KR101495546B1 - Processing Method of Radwaste Spent Activated Carbon - Google Patents
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Abstract
방사성 폐활성탄으로부터 방사성핵종을 제거하는 방사성 폐활성탄의 처리방법에 관한 것으로, 폐활성탄 투입조, 방사형 다단 탄화로, 버너, 방사형 다단 냉각로, 백필터 집진기, 방사성 이산화탄소 흡착필터, 응축기 및 송풍기를 포함하는 구성을 마련하여, 연속처리가 가능하여 대용량의 신속한 처리가 가능하고 시스템 및 처리공정이 보다 단순하여 설치 및 유지보수비가 적게 소요되어 보다 적은 비용으로 용이하고 신속하게 폐활성탄에 함유되어 있는 방사성핵종을 분리하거나 추출하여 제거할 수 있다.The present invention relates to a method of treating radioactive waste activated carbon which removes radionuclides from radioactive waste activated carbon and includes a waste activated carbon charging tank, a radial multi-tank carbonization furnace, a burner, a radial multi-stage cooling furnace, a bag filter dust collector, a radioactive carbon dioxide adsorption filter, a condenser and a blower And the system and the treatment process are simpler and the installation and maintenance costs are reduced. Therefore, the radioactive nuclide included in the activated carbon can be easily and quickly used at a lower cost, Can be separated or extracted and removed.
Description
본 발명은 방사성 폐활성탄으로부터 방사성핵종을 제거하는 방사성 폐활성탄의 처리방법에 관한 것으로, 중저준위 방사성 물질로 오염된 폐활성탄으로부터 방사성핵종 제거 및 폐활성탄의 재생에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for treating radioactive waste activated carbon which removes radionuclides from radioactive waste activated carbon, and relates to the removal of radionuclides from waste activated carbon contaminated with medium and low level radioactive materials and the regeneration of waste activated carbon.
최근 활성탄은 수질 또는 대기의 오염물질을 흡착하거나 탈색용으로 많이 사용되고 있다. 사용된 활성탄은 주기적으로 교체되어 재생처리하여 재사용되고 있다. 사용된 폐활성탄을 물리적, 화학적 및 생물학적 처리를 통해 폐활성탄 표면의 오염물질을 제거하여 원래의 흡착성능을 복원시켜서 재활용하고 있다. 이러한 폐활성탄의 재생을 위해서 100∼200℃의 온도에서 화학물질로 처리하여 재생하거나 700∼950℃의 온도에서 고온 열처리하여 재생하는 열적 재생 방법이 있다. 현재 대부분의 폐활성탄은 열적 재생을 하여 재사용하고 있다.Activated carbon has recently been widely used for adsorbing water or air pollutants or for decolorizing. The activated carbon used is periodically replaced, regenerated and reused. The waste activated carbon is physically, chemically, and biologically treated to remove contaminants on the surface of the activated carbon, thereby restoring the original adsorption performance. In order to regenerate such waste activated carbon, there is a thermal regeneration method which is regenerated by treatment with a chemical substance at a temperature of 100 to 200 캜 or regenerated by high temperature heat treatment at a temperature of 700 to 950 캜. Currently, most activated carbon is thermally regenerated and reused.
한편, 원자력발전소에서 공기 정화용으로 사용된 활성탄은 방사능에 오염되어 있어서 재활용되지도 못할 뿐만 아니라 원자력발전소에서 자체적으로 처분하지도 못하고 방사성 고체폐기물로 분류하여 원자력발전소 내에 저장하고 있다. 원자력시설의 공기정화계통(HVAC)에 사용되는 활성탄은 방출되는 방사성 기체 중 요오드(I) 및 제논(Xe)을 제거할 목적으로 사용되며, 흡착효율을 좋게 하기 위하여 이러한 활성탄에 주로 TEDA(Triethylene Diamine)와 KI(Potassium Iodide)가 첨착되어 있다. 활성탄에 흡착되어 제거된 방사성 물질 중 반감기가 짧은 요오드(반감기: 8일)와 제논은 사용 후 장기간 보관 중에 대부분 감쇄되어 방사능이 소멸되나 반감기가 긴 방사성탄소(14C)나 삼중수소(3H)는 오랫동안 남아 있게 된다. 국내 원자력발전소나 원자력시설에서 발생되고 있는 폐활성탄에서도 방사성탄소(14C)와 삼중수소(3H)가 잔류해 있는 것으로 확인되고 있다. 이러한 폐활성탄에서 국제원자력기구에서 제시하는 규제해제(IAEA, SSNo RS-G-1.7) 농도값인 1 Bq/g과 100 Bq/g을 각각 초과하는 방사성탄소(14C)와 삼중수소(3H)가 검출되어 폐활성탄을 원자력발전소에서 자체 처분을 하지 못하고 방사성 고체폐기물로 분류하여 약 1,000 드럼 이상의 폐활성탄을 원자력발전소 내에 저장하면서 관리하고 있다. 더욱이, 발전소의 운전과 더불어 매년 수십 드럼의 폐활성탄이 지속적으로 발생되고 있어, 이를 전량 방사성 폐기물로 분류하여 관리할 경우 관리비용이 급증할 것으로 예상된다.
