RU2719289C1 - Method and system for processing radioactive wastes - Google Patents

Method and system for processing radioactive wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2719289C1
RU2719289C1 RU2018141374A RU2018141374A RU2719289C1 RU 2719289 C1 RU2719289 C1 RU 2719289C1 RU 2018141374 A RU2018141374 A RU 2018141374A RU 2018141374 A RU2018141374 A RU 2018141374A RU 2719289 C1 RU2719289 C1 RU 2719289C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reaction chamber
water vapor
pyrolysis
oxygen
radioactive waste
Prior art date
Application number
RU2018141374A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Клаус БЮТТНЕР
Георг БРЕЛЕР
Райнер СЛАМЕЧКА
Original Assignee
Нукем Текнолоджиз Инджиниринг Сервисиз Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нукем Текнолоджиз Инджиниринг Сервисиз Гмбх filed Critical Нукем Текнолоджиз Инджиниринг Сервисиз Гмбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2719289C1 publication Critical patent/RU2719289C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/14—Processing by incineration; by calcination, e.g. desiccation
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/167—Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/307—Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • G21F9/32—Processing by incineration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: group of inventions relates to methods for processing radioactive waste contained in a matrix. Method for processing radioactive waste contained in a matrix by pyrolysis involves introducing radioactive wastes in a receiver into a reaction chamber in which a temperature atmosphere of T ≥ 200 °C containing water vapour is installed or is being installed, performing pyrolysis, removal of gases from reaction chamber, extraction of receivers from reaction chamber. Additionally, one stage is performed from the group: introduction of oxygen and/or CO2 into the reaction chamber, adjustment of water vapour introduced into the reaction chamber, adjustment of oxygen introduced into reaction chamber, disconnection of pyrolysis depending on oxidised substance available in exhaust gas. There is also a system for processing radioactive waste contained in a matrix.
EFFECT: group of inventions increases efficiency of pyrohydrolysis.
16 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к способу переработки заключенных в матрице радиоактивных отходов. Также изобретение относится к системе для переработки заключенных в матрице радиоактивных отходов.The invention relates to a method for processing radioactive waste contained in a matrix. The invention also relates to a system for processing radioactive waste contained in a matrix.

В ядерной технике, как например в атомных электростанциях или других использующих радиоактивные материалы производственных помещениях, возникают неорганические и органические радиоактивно загрязненные отходы, которые должны утилизироваться. К ним относятся, например, ионные обменники, выпарные концентраты, осадок, металлические конструктивные элементы, резина, пластик или даже предметы одежды.In nuclear technology, such as in nuclear power plants or other industrial facilities using radioactive materials, inorganic and organic radioactive contaminated wastes arise that must be disposed of. These include, for example, ion exchangers, evaporation concentrates, sludge, metal components, rubber, plastic or even clothing.

Для утилизации соответствующих радиоактивно загрязненных отходов они, как правило, помещаются в емкость, в которой радиоактивные отходы окружены матрицей, то есть заключены в ней. При этом в прошлом исходили из того, что при использовании битума в качестве матрицы может осуществляться беспроблемное окончательное захоронение.To dispose of the corresponding radioactive contaminated waste, they are usually placed in a container in which the radioactive waste is surrounded by a matrix, that is, enclosed in it. Moreover, in the past, it was assumed that when using bitumen as a matrix, a problem-free final burial can be carried out.

Существует также возможность отходы и битум смешивать снаружи, например при помощи экструдера, и затем загружать в бочки.There is also the possibility of mixing waste and bitumen from the outside, for example using an extruder, and then loading it into barrels.

Битум используется также в том случае, если отходы хранятся не в бочках, а, например, в контейнерах или камерах, так называемых ячейках.Bitumen is also used if the waste is not stored in barrels, but, for example, in containers or chambers, the so-called cells.

Повторные проверки бочек показали теперь то, что вопреки ожиданию отходы разлагаются благодаря радиолизу, так что возникающий при этом газ приводит к тому, что вследствие повышения давления бочки могут выпучиваться и при определенных обстоятельствах лопаться. Таким образом, является необходимым, чтобы заключенные соответствующим образом радиоактивные отходы перерабатывались. Для этого известно выполнять переработку при помощи пиролиза и водяного пара, так называемого гидропиролиза, вследствие чего битум и органические компоненты, а также нитраты подвергаются в печи, то есть в реакционной камере, пиролизу, то есть превращаются в газ, для того чтобы подавать затем отбросный газ на дожигание.Repeated checks of the barrels have now shown that contrary to expectations, the waste decomposes due to radiolysis, so that the gas resulting from this leads to the fact that, due to increased pressure, the barrels can bulge and burst under certain circumstances. Thus, it is necessary that the radioactive waste contained in an appropriate manner is recycled. To do this, it is known to carry out processing by means of pyrolysis and water vapor, the so-called hydropyrolysis, as a result of which bitumen and organic components, as well as nitrates, are pyrolyzed, that is, in the reaction chamber, that is converted into gas, in order to subsequently supply waste afterburning gas.

Однако известные способы обнаруживают тот недостаток, что соответствующий гидропиролиз продолжается относительно много времени, для того чтобы удалять весь органический заливочный материал, а также органические компоненты радиоактивных отходов.However, the known methods reveal the disadvantage that the corresponding hydro-pyrolysis lasts a relatively long time in order to remove all the organic filling material, as well as the organic components of the radioactive waste.

DE 26 41 264 A1 относится к способу утилизации органических радиоактивных отходов при помощи пирогидролитического озоления. Подвергаемые пирогидролизу продукты транспортируются при этом ковшами через печь. Водяной пар рециркулирует в закрытой системе труб. При этом в закрытой печи осуществляется обработка водяным паром при температуре между 600 и 1100°C.DE 26 41 264 A1 relates to a method for the disposal of organic radioactive waste using pyrohydrolytic ashing. Products subjected to pyrohydrolysis are transported by ladles through the furnace. Water vapor recirculates in a closed pipe system. At the same time, in a closed furnace, water vapor treatment is carried out at a temperature between 600 and 1100 ° C.

Предметом документа DE 600 24 306 T2 является способ обработки радиоактивного графита посредством реакции при температуре выше 350°C содержащими перегретый пар или водяной пар газами.The subject of DE 600 24 306 T2 is a method for treating radioactive graphite by reaction at temperatures above 350 ° C with gases containing superheated steam or water vapor.

Из DE 28 19 059 A1 можно позаимствовать печь для озоления ядерных отходов делящегося и воспроизводящего вещества. В качестве реакционного газа для пирогидролиза используется перегретый водяной пар.From DE 28 19 059 A1 you can borrow a furnace for the ashing of the nuclear waste of fissile and reproducing substances. Superheated water vapor is used as the reaction gas for pyrohydrolysis.

Из DE 26 28 169 A1 известен способ и устройство для преобразования радиоактивных ионообменных смол в пригодную для хранения форму. Для этого осуществляется термическое разложение ниже температуры испарения или сублимации связанных вредных веществ, причем не превышается температура в 500°C.From DE 26 28 169 A1 a method and apparatus for converting radioactive ion exchange resins into a storage form is known. For this, thermal decomposition is carried out below the temperature of evaporation or sublimation of bound harmful substances, and the temperature of 500 ° C is not exceeded.

Предметом документа US 2008/0039674 A1 является способ переработки опасных отходов, которые хранятся в бочках. Для испарения имеющихся в бочках органических веществ выполняется пиролиз, для того чтобы затем возникающие газы удалять при помощи потока продувочного газа, который проходит сквозь камеру пиролиза, и подавать в печь парового риформинга.The subject of US 2008/0039674 A1 is a method for processing hazardous waste stored in barrels. Pyrolysis is carried out to evaporate the organic substances present in the barrels, so that the resulting gases can be removed by means of a purge gas stream that passes through the pyrolysis chamber and fed to the steam reforming furnace.

US 6,280,691 B1 относится к одностадийному способу удаления соединений оксида азота в частности из радиоактивных отходов. Для этого используется реактор, который разделен на несколько зон, причем согласно примеру осуществления в самой нижней зоне преобладают окислительные условия благодаря подаче перегретого пара с кислородом, в средней зоне сильно восстановительные условия и в верхней зоне окислительные условия.US 6,280,691 B1 relates to a one-step process for the removal of nitric oxide compounds in particular from radioactive waste. For this, a reactor is used, which is divided into several zones, and according to an embodiment, oxidizing conditions prevail in the lowest zone due to the supply of superheated steam with oxygen, strongly reducing conditions in the middle zone and oxidizing conditions in the upper zone.

