SE470469B - Förfarande och anordning för bearbetning av fast, organiskt, svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar - Google Patents

Förfarande och anordning för bearbetning av fast, organiskt, svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar

Info

Publication number
SE470469B
SE470469B SE9202690A SE9202690A SE470469B SE 470469 B SE470469 B SE 470469B SE 9202690 A SE9202690 A SE 9202690A SE 9202690 A SE9202690 A SE 9202690A SE 470469 B SE470469 B SE 470469B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
pyrolysis
gas
reactor
temperature
waste
Prior art date
Application number
SE9202690A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9202690D0 (sv
SE9202690L (sv
Inventor
Rolf Hesboel
Lars Evert Holst
Original Assignee
Studsvik Radwaste Ab
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 Studsvik Radwaste Ab filed Critical Studsvik Radwaste Ab
Priority to SE9202690A priority Critical patent/SE470469B/sv
Publication of SE9202690D0 publication Critical patent/SE9202690D0/sv
Priority to US08/403,758 priority patent/US5536896A/en
Priority to JP6508004A priority patent/JP2934508B2/ja
Priority to PCT/SE1993/000653 priority patent/WO1994007088A1/en
Priority to DE69306405T priority patent/DE69306405T2/de
Priority to AU49878/93A priority patent/AU4987893A/en
Priority to ES93919743T priority patent/ES2096940T3/es
Priority to CA002143841A priority patent/CA2143841C/en
Priority to EP93919743A priority patent/EP0659257B1/en
Priority to TW082106464A priority patent/TW259873B/zh
Priority to LTIP991A priority patent/LT3616B/lt
Publication of SE9202690L publication Critical patent/SE9202690L/sv
Publication of SE470469B publication Critical patent/SE470469B/sv
Priority to FI951163A priority patent/FI114168B/sv

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/37Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by reduction, e.g. hydrogenation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/40Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by heating to effect chemical change, e.g. pyrolysis
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • G21F9/32Processing by incineration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20Organic substances
    • A62D2101/28Organic substances containing oxygen, sulfur, selenium or tellurium, i.e. chalcogen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2203/00Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
    • A62D2203/02Combined processes involving two or more distinct steps covered by groups A62D3/10 - A62D3/40

Description

15 20 25 30 35 . vuïu 2 sätt. Vid förbränning blir dessutom temperaturen till- räckligt hög för att radioaktivt cesium delvis skall för- ångas. Även övrig radioaktivitet kommer delvis att följa med bildad flygaska. Detta kräver filtersystem med mycket höga prestanda. Förbränningstekniken är därmed förknippad med såväl tekniska problem som ekonomiska sådana.
Ett alternativ till förbränning är pyrolys. Hittills kända pyrolysmetoder inom detta teknikområde är dock bristfälliga i flera avseenden, och speciellt gäller att man tidigare inte har lyckats ta fram en pyrolysprocess som ger en totallösning på problemet svavel- och kväve- haltigt radioaktivt avfall, och detta under ekonomiskt acceptabla betingelser. Som exempel på känd teknik i detta avseende kan nämnas följande.
SE-B-8405113-5, vilken beskriver pyrolys i ett steg i fluidiserad bädd följt av omvandling av tjära i den bilda- de gasen till okondenserbar gas med kalksten som katalysa- tor.
US-4 628 837, US 4 636 335 och US 4 654 172, vilka samtliga beskriver pyrolys av jonbytarharts, där pyrolysen visserligen genomföres i två steg men där båda dessa steg avser pyrolys av själva jonbytarmassan, d v s den fasta produkten. Generellt gäller dessutom att båda stegen ge- nomföres vid relativt låga temperaturer. Vidare gäller att ingen av dessa skriften anger någon totallösning på prob- lemet fast organiskt svavelhaltiga avfall, såsom är fallet med förfarandet enligt föreliggande uppfinning.
BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Huvudsyftet med föreliggande uppfinning är att till- handahålla ett förfarande för bearbetning av fast avfall av ovan angivet slag, vilket förfarande ger en i biologisk bemärkelse död och kompaktibel pyrolysåterstod och däri- genom en effektiv reducering av avfallets volym.
Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahål- la ett förfarande, vilket utöver ovannämnda volymreduce- ring ger en effektiv bearbetning av erhållna avgaser. 10 15 20 25 30 35 g Hp' - 3 Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande, vilket även ger en extremt hög retention av förekommande radioaktivitet i pyrolysåterstoden.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att till- handahålla ett förfarande, vilket är enkelt i tekniskt av- seende och vilket därmed också är kostnadseffektivt, inte minst totalt sett vad beträffar volymreducering av det fasta avfallet och hanteringen av de bildade avgaserna.
Ovannämnda syften uppnås medelst ett förfarande, som generellt sett kan uttryckas som pyrolys i två steg, för vilka det väsentliga är att pyrolysen i det första steget utföres på det fasta avfallet och vid relativt låg tempe- ratur under det att pyrolysen i det andra steget utföres på den bildade gasen och vid högre temperatur, varvid des- sa båda pyrolyssteg följs av ett steg där gasen utsättes för en sulfidbildande metall, eventuellt efter ett mellan- liggande steg där gasen först har utsatts för reducerande betingelser.
Närmare bestämt utmärkas förfarandet enligt uppfin- ningen av att man a) utsätter avfallet för pyrolys vid en temperatur av högst 700°C, företrädesvis högst 600°C, till bildning av en gas, som innehåller organiska svavelföreningar, och en fast pyrolysàterstod, som innehåller radioaktiva ämnen från avfallet, b) separerar gasen från pyrolysåterstoden och utsätter gasen för en pyrolys, vilken alternativt kan benämnas krackning, för nedbrytning av i gasen ingående organiska svavelföreningar till kolföreningar med lägre eller låga koltal och oorganiska svavelföreningar, c) eventuellt utsätter gasen från steg b) för en bädd av ett fast reduktionsmaterial under reducerande betingelser, så att eventuellt förekommande svaveloxider reduceras till svavelväte, och d) utsätter gasen från steg b), eller alternativt steg c) om detta utföres, för en bädd av en sulfidbildande me- tall under sådana betingelser, att svavelföreningarna från 10 15 20 25 30 35 'nfrywd n; 4 föregående steg med nämnda metall bildar metallsulfider.
Det inledande steget innebär med andra ord att det fasta avfallet utsättes för pyrolys vid en temperatur som är högst 700°C, företrädesvis högst 600°C, varvid uttryck- et pyrolys användes i konventionell betydelse, d v s ke- misk sönderdelning eller nedbrytning av en substans under inverkan av värme och utan någon egentlig syretillförsel eller åtminstone så liten syretillförsel att det inte sker någon egentlig förbränning. Pyrolysen leder härvid till att det sker en nedbrytning av det kolbaserade avfallet till en relativt fluffig pyrolysåterstod, vilken kan av- tappas från bottnen av den använda pyrolysreaktorn och därefter bibringas avsevärt mindre volym genom kom- primering. Genom att temperaturen inte hàlles högre än vad som angivits ovan kvarhålles dessutom praktiskt taget allt av de radioaktiva ämnena, i synnerhet Cs-137, i pyro- lysåterstoden, varför åtgärderna och därmed kostnaderna för att avlägsna ytterligare radioaktivitet kan nedbringas till ett minimum. Eventuell bildad flygaska kan dock dess- utom avlägsnas från den bildade gasen på i och för sig känt sätt, företrädesvis i ett keramiskt filter i pyrolys- reaktorn. Därigenom kan radioaktiva ämnen i den på filtret fastnade flygaskan återföras till pyrolysåterstoden.
Enligt uppfinningen har det visat sig möjligt att på detta sätt uppnå mycket hög retention av radioaktiviteten i pyrolysåterstoden. Försök utförda på jonbytarmassa från ett kärnkraftverk visar sålunda på en retention av i det närmaste l06:1, dvs dekontaminationsfaktorn DF är av stor- leksordningen 106. Förutom nämnda radioaktiva ämnen inne- håller pyrolysåterstoden kol och eventuellt förekommande järnföreningar, såsom järnoxider och järnsulfider. Försök visar härvid att retentionen av svavel i pyrolysåterstoden var > 90%.