On the other hand, activated carbon used for air purification in nuclear power plants is contaminated with radioactivity and can not be recycled. In addition, it is not disposable by itself in nuclear power plants, but is classified as radioactive solid waste and stored in nuclear power plants. Activated carbon used in the HVAC of nuclear facilities is used to remove iodine (I) and xenon (Xe) from the released radioactive gasses. In order to improve the adsorption efficiency, activated carbon is mainly used for TEDA (Triethylene Diamine ) And KI (Potassium Iodide) are attached. ( 14 C) or tritium ( 3 H), which have long half life, are mostly attenuated and decayed during long-term storage after using iodine (half-life: 8 days) Will remain for a long time. It has been confirmed that radioactive carbon ( 14 C) and tritium ( 3 H) remain in the waste activated carbon generated in domestic nuclear power plants or nuclear facilities. These radioactive carbon ( 14 C) and tritium ( 3 H) exceeding 1 Bq / g and 100 Bq / g, respectively, which are the values of IAEA, SSNo RS-G- ), And the waste activated carbon is classified as a radioactive solid waste without its own disposal at the nuclear power plant, and more than 1,000 drum waste activated carbon is stored in the nuclear power plant. Moreover, as the operation of the power plant continues, tens of drums of activated carbon are generated annually, and it is expected that the management cost will be increased when the whole is classified as radioactive waste.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.One example of the technique for solving such a problem is described in
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 폐활성탄에 흡착되어 있는 무기형 방사성이산화탄소(14CO2)는 산성용액을 이용하여 폐활성탄으로부터 분리시켜 방사성 기체 임시 저장조로 배출시키고, 유기형 방사성탄화수소(14CmHn)는 산화제를 이용하여 무기형 기체방사성이산화탄소(14CO2)로 전환시켜 방사성 기체 임시저장조로 배출시키는 기술에 대해 개시되어 있다.For example, in the following
또 하기 특허문헌 2에는 폐활성탄을 1차 파쇄하여 폐활성탄 내부에 물리, 화학적으로 흡착된 3H 또는 14C 화합물질을 표면에 노출시키는 파쇄공정, 폐활성탄 내부에 흡착되어 있는 삼중수소(3H) 또는 방사성탄소(14C) 화합물질을 진공가열로에 투입하여 고온, 진공 조건에서 추출하는 추출공정과 추출공정에서 발생하는 유해가스를 촉매를 이용해 H2O와 CO2로 산화시키는 배기체 처리공정을 포함하는 폐활성탄 처리방법에 대해 개시되어 있다.
In
그러나 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 폐활성탄 중에 함유된 방사성탄소(14C)와 삼중수소(3H)를 분리하여 제거한 후 폐활성탄을 일반 고체폐기물로 원자력발전소에서 자체적으로 처분하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않다.
However, in the conventional technology as described above, the technology for separating and removing the radioactive carbon ( 14 C) and the tritium ( 3 H) contained in the waste activated carbon and then disposing the waste activated carbon as a general solid waste in the nuclear power plant itself, .
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 원자력발전소에서 대량으로 발생되고 있는 방사성 폐활성탄을 원자력발전소에서 자체적으로 재활용처리가 가능한 정도(1Bq/g이하)로 방사능 물질을 제거할 수 있는 방사성 폐활성탄의 처리방법을 제공하는 것이다.Disclosure of the Invention The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a radioactive waste activated carbon which is generated in large quantities in a nuclear power plant, And to provide a method for treating radioactive waste activated carbon.
