KR20220013613A - Radioactive activated carbon waste disposal control system - Google Patents

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KR20220013613A KR1020200092766A KR20200092766A KR20220013613A KR 20220013613 A KR20220013613 A KR 20220013613A KR 1020200092766 A KR1020200092766 A KR 1020200092766A KR 20200092766 A KR20200092766 A KR 20200092766A KR 20220013613 A KR20220013613 A KR 20220013613A
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Abstract

One embodiment of the present invention is to provide a radioactive activated carbon waste disposal control device capable of continuously disposing of a large amount of activated carbon waste in a short time while treating the activated carbon waste generated in a nuclear power plant to a level below the deregulation level. The radioactive activated carbon disposal control device comprises: an activated carbon waste treating unit that transfers activated carbon waste supplied from the outside to a microwave reaction section and heat-treats the oxidation of the activated carbon waste with microwaves; a gas analysis unit that analyzes a flue gas generated from the activated carbon waste treating unit, monitors a treatment state of the activated carbon waste in real time, and generates analyzed flue gas information; and a control unit that analyzes the flue gas information transmitted through the gas analysis unit to control the conveyance of the activated carbon waste and irradiation of microwaves, and controls a process for disposing of activated carbon waste by generating control signals to separate radionuclides remaining in the activated carbon waste and to dispose of the activated carbon waste.

Description

방사성 폐활성탄 처리 제어장치{RADIOACTIVE ACTIVATED CARBON WASTE DISPOSAL CONTROL SYSTEM}RADIOACTIVE ACTIVATED CARBON WASTE DISPOSAL CONTROL SYSTEM

본 발명은 방사성 폐활성탄 처리 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radioactive waste activated carbon treatment control device.

원전에서 발생되는 방사성 폐활성탄의 경우 탄소(C-14), 삼중수소(H-3) 등의 핵종이 존재하고 있으며, 전체적으로 준위가 낮지만 많은 양이 발생하는 특징을 가지고 있다. 또한 일반적인 활성탄에 비하여 흡착효율을 좋게 하기 위하여 트리에틸렌디아민(TEDA ; Triethylene Diamine) 또는 아이오딘화칼륨(KI ; Potassium Iodide)이 침착되어 있다. 현재 원전에서는 이러한 다량의 폐활성탄 내에 존재하고 있는 C-14 및 H-3 등의 핵종으로 인하여 자체 처분하지 못하고 보관중이며, 이는 큰 관리비용을 초래하게 된다. 이를 해결하기 위하여 다양한 방법이 개발되었으며 단순가온, 감압가온, 화학제염 등의 방법이 있다. 하지만 이러한 방법으로는 규제해제 수준까지 탈착 처리가 어려운 것으로 알려져 있다. 이를 해결하기 위하여 폐활성탄을 규제해제 수준 이하로 처리할 수 있으면서도, 다량의 폐활성탄을 빠르게 처리할 수 있는 기술이 요구된다.In the case of radioactive activated carbon generated in nuclear power plants, nuclides such as carbon (C-14) and tritium (H-3) exist, and although the overall level is low, it has a characteristic that a large amount is generated. In addition, triethylenediamine (TEDA; Triethylene Diamine) or potassium iodide (KI) is deposited to improve adsorption efficiency compared to general activated carbon. Currently, nuclear power plants cannot dispose of themselves due to nuclides such as C-14 and H-3 present in such a large amount of spent activated carbon, and are stored, which incurs large management costs. To solve this problem, various methods have been developed, and there are methods such as simple heating, heating under reduced pressure, and chemical decontamination. However, this method is known to be difficult to desorb to the level of deregulation. In order to solve this problem, a technology capable of processing a large amount of waste activated carbon quickly while being able to process it below the level of deregulation is required.

관련 선행문헌으로 한국등록특허 1,474,384는 "방사성 폐활성탄 처리공정 제어를 위한 실시간 모니터링 방법"을 개시한다.As a related prior document, Korean Patent No. 1,474,384 discloses "a real-time monitoring method for controlling radioactive activated carbon treatment process".

한국등록특허 1,474,384Korean Patent 1,474,384

본 발명의 한 실시예는 원전에서 발생하는 폐활성탄을 규제해제 수준 이하로 처리하면서도 다량의 폐활성탄을 짧은 시간 내에 연속적으로 처리할 수 있는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치를 제공하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a radioactive activated carbon treatment control device capable of continuously processing a large amount of spent activated carbon within a short time while treating the spent activated carbon generated in a nuclear power plant to a level below the deregulation level.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above problems, the embodiment according to the present invention may be used to achieve other problems not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 방사성 폐활성탄 처리 제어장치는 외부로부터 공급된 폐활성탄을 마이크로파 반응구간으로 이송하여 마이크로파로 폐활성탄의 산화를 열처리하는 폐활성탄 처리부, 폐활성탄 처리부에서 발생한 배가스를 분석하여 폐활성탄의 처리상태를 실시간으로 모니터링하고 분석된 배가스 정보를 생성하는 가스 분석부, 그리고 가스 분석부를 통해 전달된 배가스 정보를 분석하여 마이크로파의 조사와 폐활성탄의 이송을 조절함으로써 폐활성탄에 잔류하는 방사성핵종을 분리하고 폐활성탄을 처리하도록 폐활성탄 처리 제어신호를 생성하여 폐활성탄의 처리 공정을 제어하는 제어부를 포함한다.The radioactive waste activated carbon treatment control device according to an embodiment of the present invention transfers the waste activated carbon supplied from the outside to the microwave reaction section, and analyzes the exhaust gas generated from the spent activated carbon treatment unit that heat-treats the oxidation of the spent activated carbon with microwaves, and the spent activated carbon treatment unit. A gas analyzer that monitors the processing status of the spent activated carbon in real time and generates the analyzed flue gas information, and the radioactive residue remaining in the waste activated carbon by analyzing the flue gas information transmitted through the gas analyzer and controlling microwave irradiation and transport of the waste activated carbon and a control unit for controlling the treatment process of the spent activated carbon by generating a waste activated carbon treatment control signal to separate the nuclides and process the spent activated carbon.

