KR101191924B1 - 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치 - Google Patents

방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치에 관한 것으로서, 표면에 도료가 도포된 방사성 오염 금속을 유기용매에 담지시켜 상기 방사성 오염 금속 표면의 도료를 화학적으로 표면에서 이탈시키는 화학적 처리부, 상기 화학적으로 처리된 방사성 오염 금속 표면에 잔존하는 도료를 물리적으로 박리시키는 물리적 처리부, 상기 화학적 처리부 및 물리적 처리부의 배출구에 연결되어 상기 화학적 처리부 및 물리적 처리부로부터 배출되는 폐도료 및 폐유기용매를 저장하고, 일측에 유기용매 배출관이 형성되는 폐유기액 보관조, 상기 폐유기액 보관조에 저장된 폐유기용매를 가열하는 히터, 상기 도료 배출관의 후단에 설치되어 상기 폐유기액 보관조 내부를 감압상태로 유지하는 진공펌프, 상기 폐유기액 보관조로부터 기화된 유기용매를 냉각하여 응축시키는 냉각부 및 상기 응축된 유기용매를 회수하여 상기 화학적 처리부로 이송하는 유기용매 회수조를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 표면에 페인트 등의 도료가 도포된 대상물이 방사성물질에 의해 오염된 경우 오염된 도료만을 제거함으로써 방사성폐기물의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치{An Apparatus for Removing Paint of Radioactive Contaminated Metal Surface and Recycling Organic Solvent}
본 발명은 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도료가 도포된 방사성 오염 금속 표면의 충분한 제염이 가능함과 아울러 유기용매를 회수하여 재사용함으로써 2차 폐기물을 감소시켜 방사성 폐기물의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
현재 원자력 규격상 관련 산업에서는 일반 스틸 계열 금속재 표면에 페인트 등의 도료를 도포하게 되어 있으며, 이러한 경우 대상물 표면의 도료를 제거하는 방법이 실용화되지 않아 단순히 절단, 보관하고 있으므로 넓은 저장 공간이 요구되고, 제염이 되지 않은 상태로 보관하므로 일반폐기물로서의 재활용이 불가능한 상태에 있다.
종래 방사성 오염 금속을 제염하는 방식에는 초음파 세척, 수세 세척, 화학 세정 및 그라인더 등을 이용하여 도료에 묻거나 박힌 방사성 물질을 제거하려고 시도하였으나 방사성 물질의 비산, 2차 폐기물의 증가 등의 문제로 인해 제염 처리가 거의 수행되지 못하고 있다.
근래에는 국내등록특허 제10-657203호에서 이러한 도료가 도포된 방사성 오염 금속의 제염 처리를 위해 유기용매를 이용하여 도료를 제거하여 제염처리를 수행한 후 폐유기용매에 의해 금속이 재오염되는 경우 전해연마 방법을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법이 제안된 바 있다.
이러한 종래의 방사성 오염 금속 표면 도료 제거장치가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 방사성 오염 금속 표면 도료 제거장치는 도료(121)가 도포된 방사성 오염 금속(120)을 유기용매(115)가 저장된 제염조(110)에 담지하여 방사성 오염 금속(120)으로부터 도료(121)를 벗겨낸 후, 도료(121)가 혼합된 유기용매(115)를 폐용매 저장조(130)로 이송한 다음, 감압 증류시켜 유기용매를 임시 저장조(190)로 회수하여 제염조(110)로 재공급하고 도료(121)는 고화장치(70)에서 고화처리되도록 하는 것을 특징으로 한다.