본 발명의 다른 목적은 연속처리가 가능한 대용량의 처리공정으로 신속한 처리가 가능하고 시스템 및 처리공정을 보다 단순화시켜 2차 폐기물의 발생량과 처리비용을 최소화할 수 있는 방사성 폐활성탄의 처리방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for treating radioactive waste activated carbon capable of rapid treatment with a large-capacity treatment process capable of continuous treatment and further simplifying the system and treatment process, thereby minimizing the generation amount of secondary wastes and the treatment cost will be.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법은 유기 및 무기형 방사성탄소(14C)가 흡착된 방사성 폐활성탄을 처리하는 방법에 있어서, (a) 투입조에 투입된 방사성 폐활성탄을 연속적인 열처리가 가능한 방사형 다단 탄화로 내부의 고온상태에서 고체상의 활성 탄소와 기체상의 물질로 분리되며, 폐활성탄에 흡착된 유기형 기체방사성 탄화수소(14CmHn)는 소각되어 방사형 다단 냉각로로 공급하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 생성된 고온의 활성 탄소를 방사형 다단 냉각로의 입구 내부를 통과시켜 고상의 활성탄소를 고온의 배출가스와 분리시켜 급냉되어 고상 유동공간을 통과하면서 배출 저장하는 단계, (c) 기체상으로 활성탄 분진을 포함하는 고온의 배출가스를 방사형 다단 냉각로의 기상 유동공간을 통과시켜 급랭하고 집진기로 투입하는 단계, (d) 집진기를 통과하여 분진이 제거된 기체상의 배가스가 무기형 기체방사성 이산화탄소를 흡착하는 방사성탄소 흡착필터를 통과하여 기체상의 방사성 이산화탄소를 흡착 제거하는 단계, (e) 배출가스에 포함된 삼중수소는 응축기를 통과하여 물로 응축되어 제거되는 단계를 포함하며, 상기 방사형 다단 탄화로와 방사형 다단 냉각로는 완전히 밀착시켜 조립하여 방사형 다단 탄화로에서 발생된 배가스가 외부로 배출되지 않고 방사형 다단 냉각로 내부 기상 유동 공간만 통과하도록 실행되는 것을 특징으로 한다.Treatment of radioactive waste activated carbon according to the present invention for achieving the abovementioned objects is also organic and mugihyeong radiocarbon (14 C) The method for processing the absorption of radioactive waste activated carbon, a row of radioactive waste activated carbon injected Section (a) In Stage radiant hydrocarbon ( 14 CmHn) adsorbed on the activated carbon is separated into a solid phase activated carbon and a gaseous phase in a high temperature state inside the radial multi-stage carbonization furnace capable of heat treatment, (b) passing the high temperature activated carbon produced in the step (a) through the inlet of the radial multi-stage cooling furnace, separating the solid activated carbon from the high temperature exhaust gas, quenching and passing through the solid phase flow space, , (c) quenching the high-temperature exhaust gas containing the activated carbon dust in the gas phase through the gas-phase flow space of the radial multi-stage cooling furnace (D) adsorbing and removing radioactive carbon dioxide on the gaseous body through a radioactive carbon adsorption filter for adsorbing the gaseous particulate radioactive carbon dioxide through which dust has been removed through the dust collector, (e) Wherein the radiant multi-stage carbonization furnace and the radial multi-stage cooling furnace are assembled in close contact with each other so that the exhaust gas generated in the radial multi-stage carbonization furnace is not discharged to the outside And the radial multi-stage cooling is performed so as to pass only the internal gas phase flow space.
또 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법에 있어서, 상기 폐활성탄이 고온으로 열처리된 후 고상의 활성 탄소는 고온의 기체상과 분리되어 냉각로의 고상 유동공간을 통과하고 기체상의 배가스는 냉각로의 기상 유동공간을 통과하여 고상과 기상이 냉각로 입구 내부에서 분리되는 것을 특징으로 한다.Further, in the method of treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, after the waste activated carbon is heat-treated at a high temperature, the solid activated carbon is separated from the high temperature gas phase and passes through the solid phase flow space of the cooling furnace, And the solid phase and the vapor phase are separated from each other inside the cooling passage inlet.
또 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법에 있어서, 상기 폐활성탄이 고온으로 열처리되는 과정에서 유기물이 소각 연소되어 고상의 활성 탄소와 기상으로 분리되고, 상기 기상은 무기성 기체방사성탄소, 활성탄소 분진 및 배가스인 것을 특징으로 한다.Further, in the method of treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, in the course of heat treatment of the waste activated carbon at a high temperature, the organic matter is incinerated and burned and separated into gaseous phase and solid phase activated carbon, Dust and exhaust gas.
또 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법에 있어서, 배가스 분진 제거용 집진기 및 무기형 기체방사성이산화탄소(14CO2) 흡착용 흡착필터는 사용중 막힘 또는 불량에 대비하여 2개가 설치되어 상황에 따라 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.In the method for treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, two dust collectors for exhaust gas dust removal and adsorption filters for adsorbing inorganic gas radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ) are installed in preparation for clogging or failure, Is used.