Предметом документа US 4,628,837 является способ переработки отработанных ионообменных смол, включающий в себя первый шаг, на котором отработанная ионообменная смола подвергается пиролизу в атмосфере инертного газа, и созданный во время первого пиролиза газ разложения отделяется, и второй шаг, на котором отработанная ионообменная смола, которая прошла первый шаг, подвергается пиролизу в окислительной атмосфере, и созданный во время второго пиролиза газ разложения отделяется.The subject of US 4,628,837 is a method for processing spent ion exchange resins, comprising a first step in which the spent ion exchange resin is pyrolyzed in an inert gas atmosphere and a decomposition gas created during the first pyrolysis is separated, and a second step in which the spent ion exchange resin, which passed the first step, undergoes pyrolysis in an oxidizing atmosphere, and the decomposition gas created during the second pyrolysis is separated.

В документе DE 602 16 731 T2 раскрыто устройство для переработки отходов с распределительной смесительной камерой. При этом отходы, подлежащие пиролизу, вводятся непосредственно в реакционную камеру, которая расширяется ко дну в виде усеченного конуса.DE 602 16 731 T2 discloses a waste treatment device with a distribution mixing chamber. In this case, the waste to be pyrolyzed is introduced directly into the reaction chamber, which expands to the bottom in the form of a truncated cone.

Техническое решение согласно документу DE 28 19 059 A1 представляет собой печь для переведения в золу отходов радиоактивных и воспроизводящих ядерных материалов, которые вводятся в кольцевой зазор печи с помощью транспортирующего устройства для их переведения в золу с помощью пирогидролиза.The technical solution according to DE 28 19 059 A1 is a furnace for transferring radioactive and reproduction nuclear materials into ash, which are introduced into the annular gap of the furnace using a conveying device for transferring them to ash using pyrohydrolysis.

Для плавления углеродсодержащих, радиоактивно загрязненных, материалов в WO 94/22604 A1 предусмотрено, что углеродсодержащие материалы вводятся в реакционную камеру, причем непосредственно в шлак, образующийся при плавлении, может быть введен кислород с помощью кислородной фурмы.For melting carbon-containing, radioactively contaminated materials, WO 94/22604 A1 provides that carbon-containing materials are introduced into the reaction chamber, and oxygen can be introduced directly into the slag formed during melting using an oxygen lance.

Исходя из этого, задача данного изобретения способ переработки заключенных в матрице радиоактивных отходов при помощи пиролиза, включающий в себя этапы:Based on this, the objective of the present invention is a method of processing prisoners in a matrix of radioactive waste using pyrolysis, which includes the steps of:

- введение находящихся в приемнике радиоактивных отходов в реакционную камеру, в которой установлена или устанавливается содержащая водяной пар атмосфера температуры T с T≥200°C,- the introduction of the radioactive waste located in the receiver into the reaction chamber in which the atmosphere containing water vapor temperature T with T≥200 ° C is installed or is installed,

- выполнение пиролиза,- performing pyrolysis,

- отведение газов (отбросного газа) из реакционной камеры,- the removal of gases (waste gas) from the reaction chamber,

- извлечение приемников из реакционной камеры,- removing the receivers from the reaction chamber,

усовершенствовать таким образом, что может выполняться в высшей степени эффективный пирогидролиз.improve in such a way that highly effective pyrohydrolysis can be performed.

Для решения задачи предлагается то, что дополнительно выполняется, по меньшей мере, один этап из группы:To solve the problem, it is proposed that at least one stage of the group is additionally performed:

- введение кислорода и/или CO2 в реакционную камеру во время пиролиза предпочтительно в субстехиометрическом количестве, при необходимости в максимально стехиометрическом количестве,- the introduction of oxygen and / or CO 2 into the reaction chamber during pyrolysis, preferably in a sub-stoichiometric amount, if necessary in a maximum stoichiometric amount,

- регулировка вводимого в реакционную камеру водяного пара в зависимости от окисляемой субстанции в отбросном газе,- adjustment of the water vapor introduced into the reaction chamber depending on the oxidizable substance in the waste gas,

- регулировка вводимого в реакционную камеру кислорода и/или CO2 в зависимости от окисляемой субстанции в отбросном газе,- adjustment of oxygen and / or CO 2 introduced into the reaction chamber depending on the substance to be oxidized in the waste gas,

- выключение пиролиза в зависимости от имеющейся в отбросном газе окисляемой субстанции,- turning off the pyrolysis, depending on the oxidizable substance present in the waste gas,

- целенаправленное введение водяного пара и/или кислорода и/или диоксида углерода в радиоактивные отходы или в их область,- the targeted introduction of water vapor and / or oxygen and / or carbon dioxide into the radioactive waste or into their region,

- целенаправленное проведение водяного пара и/или кислорода и/или диоксида углерода внутри реакционной камеры.- targeted conduct of water vapor and / or oxygen and / or carbon dioxide inside the reaction chamber.

Согласно изобретению предусмотрена одна или несколько дополнительных мер при пирогидролизе, для того чтобы превращать в газ испаряющиеся радиоактивные отходы, а также органический заливочный материал. При этом в частности предусмотрено, что вводится кислород и/или CO2 в реакционную камеру во время пиролиза, причем доля кислорода является предпочтительно субстехиометрической, при необходимости до максимально стехиометрической.According to the invention, one or more additional measures are provided during pyrohydrolysis in order to convert evaporating radioactive waste into gas, as well as organic filling material. In particular, it is contemplated that oxygen and / or CO 2 is introduced into the reaction chamber during pyrolysis, the oxygen fraction being preferably sub-stoichiometric, if necessary to the maximum stoichiometric.

Существует возможность, что вводимый водяной пар, который должен иметь температуру, которая соответствует температуре в реакционной камере, регулируется в зависимости от окисляемой субстанции в отбросном газе (газе пиролиза). Создаются условия для процесса регулировки.It is possible that the introduced water vapor, which must have a temperature that corresponds to the temperature in the reaction chamber, is regulated depending on the substance being oxidized in the off-gas (pyrolysis gas). The conditions for the adjustment process are created.

Соответствующая регулировка может также осуществляться для вводимой доли кислорода и/или CO2.Appropriate adjustment can also be made for the input fraction of oxygen and / or CO 2 .

Для того чтобы исключать опасность в частности взрыва, дополнительно или альтернативно может быть предусмотрено, что пиролиз выключается в зависимости от имеющейся в отбросном газе окисляемой субстанции.In order to eliminate the danger of an explosion in particular, it can additionally or alternatively be provided that the pyrolysis is switched off depending on the oxidizable substance present in the waste gas.

В частности может быть предусмотрено, что перегретый водяной пар или перегретый водяной пар с O2 и/или CO2 целенаправленно вводится в области реакционной камеры, то есть вовнутрь печи, в которой находятся радиоактивные отходы. В частности предусмотрено, что в том случае, если отходы находятся в емкости, такой как стандартная бочка, водяной пар вводится непосредственно в емкость, а именно предпочтительно через выполненные перед введением емкостей в реакционную камеру отверстия для перфорирования емкостей или через другое выполненное в стенке емкости отверстие или, например, через отверстие емкости без крышки.In particular, it can be provided that superheated water vapor or superheated water vapor with O 2 and / or CO 2 is purposely introduced in the region of the reaction chamber, that is, inside the furnace in which the radioactive waste is located. In particular, it is envisaged that if the waste is in a container, such as a standard barrel, water vapor is introduced directly into the container, namely, it is preferable through openings for perforating the containers made before introducing the containers into the reaction chamber or through another opening made in the vessel wall or, for example, through the opening of a container without a lid.

Далее водяной пар может целенаправленно рециркулировать внутри реакционной камеры, вследствие чего создается объемный поток, который соответствует многократной подаче.Further, water vapor can be purposefully recycled inside the reaction chamber, as a result of which a volume flow is created that corresponds to multiple supply.

Изобретение отличается также тем, что атмосфера в реакционной камере завихряется одним или несколькими вентиляторами. Вентилятор или вентиляторы могут приводиться во вращательное движение в реакционной камере введенной газообразной текучей средой, такой как водяной пар и/или O2 и/или CO2.The invention is also characterized in that the atmosphere in the reaction chamber is swirled by one or more fans. The fan or fans may be rotationally driven in the reaction chamber by an introduced gaseous fluid, such as water vapor and / or O 2 and / or CO 2 .