본 발명의 한 실시예는 폐활성탄 처리부에서 발생한 배가스를 가스 분석부에서 분석하여 폐활성탄의 처리상태를 분석하고 분석정보를 바탕으로 제어부에서 마이크로파 파워 및 컨베이어벨트의 속도를 조절하여 폐활성탄의 온도 및 처리 시간을 제어함으로써 C-14와 H-3 핵종을 외부의 누출없이 포집할 수 있으며, 다양한 유기성 방폐물 후단에 이동형으로 장착되어 2차 폐기물을 최소화할 수 있는 효과가 있다.An embodiment of the present invention analyzes the exhaust gas generated from the spent activated carbon processing unit in the gas analysis unit to analyze the processing state of the spent activated carbon, and based on the analysis information, the control unit controls the microwave power and the speed of the conveyor belt to control the temperature and By controlling the treatment time, C-14 and H-3 nuclides can be collected without external leakage, and they are installed in a movable type at the rear end of various organic wastes, thereby minimizing secondary waste.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사성 폐활성탄 처리 제어장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐활성탄 처리부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐활성탄 처리부의 내부를 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing a radioactive activated carbon treatment control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a waste activated carbon processing unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the inside of a waste activated carbon processing unit according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.With reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, in the case of a well-known known technology, a detailed description thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

이하에서는 도면들을 참조하여 방사성 폐활성탄 처리 제어장치를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a radioactive activated carbon treatment control device will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사성 폐활성탄 처리 제어장치를 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐활성탄 처리부를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐활성탄 처리부의 내부를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 방사성 폐활성탄 처리 제어장치는 폐활성탄 처리부(10), 가스 분석부(30), 그리고 제어부(20)를 포함하며, 폐활성탄 처리부(10)에서 발생한 배가스를 가스 분석부(30)에서 분석하여 폐활성탄의 처리상태를 분석하고 가스 분석부(30)에서 분석된 배가스 정보를 이용하여 제어부(20)에서 마이크로파 파워 및 컨베이어벨트의 속도를 조절하여 폐활성탄의 처리 온도 및 처리 시간을 제어할 수 있다. 따라서, 폐활성탄에 포함된 C-14와 H-3 핵종을 외부의 누출없이 포집할 수 있으며, 다양한 유기성 방폐물 후단에 이동형으로 장착되어 2차 폐기물을 최소화할 수 있다.1 is a block diagram showing a radioactive activated carbon treatment control apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a spent activated carbon processing unit according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a view showing the inside of the spent activated carbon processing unit according to. 1 to 3 , the radioactive activated carbon treatment control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a spent activated carbon processing unit 10 , a gas analyzer 30 , and a control unit 20 , and a spent activated carbon processing unit 10 ) by analyzing the exhaust gas generated from the gas analyzer 30 to analyze the processing state of the spent activated carbon, and by using the flue gas information analyzed by the gas analyzer 30 to control the microwave power and the speed of the conveyor belt in the controller 20 Thus, it is possible to control the treatment temperature and treatment time of the spent activated carbon. Therefore, C-14 and H-3 nuclides contained in the spent activated carbon can be collected without external leakage, and the secondary waste can be minimized by being mobilely mounted on the rear end of various organic waste materials.

폐활성탄 처리부(10)는 외부의 폐활성탄 투입장치(200)로부터 공급된 폐활성탄을 마이크로파 반응구간으로 이송하여 마이크로파로 폐활성탄의 산화를 열처리할 수 있다.The spent activated carbon processing unit 10 may transfer the spent activated carbon supplied from the external spent activated carbon input device 200 to the microwave reaction section to heat-treat the oxidation of the spent activated carbon with microwaves.

