KR101065353B1 - The method for decompositional treatment of spent cationic ion-exchange resin - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알칼리 공융염이 들어있는 반응기를 가온하여 일정온도를 유지하면서 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 반응기를 고온으로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 상기 단계 1의 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법은 폐양이온교환수지에 포함되어 있는 휘발성 탄화수소는 산소와 반응하여 기체상에서 산화분해되고, 황은 알칼리 공융염과 반응하여 유해가스인 황산가스를 방출하지 않고 용융염내에 잔류하게 되며, 방사성 핵종은 산화스트론튬, 산화세슘, 산화코발트와 같은 산화물의 형태로 용융염내에 잔류하게 되고, 고온으로 가열하여 미립자의 고정탄소를 제거하므로, 종래 방법에서 발생할 수 있는 방사성 핵종의 휘발 배출과 산성가스의 배출을 방지하므로, 폐양이온교환수지를 분해처리하는데 유용하게 이용할 수 있다. The present invention relates to a method for decomposing waste cation exchange resin, and more particularly, to waste waste cation exchange resin and oxygen by supplying the waste cation exchange resin and oxygen to the bottom of the reactor while maintaining a constant temperature by heating a reactor containing an alkali eutectic salt. Removing volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides present in the resin (step 1); And a step of heating the reactor to a high temperature and supplying oxygen to the lower part of the reactor to remove the fixed carbon remaining after the reaction of Step 1 (step 2). In the method for decomposing waste cation exchange resin according to the present invention, the volatile hydrocarbons contained in the waste cation exchange resin are oxidized and decomposed in the gas phase by reacting with oxygen, and sulfur does not react with alkali eutectic salts to release sulfuric acid gas, which is a harmful gas. And radionuclides remain in the molten salt in the form of oxides such as strontium oxide, cesium oxide, and cobalt oxide, and are heated at high temperature to remove the fixed carbon of the fine particles, which may occur in conventional methods. Since it prevents the release of radionuclides and the release of acidic gases, it can be usefully used to decompose waste cation exchange resins.

Description

폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법{The method for decompositional treatment of spent cationic ion-exchange resin}The method for decompositional treatment of spent cationic ion-exchange resin}

본 발명은 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for decomposing waste cation exchange resins.

폐이온교환수지는 원자력산업에서 발생되는 유기성 고체폐기물이며, 감용효과가 큰 소각방법으로 처리하는 것이 바람직하나 소각처리가 용이하지 않은 문제가 있다. 폐이온교환수지는 직경 1 ㎜ 미만의 난분해성 고분자 유기물이기 때문에 연소되지 않고 탄화되어 소각로 하부의 회분(재)층에 퇴적되고 산소의 순환이 잘 이루어지지 않는 회분(재)층에 고형탄소 화합물의 형태로 잔류하게 되므로 완전한 분해처리가 어려운 문제가 있다. 고온의 소각온도 및 큰 난류유동으로 상기 문제점을 어느 정도 극복할 수 있으나, 상기 조건에서 이온교환수지가 함유하고 있는 세슘(Cs), 스트론튬(Sr) 등의 핵종이 소각로 내 화염온도에서 쉽게 휘발되므로, 상기 방사선 핵종의 배출로 인하여 환경이 오염되는 문제가 있다. 특히, 양이온교환수지 는 분해될 때 산성가스인 황산가스(SO2)가 과량으로 발생하여 소각로 장치를 부식시키고, 산성폐수를 과량 발생시켜 감용비를 저하하는 등 여러 가지 문제점을 발생시킨다. 소각방법과 유사하게 고온에서 화염이 수반되는 방법에 의한 유기물 산화분해기술이 응용되는 유리화공정과 플라즈마 용융 등의 방법도 핵종의 휘발 및 부식성 유해 황산가스(SO2)가 과량으로 발생하는 문제가 있어 폐양이온교환수지 처리에는 적절하지 않다. 따라서, 지금까지 폐이온교환수지는 발생장소에 단순 보관되고 있거나, 특수한 용기(고건전성용기)에 담겨 저장되고 있는 실정인데, 폐이온교환수지가 유기성 폐기물인 점을 고려하면, 적절한 분해공정기술을 적용하여 저장 및 처분시의 관리부피의 축소는 물론, 부패나 화재의 위험성을 해결하는 폐이온교환수지의 처리방법이 절실한 실정이다.Waste ion exchange resin is an organic solid waste generated in the nuclear industry, and it is preferable to treat it by incineration, which has a large reduction effect, but there is a problem that incineration is not easy. Waste ion exchange resins are hardly decomposable polymer organic materials with a diameter of less than 1 mm, so they are not burned and are carbonized and deposited in the ash layer under the incinerator. Since it remains in the form, there is a problem that complete decomposition is difficult. The above problem can be overcome to some extent by the high temperature incineration temperature and the large turbulent flow, but the nuclides such as cesium (Cs) and strontium (Sr) contained in the ion exchange resin are easily volatilized at the flame temperature in the incinerator. In addition, there is a problem that the environment is polluted by the emission of the radionuclide. In particular, when the cation exchange resin is decomposed, an excessive amount of sulfuric acid gas (SO 2 ) is generated to corrode the incinerator, and an excessive amount of acidic waste water is generated to reduce the treatment cost. Similar to the incineration method, the vitrification process where the organic oxidative decomposition technology is applied by the method involving flame at high temperature, and the plasma melting method also have the problem of excessive volatilization of the nuclide and the generation of corrosive harmful sulfuric acid gas (SO 2 ). Not suitable for waste cation exchange resin treatment. Therefore, until now, waste ion exchange resins are simply stored in the place where they are generated or stored in special containers (high-performance containers). Considering that waste ion exchange resins are organic wastes, appropriate decomposition process technology has been applied. In this regard, there is an urgent need for treatment of waste ion exchange resins that reduce the volume of management during storage and disposal, as well as solve the risk of corruption and fire.