Далее следует отметить, что реакционная камера может быть внутренним пространством простой камерной печи.It should further be noted that the reaction chamber may be the interior of a simple chamber furnace.

В частности предусмотрено то, что перерабатываются радиоактивные отходы, которые заключены в органической матрице, такой как битум, эпоксидная смола, амино-альдегидная смола.In particular, it is contemplated that radioactive waste that is contained in an organic matrix such as bitumen, epoxy resin, amino-aldehyde resin is processed.

Существует также возможность перерабатывать отходы в неорганической матрице, такой как цемент. И хотя при этом не осуществляется полный пиролиз, то есть превращение в газ матрицы. Тем не менее, отходы благодаря пиролизу становятся инертными.It is also possible to recycle waste in an inorganic matrix such as cement. And although complete pyrolysis is not carried out, that is, the transformation into a matrix gas. However, waste due to pyrolysis becomes inert.

Изобретение естественно не ограничено тем, что имело место гомогенное смешивание радиоактивных отходов с битумом. Также гетерогенное заключение в матрице может быть осуществлено. Это относится в частности к металлам, конструкционным материалам, тушам животных или стеклу, которые залиты материалом матрицы, таким как битум.The invention is naturally not limited to the fact that there was a homogeneous mixing of radioactive waste with bitumen. Also, heterogeneous conclusion in the matrix can be carried out. This applies in particular to metals, structural materials, animal carcasses or glass that are filled with matrix material such as bitumen.

Если радиоактивный материал заливается в частности матрицей в емкости, такой как стандартная бочка, например 200-литровая бочка, то могут также подвергаться пиролизу части больших хранилищ, так называемых ячеек, которые расположены в реакционной камере на подходящих приемных элементах.If the radioactive material is poured in particular with a matrix in a container, such as a standard barrel, for example a 200 liter barrel, part of the large storage facilities, the so-called cells, which are located in the reaction chamber on suitable receiving elements, can also be pyrolyzed.

Существует также возможность расплавлять или удалять сначала перед пиролизом, по меньшей мере, часть матрицы, которая затем сжигается отдельно.It is also possible to melt or remove, at first, before pyrolysis, at least a portion of the matrix, which is then burned separately.

Независимо от того, что при использовании бочек они перфорируются перед введением в реакционную камеру.Regardless of the fact that when using barrels, they are perforated before being introduced into the reaction chamber.

Емкости с заключенными радиоактивными отходами, как правило, сначала доставляются в экранированное загрузочное пространство, для того чтобы в нем манипуляторами снимать крышку емкости и выполнять перфорацию в окружной стенке. Для этого емкости находятся на носителях, при помощи которых емкости подаются через загрузочное пространство, следующую за ним реакционную камеру (печь) и затем в следующее за ней сортировочное пространство. Впоследствии носители могут использоваться заново.Containers with enclosed radioactive waste, as a rule, are first delivered to the shielded loading space, in order to remove the lid of the container and manipulate the perforation in the circumferential wall. For this, the containers are located on the carriers, by which the containers are fed through the loading space, the reaction chamber (furnace) following it, and then into the sorting space following it. Subsequently, the media can be reused.

При этом носители, которые имеют геометрию ванны, выполнены с такими размерами, что может вмещаться все содержимое емкостей или бочек.At the same time, carriers that have the geometry of the bathtub are made with such dimensions that the entire contents of containers or barrels can be accommodated.

Внутри реакционной камеры устанавливается температура в частности в диапазоне между 200°C и предпочтительно 800°C. В камеру подается затем перегретый водяной пар.Inside the reaction chamber, a temperature is set in particular between 200 ° C and preferably 800 ° C. Superheated water vapor is then fed into the chamber.

Согласно изобретению в реакционную камеру может подаваться дополнительно кислород и/или CO2. Содержание кислорода является в частности субстехиометрическим, при необходимости до максимально стехиометрического.According to the invention, additional oxygen and / or CO 2 can be supplied to the reaction chamber. The oxygen content is in particular sub-stoichiometric, if necessary up to the maximum stoichiometric.

Чтобы пиролиз осуществлять целенаправленно в области радиоактивных отходов, согласно частному предложению изобретения предусмотрено, что газообразная текучая среда, такая как водяной пар и/или O2 и/или CO2, целенаправленно проводится в реакционной камере. Для этого могут использоваться так называемые паровые мундштуки, которые выполняются в виде сопел, через которые водяной пар вводится в реакционную камеру. Сопла одновременно отсасывают атмосферу из реакционной камеры, так что создается внутренняя циркуляция и таким образом объемный поток, который соответствует многократной подаче.In order to carry out pyrolysis purposely in the field of radioactive waste, according to a particular proposal of the invention, it is provided that a gaseous fluid such as water vapor and / or O 2 and / or CO 2 is purposely carried out in the reaction chamber. For this, so-called steam mouthpieces can be used, which are made in the form of nozzles through which water vapor is introduced into the reaction chamber. The nozzles simultaneously aspirate the atmosphere from the reaction chamber, so that an internal circulation is created and thus a volume flow that corresponds to multiple flows.

Сопла работают как сопла Вентури.Nozzles work like venturi nozzles.

Дополнительно или альтернативно существует возможность вводить водяной пар или водяной пар и O2 и/или CO2 через сопла или распылительные головки непосредственно в емкости, то есть туда, где находятся радиоактивные отходы. Для этого могут использоваться стержневые элементы, такие как копья, которые на конце имеют выдающее газообразную текучую среду сопло или распылительную головку, которая через отверстие бочки вводится в нее вовнутрь.Additionally or alternatively, it is possible to introduce water vapor or water vapor and O 2 and / or CO 2 through nozzles or spray heads directly into the containers, that is, where the radioactive waste is located. For this purpose, rod elements, such as spears, which at the end have a gaseous fluid-emitting nozzle or a spray head, which is introduced into it through the barrel opening, can be used.

Само собой разумеется, существуют дальнейшие возможности, для того чтобы проводить, как например смешивать, атмосферу внутри реакционной камеры. Могли бы даже использоваться вентиляторы, которые приводятся в движение самим водяным паром.It goes without saying that there are further possibilities in order to conduct, such as mixing, the atmosphere inside the reaction chamber. Fans that are driven by steam themselves could even be used.

От реакционной камеры отходит линия отбросного газа, которая ведет к дожиганию. Перед входом отбросного газа в дожигание определяется доля окисляемых субстанций. Чем выше эта доля, тем выше содержание еще не подвергнутых пиролизу органических веществ. Это может устанавливаться, например, при помощи определения теплового эффекта реакции при окислении отбросного газа. В зависимости от содержания органических веществ может затем регулироваться подача водяного пара или температура в реакционной камере или подача кислорода или CO2.A line of waste gas leaves the reaction chamber, which leads to afterburning. Before entering the waste gas into the afterburning, the proportion of oxidizable substances is determined. The higher this fraction, the higher the content of organic substances not yet subjected to pyrolysis. This can be established, for example, by determining the thermal effect of the reaction during oxidation of the waste gas. Depending on the content of organic substances, the steam supply or the temperature in the reaction chamber or the supply of oxygen or CO 2 can then be controlled.

В самом дожигании отбросный газ смешивается с воздухом и сжигается. После выхода из дожигания измеряется кислород. Он должен удерживаться на постоянном значении, как например от 5% до 7%, в частности на 6%. Для того чтобы устанавливать постоянное значение содержания кислорода выходящего из дожигания газа, регулируется соответствующим образом поданный на дожигание воздух. Согласно изобретению в этом случае предусмотрено, что в зависимости от поданного воздуха регулируется температура и/или подача водяного пара и/или подача кислорода или CO2 в реакционную камеру, то есть вовнутрь печи, или даже происходит выключение, для того чтобы исключать, например, опасность взрыва.In the afterburn itself, the waste gas is mixed with air and burned. After exiting the afterburn, oxygen is measured. It should be kept at a constant value, such as from 5% to 7%, in particular by 6%. In order to establish a constant value of the oxygen content of the gas exiting the afterburning, the air supplied to the afterburning is adjusted accordingly. According to the invention, in this case, it is provided that, depending on the supplied air, the temperature and / or the supply of water vapor and / or the supply of oxygen or CO 2 to the reaction chamber, i.e. inside the furnace, or even shutdown is controlled, in order to exclude, for example, explosion hazard.