또 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법에 있어서, 상기 방사성 물질로 오염된 활성탄소 분진, 집진기 및 흡착필터는 안전하게 분리하여 출입구를 밀봉한 후 방사능 준위에 따라 고건전성 용기나 탄소강 드럼에 넣어 방사성 폐기물 처분장으로 이송하여 처분하는 것을 특징으로 한다.
In the method for treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, the activated carbon dust, the dust collector and the adsorption filter contaminated with the radioactive material are safely separated and sealed at the entrance, and then put into a high-strength container or carbon steel drum according to the radioactive level, And transferred to a waste repository for disposal.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법에 의하면, 연속처리가 가능하여 대용량의 신속한 처리가 가능하고 시스템 및 처리공정이 보다 단순하여 설치 및 유지보수비가 적게 소요되어 보다 적은 비용으로 용이하고 신속하게 폐활성탄에 함유되어 있는 방사성핵종을 분리하거나 추출하여 제거할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method for treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, it is possible to perform continuous treatment, which enables rapid processing of a large capacity, simpler system and treatment process, less installation and maintenance costs, The radionuclide contained in the activated carbon can be easily separated and extracted and removed.
또, 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법에 의하면, 고온 열처리 과정에서 방사성핵종의 제거와 동시에 폐활성탄의 재생으로 2차 폐기물의 발생량이 기존 방사성 폐기물 대비(부피기준) 1/10 이하로 감소될 뿐만 아니라, 방사형 다단 회전로 기술을 이용한 기상 및 고상 분리 급랭 방식으로 다이옥신 생성을 방지하여 배기가스에 따른 환경오염을 최소화할 수 있는 효과도 얻어진다.In addition, according to the method of treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, the amount of secondary waste generated by the recycling of activated carbon at the same time as the removal of the radionuclide during the high-temperature heat treatment is reduced to 1/10 or less In addition, it is possible to prevent the generation of dioxins by the vapor-phase and solid-phase separation and quenching methods using the radial multi-stage rotary furnace technology, thereby minimizing environmental pollution caused by the exhaust gas.
또한, 본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법에 의하면, 방사성 폐기물의 발생이 적게 되고 원자력발전소 폐기물 저장공간의 이용률을 크게 향상시킬 수 있는 효과도 얻어진다.
Further, according to the method of treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, the generation of radioactive waste is reduced and the utilization ratio of the waste storage space of the nuclear power plant can be greatly improved.
도 1은 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 및 방사성핵종 제거장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 및 방사성핵종 제거장치의 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 및 방사성핵종 제거장치의 공정도.1 is a perspective view of a regeneration apparatus and a radionuclide removing apparatus for waste activated carbon in a nuclear power plant according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of a regenerating and removing a radionuclide of a nuclear activated carbon waste activated carbon according to the present invention. FIG.
FIG. 3 is a process diagram of a regenerating and removing a radionuclide of a nuclear activated carbon waste activated carbon according to the present invention. FIG.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
활성탄은 넓은 표면적과 미세기공을 가진 특성을 갖고 있다. 주로 반데르발스 인력(van der waals force)에 의해서 활성탄의 미세기공에 비극성분자와 약극성유기분자를 흡착하는 물리적 흡착력을 가지고 있다, 원자력발전소의 공기정화계통(HVAC)에는 기체 방사성폐기물 중 요오드(I), 제논(Xe) 등을 제거하기 위하여 TEDA(Triethylene Diamine)와 KI(Potassium Iodide)가 첨착된 활성탄이 주로 사용된다. 원자력발전소에서 발생하는 방사성탄소(14C)는 무기형의 방사성 이산화탄소(14CO2)와 유기형의 방사성탄화수소(14CmHn, 주로 메탄(CH4))로 존재한다.Activated carbon has a wide surface area and micropores. (HVAC) of nuclear power plants contains iodine (iodine) in gaseous radioactive wastes. It has a physical adsorption ability to adsorb nonpolar molecules and weakly polar organic molecules to micropores of activated carbon mainly by van der Waals force. I) and xenon (Xe), activated carbon impregnated with TEDA (Triethylene Diamine) and KI (Potassium Iodide) is mainly used. The radioactive carbon ( 14 C) generated from a nuclear power plant exists as an inorganic type of radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ) and an organic type radioactive hydrocarbon ( 14 CmHn, mainly methane (CH 4 )).