대한민국 등록특허 제10-0858510호는 원자력발전소에서 발생하는 폐이온교환수지를 비중차 분리기를 이용하여 폐양이온수지와 폐음이온수지로 분리하며, 상기 폐양이온수지를 초임계수산화기술로 처리하는 방법에 관한 것으로, 처리공정이 복합하고, 황산폐수가 처리 후에 발생되는 문제가 있다. Korean Patent No. 10-0858510 discloses a method for separating waste ion exchange resin generated from a nuclear power plant into waste cation resin and waste anion resin using a specific gravity separator, and treating the waste cation resin with supercritical hydroxide technology. In this regard, there is a problem in that the treatment process is complex and sulfuric acid wastewater is generated after treatment.

이에, 본 발명자들은 방사성 핵종의 휘발 배출을 억제하고, 산성가스인 황산가스의 배출을 방지하는 폐양이온교환수지의 처리방법을 연구하던 중, 알칼리 공융염이 들어있는 반응기에 폐양이온교환수지를 투입하여 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 처리하고, 상기 반응기의 온도를 고온으로 하여 고정탄소를 제거하는 방법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors put waste cation exchange resin into a reactor containing alkaline eutectic salts while studying a method for treating waste cation exchange resin which suppresses volatilization of radionuclides and prevents the release of sulfuric acid gas, which is an acid gas. A method of treating volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides and removing the fixed carbon at a high temperature in the reactor was developed, and the present invention was completed.

본 발명의 목적은 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for decomposing waste cation exchange resins.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 알칼리 공융염이 들어있는 반응기를 가온하여 일정온도를 유지하면서 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 반응기를 고온으로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 상기 단계 1의 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is to supply a waste cation exchange resin and oxygen to the bottom of the reactor while maintaining a constant temperature by heating the reactor containing the alkali eutectic salt, volatile hydrocarbons, sulfur and radioactive in the waste cation exchange resin Removing the nuclide (step 1); And heating the reactor to a high temperature and supplying oxygen to the bottom of the reactor to remove the fixed carbon remaining after the reaction of Step 1 (Step 2).

본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법은 폐양이온교환수지에 포함되어 있는 휘발성 탄화수소는 산소와 반응하여 기체상에서 산화분해되고, 황은 알칼리 공융염과 반응하여 유해가스인 황산(SO2) 가스를 방출하지 않고 용융염내에 잔류하게 되며, 방사성 핵종은 산화스트론튬, 산화세슘, 산화코발트와 같은 산화물의 형태로 용융염내에 잔류하게 되고, 고온으로 가열하여 미립자의 고정탄소 를 제거하므로, 종래 방법에서 발생할 수 있는 방사성 핵종의 휘발 배출과 산성가스의 배출을 방지하므로, 폐양이온교환수지를 분해처리하는데 유용하게 이용할 수 있다. In the method for decomposing the waste cation exchange resin according to the present invention, volatile hydrocarbons contained in the waste cation exchange resin are oxidatively decomposed in a gas phase by reacting with oxygen, and sulfur reacts with an alkali eutectic salt to sulfuric acid (SO 2 ). The conventional method is to remain in the molten salt without releasing gas, and the radionuclide remains in the molten salt in the form of oxides such as strontium oxide, cesium oxide, and cobalt oxide, and is heated to a high temperature to remove the fixed carbon of the fine particles. Since it prevents the release of radionuclides and acid gases from radionuclides, it can be usefully used to decompose waste cation exchange resins.