Количество поданного на дожигание воздуха является мерой имеющейся в газе пиролиза сжигаемой составляющей, такой как органика, H2, CO.The amount of air supplied for afterburning is a measure of the combustible component present in the pyrolysis gas, such as organics, H 2 , CO.

Согласно частному исполнению изобретение отличается, следовательно, способом регулировки подаваемого в реакционную камеру водяного пара и/или O2 и/или CO2 и/или температуры в реакционной камере за счет определения подаваемого на дожигание воздуха, причем кислород извлеченного из дожигания газа удерживается постоянным или почти постоянным.According to a particular embodiment, the invention is therefore distinguished by the method of adjusting the water vapor and / or O 2 and / or CO 2 and / or CO 2 supplied to the reaction chamber and / or the temperature in the reaction chamber by determining the air supplied for afterburning, the oxygen of the gas extracted from the afterburning being kept constant or almost constant.

Также изобретение отличается способом регулировки подаваемого в реакционную камеру водяного пара и/или O2 и/или CO2 и/или температуры в реакционной камере за счет определения содержащейся в газе пиролиза сжигаемой субстанции.Also, the invention is distinguished by a method of adjusting the water vapor and / or O 2 and / or CO 2 and / or the temperature in the reaction chamber supplied to the reaction chamber by determining the substance burned in the pyrolysis gas.

В частности изобретение отличается согласно частному исполнению тем, что регулировка подаваемой в реакционную камеру текучей среды выполняется избыточно и многообразно, то есть с одной стороны в зависимости от подаваемого на дожигание воздуха, а с другой стороны от содержания кислорода в газе пиролиза.In particular, the invention differs according to a particular embodiment in that the adjustment of the fluid supplied to the reaction chamber is redundant and manifold, that is, on the one hand, depending on the air supplied for afterburning, and on the other hand, on the oxygen content in the pyrolysis gas.

Газообразная текучая среда включает в себя при этом водяной пар и/или O2 и/или CO2, причем при необходимости вместо водяного пара может использоваться CO2.In this case, the gaseous fluid includes water vapor and / or O 2 and / or CO 2 , and if necessary, CO 2 can be used instead of water vapor.

Изобретение отличается также тем, что перерабатываются заключенные в органической матрице, такой как битум, эпоксидная смола, амино-альдегидная смола, радиоактивные отходы.The invention is also characterized in that it is processed enclosed in an organic matrix, such as bitumen, epoxy resin, amino-aldehyde resin, radioactive waste.

Альтернативно предусмотрено то, что перерабатываются заключенные в неорганической матрице, такой как цемент, радиоактивные органические отходы.Alternatively, it is contemplated that prisoners in an inorganic matrix, such as cement, radioactive organic waste are recycled.

В частности изобретение предусматривает, что радиоактивные отходы введены в открытую, в частности в имеющую с окружной стороны отверстия, тару, такую как емкость, в частности 200-литровая стандартная бочка, причем при помощи проходящего сквозь отверстие, имеющего распылительную головку или сопло стержневого элемента, такого как копье, водяной пар вводится непосредственно в область радиоактивных отходов.In particular, the invention provides that the radioactive waste is introduced into a container, such as a container, in particular a 200-liter standard barrel, open, in particular with a hole on the circumferential side, with a rod element passing through the hole, such as a spear, water vapor is injected directly into the area of radioactive waste.

Дальнейшая возможность предусматривает, что газообразная текучая среда, такая как, по меньшей мере, водяной пар, вводится в реакционную камеру через засасывающее атмосферу из реакционной камеры сопло, такое как сопло Вентури.A further possibility provides that a gaseous fluid, such as at least water vapor, is introduced into the reaction chamber through a suction nozzle from the reaction chamber, such as a Venturi nozzle.

Дополнительно или альтернативно предусмотрено то, что газообразная текучая среда, такая как, по меньшей мере, водяной пар, проводится внутри реакционной камеры таким образом, что целенаправленно радиоактивные отходы или матрица нагружаются водяным паром.Additionally or alternatively, it is contemplated that a gaseous fluid, such as at least water vapor, is conducted inside the reaction chamber in such a way that the radioactive waste or matrix is intentionally loaded with water vapor.

В частности изобретение отличается также тем, что отбросный газ подается на дожигание, причем перед дожиганием отбросного газа определяется его окисляемая составляющая, и в зависимости от окисляемой составляющей регулируется подача газообразной текучей среды, такой как водяной пар, и/или подача кислорода и/или CO2 в реакционную камеру и/или температура в реакционной камере, причем при регулировке также отключают пиролиз.In particular, the invention is also characterized in that the waste gas is supplied for afterburning, and before the afterburning of the waste gas, its oxidizable component is determined, and depending on the oxidizable component, the supply of a gaseous fluid such as water vapor and / or the supply of oxygen and / or CO 2 into the reaction chamber and / or the temperature in the reaction chamber, the pyrolysis being also turned off during adjustment.

Альтернативно или дополнительно в частности предусмотрено, что дожигание выполняется в камере дожигания, в которую подается отбросный газ, а также воздух, и что в зависимости от содержащегося в выходящем из камеры дожигания газе кислорода регулируется подача воздуха, и в зависимости от подачи воздуха регулируется подача водяного пара и/или подача кислорода и/или CO2 в реакционную камеру и/или температура в реакционной камере, причем при регулировке также отключают пиролиз.Alternatively or additionally, in particular, it is provided that the afterburning is carried out in the afterburning chamber into which the waste gas as well as the air is supplied, and that depending on the oxygen contained in the exhaust gas leaving the afterburning chamber, the air supply is regulated and the water supply is regulated depending on the air supply steam and / or the supply of oxygen and / or CO 2 to the reaction chamber and / or the temperature in the reaction chamber, and pyrolysis is also turned off during adjustment.

Изобретение отличается в частности также системой для переработки заключенных в матрице радиоактивных отходов, включающей в себя реакционную камеру для выполнения пиролиза, причем в реакционной камере может устанавливаться атмосфера и температура T с T≥200°C, в частности T>400°C, предпочтительно 400°C<T<800°C, и причем перед реакционной камерой расположено загрузочное пространство, а за реакционной камерой расположено сортировочное пространство, причем в реакционной камере предусмотрено, по меньшей мере, одно устройство, при помощи которого атмосфера может рециркулировать внутри реакционной камеры, или атмосфера может целенаправленно вводиться в радиоактивные отходы.The invention is also characterized in particular by a system for processing radioactive waste contained in a matrix, including a reaction chamber for performing pyrolysis, wherein the atmosphere and temperature T can be set in the reaction chamber with T≥200 ° C, in particular T> 400 ° C, preferably 400 ° C <T <800 ° C, and wherein a loading space is located in front of the reaction chamber, and a sorting space is located behind the reaction chamber, wherein at least one device is provided in the reaction chamber by which the mososphere can be recycled inside the reaction chamber, or the atmosphere can be intentionally introduced into the radioactive waste.

Атмосферой является в частности пароводяная атмосфера, в которую при необходимости целенаправленно вводится кислород и/или диоксид углерода.The atmosphere is, in particular, a steam-water atmosphere into which, if necessary, oxygen and / or carbon dioxide are purposefully introduced.

Однако альтернативно существует также та возможность, что водяной пар заменяется CO2.However, alternatively there is also the possibility that the water vapor is replaced by CO 2 .

По причинам упрощения в дальнейшем принципиально говорится о водяном паре, несмотря на то, что - как было разъяснено выше - также другие газообразные текучие среды могут образовывать атмосферу.For reasons of simplification, it is hereinafter referred to in principle water vapor, despite the fact that - as explained above - other gaseous fluids can also form an atmosphere.

Устройством может быть сопло, через которое водяной пар может при одновременном отсасывании пароводяной атмосферы из реакционной камеры подаваться снаружи в реакционную камеру. Используется принцип Вентури.The device may be a nozzle through which water vapor can be supplied externally to the reaction chamber while aspirating the steam-water atmosphere from the reaction chamber. The Venturi principle is used.

Альтернативно существует та возможность, что устройством является стержневое тело, такое как копье, с соплом и/или распылительной головкой, через которое или которую радиоактивные отходы направленно нагружаются водяным паром.Alternatively, there is the possibility that the device is a rod body, such as a spear, with a nozzle and / or a spray head, through which or which radioactive waste is directionally loaded with water vapor.

Перемешивание или завихрение имеющейся в реакционной камере атмосферы при помощи одного или нескольких вентиляторов равным образом возможно.Mixing or swirling the atmosphere in the reaction chamber with one or more fans is equally possible.

