연구용 원자로이다. "하나로"는 중성자 반사체로 중수를 사용하고 있는데, 중수 중 일부는 원자로 출력 운전 중에 중성자와 결합하여 삼중수소로 바뀌어 방사능을 발생하게 된다. 삼중수소는 배관이나 펌프 실(seal) 등으로부터 중수와 함께 증발되어 공기 중에 증기 형태로 존재하게 되는데, 작업종사자의 호흡이나 피부를 통해 체내로 유입되면 저에너지의 베타선을 방출하여 내부피폭을 일으키게 된다. 따라서 중수를 냉각재 및 감속재로 사용하고 있는 중수형 원자력 발전소에서는 작업종사자가 삼중수소에 노출되지 않게 하기 위하여 여러 가지 방법을 통해 부단한 노력을 기울이고 있다.
증기 상의 삼중수소는 물에 잘 흡수되는 특성을 갖고 있기 때문에 지금까지 삼중수소를 제거하기 위해 개발된 장치들은 대부분 삼중수소가 포함된 공기를 수중에 직접 주입해서 물과 접촉시키거나, 가습기를 사용하여 삼중수소가 포함된 공기에 가습을 하거나, 살수기를 이용하여 삼중수소를 포함하는 공기 중에 살수하는 방법을 사용하였다. 그러나 물과 접촉하는 것만으로는 삼중수소가 충분히 제거되기는 어렵다. 또한, 삼중수소와 접촉한 물 역시 삼중수소를 포함하고 있기 때문에 삼중수소를 흡수해야 할 물이 공기와 접촉하는 과정에서 공기 중으로 증발되면서 다시 삼중수소를 방출시킬 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 물과 접촉한 후 방출되는 공기를 고효율의 HEPA 필터나 수분 흡착제에 통과시켜 건조시키는 과정을 첨가한 경우도 있지만, 흡착제는 내부에 흡착한 수분이 포화상태에 이르면 더 이상 기능을 수행할 수 없게 되고, 더욱이 가습이나 살수와 같은 방법은 습기량을 포화상태에 가깝게 상승시키기 때문에 흡착제의 성능을 유지하기 어려워져 공기 중에 포함된 삼중수소를 완벽하게 제거할 수 없었다.
또한, 물과 접촉한 공기를 흡착제로 처리하기 전에 냉매가 흐르는 냉각코일을 통과시켜 냉각 제습을 하는 과정을 추가로 수행하는 경우도 있지만, 냉각 제습으로 수분을 처리하는 데는 한계가 있고, 냉각 제습 과정을 거친 공기 중에도 다량의 수분이 함유되어 있어 흡착제의 성능을 오랫동안 지속시키기 어려워 흡착제를 빈번하게 교체해야하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입한 후 압축, 냉각 및 흡착 과정을 통하여 삼중수소를 수분과 함께 분리한 후 분리된 삼중수소를 포집하여 회수함으로써 삼중수소를 포함하는 액체 폐기물의 양을 획기적으로 감소시키는 동시에 작업장 내의 삼중수소를 보다 효율적으로 제거하여 작업자의 내부피폭을 방지할 수 있는 공기 중 삼중수소 제거장치 및 제거방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거장치 는,
작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입하는 흡입구와;
상기 흡입구로 흡입된 공기를 압축하는 공기압축기와;
상기 공기압축기에 연결되어 상기 공기압축기를 통과한 공기를 냉각하여 삼중수소를 포함하는 수분을 응축시켜 분리하는 냉각기와;
상기 공기압축기와 상기 냉각기에 연결되어 상기 공기압축기와 상기 냉각기로부터 발생된 응축수를 저장하며, 상기 공기압축기에 윤활수를 제공하는 응축수 수집용기와;
상기 냉각기에 연결되어 상기 냉각기를 통과한 공기로부터 삼중수소를 포함하는 수분을 흡착하는 제1흡착식 제습기와;
상기 냉각기 및 상기 제1흡착식 제습기에 연결되어 상기 제1흡착식 제습기로부터 배출되는 건조한 공기의 일부를 유입 받아 흡착제를 재생시키는 제2흡착식 제습기와;
상기 제1흡착식 제습기를 통과한 건조한 공기를 배출하는 배출구; 및