가스 분석부(30)는 폐활성탄 처리부(10)에서 발생한 배가스를 분석하여 폐활성탄의 처리상태를 실시간으로 모니터링하고 분석된 배가스 정보를 생성할 수 있다. 가스 분석부(30)는 배가스 필터링부, 가스 분석부(30)를 포함할 수 있다. 배가스 필터링부는 배가스 내에 존재하는 수분 및 기타 분석대상 제외 가스를 제거하는 기능을 할 수 있다. 가스 분석부(30)는 가스크로마토그래피(gas chromatography)를 포함할 수 있다. 방사성 폐활성탄 처리시 과도한 공정을 수행할 경우 방사성 핵종을 함유한 다량의 2차 폐기물(가스)이 발생할 가능성이 있으며, 폐활성탄 처리공정을 충분히 수행하지 못할 경우 규제해제 이하로 폐기물을 처리할 수 없다. 이는 컨베이어벨트의 속도 및 마이크로파 제어를 통한 폐활성탄의 온도를 조절하여 C-14를 제거하면서도 폐활성탄의 C-12가 이산화탄소 형태로 발생되지 않도록 공정제어를 통하여 해결할 수 있다. 그러나 방사성 폐활성탄 처리과정에서 폐기물이라는 특성상 물질의 특성이 균일하지 못한 문제점을 가지고 있어 특정 공정조건을 설정하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 폐활성탄 처리부(10)에서 방사성 폐활성탄을 처리시 발생되는 배가스를 분석할 필요가 있다. 가스 분석부(30)는 폐활성탄 처리부(10)에서 배출되는 배가스를 실시간 모니터링할 수 있다. 가스 분석부(30)는 폐활성탄 처리부(10)에서 배출되는 배가스를 분석하여 방사성 폐활성탄 처리 공정 내의 폐활성탄 처리 상태를 분석할 수 있다. 가스 분석부(30)에서는 폐활성탄 처리부(10)로부터 배가스 샘플을 추출하여 이산화탄소(CO2), 질소산화물(NOX), 암모니아(NH3)등의 발생가스를 분석할 수 있다. 정상 작동 중에서는 일정수준의 이산화탄소(CO2)(기타 다른 가스 포함)가 배가스 내에 존재하면서 서서히 증가하게 된다. 특정상황에서는 분석대상 가스의 발생이 급격히 증가하게 된다. 여기서, 특정상황이라 함은 온도가 급격하게 상승함에 따라 폐활성탄의 표면산화만 일어나는 것이 아닌 폐활성탄 자체가 연소되는 상황 등을 의미한다. 분석대상 가스가 급격히 발생할 경우 제어부(20)는 마이크로파의 파워를 조절하여 공정을 안정화시킬 수 있다. 제어부(20)는 가스 분석부(30)로부터 공급되는 폐활성탄 처리 분석정보를 분석하여 방사성 폐활성탄 처리 공정에 실시간으로 반영할 수 있다.The gas analyzer 30 may analyze the exhaust gas generated by the spent activated carbon processing unit 10 to monitor the processing state of the spent activated carbon in real time and generate the analyzed exhaust gas information. The gas analyzer 30 may include an exhaust gas filtering unit and a gas analyzer 30 . The exhaust gas filtering unit may serve to remove moisture and other gases excluded from analysis in the exhaust gas. The gas analyzer 30 may include gas chromatography. If an excessive process is performed during the treatment of radioactive activated carbon, a large amount of secondary waste (gas) containing radionuclides may be generated. . This can be solved through process control so that C-12 of the spent activated carbon is not generated in the form of carbon dioxide while removing C-14 by controlling the speed of the conveyor belt and the temperature of the spent activated carbon through microwave control. However, in the process of radioactive activated carbon treatment, there is a problem in that the characteristics of the material are not uniform due to the nature of the waste, so it may not be possible to set specific process conditions. In order to solve this problem, it is necessary to analyze the exhaust gas generated when the spent activated carbon processing unit 10 processes the radioactive activated carbon. The gas analyzer 30 may monitor the exhaust gas discharged from the spent activated carbon processing unit 10 in real time. The gas analyzer 30 may analyze the exhaust gas discharged from the spent activated carbon processing unit 10 to analyze the waste activated carbon treatment state in the radioactive activated carbon treatment process. The gas analyzer 30 extracts an exhaust gas sample from the spent activated carbon processing unit 10 to analyze the generated gas such as carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen oxide (NO X ), ammonia (NH 3 ), and the like. During normal operation, a certain level of carbon dioxide (CO 2 ) (including other gases) is present in the flue gas and gradually increases. Under certain circumstances, the generation of the gas to be analyzed rapidly increases. Here, the specific situation means a situation in which the spent activated carbon itself is burned rather than only the surface oxidation of the spent activated carbon occurs as the temperature rises rapidly. When the gas to be analyzed is rapidly generated, the control unit 20 may adjust the power of the microwave to stabilize the process. The control unit 20 may analyze the waste activated carbon treatment analysis information supplied from the gas analyzer 30 and reflect it in the radioactive activated carbon treatment process in real time.