본 발명은 위와 같은 폐활성탄에서 방사능 물질을 제거하기 위하여 고온의 열처리 방법을 사용한다. 즉, 원자력발전소, 연구소 및 대학교의 실험실에서 발생되는 방사성 대기오염 물질을 흡착한 폐활성탄으로부터 방사성핵종을 효율적으로 제거하여 원자력발전소에서 재사용하거나 일반폐기물로 분류하여 자체적으로 처리 가능하도록 처리할 수 있는 방사성 폐활성탄의 처리방법을 마련한다.
The present invention uses a high-temperature heat treatment method to remove radioactive materials from the waste activated carbon. That is, it is possible to efficiently remove radioactive nuclides from waste activated carbon adsorbed by radioactive air pollutants generated in the laboratories of nuclear power plants, research institutes and universities, to be reused in nuclear power plants or classified as general wastes, A method for treating waste activated carbon is provided.
이하, 본 발명의 구성을 도 1 및 도 2에 따라서 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.
도 1은 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 및 방사성핵종 제거장치의 사시도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 및 방사성핵종 제거장치의 분해도 이다.FIG. 1 is a perspective view of a regeneration apparatus and a radionuclide removing apparatus for a waste activated carbon of a nuclear power plant according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of a regeneration apparatus and a radionuclide removing apparatus for waste activated carbon in a nuclear power plant according to the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 장치는 프레임(10)에 장착되며, 폐활성탄 투입조(1), 방사형 다단 탄화로(2), 버너(3), 방사형 다단 냉각로(4), 백필터 집진기(5), 방사성 이산화탄소 흡착필터(6), 응축기(7) 및 송풍기를 구비한다.1 and 2, a recycling apparatus for waste activated carbon in a nuclear power plant according to the present invention is mounted on a
예를 들어, 원자력발전소, 연구소 및 대학교의 실험실에서 발생되는 방사성 대기오염 물질을 흡착한 방사성 폐활성탄은 상기 투입조(1)를 통해 투입되어 방사형 다단 탄화로(2)에서 등유 버너(3)에 의해 700~900℃의 고온으로 소각처리된다. 또 상기 투입조(1) 내에는 폐활성탄의 정량 공급을 위해 스크류가 마련된다.For example, radioactive waste activated carbon adsorbed by a radioactive air pollutant generated in a laboratory of a nuclear power plant, a research institute and a university is supplied through the
따라서, 폐활성탄에 흡착되어 있는 유기형 방사성이산화탄소(14CO2)는 고온으로 열처리되어 방사성 물질이 분리되고 활성탄 자체의 기능을 회복하는 활성 탄소로 변환된다. 700~900℃로 소각된 활성 탄소는 방사형 다단 냉각로(4)로 공급된다. Therefore, the organic type radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ) adsorbed on the waste activated carbon is heat-treated at a high temperature so that the radioactive material is separated and converted into activated carbon which restores the function of the activated carbon itself. Activated carbon, which is incinerated at 700 to 900 ° C, is fed to the radial multi-stage cooling furnace (4).
상기 고온의 활성탄소는 냉각로(4) 입구 내부에서 함께 배출된 고온의 배출가스와 분리되어 냉각이 이루어진다. 따라서 냉각과정에서 활성 탄소에 방사성 오염물질이 재흡착되지 않는다. 냉각로(4)에는 상온의 냉각수가 유입되어 냉각로(4) 내부 냉각수 재킷을 통과하면서 고온의 열을 흡수한 후 온수 또는 스팀으로 변환되어 배출된다. The high temperature activated carbon is separated from the hot exhaust gas discharged together with the inside of the inlet of the cooling furnace (4) to be cooled. Thus, the radioactive contaminants do not re-adsorb on the activated carbon during the cooling process. The cooling water at room temperature flows into the
사용되는 냉각수는 방사성 물질과 직접 접촉이 없어서 오염되지 않는다. 탄화로(2)와 냉각로(4)는 도 2에 도시된 바와 같이, 완전히 밀착시켜 조립하여 탄화로(2)에서 발생된 배가스가 외부로 배출되지 않고 냉각로(4) 내부 기상 유동 공간만 통과하도록 하였다. The used cooling water is not contaminated because there is no direct contact with the radioactive material. As shown in FIG. 2, the
냉각로(4)의 입구부 온도는 700~900℃이지만, 냉각수에 의해 냉각로(4) 출구부 온도는 50℃에 불과하여 배출되는 배가스 또는 활성탄소 역시 50℃ 정도로 유지된다. 냉각로(4)에서 배출된 활성 탄소는 제품으로 포장하여 재사용한다.The temperature of the inlet of the
한편, 냉각로(4)에서 배출된 배가스는 많은 활성 탄소 분진 및 방사성 오염물질을 포함하고 있고, 또한 냉각과정에서 응축되어 수분 및 삼중수소를 포함하고 있다. 이러한 배가스는 백필터 집진기(5)를 통과하면서 분진이 백필터에 집진된다.On the other hand, the exhaust gas discharged from the
백필터 집진기(5)를 통과한 배가스는 무기형 방사성 이산화탄소를 흡착하는 흡착필터(6)를 통과한 후 응축기(7)에서 응축되어 삼중수소가 제거된다.The exhaust gas passed through the bag
상기 배가스 분진 제거용 백필터 집진기(5) 및 무기형 기체방사성이산화탄소(14CO2) 흡착용 흡착필터(6)는 사용중 막힘 또는 불량에 대비하여 2개가 설치되어 상황에 따라 선택적으로 사용되는 것이 바람직하다.It is preferable that the bag
삼중수소가 제거된 배가스는 송풍기를 통해 대기로 배출된다. The flue gas from which the tritium has been removed is discharged to the atmosphere through a blower.