상기 제2흡착식 제습기와 연결되고, 상기 흡입구와 상기 공기압축기 사이에 구비되어 상기 흡입구와 상기 제2흡착식 제습기를 통과한 공기를 수집하여 상기 공기압축기로 유입시키는 헤더;
를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거방법은,
작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입구로 유입하는 단계와;
상기 흡입구를 통해 유입된 공기를 공기압축기에서 압축하는 단계와;
상기 공기압축기를 통과한 공기를 냉각기에서 냉각시켜 응축수를 분리하는 단계와;
상기 냉각기를 통과한 공기를 제1흡착식 제습기를 통과시켜 잔류 수분을 흡착하는 단계와;
상기 제1흡착식 제습기를 통과한 공기의 일부를 제2흡착식 제습기로 유입시키고, 나머지는 배출구를 통해 배출시키는 단계와;
상기 제2흡착식 제습기로 유입되는 공기를 이용하여 제2흡착식 제습기에서 흡착제를 재생시키는 단계; 및
상기 제2흡착식 제습기를 통과한 공기를 헤더에서 수집하여 수집된 공기를 공기압축기로 재순환시키는 단계;
를 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거장치의 구성을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 삼중수소 제거장치는, 작업장 내에 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입하기 위한 흡입구(10)와, 흡입구(10)로 흡입된 공기를 유입하여 압축하는 공기압축기(30)와, 공기압축기(30)에 연결되어 공기압축기(30) 를 통과한 공기를 냉각하여 공기 중의 수분을 응축시켜 응축수를 분리하는 냉각기(40)와, 공기압축기(30)와 냉각기(40)에 연결되며, 공기압축기(30)와 냉각기(40)로부터 발생된 응축수를 저장하고, 공기압축기(30)로 윤활수를 공급하는 응축수 수집용기(50)와, 냉각기(40)에 연결되어 상기 냉각기(40)를 통과한 공기로부터 삼중수소를 포함하는 수분을 흡착하는 제1흡착식 제습기(62)와, 제1흡착식 제습기(62)에 연결되어 제1흡착식 제습기(62)로부터 배출되는 건조한 공기의 일부를 유입 받아 흡착제를 재생시키는 과정을 수행하는 제2흡착식 제습기(64)와, 제1흡착식 제습기(62)에 연결되어 제1흡착식 제습기(62)를 통과한 건조한 공기 중 재순환되는 양을 제외한 나머지를 토출하는 배출구(70)와, 제2흡착식 제습기(64)와 연결되며, 흡입구(10)와 공기압축기(30) 사이에 연결되어, 흡입구(10) 및 제2흡착식 제습기(64)를 통과한 공기를 수집하여 공기압축기(30)로 유입시키는 헤더(20)를 포함하는 구성을 갖는다.
본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거장치의 동작원리에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
흡입구(10)는 작업장 내에 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 헤더(20)를 거쳐 공기압축기(30)로 유입시킨다.
일반적인 공기압축기는 압축부의 윤활 및 냉각을 위해 윤활유를 사용하는데, 윤활유는 정기적으로 교체해야하고, 압축과정에서 오일 미스트(oil mist)가 압축공기에 섞이게 되므로, 이를 걸러주기 위한 오일 필터를 설치해야 한다. 하지만, 오 일 필터를 설치하더라도 필터에서 걸러지지 않은 작은 오일 미스트는 흡착제를 오염시켜 흡착제의 성능 및 수명을 저하시킨다. 또한, 교체된 윤활유와 오일 필터 및 흡착제에는 방사성의 삼중수소가 함유되어 있기 때문에 방사능 폐기물로 구분하여 처리해야만 했다.