Någon direkt kritisk undre gräns för pyrolysen i steg a) föreligger ej, utan denna gräns dikteras snarast av ef- fektivitet och/eller kostnader. En i praktiken användbar nedre gräns kan dock generellt sättas till 400°C, varför 10 15 20 25 30 35 "mfi'- ”till” " 4:-» . \ï1 cïn ÄN. ï'\ \0 5 en föredragen utföringsform av förfarandet enligt uppfin- ningen innebär att steg a) genomföres vid en temperatur inom intervallet 400-700°C, företrädesvis 400-600°C, spe- ciellt 450-600°C, t.ex. 450-550°C.
I och med att förfarandet enligt uppfinningen totalt sett har visat sig vara synnerligen effektivt såväl vad beträffar det fasta innehållet som de bildade gaserna ge- nomföres dessutom steg a) företrädesvis utan någon som helst katalysator för nedbrytning av i avfallet ingående kolföreningar, vilket förvisso innebär att förfarandet enligt uppfinningen blir mycket kostnadseffektivt, då ka- talysatorkostnader i liknande sammanhang ofta represen- terar en stor del av totalkostnaderna.
Pyrolyssteget a) kan genomföras på i och för sig känt sätt vad beträffar typen av pyrolysreaktor, t ex i flui- diserad bädd, men vid den totala uppbyggnad av förfarandet som gäller enligt uppfinningen har s k flashpyrolys visat sig ge utomordentligt goda resultat. Uttrycket flashpyro- lys användes härvid i konventionell betydelse, d v s med relativt snabb genomströmning av materialet. Med andra ord -är det fråga om kort uppehållstid, vanligtvis under 30 sek och ännu vanligare betydligt kortare tid, t.ex. under 15 sek. En speciellt föredragen flashpyrolys utföres i en s.k. fallreaktor, för vilken en lämplig uppehállstid kan vara 3-15 sek, ännu hellre 4-10 sek, t.ex. 5-8 sek, såsom ca 6 sek. Lämpligt uppehållstid bestämmes emellertid lätt av fackmannen i varje enskilt fall.
Med fast avfall förstås i föreliggande fall att det inte rör sig om lösning av ifrågavarande material. Det be- höver dock inte nödvändigtvis röra sig om ett torrt mate- rial utan även ett material med viss fukthalt, t.ex. upp till 50%, vanligen 10-30%, såsom ofta är fallet vid an- vända jonbytarmassor. Vid exempelvis flashpyrolys kan det emellertid vara lämpligt att före pyrolys a) konditionera materialet, vilket innebär viss torkning och eventuellt finfördelning. Sålunda har ett material i pulverform visat sig ge mycket goda resultat vid den inledande pyrolysen -Fra CJ) ß CW 10 15 20 25 30 35 WO i" g; .xf . *n-*IWJ 'I a).
Den gas, som bildas vid pyrolysen i steg a), innehål- ler sönderfallsprodukter från det organiska avfallet, kal- las tjära. Denna tjära innehåller främst rena kolväten och vattenånga samt organiska svavelföreningar och aminer, när avfallet är svavel- och kvävehaltigt av typ jonbytarmassa.
Gasen avskiljes från pyrolysåterstoden och utsättes i ett andra steg b) för pyrolys, för vilken temperaturen väljes på ett sådant sätt, under beaktande av övriga betingelser, att de däri ingående organiska svavelföreningarna med me- delhöga koltal spjälkas till föreningar med låga eller lägre koltal och oorganiska svavelföreningar. Är avfallet kvävehaltigt, bildas dessutom oorganiska kväveföreningar.
Temperaturen för steg b) väljes med andra ord generellt efter den från steg a) erhållna gasens sammansättning.
Vanligtvis innebär detta, åtminstone om krackningskata- lysator ej utnyttjas, att temperaturen för steg b) är högre än temperaturen för steg a). Om man ligger högt i fråga om temperatur för steg a), kan detta t.ex. innebära att temperaturen för steg b) är högre än 700°C. Speciellt om krackningskatalysator användes, vilket omtalas mera ne- dan, kan dock temperaturen för steg b) ligga något lägre än temperaturen för steg a) eller åtminstone lägre än den övre temperaturgränsen för steg a). Detta kan innebära en temperatur överstigande 600°C eller ännu hellre överstig- ande 650°C. Den övre temperaturgränsen är inte speciellt kritisk vad beträffar den önskade nedbrytningen utan det är snarare processtekniska (materialtekniska) eller ekono- miska skäl som sätter denna övre gräns. Det kan sålunda exempelvis vara svårt att på ett kostnadseffektivt sätt utnyttja material vilka motstár högre temperatur än cirka l500°C. En föredragen temperatur är därför upp till l500°C. En något mera optimal övre temperaturgräns är emellertid l300°C, varför ett lämpligt temperaturinter- vall, speciellt utan katalysator, är över 700°C och upp till l300°C. Ett speciellt föredraget temperaturområde för steg b) är dock över 700°C och upp till 1000°C, allra 10 15 20 25 30 35 E; Hlflï _ Ö\ WÜ 7 helst över 700°C och upp till 850°C.