Изобретение отличается также тем, что реакционная камера имеет ввод для подаваемого в реакционную камеру кислорода и/или диоксида углерода в предпочтительно субстехиометрическом, при необходимости максимально стехиометрическом количестве. Этот ввод может быть тем вводом, через который подается водяной пар в реакционную камеру.The invention is also characterized in that the reaction chamber has an input for oxygen and / or carbon dioxide fed into the reaction chamber in a preferably sub-stoichiometric, if necessary maximum stoichiometric amount. This input may be that input through which steam is supplied to the reaction chamber.

Существует также та возможность, что реакционная камера соединена с камерой сгорания отбросного газа, перед которой расположено измерительное устройство для определения окисляемых составляющих в отбросном газе, и/или за которой расположено измерительное устройство для определения содержащегося в выходящем из камеры дожигания газе кислорода, причем при помощи измерительного устройства регулируется подаваемое в камеру дожигания количество воздуха, которое со своей стороны является регулирующей величиной для подаваемой в реакционную камеру газообразной текучей среды и/или для устанавливаемой температуры в реакционной камере.There is also the possibility that the reaction chamber is connected to a waste gas combustion chamber, in front of which there is a measuring device for determining the oxidizable components in the waste gas, and / or behind which there is a measuring device for determining the oxygen contained in the exhaust gas leaving the afterburning chamber, the measuring device controls the amount of air supplied to the afterburner, which, for its part, is the regulating quantity for the amount supplied to the reaction gaseous fluid chamber and / or for a set temperature in the reaction chamber.

Дальнейшие подробности, преимущества и признаки изобретения проистекают не только из формулы изобретения и заимствуемых из нее признаков - по отдельности и/или в комбинации -, но и из последующего описания заимствуемых из чертежа предпочтительных примеров осуществления.Further details, advantages, and features of the invention result not only from the claims and the features borrowed from it — individually and / or in combination — but also from the following description of preferred embodiments taken from the drawing.

На чертеже показаны:The drawing shows:

фиг. 1 - принципиальная схема системы для переработки радиоактивных отходов;FIG. 1 is a schematic diagram of a system for processing radioactive waste;

фиг. 2 - первый вариант осуществления подачи водяного пара в реакционную камеру;FIG. 2 - the first embodiment of the supply of water vapor into the reaction chamber;

фиг. 3 - второй вариант осуществления подачи водяного пара в реакционную камеру;FIG. 3 - a second embodiment of the supply of water vapor into the reaction chamber;

фиг. 4 - третий вариант осуществления подачи водяного пара в реакционную камеру;FIG. 4 - a third embodiment of the supply of water vapor into the reaction chamber;

фиг. 5 - четвертый вариант осуществления подачи водяного пара в реакционную камеру:FIG. 5 is a fourth embodiment of the supply of water vapor into the reaction chamber:

фиг. 6 - пятый вариант осуществления подачи водяного пара в реакционную камеру;FIG. 6 is a fifth embodiment of supplying water vapor to the reaction chamber;

фиг. 7 - первый контур регулирования; иFIG. 7 - the first control loop; and

фиг. 8 - второй контур регулирования.FIG. 8 - the second control loop.

На фиг. 1 чисто принципиально изображена установка или система 10 для переработки заключенных в матрице радиоактивных отходов при помощи пиролиза. При этом изобретение описывается на основе гидропиролиза, то есть пиролиза с водяным паром. Однако вместо водяного пара может также использоваться CO2. По причинам упрощения говорится, тем не менее, в дальнейшем о водяном паре, несмотря на то, что в этом отношении водяной пар можно также понимать как синоним для CO2.In FIG. 1, a plant or system 10 for the processing of the radioactive waste contained in a matrix by means of pyrolysis is depicted purely in principle. In this case, the invention is described on the basis of hydro-pyrolysis, i.e., steam pyrolysis. However, CO 2 can also be used instead of water vapor. For reasons of simplification, it is said, however, in the future, water vapor, although in this regard, water vapor can also be understood as a synonym for CO 2 .

Система 10 включает в себя предоставляющую в распоряжение реакционную камеру 40 печь 12, в частности простую камерную печь, в которой выполняется гидропиролиз. Печь 12 нагревается до температуры предпочтительно между 400°C и 800°C. Через описанные в дальнейшем подающие линии в печь 12 вводится затем перегретый водяной пар, причем водяной пар обладает при вводе температурой, которая должна соответствовать температуре внутри печи. Перед печью 12 пиролиза расположено загрузочное пространство 14, а за ней сортировочное пространство 16, которые оба экранированы.The system 10 includes a reaction chamber 40 at the disposal of the furnace 12, in particular a simple chamber furnace in which hydropyrolysis is performed. The furnace 12 is heated to a temperature preferably between 400 ° C and 800 ° C. Through the supply lines described hereinafter, superheated water vapor is then introduced into the furnace 12, the water vapor having a temperature being introduced when entering, which must correspond to the temperature inside the furnace. In front of the pyrolysis furnace 12 is a loading space 14, followed by a sorting space 16, both of which are shielded.

В частности печь 12 рассчитана таким образом, что, по меньшей мере, одновременно, по меньшей мере, для четырех бочек 18 может выполняться гидропиролиз.In particular, the furnace 12 is designed in such a way that at least at least four barrels 18 can be hydrolyzed at least.

В примере осуществления перерабатываемые радиоактивные отходы заключены в матрице, которая находится в бочках 18, не ограничивая вследствие этого соответствующее изобретению техническое решение. Другие органические материалы матрицы или даже неорганические материалы матрицы равным образом принимаются в расчет. Заполненные соответствующим образом бочки 18 позиционируются в переднем пространстве 20 на ваннообразных носителях 22, для того чтобы затем в загрузочном пространстве перфорироваться манипуляторами 24, 26. Также снимается верхняя крышка.In an exemplary embodiment, the processed radioactive waste is enclosed in a matrix which is located in barrels 18, without thereby limiting the technical solution according to the invention. Other organic matrix materials or even inorganic matrix materials are equally taken into account. Correspondingly filled barrels 18 are positioned in the front space 20 on the bath-like carriers 22, so that the manipulators 24, 26 can then be perforated in the loading space. The top cover is also removed.

Соответствующим образом открытие и перфорированные емкости 28 транспортируются затем транспортером через загрузочное пространство 14 во внутреннее пространство печи 12, то есть в реакционную камеру 40, в которой выполняется гидропиролиз. Реакционная камера и внутреннее пространство печи обозначаются ссылочной позицией 40.Accordingly, the opening and the perforated containers 28 are then transported by the conveyor through the loading space 14 into the interior of the furnace 12, that is, into the reaction chamber 40 in which the hydro-pyrolysis is carried out. The reaction chamber and the interior of the furnace are indicated at 40.

При необходимости существует также возможность расплавлять матрицу заранее, для того чтобы перемещать затем емкость в печь 12. Расплавленный материал матрицы сжигается отдельно.If necessary, it is also possible to melt the matrix in advance, in order to then move the container into the furnace 12. The molten matrix material is burned separately.

Выше печи 12 находится линия 30 подвода водяного пара, от которой отходят линии 32, 34, 36, 38, через которые при необходимости вентиляторами 33, 35, 37, 39 водяной пар подается во внутреннее пространство 40 печи. Далее от печи 12 отходит линия 42 отбросного газа, по которой газ пиролиза подается на дожигание.Above the furnace 12 is a steam supply line 30, from which lines 32, 34, 36, 38 extend, through which, if necessary, fans 33, 35, 37, 39 supply steam to the interior 40 of the furnace. Further, off-gas line 42 departs from the furnace 12, through which the pyrolysis gas is supplied for afterburning.

Важно, чтобы водяной пар поступал близко к радиоактивным отходам, чтобы могли подвергаться пиролизу, то есть превращаться в пар, органические составляющие. При этом речь идет об органических составляющих, таких как соли органических кислот, комплексообразующие вещества, ионообменные вещества и т.д. Неорганические составляющие не вступают в реакцию, за исключением нитратов. К неорганическим инертным материалам относятся твердые материалы, например, из солевых концентратов, фосфатов, сульфатов или боратов натрия, кальция и т.д.It is important that the water vapor comes close to the radioactive waste so that it can undergo pyrolysis, that is, turn into steam, organic components. In this case, we are talking about organic components, such as salts of organic acids, complexing substances, ion-exchange substances, etc. Inorganic constituents do not react, with the exception of nitrates. Inorganic inert materials include solid materials, for example, from salt concentrates, phosphates, sulfates or borates of sodium, calcium, etc.