본 발명에서의 공기압축기(30)는 압축부에서의 윤활 및 냉각을 위하여 윤활수(水)를 사용하는 공기압축기(30)가 사용된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 공기압축기(30)에서는 압축과정에서 윤활수에 삼중수소가 혼합될 수 있고, 압축에 의해 수분이 응축되어 응축수가 발생(A)되면 응축수를 윤활수로 재활용할 수 있다.
냉각기(40)는 소형 증기압축식 냉동기로 이루어지며, 상기 공기압축기(30)를 통과한 공기를 냉각시켜 공기 중에 포함된 수분을 응축하여 분리한다. 공기압축기(30)를 통과한 공기 내에는 삼중수소가 수분과 결합되어 존재하기 때문에 냉각기(40)를 통과하면서 대부분의 수분이 응축되어 냉각기(40) 하부에 수집된다. 수집된 응축수는 냉각기(40) 하부에 설치된 드레인을 통해 응축수 수집용기(50)에 수집(B)된다.
응축수 수집용기(50)는 공기압축기(30) 및 냉각기(40)에 연결되어, 공기압축기(30) 및 냉각기(40)에서 발생한 응축수를 수집(A, B)하고, 공기압축기(30)에 윤활수를 제공(C)한다.
제1흡착식 제습기(62)와 제2흡착식 제습기(64)는 냉각기(40)에 연결되며, 냉각기(40)를 통과한 공기 중에 포함되어 있는 잔류 수분을 흡착한다. 제1흡착식 제습기(62)와 제2흡착식 제습기(64)는 동일한 구조로 구성되어 있으며, 내부에는 수 분을 흡착하기 위한 흡착제가 탑재되어 있다. 흡착제로는 실리카겔, 활성알루미나(Activated Alumina) 및 몰레큘라 시브스(Molecular Sieves) 등이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 낮은 습도에서도 흡착력이 뛰어난 몰레큘라 시브스와 활성 알루미나 계열의 흡착제를 혼용하여 사용하였다.
제1흡착식 제습기(62)와 제2흡착식 제습기(64)는 배관에 의해 서로 연결되어 있으며, 상기 제1흡착식 제습기(62)가 흡착작용을 하는 경우에는 상기 제2흡착식 제습기(64)는 제1흡착식 제습기(62)를 통과한 공기 중의 일부를 유입하여 흡착제를 재생하고, 상기 제2흡착식 제습기(64)가 흡착작용을 하는 경우에는 제1흡착식 제습기(62)에서는 제2흡착식 제습기(62)를 통과한 공기 중의 일부를 유입하여 흡착제를 재생한다. 이러한 과정은 일정한 시간, 예를 들어 5분 내지 6분 간격으로 번갈아가며 반복된다.
냉각기(40)와 제1흡착식 제습기(62) 및 제2흡착식 제습기(64)는 4개의 바이패스 밸브(66, 67. 68, 69) 에 의해 서로 연결되어 있으며, 상기 바이패스 밸브를 조절함으로써 이들 사이를 흐르는 공기의 흐름과 양을 조절할 수 있다.
바이패스 밸브에 대한 설명은 이 후 본 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 제거방법에 대한 설명에서 상세하게 하기로 한다.
제2흡착식 제습기(또는, 제1흡착식 제습기)를 통과하며 흡착제를 재생시키는 과정에서, 흡착제에 포함되어 있던 수분을 흡수한 공기는 헤더(20)에서 수집되어 공기압축기(30)로 재순환된다.
배출구(70)는 제1흡착식 제습기(62)에 연결되어 제1흡착식 제습기(62)로부터 배출되는 건조한 공기를 외부로 배출시킨다. 배출구(70)가 흡입구(10)와 근접하게 위치하게 되면 삼중수소 제거 효율이 저하되므로, 되도록 흡입구(10)와 멀리 위치하게 한다. 이는 흡입구(10)와 배출구(70)가 근접하게 위치하게 되면, 상기 배출구(70)로부터 배출되는 건조한 공기, 즉 삼중수소가 제거된 공기가 다시 흡입구(10)로 유입되기 때문에 작업장 내에 존재하는 삼중수소를 포함하는 공기의 유입량이 적어지기 때문이다.