Motsvarande föredragna temperaturer vid användning av katalysator är 600-1300°C, speciellt 650-l300°C, eller än- nu hellre 650-l0OO°C, t.ex. 650-850°C.
I och med att det primärt är fråga om en ren nedbryt- ning av svavelhaltiga och eventuellt kvävehaltiga kolför- eningar med medelhögt koltal till kolföreningar med lägre koltal utan några direkt störande bireaktioner eller bi- komponenter, är dock pyrolysbetingelserna för steg b) inte lika kritiska som för steg a). Alternativt kan pyrolysen i steg b) därför också benämnas krackníng enligt allmänt vedertagen terminologi. Krackning leder till hög produk- tion av sot. Ju högre temperaturen är, desto mera sot bil- das. Sotproduktionen torde kräva en högtemperaturfiltre- ring av krackningsgaserna, för vilket konventionell teknik finns tillgänglig. En enklare och mera tidsbesparande me- todik är dock den redan omtalade tjärkondenseringen före krackern. Kondensationsalternativet leder dessutom till en god avskiljning av de organiska svavelföreningarna.
I analogi med ovanstående kan steg b) därför också i vissa fall, såsom har antytts ovan, lämpligen utföras i_ närvaro av en i liknande sammanhang förut känd krackningskatalysator. Som sådan katalysator kan kalk, t ex dolomitkalk, komma ifråga i samband med steg b).
Då gaserna från steg a) innehåller tjärprodukter och vatten, innebär sålunda en föredragen utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen att man före steg b) ut- sätter gasen för sådana kondensationsbetingelser att däri ingående tjärprodukter kondenserar ut och avskiljes innan gasen ledes till ifrågavarande steg b). Med tjärprodukter förstås härvid kolföreningar vilka visserligen föreligger i gasform efter pyrolysen i steg a) men vilka vid konden- sation faller ut i form av en mer eller mindre trögflyt- ande tjära blandat med vatten. Medelst fraktionerad kon- densation kan kondensatet särskiljas i en lättflytande tjära med högt brännvärde, vatten och en trögflytande sva- velrik tjära. Genom nämnda tjäravskiljning blir pyrolys- .ps GQ.) 10 15 20 25 3O 35 l xf) 51,! .h-r! ylrj .¿ 8 eller krackningsprocessen i steg b) mera renodlad och kan därigenom genomföras på ett mera kostnadseffektivt sätt.
Om svaveloxider, speciellt S02, förekommer i den från pyrolysstegen kommande gasen, måste dessa tas om hand på lämpligt sätt med tanke på de stränga krav som numera gäl- ler för utsläpp av svaveldioxid och andra svavelförening-U ar.
Vid förfarandet enligt uppfinningen sker detta pà ett enkelt och effektivt sätt direkt i den integrerade processen därigenom att gasen från steg b) i ett steg c), utsättes för en bädd av ett fast reduktionsmaterial och under reducerande betingelser så att svaveloxiderna redu- ceras till i huvudsak svavelväte och koldisulfid. Som re- duktionsmaterial har speciellt kol visat sig fungera utom- ordentligt väl i samband med förfarandet enligt uppfin- ningen. Kol ger dessutom sådana produkter i slutändan, speciellt koldioxid, som är oskadliga och i princip kan släppas ut direkt i atmosfären.
Temperaturen för reduktionen i steg c) väljes av fackmannen på området på ett sådant sätt att eftersträvade reaktioner sker. Företrädesvis innebär detta att reduktio- nen genomföres vid en temperatur inom området 700-900°C, varvid temperaturnivàn approximativt 800°C torde ligga nära den optimala.