그러나 방사성 오염 금속(120)을 유기용매(115) 속에 담지하는 경우 도료(121)가 방사성 오염 금속(120)으로부터 완전히 박리되지 않고 단지 부풀어 있는 상태로 존재하게 되므로 완전한 제염이 되지 않는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도료가 도포된 방사성 오염 금속을 화학적으로 처리하여 금속 표면으로부터 도료를 1차 박리하고, 물리적으로 2차 박리하여 방사성 오염 금속으로부터 도료를 완전히 박리하여 방사성 폐기물의 양을 획기적으로 감소시킴과 아울러 화학적 처리 및 물리적 처리 단계에서 배출되는 유기용매를 감압 증류처리하여 유기용매를 회수하여 재사용함으로써 2차 폐기물의 양을 감소시킴과 아울러 자원을 재활용할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화학 및 물리적 처리를 거친 방사성 오염 금속을 금속 저장조에 일시 저장하여 방사성 오염 금속으로부터 떨어지는 유기용매를 유기용매 회수조로 회수함으로써 2차 폐기물 감소량을 극대화할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 표면에 도료가 도포된 방사성 오염 금속을 유기용매에 담지시켜 상기 방사성 오염 금속 표면의 도료를 화학적으로 표면에서 이탈시키는 화학적 처리부, 상기 화학적으로 처리된 방사성 오염 금속 표면에 잔존하는 도료를 물리적으로 박리시키는 물리적 처리부, 상기 화학적 처리부 및 물리적 처리부의 배출구에 연결되어 상기 화학적 처리부 및 물리적 처리부로부터 배출되는 폐도료 및 폐유기용매를 저장하고, 일 측에 유기용매 배출관이 형성되는 폐유기액 보관조, 상기 폐유기액 보관조에 저장된 폐유기용매를 가열하는 히터, 상기 도료 배출관의 후단에 설치되어 상기 폐유기액 보관조 내부를 감압상태로 유지하는 진공펌프, 상기 폐유기액 보관조로부터 기화된 유기용매를 냉각하여 응축시키는 냉각부 및 상기 응축된 유기용매를 회수하여 상기 화학적 처리부로 이송하는 유기용매 회수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치가 제공된다.
여기서, 내부에 상기 물리적으로 처리된 방사성 오염 금속을 임시 보관하기 위한 공간이 형성되고, 하부에 상기 방사성 오염 금속으로부터 이탈된 폐유기용매가 배출되는 배출구가 형성되는 금속 저장조가 더 포함되되, 상기 배출구는 상기 폐유기액 보관조의 유기용매 배출관에 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 저장조는 상기 공간 내부에 수평방향으로 설치되는 그레이팅 및 상기 그레이팅의 상부에 수직방향으로 복수개 설치되는 가이드 부재를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 화학적 처리부는 내부에 수평방향으로 설치되는 그레이팅 및 상기 화학적 처리부의 내부가 투시 가능하도록 투명재질로 이루어지는 육안 게이지를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 물리적 처리부는 글러브 박스의 내부에 도료 박리장치가 설치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 폐유기액 보관조의 일측에는 자기식 혼합기가 설치되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 일단이 상기 폐유기액 보관조의 내부 하측에 위치하고 타단이 상기 폐유기액 보관조의 외부에 위치하는 도료 배출관 및 상기 도료 배출관의 타단에 연결되어 상기 폐유기액 보관조 내부 하측에 위치하는 도료를 폐기물 처리설비로 배출하는 이송펌프가 더 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 표면에 페인트 등의 도료가 도포된 대상물이 방사성물질에 의해 오염된 경우 오염된 도료만을 제거함으로써 방사성폐기물의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 의할 경우 방사성 오염 금속 표면의 도료가 확실히 제거됨과 아울러 유기용매 회수율을 극대화하여 추가적 폐기물 발생을 억제하고 자원 재활용률을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 방사성 오염 금속 표면 도료 제거장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치는 크게 화학적 처리부(10), 물리적 처리부(20), 금속 저장조(30), 폐유기액 보관조(40) 및 유기용매 회수조(60)를 포함하여 구성된다.
화학적 처리부(10)는 내부에 도료를 박리시키기 위한 유기 용매가 저장되어 있으며, 상부에는 유기용매의 증발을 방지하기 위한 커버(12)가 설치되어 있다. 유기용매는 주성분이 Methylene Chloride로서 기타 메탄올, 에칠렌글리콜모노부틸에테르 등의 혼합물을 함유한다.
화학적 처리부(10)의 내부 중간부근에는 수평방향으로 그레이팅(13)이 설치되어 방사성 오염 금속이 바닥으로 가라앉는 것을 방지함과 아울러 방사성 오염 금속과 박리된 도료의 접촉을 최대한 방지하도록 되어 있다.