본 발명은 The present invention

알칼리 공융염이 들어있는 반응기를 가온하여 일정온도를 유지하면서 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및Heating the reactor containing the alkaline eutectic salt to supply a waste cation exchange resin and oxygen to the lower portion of the reactor while maintaining a constant temperature to remove volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides present in the waste cation exchange resin (step 1); And

상기 반응기를 고온으로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 상기 단계 1의 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법을 제공한다.It provides a method of decomposing the waste cation exchange resin comprising the step (step 2) of heating the reactor to a high temperature and supplying oxygen to the bottom of the reactor to remove the fixed carbon remaining after the reaction of step 1.

이하, 본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법을 단계별로 상세히 설명한다(도 1 참조).Hereinafter, a method for decomposing the waste cation exchange resin according to the present invention will be described in detail step by step (see FIG. 1).

본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법에 있어서, 단계 1은 폐양이온교환수지에 포함되어 있는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계이다.In the method for decomposing the waste cation exchange resin according to the present invention, step 1 is a step of removing volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides contained in the waste cation exchange resin.

상기 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하기 위해 약 500 ℃에서도 액상을 유지할 수 있는 NaOH-KOH, NaOH-LiOH 및 K2CO3-Li2CO3 등의 저온 용융 알칼리 공융염을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 알칼리 공융염이 들어있는 반응기의 온도를 500 - 600 ℃로 유지한 후 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황, 및 방사성 핵종을 제거할 수 있다. 이때, 상기 반응기의 온도가 500 ℃ 미만인 경우에는 폐양이온교환수지에 포함되어 있는 휘발성 탄화수소가 완전히 가스화되지 않는 문제가 있고, 600 ℃를 초과하는 경우에는 휘발성 탄화수소의 가스화 반응과 고정탄소의 산화분해반응이 동시에 일어나 반응기 내부의 압력요동이 제어되지 않고, 용융염과 함께 방사성 핵종의 비말이 동반되어 배출하는 문제가 있다.In order to remove the volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides, it is preferable to use low temperature molten alkali eutectic salts such as NaOH-KOH, NaOH-LiOH, and K 2 CO 3 -Li 2 CO 3 , which can maintain a liquid phase at about 500 ° C. After maintaining the temperature of the reactor containing the alkali eutectic salt at 500-600 ℃ and supplying the waste cation exchange resin and oxygen to the bottom of the reactor to remove the volatile hydrocarbons, sulfur, and radionuclides present in the waste cation exchange resin can do. In this case, when the temperature of the reactor is less than 500 ℃, there is a problem that the volatile hydrocarbons contained in the waste cation exchange resin is not completely gasified, if the temperature exceeds 600 ℃, gasification reaction of volatile hydrocarbons and oxidative decomposition of fixed carbon At the same time, the pressure fluctuations inside the reactor are not controlled, and there is a problem in that the droplets of radionuclides are accompanied by molten salt and discharged.

상기 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소는 산소와 반응하여 기체상에서 산화분해되고, 황은 폐양이온교환수지로부터 분리되면서 황산가스(SO2)가 발생하게 되는데, 황산가스는 알칼리 공융염과 반응하여 용융염내에 잔류하게 되므로 부식성 유해가스인 황산가스가 배출되지 않는다. 알칼리 공융염으로 NaOH-KOH를 사용하였을 경우 나타나는 황 성분 포집 반응을 하기 반응식 1 및 2에 나타내었다.The volatile hydrocarbons present in the waste cation exchange resin are oxidized and decomposed in the gas phase by reacting with oxygen, and sulfur is separated from the waste cation exchange resin to generate sulfuric acid gas (SO 2 ), which is reacted with an alkali eutectic salt to melt. Since it remains in the salt, sulfuric acid gas, which is a corrosive harmful gas, is not emitted. The sulfur component capture reaction that occurs when NaOH-KOH is used as the alkali eutectic salt is shown in Schemes 1 and 2 below.