Steg c) leder dessutom till reduktion av kväveoxider i det fall då sådana förekommer i gasen efter pyrolys- stegen. I det fall då ett högtemperaturfilter av typ kol- filter eller liknande användes för bortfiltrering av sot i gasen efter steg b), kan ifrågavarande filter betraktas som en reduktionsanordning för användning i det eventuella steget c) enligt uppfinningen. _ Slutligen gäller att gasen i ett steg d) utsättas för en bädd av en sulfidbildande metall under sådana betingel- ser att kvarvarande svavelföreningar med nämnda metall bildar metallsulfider. Det är härvid fråga om gasen från reduktionssteget c), då detta förekommer, eller gasen från det andra pyrolyssteget b). I båda fallen är det primärt f) 10 15 20 25 30 35 i :U |W|¿ 1* *J CD fis.
C}\ \.Ü 9 fråga om att överföra svavelväte till metallsulfid. Före- trädesvis användes järn som sulfidbildande metall, då järn är ett billigt material och då järn ger en ofarlig produkt i form av i huvudsak järndisulfid, pyrit. Andra metaller är dock också tänkbara, varvid nickel kan nämnas som exem- pel. Temperaturen för detta steg d) väljes också av fack- mannen på området så att eftersträvade reaktioner sker.
Ett speciellt föredraget temperaturområde är dock 400-600°C, varvid nivån approximativt 500°C är speciellt lämplig i många fall.
Mycket lättflyktiga organiska gaser, som inte kon- denserar ut i kondensationssteget och som bildas i krack- ern, penetrerar även den i steg c) använda reduktorn och den i steg d) använda sulfidbildningsreaktorn. Utsläpps- kraven i Sverige för dessa ämnen är sådana, att konver- tering eller avskiljning krävs. Då gaserna är oxiderbara, kan de destrueras genom oxidation (förbränning), t.ex. katalytisk oxidation. Vid pyrolys av jonbytarmassor är oxidation lämplig, eftersom avgaserna är klorfria och någ- ra dioxiner därigenom inte bildas.
Såsom har antytts tidigare gäller att såväl den fasta slutprodukten som de gasformiga slutprodukterna vid förfa-- randet enligt uppfinningen är fördelaktiga att hantera.
Sålunda är exempelvis den erhållna askan synnerligen lämp- lig för efterbehandling i form av en ren komprimering, där det enligt uppfinningen har visat sig att man kan minska volymen med så mycket som upp till 75%. Vidare gäller att erhållna avgaser är rika på organiska lätta föreningar, vilket innebär en gas med högt värmeinnehåll, som kan brännas. Dessutom är det fråga om sådana gaser som är oskadliga för omgivningen, t.ex. koldioxid, kvävgas, vät- gas och vattenånga, varför förfarandet enligt uppfinningen totalt sett innebär oerhörda fördelar i förhållande till känd teknik.
För att förfarandet skall förlöpa på ett effektivt sätt och inte minst för att utsläpp av radioaktivitet el- ler obehagliga eller farliga gaser genom systemläckage ...Ps CI) lO 15 20 25 30 35 C'5\ \O Tuli- i-rf>“wrr'- 10 skall undvikas, med åtföljande risker för arbetande perso- nal, innebär dessutom en föredragen utföringsform att för- farandet genomföras under ett visst undertryck, lämpligen genom att man nedströms om steg d) anordnar en sugpump eller gasevakueringspump.
Uppfinningen hänför sig dessutom till en anordning för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen, vil- ken anordning innefattar: A) en pyrolysreaktor för genomförande av pyrolys på det fasta avfallet, företrädesvis vid en temperatur inom området 400-700°C, speciellt 400-600°C, B) en pyrolys- eller krackningsreaktor för genom- förande av pyrolys på den från reaktor A) kommande gasen, företrädesvis vid en temperatur inom området över 700°C och upp till l300°C, då katalysator ej uttnyttjas, och 600-l300°C då katalysator förekommer, C) eventuellt en bädd av ett fast reduktionsmaterial för reduktion av i gasen eventuellt förekommande svavel- dioxid, och D) en bädd av en sulfidbildande metall för metallsul- fidbildning med gasen från steg B) eller alternativt med gasen från steg C).