화학적 처리부(10)의 하단은 밸브(14)를 통해 폐유기액 보관조(40)에 연결되며, 화학적 처리부(10)는 도료와 유기 용매의 혼합물을 폐유기액 보관조(40)로 이송하기 용이하도록 호퍼 형상으로 형성되어 있다.
또한, 화학적 처리부(10)는 일부분에 길이방향으로 투명 재질의 육안 게이지(11)가 형성되어 박리된 도료의 침적량을 수시로 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 사용자가 육안으로 확인하여 도료가 충분히 쌓인 것으로 판단한 경우에는 밸브(14)를 개방하여 도료와 유기용매의 혼합물을 폐유기액 보관조(40)로 이송시킨다.
상술한 바와 같이, 유기용매를 이용한 1차 박리에서는 도료가 완전히 박리되는 것이 아니라 일부만 박리되고 일부는 부푼 상태로 방사성 오염 금속에 부착된 상태로 존재하게 된다. 따라서 방사성 오염 금속에 여전히 부착된 일부 도료는 하기의 물리적 처리부(20)에서 2차 박리된다.
1차 박리된 방사성 오염 금속은 자석 등을 이용하여 화학적 처리부(10)에서 물리적 처리부(20)로 이송된다.
물리적 처리부(20)는 글러브박스 타입으로서 손을 투입할 수 있는 손 투입구(22)가 2개 설치되고 내부에는 방사성 오염 금속에 부착된 잔존 도료를 물리적으로 박리하기 위한 그라인더 등의 박리장치(미도시)가 설치되며, 바닥에는 수평방향으로 그레이팅(26)이 설치되어 박리장치에 의해 제거된 도료가 하기의 폐유기액 보관조(40)로 유입될 수 있도록 되어 있다. 물리적 처리부(20)는 양손을 글러브 형태의 손 투입구(22)에 투입하고 박리장치를 파지한 상태에서 박리 작업이 수행되어야 하므로 외부에서 내부가 투시가능한 구조를 갖는다.
물리적 처리부(20)의 하단은 밸브(28)를 통해 폐유기액 보관조(40)에 연결되며, 물리적 처리부(20)는 도료와 유기 용매의 혼합물을 폐유기액 보관조(40)로 이송하기 용이하도록 호퍼 형상으로 형성되어 있다.
물리적 처리부(20)에서도 사용자가 육안으로 확인하여 도료가 충분히 쌓인 것으로 판단한 경우에는 밸브(28)를 개방하여 도료와 유기용매의 혼합물을 폐유기액 보관조(40)로 이송시킨다.
금속 저장조(30)는 내부 중앙에 수평방향으로 그레이팅(36)이 설치되어 방사성 오염 금속에 잔존하는 유기용매가 하방으로 낙하할 수 있도록 되어 있고, 그레이팅(36)의 상부에는 방사성 오염 금속을 수직방향으로 적재할 수 있도록 가이드(34)가 복수 개 설치되어 있다. 이는 유기용매 회수 시에 방사성 오염 금속 간의 접촉으로 유기용매 제거의 어려움을 방지하기 위한 것이다.
또한, 금속 저장조(30)의 상부에는 커버(32)가 설치되어 유기용매의 휘발을 방지하도록 되어 있다.
금속 저장조(30)의 하단은 밸브(38)를 통해 유기용매 배출관(47)에 연결되며, 금속 저장조(30)는 유기 용매를 유기용매 배출관(47)으로 이송하기 용이하도록 호퍼 형상으로 형성되어 있다.
폐유기액 보관조(40)는 상술한 바와 같이, 밸브(14, 28)를 통해 화학적 처리부(10) 및 물리적 처리부(20)의 배출구에 연결되고, 상단에 유기용매를 배출하기 위한 유기용매 배출관(47)이 형성되어 있다. 유기용매 배출관(47)의 일측에는 유기용매의 배출을 단속하기 위한 밸브(46)가 설치되어 있으며, 밸브(46)와 유기용매 회수조(60) 간에는 유기용매 배출관(47)을 통해 배출되는 기체상태의 유기용매를 응축시켜 액상으로 변환하는 냉각부(48)가 개재되어 있다.