제어부(20)는 가스 분석부(30)를 통해 전달된 배가스 정보를 분석하여 마이크로파의 조사와 폐활성탄의 이송을 조절함으로써 폐활성탄에 잔류하는 방사성핵종을 분리하고 폐활성탄을 처리하도록 폐활성탄 처리 제어신호를 생성하여 폐활성탄의 처리 공정을 제어할 수 있다. 제어부(20)는 정보 처리 장치의 프로세서에 의하여 연산, 처리 등이 되는 것으로, 컴퓨터에서 특정한 기능을 수행하는 프로그램의 논리적인 일부분을 뜻하며, 소프트웨어, 하드웨어 등으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 장치는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer), PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 스마트 기기, 태블릿(tablet) 등이 있다. 그리고 제어부(20)는 폐활성탄 처리와 관련된 데이터를 저장하는 저장부를 별도로 구비할 수 있다. 저장부는 폐활성탄 처리와 관련된 제어 및 정보 처리, 관련 데이터와 프로그램을 저장하는 장치로, 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 기타 비휘발성 고체 상태 메모리 장치(non-volatile solid-state memory device) 등의 비휘발성 메모리 등 다양한 종류의 메모리를 포함할 수 있다.The control unit 20 analyzes the flue gas information transmitted through the gas analyzer 30 to control the microwave irradiation and the transfer of the spent activated carbon to separate radionuclides remaining in the spent activated carbon and control the spent activated carbon treatment to treat the spent activated carbon A signal can be generated to control the treatment process of the spent activated carbon. The control unit 20 is an operation, processing, etc. performed by the processor of the information processing device, and refers to a logical part of a program that performs a specific function in a computer, and may be implemented in software, hardware, or the like. For example, the information processing apparatus includes a personal computer, a handheld computer, a personal digital assistant (PDA), a mobile phone, a smart device, a tablet, and the like. And the control unit 20 may be separately provided with a storage unit for storing data related to the waste activated carbon treatment. The storage unit is a device that stores control and information processing related to waste activated carbon treatment, and related data and programs, such as high-speed random access memory, magnetic disk storage device, flash memory device, and other non-volatile solid state memory. It may include various types of memory such as non-volatile memory such as a non-volatile solid-state memory device.

폐활성탄 처리부(10)는 본체부(14), 마이크로파 열처리부(110), 그리고 컨베이어벨트 이송부(120)를 포함할 수 있다. 폐활성탄 처리부(10)는 폐활성탄의 처리시 발생되는 온도변화를 측정하기 위해 필요한 위치에 온도센서가 구비될 수 있다.The spent activated carbon processing unit 10 may include a main body 14 , a microwave heat treatment unit 110 , and a conveyor belt transfer unit 120 . The spent activated carbon processing unit 10 may be provided with a temperature sensor at a position necessary to measure a temperature change generated during the processing of the spent activated carbon.

본체부(14)는 외부로부터 공급되는 폐활성탄의 투입부(12)와 처리후 배출부를 포함하며, 방사성 핵종의 유출을 막기 위한 밀폐구조로 형성될 수 있다.The body portion 14 includes an input portion 12 of spent activated carbon supplied from the outside and a discharge portion after treatment, and may be formed in a closed structure to prevent leakage of radionuclides.

마이크로파 열처리부(110)는 본체부(14) 내에서 마이크로파 반응구간에 구비되어 폐활성탄에 마이크로파를 조사하여 열처리할 수 있다. 마이크로파 열처리부(110)는 전체적으로 밀폐구조로 형성될 수 있다. 여기서, 마이크로파 반응구간은 폐활성탄의 이송구간을 따라 복수로 구비될 수 있다. 마이크로파 열처리부(110)는 복수의 마이크로파 반응구간에 각각 대응하여 해당되는 마이크로파를 조사하는 챔버(112)를 포함할 수 있다. 마이크로파 열처리부(110)로부터 발생되는 마이크로파를 이용하여 순간적으로 전체 폐활성탄이 가온되도록 하여 폐활성탄의 표면에 묻어있는 C-14 및 H-3이 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)의 형태로 제거될 수 있다. 열원으로부터의 간접가온의 경우 마이크로 포어 내의 C-14가 탄화되어 폐활성탄에 고정화되는 반면, 마이크로파 열처리부(110)를 통한 직접가온의 경우 탄화되는 시간을 주지 않고 흡착되어 있는 C-14를 규제해제 이하로 제거할 수 있다.The microwave heat treatment unit 110 may be provided in the microwave reaction section within the body unit 14 to heat-treat the spent activated carbon by irradiating microwaves. The microwave heat treatment unit 110 may be formed in a closed structure as a whole. Here, the microwave reaction section may be provided in plurality along the transport section of the spent activated carbon. The microwave heat treatment unit 110 may include a chamber 112 for irradiating a corresponding microwave corresponding to each of the plurality of microwave reaction sections. Using microwaves generated from the microwave heat treatment unit 110, the entire spent activated carbon is instantaneously heated so that C-14 and H-3 buried on the surface of the spent activated carbon are carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O). form can be removed. In the case of indirect heating from a heat source, C-14 in the micropores is carbonized and fixed to the spent activated carbon, whereas in the case of direct heating through the microwave heat treatment unit 110, the adsorbed C-14 is released without giving time for carbonization. can be removed below.