För anordningen enligt uppfinningen gäller dessutom att samtliga särdrag och föredragna utföringsformer för det ovan beskrivna förfarandet också är tillämpliga i sam- band därmed. Dessa detaljer torde därför inte behöva upp- repas.
Dock kan följande speciellt föredragna utföringsfor- mer av anordningen nämnas.
Pyrolysreaktorn A) är speciellt en fallreaktor.
Före reaktor B) finns det företrädesvis en kondensor för kondensation av i gasen ingående tjärprodukter.
I reaktor A) finns det företrädesvis ett filter för avskiljning av eventuell flygaska från gasen.
Anordningen innefattar företrädesvis ett filter för separation av sot från gasen från reaktor B). 10 15 20 25 30 35 i' g1,_.\ , I Ir | .I P* \~3 CJ .Pi G NJ ll För komprimering av den från reaktor A) erhållna pyrolysåterstoden ingår företrädesvis en kompaktor.
Efter bädden D) förekommer lämpligen en efterbrännare för förbränning av ifrågavarande gas.
RITNING En utföringsform av en anordning enligt uppfinningen visas schematiskt på den bilagda ritningen.
Den visade anordningen innefattar följande enheter och fungerar på följande sätt. Till en första pyrolys- reaktor 1 av fallreaktortyp matas fast avfall via en mata- re 2. Efter pyrolys av det fasta avfallet i nämnda reaktor 1 avtappas den fasta pyrolysåterstoden (askan) via en skruv 3 till en behållare 4, eventuellt innehåller en komprimeringsanordning för sagda som återstod.
Den vid pyrolysen i reaktor 1 bildade gasen ledes därefter via ett keramiskt filter 5 och en ledning 6 till en andra pyrolysreaktor 7, vari den utsattes för pyrolys under tidigare angivna betingelser. Vid den visade ut- föringsformen av anordningen enligt uppfinningen förekom- mer dessutom en kondensor 8, vilken eventuellt inkopplas om gasen innehåller tjärprodukter, som behöver kondenseras ut före pyrolysreaktorn 7. Dessa tjärprodukter avledes i så fall från kondensorn 8 via en avtappningsledning 9.
Den i reaktorn 7 pyrolyserade gasen ledes via ledning 10 till en reducerande bädd av kol 11, vari förekommande svaveloxider reduceras till svavelväte och koldisulfid.
Den reducerade gasen från bädden 11 överföres sedan via ledning 12 till en bädd 13 av sulfidbildande metall, t.ex. järn. Bildad metallsulfid kan sedan avtappas via ledning 14 från bottnen av ifrågavarande bädd 13. Om järn användes som metall i bädden, innebär detta att den av- tappade metallsulfiden i huvudsak utgöres av pyrit.
Den visade utföringsformen av anordningen enligt upp- finningen innefattar dessutom en brännare 15 för slutlig oxidation eller förbränning av avgaserna samt en pump 16, vilken vid denna utföringsform är placerad mellan bäd- 10 15 20 25 30 35 ' ulïhír' Il 12 den 13 och brännaren 15 och vilken är avsedd att åstad- komma undertryck i anordningen.

Claims (22)

1. 0 15 20 25 30 35 11 .IWIW .La \J CD J\ Cm v9 13 PATENTKRAV
1. Förfarande för bearbetning av fast organiskt svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärn- tekniska anläggningar innefattande pyrolys av nämnda av- fall i syfte att primärt reducera dess volym, k ä n n e - t e c k n a t av att man a) utsätter avfallet för pyrolys vid en temperatur av högst 700°C, företrädesvis högst 600°C till bildning av en gas, som innehåller organiska svavelföreningar, och en fast pyrolysåterstod, som innehåller radioaktiva ämnen från avfallet, b) separerar gasen från pyrolysåterstoden och utsätter gasen för en pyrolys, alternativt krackning, för nedbryt- ning av i gasen ingàende organiska svavelföreningar till kolföreningar med lägre koltal och oorganiska svavelfören- ingar, c) eventuellt utsätter gasen från steg b) för en bädd av ett fast reduktionsmaterial, företrädesvis kol, under re- ducerande betingelser så att eventuellt förekommande sva- veloxider reduceras till svavelväte, och d) utsätter gasen från steg b), eller alternativt steg c), för en bädd av en sulfidbildande metall, företrädesvis av järn, under sådana betingelser att svavelföreningarna från föregående steg med ifrågavarande metall bildar me- tallsulfider.