또한, 폐유기액 보관조(40)의 내부에는 바닥에 침적된 도료를 외부로 배출하기 위한 도료 배출관(84)이 설치되며, 도료 배출관(84)은 이송펌프(82)에 연결되어 이송펌프(82)의 압송력에 의해 폐유기액 보관조(40) 내부의 도료가 외부의 폐기물 처리장치로 이송된다.
한편, 폐유기액 보관조(40)의 하단부는 중탕조(42)에 담지되어 유기용매를 가열하도록 되어 있다. 여기서, 중탕에 사용되는 매질로는 물이나 오일류가 사용된다.
또한, 폐유기액 보관조(40)의 저면에는 자기식 혼합기(44)가 설치되어 도료 간의 응집을 방지하여 내부에 존재하는 유기용매를 활성화시키는 것이 바람직하다. 자기식 혼합기(44)는 자기장을 이용한 혼합장치로서 내부에 설치된 자석이 회전되는 구조를 갖고 있으며, 폐유기액 보관조(40)의 내부 하면에 자석(미도시)을 배치하여 자기식 혼합기(44) 내부의 자석의 회전에 따라 폐유기액 보관조(40) 내의 자석이 회전하여 폐유기액 보관조(40) 내부에 와류를 형성함으로써 폐유기용매와 폐도료를 혼합하여 도료가 응집되는 것을 방지한다.
냉각부(48)의 후단에는 냉각부(48)에서 응축된 액상의 유기용매를 회수하여 저장하는 유기용매 회수조(60)가 위치한다. 유기용매 회수조(60)의 상부에는 기밀을 유지할 수 있도록 커버(64)가 설치되고, 상단 일 측에는 진공압을 가하여 폐유기액 보관조(40) 내부를 감압상태로 유지하기 위한 진공펌프(62)가 연결되어 있다.
유기용매 회수조(60)의 하단 배출구는 이송배관(72)을 통해 화학적 처리부(10)의 상단과 연결되어 회수된 유기용매가 화학적 처리부(10)로 재공급된다. 이송배관(72)의 중간에는 유기용매 회수조(60)로부터 화학적 처리부(10)로 유기용매를 이송하기 위한 이송펌프(68)가 개재되며, 이송펌프(68)의 양측에는 유기용매의 재공급을 단속하기 위한 밸브(71, 75)가 설치되어 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치의 동작을 설명하기로 한다.
우선 제염 대상 금속군에서 도료가 도포된 스틸계열의 금속을 분리한 다음, 분리된 금속을 화학적 처리부(10)내에 일정한 시간(5분 이내) 동안 담지하여 1차적으로 도료를 박리한다.
그 다음, 자석 등을 이용하여 방사성 오염 금속을 화학적 처리부(10)로부터 꺼내 물리적 처리부(20)에 투입한 후, 박리장치를 이용하여 방사성 오염 금속을 2차 박리한다.
그 다음, 2차 박리된 방사성 오염 금속은 금속 저장조(30)의 가이드(34)에 수직방향으로 적재한다. 이때, 밸브(46)는 폐쇄되고 금속 저장조(30)의 커버(32)를 닫아 기밀을 유지한 상태에서 진공펌프(62)를 이용하여 감압시키면 금속저장조(30)내 금속 표면과 내부에 묻어있는 유기용매를 유기용매 회수조(60)로 회수할 수 있게 된다.
유기용매가 완전히 제거된 금속은 방사성 측정을 수행하여 측정결과 방사성 준위가 낮으면 자체처리하고 방사성 준위가 높은 경우 전해제염 등의 방법으로 추가 제염하게 된다.
반복적으로 방사성 오염 금속들을 제염처리하던 중 화학적 처리부(10)와 물리적 처리부(20)에 도료가 충분히 침적된 것으로 판단되면 밸브(14, 28)를 열어 도료와 유기용매 혼합물을 폐유기액 보관조(40)로 유입시킨다.