방사성 물질 제거 및 폐활성탄 재생과정에서 2차 방사성 오염 물질은 백필터 집진기(5)에서의 활성탄소 분진 및 백필터, 흡착필터(6)에서 발생된다. 발생된 2차 오염물질은 기존 방사성 폐활성탄의 1/10에도 미치지 못한다. In the process of removing the radioactive material and recycling the activated carbon, secondary radioactive contaminants are generated in the activated carbon dust, the bag filter, and the
이렇게 수거된 방사성 오염물질은 적절한 처리과정을 거쳐서 방폐장에 매립하면 된다. 즉, 상기 방사성 물질로 오염된 활성탄소 분진, 집진기 필터 및 흡착필터는 안전하게 분리하여 출입구를 밀봉한 후 방사능 준위에 따라 고건전성 용기나 탄소강 드럼에 넣어 방사성 폐기물 처분장으로 이송하여 처분한다. The radioactive contaminants thus collected should be buried in a waste disposal site through an appropriate treatment process. That is, the activated carbon dust, the dust filter, and the adsorption filter contaminated with the radioactive material are safely separated and sealed, and then the entrance and exit are sealed and transferred to a radioactive waste repository in a high-strength container or a carbon steel drum according to a radioactive level.
상술한 바와 같이, 본 발명은 폐활성탄에 흡착되어 있는 유기형 방사성이산화탄소(14CmHn)를 고온으로 소각처리하고, 무기형 기체 방사성이산화탄소(14CO2)는 고상의 활성탄으로부터 분리시켜서 냉각-분진제거-방사성이산화탄소 흡착-삼중수소 제거 공정을 통하여 방사성 핵종이 제거되어 대기로 배출시킴과 동시에 고온 열처리된 폐활성탄은 활성탄소로 재생되어 방사형 다단 냉각로를 거쳐서 냉각시킨 후 활성탄으로 재사용한다.As described above, according to the present invention, the organic type radioactive carbon dioxide ( 14 CmHn) adsorbed on the waste activated carbon is incinerated at a high temperature, the inorganic gas radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ) is separated from the solid activated carbon, Carbon dioxide adsorption - Removal of radioactive nuclei by tritium removal process and discharge to the atmosphere. At the same time, activated carbon treated by high temperature heat is regenerated as activated carbon, cooled through radial multi - stage cooling furnace, and reused as activated carbon.
다음에, 도 3에 따라 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 및 방사성핵종 제거방법에 대해 설명한다.Next, with reference to FIG. 3, a method for regeneration of a waste activated carbon in a nuclear power plant and a method for removing a radionuclide according to the present invention will be described.
도 3은 본 발명에 따른 원자력발전소 폐활성탄의 재생 및 방사성핵종 제거장치의 공정도이다.FIG. 3 is a process diagram of a regenerating and removing a radionuclide of a nuclear activated carbon waste activated carbon according to the present invention.
본 발명에 따른 방사성 폐활성탄 처리방법은 먼저 투입조(1)를 통해 원자력발전소, 연구소 및 대학교의 실험실에서 발생되는 방사성 대기오염 물질을 흡착한 방사성 폐활성탄이 투입된다(S10). 이와 같은 투입은 정량 공급 스크류에 의해 실행되는 것이 바람직하다.In the method of treating radioactive waste activated carbon according to the present invention, radioactive waste activated carbon adsorbing radioactive air pollutants generated in a laboratory of a nuclear power plant, a research institute and a university is introduced through the input tank 1 (S10). It is preferable that such an input is performed by a constant amount supply screw.