컨베이어벨트 이송부(120)는 폐활성탄의 이송구간에 구비되어 폐활성탄을 마이크로파 반응구간으로 이송할 수 있다. 컨베이어벨트 이송부(120)는 컨베이어벨트, 구동부를 포함하며, 제어부(20)의 폐활성탄 처리 제어신호에 따라 구동되어 폐활성탄의 이송속도가 조절될 수 있다. 컨베이어벨트 이송부(120)를 활용하여 외부로부터 공급된 폐활성탄의 연속 이동과 속도를 제어할 수 있으므로 연속식 공정이 가능하다. 컨베이어벨트의 속도 및 마이크로파 열처리부(110)의 구동 제어를 통한 폐활성탄의 온도를 조절하여 C-14를 제거하면서도 폐활성탄의 C-12가 이산화탄소 형태로 발생되지 않도록 하여 2차 기체 폐기물의 발생을 최소화 할 수 있다.The conveyor belt transfer unit 120 may be provided in the transfer section of the spent activated carbon to transfer the spent activated carbon to the microwave reaction section. The conveyor belt transfer unit 120 includes a conveyor belt and a driving unit, and is driven according to a waste activated carbon processing control signal of the control unit 20 to adjust the transport speed of the spent activated carbon. Since the continuous movement and speed of the spent activated carbon supplied from the outside can be controlled by using the conveyor belt transfer unit 120, a continuous process is possible. By controlling the speed of the conveyor belt and the driving control of the microwave heat treatment unit 110 to control the temperature of the spent activated carbon to remove C-14, while preventing the C-12 of the spent activated carbon from being generated in the form of carbon dioxide, the generation of secondary gaseous waste is prevented. can be minimized

한편, 본체부(14)와 공기 순환라인으로 연결되어 본체부(14)로 공기를 공급하고 본체부(14)로부터 배출되는 배가스를 처리하는 공기 순환부를 더 포함할 수 있다. 공기 순환부는 공기의 순환을 안내하는 공기 공급부(130), 유입라인(132), 배출라인(134)을 포함할 수 있다. 공기 공급부(130)는 공기의 순환흐름을 발생시키는 블로워 모터와 블러워 팬을 포함할 수 있다. 유입라인(132)은 공기 공급부(130)와 본체부(14)에 연결되어 본체부(14)로 공급되는 공기의 흐름을 안내할 수 있다. 유입라인(132)과 별도로 본체부(14)로 해당되는 가스를 투입하는 가스투입라인을 구비할 수 있다. 여기서, 가스투입라인을 통해 공급되는 산소의 함량은 0~30%로 설정할 수 있다. 배출라인(134)은 공기 공급부(130)와 본체부(14)에 연결되어 본체부(14)로부터 배출되는 배가스의 흐름을 안내할 수 있다. 배출라인(134)을 통해 배출되는 배가스의 경우 별도의 배가스 처리장치로 이송하여 처리하거나, 배가스 처리장치와 순환형으로 연결되어 폐활성탄을 처리하면서도 배가스를 동시에 처리할 수 있다. 배출라인(134)에 구비되어 가스 분석부(30)로 공급되는 배가스의 흐름을 안내하는 배가스 추출부(136)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, it may further include an air circulation unit connected to the main body 14 and an air circulation line to supply air to the main body 14 and to process the exhaust gas discharged from the main body 14 . The air circulation unit may include an air supply unit 130 for guiding air circulation, an inlet line 132 , and an exhaust line 134 . The air supply unit 130 may include a blower motor and a blower fan for generating a circulating flow of air. The inlet line 132 may be connected to the air supply unit 130 and the body unit 14 to guide the flow of air supplied to the body unit 14 . Separately from the inlet line 132 , a gas input line for inputting a corresponding gas to the main body 14 may be provided. Here, the content of oxygen supplied through the gas introduction line may be set to 0 to 30%. The discharge line 134 may be connected to the air supply unit 130 and the body unit 14 to guide the flow of the exhaust gas discharged from the body unit 14 . In the case of the exhaust gas discharged through the discharge line 134, it can be transferred to a separate exhaust gas processing device and treated, or the exhaust gas can be simultaneously processed while processing the spent activated carbon by being connected to the exhaust gas processing device in a circulation type. It may further include an exhaust gas extraction unit 136 provided in the discharge line 134 to guide the flow of the exhaust gas supplied to the gas analysis unit (30).

폐활성탄 처리부(10)는 폐활성탄 처리와 관련하여 방사성 핵종의 유출을 막기 위해 전체적으로 밀폐구조로 형성될 수 있다. 밀폐구조로 형성됨에 따라 다양한 방사성 폐기물 처리장치와 연계하여 C-14와 H-3 핵종을 외부의 누출없이 포집할 수 있으며, C-14의 경우 재활용 또는 처분이 가능한 안정한 형태로 포집할 수 있다. 그리고 폐활성탄 처리부(10)는 이동형 모듈로 형성될 수 있다. 여기서, 이동형 모듈은 별도의 케이스에 폐활성탄 처리부(10)가 포함되도록 구비되고, 케이스의 하부에 이동이 용이한 구조의 바퀴를 포함하는 구조로 형성할 수 있다. 폐활성탄 처리부(10)를 이동형 모듈로 구비함에 따라 폐활성탄 처리부(10)의 이동이 자유로우며, 다양한 유기성 방폐물 처리장치의 후단에 이동형으로 장착되어 2차 폐기물을 최소화할 수 있다.The spent activated carbon processing unit 10 may be formed in a closed structure as a whole in order to prevent the leakage of radionuclides in relation to the spent activated carbon treatment. As it is formed in a closed structure, C-14 and H-3 nuclides can be collected without external leakage in connection with various radioactive waste treatment devices, and in the case of C-14, it can be collected in a stable form that can be recycled or disposed of. And the spent activated carbon processing unit 10 may be formed as a movable module. Here, the movable module may be provided in a separate case so that the spent activated carbon processing unit 10 is included, and may be formed in a structure including wheels having a structure that is easy to move at the lower part of the case. As the waste activated carbon processing unit 10 is provided as a mobile module, the movement of the spent activated carbon processing unit 10 is free, and it is mounted in a movable type at the rear end of various organic waste treatment devices to minimize secondary waste.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 방사성 폐활성탄 처리 제어장치는 폐활성탄 처리부(10), 제어부(20), 가스 분석부(30)를 포함하며, 폐활성탄 처리부(10)에서 발생한 배가스를 가스 분석부(30)에서 분석하여 폐활성탄의 처리상태를 분석하고 분석정보를 바탕으로 제어부(20)에서 마이크로파 파워 및 컨베이어벨트의 속도를 조절하여 폐활성탄의 온도 및 처리 시간을 제어할 수 있다.As described above, the radioactive activated carbon treatment control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a spent activated carbon processing unit 10, a control unit 20, and a gas analysis unit 30, and the exhaust gas generated from the spent activated carbon processing unit 10 is The gas analyzer 30 analyzes the processing state of the spent activated carbon, and the temperature and processing time of the spent activated carbon can be controlled by adjusting the microwave power and the speed of the conveyor belt in the control unit 20 based on the analysis information.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 폐활성탄 처리 제어장치의 동작을 설명한다.An operation of the waste activated carbon treatment control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .

폐활성탄 처리부(10)에서 본체부(14)의 상측에 구비된 투입부(12)를 통하여 폐활성탄 투입장치(200)로부터 균일한 양의 폐활성탄이 컨베이어벨트로 투입되는 상태를 가정한다. 폐활성탄의 경우 컨베이어벨트 위로 바로 투입되거나 또는 특정 크기의 도가니에 투입될 수 있다. 이때 투입된 폐활성탄은 20mm 이내의 높이로 쌓이게 된다. 투입된 폐활성탄은 컨베이어벨트를 따라 마이크로파 반응구간으로 이송된다. 제어부(20)는 마이크로파 반응구간에서는 컨베이어벨트의 속도 및 마이크로파를 제어하여 폐활성탄의 산화를 제어한다. 이때 산화조건을 만족하기 위하여 0~30 % 이내의 산소의 함량을 가진 기체가 공급될 수 있다. 폐활성탄에 침착되는 물질 및 작용기에 따라 적정 산화온도가 결정될 수 있다. 여기서, 산화온도는 300도~700도 범위로 설정될 수 있다. 10분 이내의 짧은 공정처리 후에는 컨베이어벨트의 끝부분에서 하단의 배출부로 처리된 폐활성탄이 쌓이게 되고, 내부의 배가스가 제거된 이후 배출부를 통해 외부로 처리된 폐활성탄을 배출할 수 있다. 배가스의 경우 배가스 처리장치와 연계하여 운전 중에 연속적으로 배가스가 처리될 수 있다. 필요시에는 밀폐형 배가스 처리장치와의 가스순환을 통하여 배가스 내의 핵종을 제거할 수 있다.It is assumed that a uniform amount of spent activated carbon is fed to the conveyor belt from the spent activated carbon input device 200 through the input unit 12 provided on the upper side of the main body 14 in the spent activated carbon processing unit 10 . In the case of spent activated carbon, it may be put directly on a conveyor belt or put into a crucible of a certain size. At this time, the spent activated carbon is piled up to a height of less than 20 mm. The inputted activated carbon is transferred to the microwave reaction section along a conveyor belt. The control unit 20 controls the oxidation of the spent activated carbon by controlling the speed and microwave of the conveyor belt in the microwave reaction section. At this time, in order to satisfy the oxidation condition, a gas having an oxygen content of 0 to 30% may be supplied. An appropriate oxidation temperature may be determined according to a material and a functional group deposited on the spent activated carbon. Here, the oxidation temperature may be set in the range of 300 degrees to 700 degrees. After a short process of less than 10 minutes, the treated waste activated carbon is accumulated from the end of the conveyor belt to the discharge part at the bottom, and after the exhaust gas inside is removed, the treated waste activated carbon can be discharged to the outside through the discharge part. In the case of flue gas, the flue gas may be continuously treated during operation in connection with the flue gas treatment device. If necessary, it is possible to remove nuclides in the exhaust gas through gas circulation with the sealed exhaust gas treatment device.

폐활성탄 처리부(10)에서 폐활성탄의 처리시 운전 시간에 따른 폐활성탄(TEDA 침착 폐활성탄)의 무게 및 온도변화를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the weight and temperature change of the spent activated carbon (TEDA deposited activated carbon) according to the operating time during the treatment of the spent activated carbon in the spent activated carbon processing unit 10 .