2NaOH + SO2 + 1/2O2 = Na2SO4 + CO2 2NaOH + SO 2 + 1 / 2O 2 = Na 2 SO 4 + CO 2

2KOH + SO2 + 1/2O2 = K2SO4 + H2O2KOH + SO 2 + 1 / 2O 2 = K 2 SO 4 + H 2 O

폐양이온교환수지로부터 분리되면서 발생하는 황산가스는 알칼리 공융염의 NaOH 또는 KOH와 반응하여 Na2SO4 또는 K2SO4의 형태로 용융염내에 잔류한다.Sulfuric acid gas generated from waste cation exchange resin is reacted with NaOH or KOH of alkali eutectic salts.2SO4 Or K2SO4Remains in molten salt in the form of.

상기 폐양이온교환수지에 포함된 스트론튬(Sr), 세슘(Cs) 및 코발트(Co) 등의 핵종들은 각각 산화스트론튬(SrO), 산화세슘(Cs2O), 산화코발트(CoO) 등의 산화물의 형태로 용융염내에 잔류하게 된다.Nuclides, such as strontium (Sr), cesium (Cs), and cobalt (Co), included in the waste cation exchange resin, are each composed of oxides such as strontium oxide (SrO), cesium oxide (Cs 2 O), and cobalt oxide (CoO). Form in molten salt.

따라서, 본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 상기 단계 1을 수행함으로써, 폐양이온교환수지에 포함되어 있는 휘발성 탄화수소는 산소와 반응하여 기체상에서 산화분해되고, 황은 알칼리 공융염과 반응하여 유해가스인 황산가스를 방출하지 않고 용융염내에 잔류하게 되며, 방사성 핵종은 산화스트론튬, 산화세슘, 산화코발트와 같은 산화물의 형태로 용융염내에 잔류하게 된다.Therefore, by performing the above step 1 of decomposing the waste cation exchange resin according to the present invention, the volatile hydrocarbons contained in the waste cation exchange resin are oxidatively decomposed in the gas phase by reacting with oxygen, and sulfur is harmful by reacting with an alkali eutectic salt. It does not release sulfuric acid gas, which remains in the molten salt, and radionuclides remain in the molten salt in the form of oxides such as strontium oxide, cesium oxide, and cobalt oxide.

다음으로, 본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1의 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계이다.Next, in the method for decomposing the waste cation exchange resin according to the present invention, step 2 is a step of removing the fixed carbon remaining after the reaction for removing the volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides of the step 1.

상기 단계 1의 제거반응 후 700 ℃ 이상의 고온에서 산소와의 표면접촉에 의해서만 효과적인 분해가 가능한 미립자의 고정탄소 입자가 용융염내에 잔류하게 된다. 따라서, 상기 단계 1의 제거반응 후 반응기 온도는 750 - 850 ℃의 고온으로 가열하면서 반응기 하부에 산소를 공급하면, 반응기 전체에 산소가 충분히 교반되 면서 잔류하는 고정탄소의 분해반응이 일어나고, 상기 단계 1에서 용융염내에 잔류하는 황과 방사성 핵종은 상기 단계 2의 반응이 비화염 산화분해반응이므로 휘발되지 않고 용융염내에 잔류한다. 만약, 상기 반응기 온도가 750 ℃ 미만인 경우에는 고정탄소의 산화분해 반응속도가 느려지는 문제가 있고, 850 ℃를 초과하는 경우에는 알칼리 용융염의 휘발이 일어나는 문제가 있다.After the elimination reaction of step 1, fixed carbon particles of fine particles, which can be effectively decomposed only by surface contact with oxygen at a high temperature of 700 ° C. or more, remain in the molten salt. Therefore, when the reactor temperature is supplied to the lower part of the reactor after heating to a high temperature of 750-850 ℃ after the removal reaction of step 1, the decomposition reaction of the fixed carbon remaining while the oxygen is sufficiently stirred in the entire reactor occurs, the step Sulfur and radionuclides remaining in the molten salt at 1 remain in the molten salt without volatilization since the reaction of step 2 is a non-flame oxidative decomposition reaction. If the reactor temperature is less than 750 ° C., there is a problem in that the oxidative decomposition reaction rate of the fixed carbon is slow, and if it exceeds 850 ° C., there is a problem that volatilization of the alkali molten salt occurs.