한편, 삼중수소 발생지역이 주변과 격리된 공간이나 실내인 경우에는 흡입구(10)와 배출구(70)를 삼중수소 발생지역에 연결해주면 단시간 내에 삼중수소를 방사선 작업종사자 기준 이하로 감소시킬 수 있다. 이는 삼중수소 발생지역이 주변과 격리된 공간이나 실내인 경우 내부 공기를 삼중수소 제거장치를 통해 순환시킴으로써 삼중수소 제거 효율을 향상시킬 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 삼중수소 제거장치는 모든 구성요소를 하나의 프레임에 모두 설치함으로써 프레임 하부에 이동용 바퀴를 부착하거나 크레인에 의해 이동 가능하도록 제작되었다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 공기 중 삼중수소 제거방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 중 삼중수소 제거방법을 나타내는 순서도로서, 도 1과 연관하여 설명한다.
먼저, 삼중수소의 농도가 높아 작업자의 접근이 어려운 작업장 내의 삼중수 소를 포함하는 공기를 삼중수소 처리장치의 흡입구(10)를 통해 흡입하고(S200), 헤더(20)를 거쳐 공기압축기(30)로 유입시킨다.
다음, 공기압축기(30)로 유입된 공기를 압축한다(S210). 이 단계에서 공기 중에 포함되어 있는 수분 중 일부가 응축되어 공기압축기(30)에 연결되어 있는 응축수 수집용기(50)로 유입된다. 공기압축기(30)는 압축부의 압축 및 윤활을 위해서 윤활수를 사용하며, 여기에 사용되는 윤활수로 응축수 수집용기(50) 내에 저장되어 있는 물(水)을 이용한다.
압축과정에서 공기압축기(30)로 유입된 공기 중에 포함된 수분 중 일부가 응축되고, 압축과정에서 발생된 열로 인해 공기의 온도가 상승된다.
이렇게 온도가 상승된 공기는 공기압축기(30)에 연결된 냉각기(40)로 유입된다.
냉각기(40)에서는 상기 공기압축기(30)로부터 유입된 공기를 냉각하고, 냉각과정에 의해 공기 중에 포함되어 있는 수분이 응축되어 냉각기(40)에 연결되어 있는 응축수 수집용기(50)로 수집된다(S220).
이때, 공기 중에 포함되어 있는 수분은 삼중수소를 포함하고 있기 때문에 응축수에는 삼중수소가 함유되어 있다. 이렇게 수집된 응축수는 냉각기(40)에 연결되어 있는 응축수 수집용기(50)에 저장되어 공기압축기(30)로부터 발생된 응축수와 함께 공기압축기(30)의 윤활수로 사용된다.
다음, 냉각기(40)를 통과한 공기는 냉각기(40)에 연결되어 있는 제1흡착식 제습기(62)로 유입되고, 제1흡착식 제습기(62)를 통과하면서 흡착제에 수분이 흡착 된다(S230). 제1흡착식 제습기(62)를 통과한 공기는 노점이 -90° 이하에 이르게 되는데 이때의 공기 중에는 수분이 거의 존재하지 않는다. 따라서 물에 잘 흡수되는 삼중수소 역시 수분과 함께 흡착제에 흡착되어 거의 제거된다.
제1흡착식 제습기(62)를 통과한 공기 중 일부는 흡착제의 재생에 사용하기 위하여 제1흡착식 제습기(62)에 연결되어 있는 제2흡착식 제습기(64)로 유입되고, 나머지는 배출구(70)를 통해 배출된다(S240).