투입 폐활성탄 용량Input spent activated carbon capacity 330 초330 seconds 660 초660 seconds 990 초990 seconds 1120 초1120 seconds 1150 초1150 seconds 1180 초1180 seconds 2205초2205 seconds 2230 초2230 seconds 2250 초2250 seconds 2275 초2275 seconds 3300 초3300 seconds 10 g10 g 99.97g99.97g 99.6g99.6g 99.57g99.57g 99.36g99.36g 99.5g99.5g 99.46g99.46g 99.35g99.35g 99.08g99.08g 99.1g99.1g 99.1g99.1g 99.08g99.08g ---- 3345℃3345℃ ---- 3390℃3390℃ 4400℃4400℃ 4419.3℃4419.3℃ 4480℃4480℃ 4443℃4443℃ 4480℃4480℃ 4426℃4426℃ 6600℃6600℃ 20 g20 g 119.53g119.53g 119.18g119.18g 118.76g118.76g 118.32g118.32g 118.47g118.47g 117.9g117.9g 118.3g118.3g 117.47g117.47g 117.45g117.45g 117.33g117.33g 117.34g117.34g 990.8℃990.8℃ 1144℃1144℃ 2255℃2255℃ 3340℃3340℃ 3382℃3382℃ 4402℃4402℃ 3372℃3372℃ 4415℃4415℃ 4430℃4430℃ 4430℃4430℃ 5501℃5501℃

표 1을 참조하면, 투입된 폐활성탄의 무게는 폐활성탄 처리부(10)의 처리 시간이 지날수록 감소되며, 처리온도가 높을수록 감소되는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the weight of the inputted activated carbon decreases as the processing time of the spent activated carbon processing unit 10 passes, and decreases as the processing temperature increases.

한편, 컨베이어벨트를 이용하여 폐활성탄을 마이크로파 반응구간으로 이송시키고, 마이크로파 반응구간에 구비된 마이크로파 열처리부(110)로부터 마이크로파를 조사하여 방사성 폐기물인 폐활성탄을 처리할 수 있다. 컨베이어벨트 이송부(120)의 구동으로 폐활성탄이 연속적으로 마이크로파 반응구간으로 이송되면, 마이크로파 열처리부(110)는 복수의 챔버(112)로부터 폐활성탄에 마이크로파를 개별로 조사하여 폐활성탄에 잔류하는 방사성핵종을 분리하고 처리된 폐활성탄을 건조시킬 수 있다. 마이크로파 열처리부(110)는 각각의 챔버(112)에서 주파수와 출력 및 온도를 변화시키며 운전할 수 있어 별도의 주입부를 통해 마이크로파 열처리부(110)의 내부로 공급되는 폐활성탄의 조건에 따라 적절한 방식으로 처리할 수 있다.Meanwhile, the spent activated carbon is transferred to the microwave reaction section using a conveyor belt, and microwaves are irradiated from the microwave heat treatment unit 110 provided in the microwave reaction section to treat the waste activated carbon as radioactive waste. When the spent activated carbon is continuously transferred to the microwave reaction section by the driving of the conveyor belt transfer unit 120 , the microwave heat treatment unit 110 individually irradiates the spent activated carbon with microwaves from the plurality of chambers 112 , and the radioactive material remaining in the spent activated carbon The nuclides may be separated and the treated spent activated carbon may be dried. The microwave heat treatment unit 110 can be operated by changing the frequency, output, and temperature in each chamber 112, so that it can be operated in an appropriate manner according to the conditions of the spent activated carbon supplied to the inside of the microwave heat treatment unit 110 through a separate injection unit. can be processed

한편, 폐활성탄이 컨베이어벨트를 통해 이동하는 과정에서 특정한 조건의 폐활성탄 표면에 존재하는 C-14만 처리하여 산화시킬 수 있다. 방사성 폐기물로 나오는 폐활성탄의 경우 수분의 형태로 H-3이 포집되고 C-14의 경우 표면에 유기물의 형태로 존재하고 있다. 본 발명의 실시예에서는 마이크로파 출력제어(온도), 컨베이어벨트 속도제어(처리시간), 배가스의 실시간 분석을 통한 모니터링으로 가스 분위기를 제어함으로써 전체적인 폐활성탄 처리공정을 더욱 안정적으로 운영할 수 있으며, 폐활성탄의 부분 표면 산화를 처리할 수 있다. 부분 표면 산화가 되지 않는 경우 핵종이 제대로 제거되지 않거나, 많은 부분 소각되어 대량의 기체 폐기물이 발생될 가능성이 있다.On the other hand, in the process of the spent activated carbon moving through the conveyor belt, only C-14 present on the surface of the spent activated carbon under specific conditions can be treated and oxidized. In the case of spent activated carbon as radioactive waste, H-3 is collected in the form of moisture, and in the case of C-14, it exists in the form of organic matter on the surface. In an embodiment of the present invention, the entire waste activated carbon treatment process can be operated more stably by controlling the gas atmosphere by monitoring through microwave output control (temperature), conveyor belt speed control (processing time), and real-time analysis of exhaust gas, Partial surface oxidation of activated carbon can be treated. If partial surface oxidation is not performed, there is a possibility that nuclides may not be properly removed or a large amount of gaseous waste may be generated due to partial incineration.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

10 ; 폐활성탄 처리부 12 ; 투입부
14 ; 본체부 20 ; 제어부
30 ; 가스 분석부 110 ; 마이크로파 열처리부
112 ; 챔버 120 ; 컨베이어벨트 이송부
130 ; 공기 공급부 132 ; 유입라인
134 ; 배출라인 136 ; 배가스 추출부
200 ; 폐활성탄 투입장치10 ; Waste activated carbon processing unit 12; input
14 ; body 20; control
30 ; gas analyzer 110 ; microwave heat treatment unit
112 ; chamber 120 ; conveyor belt transfer unit
130 ; air supply 132 ; inlet line
134; discharge line 136 ; flue gas extraction unit
200 ; Waste activated carbon injection device