바람직한 일실시형태로서, 본 발명은 NaOH-KOH, LaOH-LiOH 또는 K2CO3-Li2CO3 공융염이 들어있는 반응기의 온도를 500 ℃로 유지하고 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 반응기의 온도를 800 ℃로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 상기 단계 1의 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온환교수지를 분해처리하는 방법을 제공한다.In a preferred embodiment, the present invention maintains the temperature of the reactor containing NaOH-KOH, LaOH-LiOH or K 2 CO 3 -Li 2 CO 3 eutectic salt at 500 ℃ and the waste cation exchange resin and oxygen at the bottom of the reactor Supplying to remove volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides (step 1); And heating the temperature of the reactor to 800 ° C. and supplying oxygen to the lower part of the reactor to remove the fixed carbon remaining after the reaction in step 1 (step 2). do.

본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법은 폐양이온교환수지에 포함되어 있는 휘발성 탄화수소는 산소와 반응하여 기체상에서 산화분해되고, 황은 알칼리 공융염과 반응하여 유해가스인 황산(SO2) 가스를 방출하지 않고 용융염내에 잔류하게 되며, 방사성 핵종은 산화스트론튬, 산화세슘, 산화코발트와 같은 산화물의 형태로 용융염내에 잔류하게 되고, 고온으로 가열하여 미립자의 고정탄소를 제거하므로, 종래 방법에서 발생할 수 있는 방사성 핵종의 휘발 배출과 산성가 스의 배출을 방지하므로, 폐양이온교환수지를 분해처리하는데 유용하게 이용할 수 있다. In the method for decomposing the waste cation exchange resin according to the present invention, volatile hydrocarbons contained in the waste cation exchange resin are oxidatively decomposed in a gas phase by reacting with oxygen, and sulfur reacts with an alkali eutectic salt to sulfuric acid (SO 2 ). The conventional method is to remain in the molten salt without releasing gas, and the radionuclide remains in the molten salt in the form of oxides such as strontium oxide, cesium oxide, and cobalt oxide, and is heated to a high temperature to remove the fixed carbon of the fine particles. This prevents the release of radionuclides and acid gases from radionuclides, which can be useful in decomposing waste cation exchange resins.

또한, 본 발명은 알칼리 공융염이 들어있는 반응기를 가온하여 일정온도를 유지하면서 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 반응기를 고온으로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 상기 단계 1의 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법을 이용하여 폐양이온교환수지 분해처리하는 장치의 부식 방지방법을 제공한다.In addition, the present invention is to remove the volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides present in the waste cation exchange resin by supplying the waste cation exchange resin and oxygen to the bottom of the reactor while maintaining a constant temperature by heating the reactor containing the alkali eutectic salt (Step 1); And heating the reactor to a high temperature and supplying oxygen to the lower part of the reactor to remove the fixed carbon remaining after the reaction of Step 1 (Step 2). Provides a method of preventing corrosion of the apparatus for disintegrating exchange resins.

본 발명에 따른 폐양이온교환수지 분해처리 장치의 부식 방지방법은 황산가스를 알칼리 공융염과 반응시켜 용융염내에 잔류하게 함으로써, 황산가스로 발생할 수 있는 장치의 부식을 방지할 수 있다.Corrosion prevention method of the waste cation exchange resin decomposition treatment apparatus according to the present invention by reacting the sulfuric acid gas with alkali eutectic salts to remain in the molten salt, it is possible to prevent the corrosion of the device that can be generated by sulfuric acid gas.

나아가, 본 발명은 알칼리 공융염이 들어있는 반응기를 가온하여 일정온도를 유지하면서 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 반응기를 고온으로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 상기 단계 1의 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법을 이용하여 폐양이온교환수지로부터 발생하는 산성가스의 배출 방지방법을 제공한다.Furthermore, the present invention is to remove the volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides present in the waste cation exchange resin by supplying the waste cation exchange resin and oxygen to the bottom of the reactor while maintaining a constant temperature by heating the reactor containing the alkali eutectic salt (Step 1); And heating the reactor to a high temperature and supplying oxygen to the lower part of the reactor to remove the fixed carbon remaining after the reaction of Step 1 (Step 2). It provides a method of preventing the emission of acid gas generated from the exchange resin.

본 발명에 따른 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법은 황산가스를 알칼리 공융염과 반응시켜 용융염내에 잔류하게 함으로써, 산성가스의 배출을 방지할 수 있다.In the method for decomposing the waste cation exchange resin according to the present invention, sulfuric acid gas is reacted with an alkali eutectic salt to remain in the molten salt, thereby preventing the discharge of acidic gas.