Чтобы водяной пар поступал достаточно близко к превращаемым в газ отходам, предусмотрены в частности меры, которые можно позаимствовать из фиг. 2 по 4.In order for the water vapor to come sufficiently close to the waste converted into gas, in particular, measures are provided that can be taken from FIG. 2 to 4.

Так существует возможность через копье 44 или действующий аналогичным образом элемент, который на своем свободном конце имеет сопло или распылительную головку 46, вводить водяной пар непосредственно вовнутрь емкости 28, то есть, например, с проведением через отверстие перфорации, как это можно увидеть на фиг. 2.Thus, it is possible, through a spear 44 or a similarly acting element, which has a nozzle or a spray head 46 at its free end, to introduce water vapor directly into the container 28, that is, for example, by passing a perforation through the hole, as can be seen in FIG. 2.

Согласно примеру осуществления с фиг. 4 соответствующее копье вводится через освобожденное от крышки отверстие емкости 28 в нее вовнутрь, так что имеет место непосредственная выдача водяного пара.According to the embodiment of FIG. 4, the corresponding spear is inserted through the opening of the container 28, which has been freed from the lid, into it, so that a direct release of water vapor takes place.

Из фиг. 5 можно позаимствовать меру, при которой водяной пар вводится через отверстия 48, 49 во внутреннее пространство 40 печи 12 и выдается в самой печи 12 соплом 50, 51, которые соответствуют по функции примерно соплу Вентури, то есть протекающий сквозь сопла 50, 51 водяной пар засасывает атмосферу из внутреннего пространства 40 печи 12, так что возникает циркуляция, которая обозначена стрелками 52. Таким образом, большое количество водяного пара поступает в непосредственную область перфорированных и открытых емкостей 28, так что пиролиз может выполняться оптимально.From FIG. 5, we can borrow a measure in which water vapor is introduced through openings 48, 49 into the interior 40 of the furnace 12 and is discharged in the furnace 12 by a nozzle 50, 51, which correspond approximately in function to a Venturi nozzle, i.e., water vapor flowing through the nozzle 50, 51 it draws in atmosphere from the interior 40 of the furnace 12, so that a circulation occurs, which is indicated by arrows 52. Thus, a large amount of water vapor enters the immediate area of the perforated and open containers 28, so that pyrolysis can be performed timally.

Изобретение не покидается, само собой разумеется, также в том случае, если водяной пар вводится обычным образом через отверстия 54, 56 во внутреннее пространство 40 печи 12. Для содействия этому могут использоваться вентиляторы 33, 37 (фиг. 3).The invention does not leave, it goes without saying, also if water vapor is introduced in the usual way through the openings 54, 56 into the interior 40 of the furnace 12. To facilitate this, fans 33, 37 can be used (Fig. 3).

Согласно фиг. 6 имеющаяся в печи 12 атмосфера может завихряться одним или несколькими вентиляторами 70. Вентилятор или вентиляторы 70 приводятся во вращательное движение в печи 12 введенным, например, через отверстие 72 водяным паром.According to FIG. 6, the atmosphere present in the furnace 12 can be swirled by one or more fans 70. The fan or fans 70 are rotationally driven in the furnace 12 by introducing, for example, water vapor through the opening 72.

Далее существует возможность вводить через неизображенный ввод или через ввод, через который вводится водяной пар в камеру 40, кислород или CO2 во внутреннее пространство 40 (реакционную камеру) печи 12. При этом доля кислорода является предпочтительно субстехиометрической, для того чтобы предотвращать опасность возгорания или взрыва.Further, it is possible to introduce oxygen or CO 2 into the interior 40 (reaction chamber) of the furnace 12 through an unimaged input or through an input through which water vapor is introduced into the chamber 40, while the oxygen fraction is preferably sub-stoichiometric in order to prevent the risk of fire or the explosion.

При помощи фиг. 7 и 8 разъясняются контуры регулирования, для того чтобы устанавливать или регулировать подаваемое во внутренне пространство 40 количество водяного пара и/или кислорода и/или диоксида углерода или температуру в реакционной камере 40.Using FIG. 7 and 8, control loops are explained in order to set or control the amount of water vapor and / or oxygen and / or carbon dioxide supplied to the interior 40 or the temperature in the reaction chamber 40.

Так на фиг. 8 чисто принципиально изображена печь 12, которая линией 42 отбросного газа соединена с камерой 74 дожигания, в которую по линии 76 подается воздух.So in FIG. 8, the furnace 12 is purely illustrated in principle, which is connected to the afterburner chamber 74 via a waste gas line 42, into which air is supplied via line 76.

Содержание кислорода покидающего камеру 74 дожигания газа (линия 78) определяется первым измерительным устройством 80, причем воздух, который подается по линии 76, устанавливается таким образом, что содержание кислорода выходящего газа постоянно или почти постоянно. Содержание кислорода должно составлять примерно 6%. В зависимости от поданного в камеру 74 дожигания количества воздуха регулируется в свою очередь поданное в печь 12 количество газообразной текучей среды, то есть водяного пара, причем также доля O2 и CO2 может регулироваться. Это показывается соединением 84.The oxygen content of the gas leaving the afterburning chamber 74 (line 78) is determined by the first measuring device 80, the air that is supplied via line 76 is set so that the oxygen content of the exhaust gas is constant or almost constant. The oxygen content should be approximately 6%. Depending on the amount of air supplied to the afterburning chamber 74, the quantity of gaseous fluid, that is, water vapor, which is supplied to the furnace 12, is regulated in turn, and the proportion of O 2 and CO 2 can also be controlled. This is indicated by compound 84.

На ведущей к камере 74 дожигания линии 42 отбросного газа пиролиза имеется дальнейшее измерительное устройство 86, для того чтобы, например, измеряющим тепловой эффект реакции при окислении датчиком определять долю окисляемых составляющих в газе пиролиза. Эта доля может равным образом использоваться в качестве регулирующей величины (соединение 88) для подаваемого в печь 12 водяного пара и/или кислорода и/или CO2 и/или для установления температуры в печи 12.There is a further measuring device 86 leading to the afterburning chamber 74 of the pyrolysis waste gas line 86 in order, for example, to determine the fraction of oxidizable components in the pyrolysis gas by measuring the thermal effect of the reaction during oxidation. This fraction can equally be used as a control value (compound 88) for the steam and / or oxygen and / or CO 2 supplied to the furnace 12 and / or for setting the temperature in the furnace 12.

В частности в качестве регулирующих величин используется и подаваемое в камеру 74 дожигания количество воздуха, и доля содержащихся в газе пиролиза окисляемых составляющих, так что возможна избыточная и многообразная регулировка.In particular, both the amount of air supplied to the afterburning chamber 74 and the proportion of oxidizable components contained in the pyrolysis gas are used as control quantities, so that excessive and varied adjustments are possible.

Соответствующая установка или регулировка может также осуществляться в зависимости от поданного на дожигание воздуха.Corresponding installation or adjustment may also be carried out depending on the air supplied for afterburning.

После того, как пиролиз был выполнен, печь 12 охлаждается, для того чтобы подавать затем бочки в сортировочное пространство 16, в котором происходит сортировка оставшихся неорганических компонентов и резка бочек манипуляторами 60, 62. Эти компоненты передаются согласно определенной радиоактивности в емкости 64, 66, 68, которые согласно соответствующим предписаниям затем утилизируются.After the pyrolysis has been performed, the furnace 12 is cooled in order to feed the barrels to the sorting space 16, in which the remaining inorganic components are sorted and the barrels are cut by the manipulators 60, 62. These components are transferred according to a certain radioactivity in the tank 64, 66, 68, which are then disposed of in accordance with the relevant regulations.

Ваннообразные носители 22 возвращаются обратно подающим устройством 70 в загрузочное пространство 14 для приема новых бочек 18, как это следует из изображения.The bath-like carriers 22 are returned back by the feeding device 70 to the loading space 14 for receiving new barrels 18, as follows from the image.

Изобретением также охватывается тот случай, если вместо водяного пара используется CO2 для пиролиза.The invention also covers the case where instead of water vapor, CO 2 is used for pyrolysis.