그 다음, 제2흡착식 제습기(64)는 제1흡착식 제습기(62)로부터 유입된 공기를 이용하여 내부에 탑재된 흡착제를 재생한다(S250).
다음, 제2흡착식 제습기(64)를 통과한 공기는 헤더(20)에서 수집하여 공기압축기(30)를 통해 재순환시킨다(S260). 제2흡착식 제습기(64)를 통과한 공기를 헤더(20)에서 수집하는 이유는 상기 제2흡착식 제습기(64)를 통과한 공기 중에는 재생과정을 통해 삼중수소를 함유한 수분이 포함되어 있으므로 일련의 삼중수소 제거과정을 다시 수행함으로써 최종적으로는 응축수 수집용기(50)에서 삼중수소를 수집하기 위함이다.
이와 같은 일련의 삼중수소 제거과정을 거쳐 응축수 수집용기(50)에 수집된 응축수는 삼중수소가 포함되어 있는 액체 폐기물로서, 응축수 수집용기(50)에 어느 정도의 응축수가 수집되면 응축수의 방사능을 측정하여 방사능 농도에 따라 적절한 방법으로 응축수를 처리한다.
상술한 실시예에서는 제1흡착식 제습기(62)와 제2흡착식 제습기(64)가 각각 흡착과정과 재생과정을 수행하는 경우에 대하여 설명하였으나, 제1흡착식 제습기(62)와 제2흡착식 제습기(64)는 4개의 바이패스 밸브(66, 67, 68, 69)에 의해 서로 연결되어 있어, 흡착과정과 재생과정을 주기적으로 번갈아가며 수행할 수 있다.
이하에서는 상기 제1흡착식 제습기(62)와 제2흡착식 제습기(64)가 4개의 바이패스 밸브(66, 67, 68, 69)에 의해 서로 연결되어 흡착과정과 재생과정을 주기적으로 번갈아가면서 수행하는 방법에 대하여 설명한다.
작업장 내의 공기는 흡입구(10)로 흡입되어 헤더(20)를 통해 공기압축기(30) 및 냉각기(40)를 거쳐 흡착식 제습기(62)로 유입된다. 이때, 냉각기(40)에 연결되어 있는 제1바이패스 밸브(66)는 제1흡착식 제습기(62) 방향을 개방시키고, 제2흡착식 제습기(64) 방향을 폐쇄시키며, 상기 제2바이패스 밸브(67)는 제1흡착식 제습기(62) 방향을 개방시켜 상기 냉각기(40)를 통과한 공기를 제1흡착식 제습기(62)로 유입되도록 한다.
상기 제1흡착식 제습기(62)로 유입된 공기는 제1흡착식 제습기(62)를 통과하면서 흡착제에 대부분의 수분이 흡착된다.
제1흡착식 제습기(62)를 통과한 건조한 공기 중 일부는 제3바이패스 밸브(68)를 거쳐 제2흡착식 제습기(64)로 유입되고, 나머지는 상기 제3바이패스 밸브(68)를 거쳐 배출구(70)를 통해 배출된다.
제1흡착식 제습기(62)에서 제2흡착식 제습기(64)로 유입된 공기는 제2흡착식 제습기(64)를 통과하면서 제2흡착식 제습기(64) 내의 흡착제에 흡착되어 있는 수분을 흡수하여 흡착제를 재생한다.
제2흡착식 제습기(64)를 통과한 공기는 흡착제로부터 수분을 흡수하면서 삼중수소도 흡수하기 때문에 제2흡착식 제습기(64)를 통과한 공기는 제2흡착식 제습기(64)에 연결되어 있는 제4바이패스 밸브(69)를 통해 헤더(20)에서 수집한다.