도 1은 본 발명에 따른 폐양이온교환수지 분해처리 방법((a): 단계 1 및 (b): 단계 2)의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a waste cation exchange resin decomposition treatment method ((a): step 1 and (b): step 2) according to the present invention.

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

1: 폐양이온교환수지 공급관1: waste cation exchange resin supply pipe

2: 산소 공급관2: oxygen supply pipe

3: 분산관3: dispersion pipe

4: 용융염 반응기4: molten salt reactor

5: 알칼리 공융염5: alkali eutectic salt

6: 기포6: bubble

7: 탄화된 폐수지 입자7: carbonized waste resin particles

8: 공융염8: eutectic salt

Claims (12)

알칼리 공융염이 들어있는 반응기를 가온하여 일정온도를 유지하면서 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및Heating the reactor containing the alkaline eutectic salt to supply a waste cation exchange resin and oxygen to the lower portion of the reactor while maintaining a constant temperature to remove volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides present in the waste cation exchange resin (step 1); And 상기 반응기를 고온으로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 상기 단계 1의 반응 후 잔류하는 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.Heating the reactor to a high temperature and supplying oxygen to the bottom of the reactor to remove the fixed carbon remaining after the reaction of step 1 (step 2). 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 알칼리 공융염은 NaOH-KOH, NaOH-LiOH 또는 K2CO3-Li2CO3인 것을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.The method of claim 1, wherein the alkaline eutectic salt of step 1 is NaOH-KOH, NaOH-LiOH or K 2 CO 3 -Li 2 CO 3 A method of decomposing the waste cation exchange resin. 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 반응기 온도는 500 - 600 ℃ 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.The process of claim 1, wherein the reactor temperature of step 1 is maintained in the range of 500-600 ° C. 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수 소는 산소와 반응하여 기체상에서 산화 분해되는 것을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.The method of claim 1, wherein the volatile hydrocarbon present in the waste cation exchange resin of step 1 is oxidatively decomposed in the gas phase by reacting with oxygen. 제1항에 있어서, 상기 단계 1에서 폐양이온교환수지로부터 분리되면서 발생하는 황산가스가 알칼리 공융염과 반응하여 용융염내에 잔류하게 되는 것을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.The method of claim 1, wherein the sulfuric acid gas generated while separating from the waste cation exchange resin in step 1 is reacted with an alkali eutectic salt to remain in the molten salt. 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 방사성 핵종은 스트론튬, 세슘 및 코발트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방사성 핵종인 것을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.The method of claim 1, wherein the radionuclide of step 1 is at least one radionuclide selected from the group consisting of strontium, cesium and cobalt. 제6항에 있어서, 상기 스트론튬, 세슘 및 코발트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방사선 핵종은 산화물의 형태로 용융염내에 잔류하게 되는 것을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.The method of claim 6, wherein the one or more radionuclides selected from the group consisting of strontium, cesium and cobalt remain in the molten salt in the form of oxides. 제1항에 있어서, 상기 단계 2의 반응기 온도는 750 - 850 ℃로 가열하는 것 을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.The process of claim 1, wherein the reactor temperature of step 2 is heated to 750-850 ° C. 제1항에 있어서, 상기 분해처리 방법은 비화염 반응으로 황 및 방사성 핵종들이 휘발되지 않고 용융염내에 잔류하는 것을 특징으로 하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the decomposition treatment method is characterized in that sulfur and radionuclides are not volatilized in a nonflaming reaction and remain in molten salt. NaOH-KOH, NaOH-LiOH 또는 K2CO3-Li2CO3 공융염이 들어있는 반응기의 온도를 500 ℃로 유지하고 폐양이온교환수지와 산소를 반응기 하부에 공급하여 폐양이온교환수지에 존재하는 휘발성 탄화수소, 황 및 방사성 핵종을 제거하는 단계(단계 1); 및NaOH-KOH, NaOH-LiOH or K 2 CO 3 -Li 2 CO 3 Maintaining the temperature of the reactor containing the eutectic salt at 500 ° C. and supplying the waste cation exchange resin and oxygen to the bottom of the reactor to remove volatile hydrocarbons, sulfur and radionuclides present in the waste cation exchange resin (step 1); And 상기 반응기의 온도를 800 ℃로 가열하고 반응기 하부에 산소를 공급하여 고정탄소를 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 폐양이온교환수지를 분해처리하는 방법.Heating the temperature of the reactor to 800 ° C. and supplying oxygen to the lower part of the reactor to remove fixed carbon (step 2). 삭제delete 삭제delete
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