Claims (29)

1. Способ переработки заключенных в матрице радиоактивных отходов при помощи пиролиза, включающий в себя этапы:1. A method of processing a prisoner in a matrix of radioactive waste using pyrolysis, which includes the steps of: - введение находящихся в приемнике радиоактивных отходов в реакционную камеру, в которой установлена или устанавливается содержащая водяной пар атмосфера температуры T с T≥200°C,- the introduction of the radioactive waste located in the receiver into the reaction chamber in which the atmosphere containing water vapor temperature T with T≥200 ° C is installed or is installed, - выполнение пиролиза,- performing pyrolysis, - отведение газов (отбросного газа) из реакционной камеры,- the removal of gases (waste gas) from the reaction chamber, - извлечение приемников из реакционной камеры,- removing the receivers from the reaction chamber, причем дополнительно выполняют по меньшей мере один этап из группы:and additionally perform at least one stage from the group: - введение кислорода и/или CO2 в реакционную камеру во время пиролиза в субстехиометрическом или максимально стехиометрическом количестве,- the introduction of oxygen and / or CO 2 into the reaction chamber during pyrolysis in a sub-stoichiometric or maximum stoichiometric amount, - регулировка вводимого в реакционную камеру водяного пара в зависимости от окисляемой субстанции в отбросном газе,- adjustment of the water vapor introduced into the reaction chamber depending on the oxidizable substance in the waste gas, - регулировка вводимого в реакционную камеру кислорода и/или CO2 в зависимости от окисляемой субстанции в отбросном газе,- adjustment of oxygen and / or CO 2 introduced into the reaction chamber depending on the substance to be oxidized in the waste gas, - выключение пиролиза в зависимости от имеющейся в отбросном газе окисляемой субстанции,- turning off the pyrolysis, depending on the oxidizable substance present in the waste gas, - целенаправленное введение водяного пара, и/или кислорода, и/или CO2 в радиоактивные отходы или в их область,- the targeted introduction of water vapor, and / or oxygen, and / or CO 2 into radioactive waste or into their region, - целенаправленное проведение водяного пара, и/или кислорода, и/или CO2 внутри реакционной камеры.- purposefully conducting water vapor and / or oxygen and / or CO 2 inside the reaction chamber. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перерабатывают радиоактивные отходы, заключенные в органической матрице, такой как битум, эпоксидная смола, амино-альдегидная смола.2. The method according to p. 1, characterized in that they process radioactive waste contained in an organic matrix, such as bitumen, epoxy resin, amino-aldehyde resin. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что перерабатывают радиоактивные отходы, заключенные в неорганической матрице, такой как цемент.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that they process radioactive waste contained in an inorganic matrix, such as cement. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что радиоактивные отходы введены в открытую, в частности в имеющую отверстия, тару, такую как емкость, в частности 200-литровая стандартная бочка, причем при помощи проходящего сквозь отверстие, имеющего распылительную головку или сопло, стержневого элемента, такого как копье, в радиоактивные отходы вводят по меньшей мере водяной пар, при необходимости дополнительно O2 и/или CO2.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the radioactive waste is introduced into the open, in particular with openings, containers, such as containers, in particular 200-liter standard barrel, and using a rod element passing through the opening having a spray head or nozzle, such as a spear, at least water vapor is introduced into the radioactive waste, optionally additional O 2 and / or CO 2 . 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что водяной пар вводят в реакционную камеру через засасывающее атмосферу из реакционной камеры сопло, такое как сопло Вентури.5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that water vapor is introduced into the reaction chamber through a suction nozzle from the reaction chamber, such as a Venturi nozzle. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что атмосферу во внутреннем пространстве перемешивают по меньшей мере одним вентилятором, который приводится в действие поданным во внутреннее пространство водяным паром.6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the atmosphere in the inner space is mixed with at least one fan, which is driven by the steam supplied to the inner space. 7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что водяной пар проводят внутри реакционной камеры таким образом, что радиоактивные отходы или матрица целенаправленно нагружаются водяным паром.7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the water vapor is conducted inside the reaction chamber in such a way that the radioactive waste or matrix is purposefully loaded with water vapor. 8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что отбросный газ подают на дожигание, причем перед дожиганием отбросного газа определяют его окисляемую составляющую, и в зависимости от окисляемой составляющей регулируют подачу водяного пара, и/или подачу кислорода, и/или CO2 в реакционную камеру и/или температуру в реакционной камере, причем при регулировке отключают пиролиз.8. The method according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the waste gas is supplied for afterburning, and before the afterburning of the waste gas, its oxidizable component is determined, and depending on the oxidized component, the supply of water vapor and / or the supply of oxygen and / or CO 2 to the reaction chamber is controlled and / or temperature in the reaction chamber, wherein pyrolysis is turned off during adjustment. 9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что дожигание выполняют в камере дожигания, в которую подают отбросный газ, а также воздух, причем в зависимости от поданного в камеру дожигания воздуха регулируют подачу водяного пара, и/или подачу кислорода, и/или CO2 в реакционную камеру и/или температуру в реакционной камере, причем при регулировке также отключают пиролиз.9. The method according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the afterburning is carried out in the afterburning chamber, into which waste gas is supplied, as well as air, and depending on the air supplied to the afterburning chamber, the steam supply and / or the oxygen and / or CO 2 flow are regulated the reaction chamber and / or the temperature in the reaction chamber, wherein pyrolysis is also turned off during adjustment. 10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что регулировку поданного в реакционную камеру водяного пара, и/или подачи O2, и/или CO2 и/или температуры в реакционной камере выполняют избыточно и многообразно.10. The method according to p. 8 or 9, characterized in that the adjustment of the water vapor supplied to the reaction chamber and / or the supply of O 2 and / or CO 2 and / or the temperature in the reaction chamber is redundant and manifold. 11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что водяной пар заменяют CO2.11. The method according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the water vapor is replaced by CO 2 . 12. Система для переработки заключенных в матрице радиоактивных отходов, включающая в себя реакционную камеру, для выполнения пиролиза, причем реакционная камера выполнена с возможностью установки в ней атмосферы и температуры T с T≥200°C, в частности T>400°C, предпочтительно 400°C<T<800°C, максимум 950°C, причем перед реакционной камерой расположено загрузочное пространство, а за реакционной камерой расположено сортировочное пространство,12. A system for processing a radioactive waste contained in a matrix, including a reaction chamber, for performing pyrolysis, wherein the reaction chamber is configured to set an atmosphere and temperature T with T≥200 ° C, in particular T> 400 ° C, preferably 400 ° C <T <800 ° C, maximum 950 ° C, with a loading space located in front of the reaction chamber and a sorting space located behind the reaction chamber, отличающаяся тем, чтоcharacterized in that в реакционной камере предусмотрено по меньшей мере одно устройство, при помощи которого обеспечивается возможность рециркулирования атмосферы внутри реакционной камеры, и/или возможность целенаправленного введения газообразной текучей среды, такой как водяной пар, и/или CO2, и/или O2, в радиоактивные отходы, заключенные в матрицу и находящиеся в приемнике.at least one device is provided in the reaction chamber by which it is possible to recirculate the atmosphere inside the reaction chamber and / or to allow the targeted introduction of a gaseous fluid such as water vapor and / or CO 2 and / or O 2 into the radioactive waste contained in the matrix and located in the receiver. 13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что устройством является сопло, через которое обеспечивается возможность подачи газообразной текучей среды снаружи в реакционную камеру при одновременном отсасывании атмосферы из реакционной камеры.13. The system according to p. 12, characterized in that the device is a nozzle through which it is possible to supply gaseous fluid from the outside to the reaction chamber while simultaneously aspirating the atmosphere from the reaction chamber. 14. Система по п. 12 или 13, отличающаяся тем, что устройством является стержневое тело, такое как копье, с соплом и/или распылительной головкой, через которое или которую обеспечивается возможность направленного нагружения радиоактивных отходов газообразной текучей средой.14. The system according to p. 12 or 13, characterized in that the device is a rod body, such as a spear, with a nozzle and / or spray head, through which or which provides the possibility of directional loading of radioactive waste with gaseous fluid. 15. Система по любому из пп. 12-14, отличающаяся тем, что предусмотрена возможность подачи газообразной текучей среды, в частности перегретого водяного пара, через ввод в реакционную камеру, причем через этот ввод или по меньшей мере один дополнительный ввод предусмотрена возможность подачи диоксида углерода и/или кислорода в количестве от субстехиометрического до максимально стехиометрического.15. The system according to any one of paragraphs. 12-14, characterized in that it is possible to supply a gaseous fluid, in particular superheated water vapor, through an inlet into the reaction chamber, and through this inlet or at least one additional inlet, it is possible to supply carbon dioxide and / or oxygen in an amount from sub-stoichiometric to the maximum stoichiometric. 16. Система по любому из пп. 12-15, отличающаяся тем, что реакционная камера соединена линией газа пиролиза с камерой дожигания, причем линия газа пиролиза соединена с первым измерительным устройством для определения окисляемых составляющих в газе пиролиза, и/или от камеры дожигания отходит вторая линия, на которой вторым измерительным устройством предусмотрена возможность измерения содержания кислорода, отведенного из камеры дожигания газа, причем в зависимости от измеренного содержания кислорода регулируется количество поданного в камеру дожигания воздуха, при этом количество воздуха и/или содержание окисляемых составляющих в газе пиролиза является или являются установочной или регулирующей величиной или установочными или регулирующими величинами для подаваемой в реакционную камеру газообразной текучей среды, и/или кислорода, и/или диоксида углерода.16. The system according to any one of paragraphs. 12-15, characterized in that the reaction chamber is connected by a pyrolysis gas line to the afterburner, the pyrolysis gas line being connected to a first measuring device for determining oxidizable components in the pyrolysis gas, and / or a second line departing from the afterburning chamber, on which a second measuring device it is possible to measure the oxygen content discharged from the gas afterburner, and depending on the measured oxygen content, the amount of air supplied to the afterburner is controlled wherein the amount of air and / or the content of oxidizable constituents in the pyrolysis gas is or is a setting or regulatory value or setting or regulatory values for the gaseous fluid and / or oxygen and / or carbon dioxide supplied to the reaction chamber.
RU2018141374A 2017-11-28 2018-11-26 Method and system for processing radioactive wastes RU2719289C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017128149.5 2017-11-28
DE102017128149.5A DE102017128149A1 (en) 2017-11-28 2017-11-28 Process and arrangement for the treatment of radioactive waste