이후, 제1흡착식 제습기(62)의 흡착제에 흡착된 수분의 양이 포화상태가 되고, 제2흡착식 제습기(64)에 탑재된 흡착제가 충분히 재생되면, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4바이패스 밸브(66, 67, 68, 69)의 경로를 변경하여 제2흡착식 제습기(64)에서 흡착과정을 수행하고, 제1흡착식 제습기(62) 내의 흡착제를 재생하는 과정이 수행된다. 이러한 과정은 흡착제가 최적의 흡착 성능을 발휘할 수 있도록 미리 설정된 시간에 따라 자동으로 번갈아가면서 반복 수행될 수 있다.
다시 말해서, 상기 냉각기(40)에 연결된 제1바이패스 밸브(66) 및 제4바이패스 밸브(69)를 조정하여 냉각기(40)를 통과한 공기를 제2흡착식 제습기(64)로 유입하여 수분을 흡착하고, 상기 제2바이패스 밸브(67) 및 제3바이패스 밸브(68)를 조정하여 제2흡착식 제습기(64)를 통과한 공기를 이용하여 제1흡착식 제습기(62) 내의 흡착제를 재생한다.
이러한 과정은 다음과 같은 방법으로 수행될 수 있다.
작업장 내의 공기는 흡입구(10)로 흡입되어 헤더(20)를 통해 공기압축기(30) 및 냉각기(40)를 거쳐 제2흡착식 제습기(64)로 유입된다. 이때, 상기 냉각기(40)에 연결되어 있는 제1바이패스 밸브(66)는 제2흡착식 제습기(64) 방향을 개방시키고, 제1흡착식 제습기(62) 방향을 폐쇄시키며, 상기 제4바이패스 밸브(69)는 제2흡착식 제습기(64) 방향을 개방시켜 냉각기(40)를 통과한 공기를 제2흡착식 제습기(64)로 유입되도록 한다.
상기 제2흡착식 제습기(64)로 유입된 공기는 제2흡착식 제습기(64)를 통과하면서 흡착제에 대부분의 수분이 흡착된다.
제2흡착식 제습기(64)를 통과한 건조한 공기 중 일부는 상기 제3바이패스 밸브(68)를 거쳐 제1흡착식 제습기(62)로 유입되고, 나머지는 제3바이패스 밸브(68)를 거쳐 배출구(70)를 통해 배출된다.
제2흡착식 제습기(64)에서 제1흡착식 제습기(62)로 유입된 공기는 제1흡착식 제습기(62)를 통과하면서 상기 제1흡착식 제습기(62) 내의 흡착제에 흡착되어 있는 수분을 흡수하여 흡착제를 재생한다.
제1흡착식 제습기(62)를 통과한 공기는 흡착제로부터 수분을 흡수하면서 삼중수소도 흡수하기 때문에 제1흡착식 제습기(62)를 통과한 공기를 제1흡착식 제습기(62)에 연결되어 있는 제2바이패스 밸브(67)를 통해 헤더(20)에서 수집한다.
상술한 바와 같이 한 쌍의 흡착식 제습기를 주기적으로 번갈아가면서 사용함으로써 흡착제의 성능을 최적의 상태로 유지할 수 있으며, 흡착제를 교체하는데 드는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거방법은 기존에 사용되는 삼중수소 처리방법에 비하여 액체 폐기물의 양을 획기적으로 줄일 수 있고, 액체 폐기물로 인해 작업장의 공기가 재오염되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 삼중수소를 포함하는 공기를 압축, 냉각 및 흡착하는 일련의 과정을 실시하여 응축수 수집용기에 저장하고, 응축수 수집용기에 저장된 응축수를 이용하여 삼중수소를 포함하는 공기를 압축하는데 재사용함으로써 액체 폐기물이 지속적으로 증가하는 것을 방지할 수 있고, 작업장 내의 공기 중에서 삼중수소를 획기적으로 제거할 수 있으므로 작업자의 내부피폭을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기 중 삼중수소 제거장치로부터 배출되는 건조한 공기를 사용하여 흡착식 제습기를 재생시킴으로써 흡착제의 교체비용 및 수고를 들이지 않아도 되므로 이에 드는 비용 및 시간을 절약할 수 있다는 효과도 있다.