투입조(1)로 공급된 유기 및 무기형 방사성탄소(14C)가 흡착된 폐활성탄은 연속적인 열처리가 가능한 방사형 다단 탄화로(2) 내부의 고온상태(700~900℃)에서 고체상의 활성 탄소와 기체상의 물질로 분리되며, 기체상의 물질은 무기형 기체방사성이산화탄소(14CO2)와 유기형 기체방사성 탄화수소(14CmHn)로 분리되는데 유기성 기체방사성 탄화수소는 연소되어 소각된다(S20). 이와 같은 연소는 등유 버너(3)에서 공급되는 열원에 의해 실행된다(S30).The activated carbon in which the organic and inorganic radionuclides ( 14 C) supplied to the
고온의 활성 탄소는 방사형 다단 냉각로(4)의 고상 유동공간을 통과하여 40~100℃로 급랭 되어 배출저장된다(S40). 즉, 방사형 다단 탄화로(2)에서 폐활성탄이 고온으로 열처리된 후 고상의 활성탄소는 고온의 기체상과 분리되어 냉각로(4)의 고상 유동공간을 통과하고 기체상의 배가스는 냉각로(4)의 기상 유동공간을 통과하여 고상과 기상이 냉각로(4) 입구 내부에서 분리된다.The high temperature activated carbon passes through the solid-phase flow space of the radial
고온의 배출가스(기체상으로 활성탄 분진 포함)는 방사형 다단 냉각로(4)의 기상 유동공간을 통과하면서 급랭 되어 배출되고 백필터 집진기(5)로 투입된다(S50).The high-temperature exhaust gas (including the activated carbon dust in the gas phase) passes through the gas-phase flow space of the radial
집진기(5)를 통과하여 분진이 제거된 기체상의 배가스는 무기형 기체방사성 이산화탄소를 흡착하는 방사성 탄소 흡착필터(6)를 통과하여 방사성 이산화탄소가 흡착 제거된다(S60). 즉, 폐활성탄이 고온으로 열처리되는 과정에서 유기물이 소각 연소되어 고상의 활성 탄소와 기상(무기성 기체방사성탄소, 활성탄소 분진, 기타 배가스)으로 분리된다.The gas-phase exhaust gas passing through the
방사성 탄소 흡착필터(6)를 통과한 배출가스에 포함된 삼중수소는 응축기(7)를 통과하면서 물로 응축되고(S70), 송풍기에 의해 대기로 배출된다(S80).The tritium contained in the exhaust gas passing through the radioactive
한편, 상기 방사형 다단 냉각로(4)에서 배출된 활성 탄소는 제품으로 포장하여 재사용한다(S90).
Meanwhile, the activated carbon discharged from the radial
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
본 발명에 따른 방사성 폐활성탄의 처리방법을 사용하는 것에 의해 원자력발전소 등에서 발생하는 폐활성탄뿐만 아니라 방사성 폐액에 오염되어 있는 방사성탄소(14C), 삼중수소, 방사성코발트(60Co ) 및 방사성세슘(137Cs ) 등을 제거하기 위하여 널리 사용될 수 있다.( 14 C), tritium, radioactive cobalt ( 60 Co), and radioactive cesium ( 14 C), which are contaminated with radioactive waste solution, as well as the waste activated carbon generated from nuclear power plants and the like by using the method of treating radioactive waste activated carbon according to the present invention 137 Cs) and the like.