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719289C1 true RU2719289C1 (en) 2020-04-17

Family

ID=64331698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141374A RU2719289C1 (en) 2017-11-28 2018-11-26 Method and system for processing radioactive wastes

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3493219B1 (en)
JP (1) JP6698796B2 (en)
DE (1) DE102017128149A1 (en)
RU (1) RU2719289C1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019113986A1 (en) * 2019-05-24 2020-11-26 Nukem Technologies Engineering Services Gmbh Procedure and arrangement for processing radioactive waste
CN111667937A (en) * 2020-04-30 2020-09-15 中国辐射防护研究院 Steam reforming fixed bed reactor for treating radioactive waste

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2819059A1 (en) * 1978-04-29 1979-11-15 Nukem Gmbh FURNACE FOR INCINERATION OF NUCLEAR FISSILE AND BASIC WASTE, ESPECIALLY ORGANIC WASTE CONTAINING PLUTONIUM AND URANIUM
EP0196809B1 (en) * 1985-03-14 1989-06-14 Ngk Insulators, Ltd. Apparatus for melting waste
RU1715107C (en) * 1990-03-12 1993-06-07 Московское научно-производственное объединение "Радон" Apparatus for treating of radioactive waste
WO1994022604A1 (en) * 1993-04-06 1994-10-13 Ausmelt Limited Smelting of carbon-containing material
US5657706A (en) * 1993-04-16 1997-08-19 Electricite De France (Service National) Apparatus for processing and vitrifying waste
DE60216731T2 (en) * 2001-03-05 2007-10-04 E.E.R. Environmental Energy Resources (Israel) Ltd. DEVICE FOR PROCESSING WASTE MATERIALS WITH A DISTRIBUTION CHAMBER FOR THE OXIDIZING FLOW AND CORRESPONDING METHOD

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT338388B (en) * 1975-06-26 1977-08-25 Oesterr Studien Atomenergie METHOD AND DEVICE FOR TRANSFERRING RADIOACTIVE ION EXCHANGE RESINS INTO A STORAGE FORM
DE2641264C2 (en) * 1976-09-14 1982-07-22 Nukem Gmbh, 6450 Hanau Process for the treatment of radioactively contaminated organic waste
JPS60125600A (en) * 1983-12-09 1985-07-04 株式会社日立製作所 Method and device for treating spent ion exchange resin
JPH07333393A (en) * 1994-06-14 1995-12-22 Hitachi Ltd Processing method for radioactive miscellaneous solid waste
JP3112854B2 (en) * 1997-02-21 2000-11-27 株式会社東芝 Activated carbon sludge incineration method
UA57884C2 (en) * 1999-10-14 2003-07-15 Дейвід БРЕДБЕРІ Method for treatment of radioactive graphite
US6280694B1 (en) * 1999-10-20 2001-08-28 Studsvik, Inc. Single stage denitration
US7491861B2 (en) * 2002-07-31 2009-02-17 Studsvik, Inc. In-drum pyrolysis
JP4830945B2 (en) * 2007-03-29 2011-12-07 株式会社Ｉｈｉ Gasification volume reduction processing equipment of radioactive solid waste
JP3207355U (en) * 2016-07-25 2016-11-10 日本碍子株式会社 Volume reduction processing equipment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2819059A1 (en) * 1978-04-29 1979-11-15 Nukem Gmbh FURNACE FOR INCINERATION OF NUCLEAR FISSILE AND BASIC WASTE, ESPECIALLY ORGANIC WASTE CONTAINING PLUTONIUM AND URANIUM
EP0196809B1 (en) * 1985-03-14 1989-06-14 Ngk Insulators, Ltd. Apparatus for melting waste
RU1715107C (en) * 1990-03-12 1993-06-07 Московское научно-производственное объединение "Радон" Apparatus for treating of radioactive waste
WO1994022604A1 (en) * 1993-04-06 1994-10-13 Ausmelt Limited Smelting of carbon-containing material
US5657706A (en) * 1993-04-16 1997-08-19 Electricite De France (Service National) Apparatus for processing and vitrifying waste
DE60216731T2 (en) * 2001-03-05 2007-10-04 E.E.R. Environmental Energy Resources (Israel) Ltd. DEVICE FOR PROCESSING WASTE MATERIALS WITH A DISTRIBUTION CHAMBER FOR THE OXIDIZING FLOW AND CORRESPONDING METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017128149A1 (en) 2019-05-29
JP2019101035A (en) 2019-06-24
JP6698796B2 (en) 2020-05-27
EP3493219A1 (en) 2019-06-05
EP3493219B1 (en) 2024-02-28
EP3493219C0 (en) 2024-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5424042A (en) Apparatus and method for processing wastes
RU2719289C1 (en) Method and system for processing radioactive wastes
KR20160040551A (en) Method and facility for incinerating, melting and vitrifying organic and metal waste
PL95833B1 (en) THE METHOD OF THE TOTAL DESTRUCTION OF WASTE PESTS
JP4409170B2 (en) Waste treatment equipment
JP2007332222A (en) Pyrolytic treatment apparatus
WO2011061621A1 (en) Disposal and decontamination of radioactive polyvinyl alcohol products
KR100369612B1 (en) System and Treatment Method for Low-and Intermediate-Level Radioactive Waste
KR102152406B1 (en) Treatment system and method of paraffin solidified waste
JP4578275B2 (en) Waste disposal method and waste disposal apparatus
JPS6046399B2 (en) Incineration treatment method for radioactive waste ion exchange resin, etc.
RU2754810C1 (en) Method and system for processing radioactive waste
JP2003114298A (en) Apparatus and method for waste treatment
KR19990026212A (en) High temperature melt processing systems and methods for flammable and non-combustible radioactive waste
JPH1164589A (en) Disposing device of middle and low level radioactive waste
US11565288B2 (en) Systems, apparatuses, and methods for in-container waste treatment
EP0282768B1 (en) Apparatus for rendering environmental waste benign
KR101226160B1 (en) The disposal plant for organic waste such as sludge, and waste
KR20240053933A (en) Plasma torch type drum cutting system for reducing radioactive waste
US6489532B1 (en) Delivery system for molten salt oxidation of solid waste
KR20000024699A (en) Device and method for gasifying noxious waste by pyrolysis
JP2006035218A (en) Soil treating apparatus
JP2001153997A (en) Equipment for turning organic matter into inorganic matter and reducing volume
KR20230101380A (en) Melting furnace system of waste drum input-type slope structure having plasma cutting and melting torch
CZ32191U1 (en) A device for phosphorus recovery from sewage plant sludge ash