Claims (5)

  1. 작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입하는 흡입구와;
    상기 흡입구로 흡입된 공기를 압축하는 공기압축기와;
    상기 공기압축기에 연결되어 상기 공기압축기를 통과한 공기를 냉각하여 삼중수소를 포함하는 수분을 응축시켜 분리하는 냉각기와;
    상기 공기압축기와 상기 냉각기에 연결되어 상기 공기압축기와 상기 냉각기로부터 발생된 응축수를 저장하며, 상기 공기압축기에 윤활수를 제공하는 응축수 수집용기와;
    상기 냉각기에 연결되어 상기 냉각기를 통과한 공기로부터 삼중수소를 포함하는 수분을 흡착하는 제1흡착식 제습기와;
    상기 냉각기 및 상기 제1흡착식 제습기에 연결되어 상기 제1흡착식 제습기로부터 배출되는 건조한 공기의 일부를 유입 받아 흡착제를 재생시키는 제2흡착식 제습기와;
    상기 제1흡착식 제습기를 통과한 건조한 공기를 배출하는 배출구; 및
    상기 제2흡착식 제습기와 연결되고, 상기 흡입구와 상기 공기압축기 사이에 구비되어 상기 흡입구와 상기 제2흡착식 제습기를 통과한 공기를 수집하여 상기 공기압축기로 유입시키는 헤더;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 중 삼중수소 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1흡착식 제습기와 제2흡착식 제습기는 흡착제로서 몰레큘라 시브스(Molecular Sieves)와 활성 알루미나(Activated Alumina) 계열의 흡착제를 혼용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 공기 중 삼중수소 제거장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기압축기는 압축부의 압축 및 윤활을 위한 윤활제로서 윤활수(水)를 사용하는 것을 특징으로 하는 공기 중 삼중수소 제거장치.
  4. 작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기를 흡입구로 유입하는 단계와;
    상기 흡입구를 통해 유입된 공기를 공기압축기에서 압축하는 단계와;
    상기 공기압축기를 통과한 공기를 냉각기에서 냉각시켜 응축수를 분리하는 단계와;
    상기 냉각기를 통과한 공기를 제1흡착식 제습기를 통과시켜 잔류 수분을 흡착하는 단계와;
    상기 제1흡착식 제습기를 통과한 공기의 일부를 제2흡착식 제습기로 유입시키고, 나머지는 배출구를 통해 배출시키는 단계와;
    상기 제2흡착식 제습기로 유입되는 공기를 이용하여 제2흡착식 제습기에서 흡착제를 재생시키는 단계; 및
    상기 제2흡착식 제습기를 통과한 공기를 헤더에서 수집하여 수집된 공기를 공기압축기로 재순환시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 삼중수소 제거방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각기와 상기 제1흡착식 제습기 및 상기 제2흡착식 제습기 사이에 바이패스 밸브를 구비하여, 상기 제1흡착식 제습기 및 제2흡착식 제습기는 구비된 바이패스 밸브에 의한 경로 조절에 따라 흡착 및 재생과정을 번갈아가면서 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 중 삼중수소 제거방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110398771A (zh) * 2019-06-26 2019-11-01 浙江国辐环保科技有限公司 一种利用冷凝法采集空气中氚的装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07181294A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Hitachi Ltd トリチウム含有ガス処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07181294A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Hitachi Ltd トリチウム含有ガス処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903117B1 (ko) 2007-11-01 2009-06-15 (주)한국원자력 엔지니어링 누설 중수 처리장치
KR100996290B1 (ko) 2008-11-17 2010-11-24 한국원자력연구원 삼중수소수 오염공기의 정화방법 및 그를 이용한 정화호흡기
CN110398771A (zh) * 2019-06-26 2019-11-01 浙江国辐环保科技有限公司 一种利用冷凝法采集空气中氚的装置

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