1: 폐활성탄 투입조 2: 방사형 다단 탄화로
3: 버너 4: 방사형 다단 냉각로
5: 백필터 집진기 6: 방사성 이산화탄소 흡착필터
7: 응축기 1: Activated carbon charging tank 2: radial multi-stage carbonization furnace
3: Burner 4: Radial multi-stage cooling furnace
5: bag filter dust collector 6: radioactive carbon dioxide adsorption filter
7: Condenser
Claims (5)
(a) 투입조에 투입된 방사성 폐활성탄을 연속적인 열처리가 가능한 방사형 다단 탄화로 내부의 고온상태에서 고체상의 활성 탄소와 기체상의 물질로 분리되며, 폐활성탄에 흡착된 유기형 기체방사성 탄화수소(14CmHn)는 소각되어 방사형 다단 냉각로로 공급하는 단계,
(b) 상기 단계 (a)에서 생성된 고온의 활성 탄소를 방사형 다단 냉각로의 입구 내부를 통과시켜 고상의 활성탄소를 고온의 배출가스와 분리시켜 급냉되어 고상 유동공간을 통과하면서 배출 저장하는 단계,
(c) 기체상으로 활성탄 분진을 포함하는 고온의 배출가스를 방사형 다단 냉각로의 기상 유동공간을 통과시켜 급랭하고 집진기로 투입하는 단계,
(d) 집진기를 통과하여 분진이 제거된 기체상의 배가스가 무기형 기체방사성 이산화탄소를 흡착하는 방사성탄소 흡착필터를 통과하여 기체상의 방사성 이산화탄소를 흡착 제거하는 단계,
(e) 배출가스에 포함된 삼중수소는 응축기를 통과하여 물로 응축되어 제거되는 단계를 포함하며,
상기 방사형 다단 탄화로와 방사형 다단 냉각로는 완전히 밀착시켜 조립하여 방사형 다단 탄화로에서 발생된 배가스가 외부로 배출되지 않고 방사형 다단 냉각로 내부 기상 유동 공간만 통과하도록 실행되는 것을 특징으로 하는 방사성 폐활성탄의 처리방법.A method for treating radioactive waste activated carbon adsorbed with organic and inorganic radioactive carbon ( 14 C)
(a) The radioactive waste activated carbon injected into the feed tank is separated into a solid phase activated carbon and a gas phase material at a high temperature inside the radial multi-stage carbonization furnace capable of continuous heat treatment. Organic gas radioactive hydrocarbons ( 14 CmHn) A step of incinerating and supplying to the radial multi-stage cooling furnace,
(b) passing the high temperature activated carbon produced in the step (a) through the inlet of the radial multi-stage cooling furnace, separating the solid activated carbon from the high temperature exhaust gas, quenching and passing through the solid phase flow space, ,
(c) passing the high-temperature exhaust gas containing the activated carbon dust into the gas phase through the gas-phase flow space of the radial multi-stage cooling furnace,
(d) adsorbing and removing radioactive carbon dioxide on the gaseous phase through a radioactive carbon adsorption filter for adsorbing the inorganic-type gaseous radioactive carbon dioxide,
(e) the tritium contained in the exhaust gas is condensed and removed through the condenser,
Wherein the radial multi-stage carbonization furnace and the radial multi-stage cooling furnace are assembled in complete close contact with each other so that the exhaust gas generated in the radial multi-stage carbonization furnace passes through only the radial multi-stage cooling furnace internal gas phase flow space without being discharged to the outside. Lt; / RTI >
상기 폐활성탄이 고온으로 열처리된 후 고상의 활성 탄소는 고온의 기체상과 분리되어 냉각로의 고상 유동공간을 통과하고 기체상의 배가스는 냉각로의 기상 유동공간을 통과하여 고상과 기상이 냉각로 입구 내부 밀폐된 공간에서 분리되는 것을 특징으로 하는 방사성 폐활성탄의 처리방법.The method according to claim 1,
After the waste activated carbon is heat-treated at a high temperature, the solid carbon is separated from the hot gas phase and passes through the solid phase flow space of the cooling furnace. The gaseous phase exhaust gas passes through the gas phase flow space of the cooling furnace, Wherein the activated carbon is separated from the closed space.
상기 폐활성탄이 고온으로 열처리되는 과정에서 유기물이 소각 연소되어 고상의 활성 탄소와 기상으로 분리되고, 상기 기상은 무기성 기체방사성탄소, 활성탄소 분진 및 배가스인 것을 특징으로 하는 방사성 폐활성탄의 처리방법.The method according to claim 1,
Characterized in that in the course of the heat treatment of the waste activated carbon, the organic matter is incinerated and separated into gaseous phase with the solid phase activated carbon, and the gaseous phase is inorganic gaseous radioactive carbon, activated carbon dust and exhaust gas .
배가스 분진 제거용 집진기 및 무기형 기체방사성이산화탄소(14CO2) 흡착용 흡착필터는 사용중 막힘 또는 불량에 대비하여 2개가 설치되어 상황에 따라 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방사성 폐활성탄의 처리방법.The method according to claim 1,
A dust collector for dust removal of flue gas and an adsorption filter for adsorption of inorganic gas radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ) are installed in preparation for clogging or failure in use and selectively used according to the situation.
상기 방사성 물질로 오염된 활성탄소 분진, 집진기 및 흡착필터는 안전하게 분리하여 출입구를 밀봉한 후 방사능 준위에 따라 고건전성 용기나 탄소강 드럼에 넣어 방사성 폐기물 처분장으로 이송하여 처분하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐활성탄의 처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the activated carbon dust, the dust collector, and the adsorption filter contaminated with the radioactive material are safely separated from each other, sealed at the entrance, and placed in a high-strength container or a carbon steel drum according to a radioactive level to be transferred to a radioactive waste repository for disposal. Lt; / RTI >
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