Claims (9)

외부로부터 공급된 폐활성탄을 마이크로파 반응구간으로 이송하여 마이크로파로 상기 폐활성탄의 산화를 열처리하는 폐활성탄 처리부,
상기 폐활성탄 처리부에서 발생한 배가스를 분석하여 폐활성탄의 처리상태를 실시간으로 모니터링하고 분석된 배가스 정보를 생성하는 가스 분석부, 그리고
상기 가스 분석부를 통해 전달된 배가스 정보를 분석하여 마이크로파의 조사와 상기 폐활성탄의 이송을 조절함으로써 상기 폐활성탄에 잔류하는 방사성핵종을 분리하고 상기 폐활성탄을 처리하도록 폐활성탄 처리 제어신호를 생성하여 폐활성탄의 처리 공정을 제어하는 제어부
를 포함하는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.A spent activated carbon processing unit that transfers the spent activated carbon supplied from the outside to the microwave reaction section and heat-treats the oxidation of the spent activated carbon with microwaves;
A gas analyzer that analyzes the exhaust gas generated by the spent activated carbon processing unit to monitor the processing state of the spent activated carbon in real time and generates the analyzed exhaust gas information, and
By analyzing the flue gas information transmitted through the gas analyzer, by controlling microwave irradiation and transport of the spent activated carbon, the radionuclide remaining in the spent activated carbon is separated and a waste activated carbon treatment control signal is generated to process the waste activated carbon. A control unit that controls the treatment process of activated carbon
A radioactive waste activated carbon treatment control device comprising a. 제1항에서,
상기 폐활성탄 처리부는
외부로부터 공급되는 폐활성탄의 투입부와 처리후 배출부를 포함하는 본체부,
상기 본체부 내에서 마이크로파 반응구간에 구비되어 상기 폐활성탄에 마이크로파를 조사하여 열처리하는 마이크로파 열처리부, 그리고
상기 폐활성탄의 이송구간에 구비되어 상기 폐활성탄을 상기 마이크로파 반응구간으로 이송하는 컨베이어벨트 이송부
를 포함하는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 1,
The spent activated carbon processing unit
A body part including an input part of the spent activated carbon supplied from the outside and a discharge part after treatment,
A microwave heat treatment unit that is provided in the microwave reaction section in the body unit and heat-treats the spent activated carbon by irradiating microwaves, and
A conveyor belt transfer unit provided in the transfer section of the spent activated carbon to transfer the spent activated carbon to the microwave reaction section
A radioactive waste activated carbon treatment control device comprising a. 제1항에서,
상기 마이크로파 반응구간은 상기 폐활성탄의 이송구간을 따라 복수로 구비되는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 1,
The microwave reaction section is a radioactive activated carbon treatment control device that is provided in plurality along the transport section of the spent activated carbon. 제3항에서,
상기 마이크로파 열처리부는 상기 복수의 마이크로파 반응구간에 각각 대응하여 해당되는 마이크로파를 조사하는 챔버를 포함하는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 3,
The microwave heat treatment unit radioactive activated carbon treatment control device including a chamber for irradiating the corresponding microwave corresponding to each of the plurality of microwave reaction sections. 제2항에서,
상기 본체부와 공기 순환라인으로 연결되어 상기 본체부로 공기를 공급하고 상기 본체부로부터 배출되는 배가스를 처리하는 공기 순환부를 더 포함하는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 2,
The radioactive activated carbon treatment control apparatus further comprising an air circulation unit connected to the main body and an air circulation line to supply air to the main body and to process the exhaust gas discharged from the main body. 제5항에서,
상기 공기 순환부는
공기의 순환을 안내하는 공기 공급부,
상기 공기 공급부와 상기 본체부에 연결되어 상기 본체부로 공급되는 공기의 흐름을 안내하는 유입라인, 그리고
상기 공기 공급부와 상기 본체부에 연결되어 상기 본체부로부터 배출되는 배가스의 흐름을 안내하는 배출라인
을 포함하는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 5,
The air circulation unit
an air supply that guides the circulation of air;
an inlet line connected to the air supply unit and the body unit to guide the flow of air supplied to the body unit; and
A discharge line connected to the air supply and the main body to guide the flow of the exhaust gas discharged from the main body
A radioactive waste activated carbon treatment control device comprising a. 제6항에서,
상기 배출라인에 구비되어 상기 가스 분석부로 공급되는 배가스의 흐름을 안내하는 배가스 추출부를 더 포함하는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 6,
Radioactive activated carbon treatment control device provided in the discharge line further comprising an exhaust gas extraction unit for guiding the flow of the exhaust gas supplied to the gas analyzer. 제6항에서,
상기 폐활성탄 처리부는 밀폐구조로 형성되는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 6,
The radioactive activated carbon treatment control device is formed in a closed structure of the waste activated carbon processing unit. 제6항에서,
상기 폐활성탄 처리부는 이동형 모듈로 형성되는 방사성 폐활성탄 처리 제어장치.In claim 6,
The waste activated carbon processing unit is a radioactive activated carbon treatment control device that is formed of a mobile module.
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