폐유기액 보관조(40)로 유입된 유기용매는 고온의 감압환경에 의해 휘발되어 유기용매 배출관(47)을 통해 배출되고(이때, 밸브(46)는 개방되고 밸브(14, 28, 38, 71, 75)는 폐쇄된다), 배출된 기체상태의 유기용매는 냉각부(48)에서 응축되어 액상의 유기용매가 유기용매 회수조(60)로 회수된다.
회수된 유기용매는 이송배관(72)을 통해 화학적 처리부(10)로 재공급된다.
한편, 폐유기액 보관조(40) 내부의 도료는 도료 배출관(84)을 통해 외부의 폐기물 처리장치로 이송되어 폐기처리된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 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.
10 : 화학적 처리부 11 : 육안 게이지
12, 32, 64 : 커버 13, 26, 36 : 그레이팅
14, 28, 38, 46, 71, 75 : 밸브
20 : 물리적 처리부 22 : 손 투입구
24 : 도어 29 : 전원부
30 : 금속 저장조 34 : 가이드
40 : 폐유기액 보관조 42 : 중탕조
44 : 자기식 혼합기 48 : 냉각부
60 : 유기용매 회수조 62 : 진공펌프
68, 82 : 이송펌프 72 : 이송배관
84 : 도료 배출관

Claims (7)

  1. 표면에 도료가 도포된 방사성 오염 금속을 유기용매에 담지시켜 상기 방사성 오염 금속 표면의 도료를 화학적으로 표면에서 이탈시키는 화학적 처리부;
    상기 화학적으로 처리된 방사성 오염 금속 표면에 잔존하는 도료를 물리적으로 박리시키는 물리적 처리부;
    상기 화학적 처리부 및 물리적 처리부의 배출구에 연결되어 상기 화학적 처리부 및 물리적 처리부로부터 배출되는 폐도료 및 폐유기용매를 저장하고, 일측에 유기용매 배출관이 형성되는 폐유기액 보관조;
    상기 폐유기액 보관조에 저장된 폐유기용매를 가열하는 히터;
    상기 도료 배출관의 후단에 설치되어 상기 폐유기액 보관조 내부를 감압상태로 유지하는 진공펌프;
    상기 폐유기액 보관조로부터 기화된 유기용매를 냉각하여 응축시키는 냉각부; 및
    상기 응축된 유기용매를 회수하여 상기 화학적 처리부로 이송하는 유기용매 회수조를 포함하되
    내부에 상기 물리적으로 처리된 방사성 오염 금속을 수용하여 임시 보관하면서 방사성 오염 금속에 잔존하는 유기 용매를 회수하기 위한 것으로, 내부 공간에 수평 방향으로 설치되는 그레이팅; 및 상기 그레이팅의 상부에 수직방향으로 복수개로 설치되어 상기 방사성 오염 금속들이 서로 간의 접촉이 방지되면서 수직 방향으로 적재될 수 있도록 하는 가이드 부재를 포함하고, 하부에 상기 방사성 오염 금속으로부터 이탈된 폐유기용매가 배출되는 배출구가 형성되고 상기 배출구는 상기 폐유기액 보관조의 유기용매 배출관에 연결된 금속 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학적 처리부는
    내부에 수평방향으로 설치되는 그레이팅; 및
    상기 화학적 처리부의 내부가 투시 가능하도록 투명재질로 이루어지는 육안 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 물리적 처리부는 글러브 박스의 내부에 도료 박리장치가 설치된 것을 특징으로 하는 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐유기액 보관조의 일 측에는 자기식 혼합기가 설치되는 것을 특징으로 하는 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    일단이 상기 폐유기액 보관조의 내부 하측에 위치하고 타단이 상기 폐유기액 보관조의 외부에 위치하는 도료 배출관; 및
    상기 도료 배출관의 타단에 연결되어 상기 폐유기액 보관조 내부 하측에 위치하는 도료를 폐기물 처리설비로 배출하는 이송펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 방사성 오염 금속 표면 도료 제거 및 도료제거제 재생장치.
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