2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t av att man före steg b) utsätter gasen för sådana kondensationsbetingelser att däri ingående tjärprodukter kondenserar ut och avskiljes innan gasen ledes till nämnda steg b).
3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e - t-e c k n a t av att man efter steg a) avskiljer even- tuell flygaska från gasen, företrädesvis i ett keramiskt filter, 10 15 20 25 30 35 »-«=i~«rr'~» 14
4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att pyrolysen i steg a) utfö-. res vid en temperatur inom intervallet 400-700°C, före- trädesvis 400-600°C, speciellt 450-550°C.
5. k ä n n e t e c k n a t av att pyrolysen i steg a) genom- Förfarande enligt något av de föregående kraven, föres utan någon katalysator för nedbrytning av i avfallet ingående kolföreningar.
6. k ä n n e t e c k n a t av att pyrolysen i steg a) genom- Förfarande enligt något av de föregående kraven, föres i en fallreaktor, företrädesvis med en uppehållstid under 10 sek, speciellt 5-8 sek.
7. k ä n n e t e c k n a t av att pyrolysen eller krackning- Förfarande enligt något av de föregående kraven, en i steg b) utföres utan närvaro av en krackningskata- lysator och vid högre temperatur än vid pyrolysen i steg a), företrädesvis över 700°C, ännu hellre över 700°C och upp till l300°C, speciellt över 700°C och upp till lOOO°C,- t.ex. över 700°C och upp till 850°C.
8. n e t e c k n a t Förfarande enligt något av kraven 1-7, k ä n - av att pyrolysen eller krackningen i steg b) utföres i närvaro av en krackningskatalysator och vid en temperatur över 600°C, speciellt inom området 600- l300°C, företrädesvis 650-l300°C.
9. n a t av att pyrolysen eller krackningen i steg b) utfö- Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k - res i närvaro av dolomitkalk.
10. k ä n n e t e c k n a t av att reduktionen i steg c) Förfarande enligt något av de föregående kraven, genomföres vid en temperatur inom området 700-900°C, speciellt ca. 800°C.
ll. k ä n n e t e c k n a t av att sulfidbildningen i steg d) Förfarande enligt något av de föregående kraven, genomföres vid en temperatur inom området 400-600°C, speciellt ca 500°C. 10 15 20 25 30 35 rg; "~'r;"!fl"= :\3 C; .fås ax vu 15
12. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att man nedbringar volymen av den i steg a) erhållna askåterstoden genom komprimering.
13. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att det genomföres vid under- tryck.
14. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att man efter steg b) utsätter gasen för en filtrering, företrädesvis i ett kolfilter.
15. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att man efter steg d) utsätter avgaserna för en oxidation.
16. Anordning för bearbetning av fast organiskt svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar innefattande pyrolys av avfallet, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar: A) en pyrolysreaktor (1) för genomförande av pyrolys på det fasta avfallet, företrädesvis vid en temperatur inom området 400-700°C, speciellt 400-600°C. B) en pyrolys- eller krackningsreaktor (7) för genom- förande av pyrolys på den från reaktor A) kommande gasen, företrädesvis vid en temperatur över 700°C och upp till l300°C utan katalysator och inom området 600-l300°C med katalysator, C) eventuellt en bädd (11) av ett fast reduktions- material för reduktion av i gasen eventuellt förekommande svaveldioxid, och D) en bädd (13) av en sulfidbildande metall för me- tallsulfidbildning med gasen från steg B) eller alterna- tivt steg C).
17. Anordning enligt krav 16, k ä n n e t e c k - n a d av att pyrolysreaktorn A) (1) är en fallreaktor.
18. Anordning enligt krav 16 eller 17, k ä n n e - t e c k n a d av att den före reaktor B) (7) innefattar en kondensor (8) för kondensation av i gasen ingående tjärprodukter. ..f§> \~ÉJ C.) 10 15 20 25 30 35 "~'r-"!í" '* 16
19. Anordning enligt något av kraven 16-18, k ä n - n e t e c k n a d av att den i reaktor A) (1) innefattar ett filter (5), skiljning av eventuell flygaska från gasen. företrädesvis keramiskt filter, för av-
20. Anordning enligt något av kraven 16-19, k ä n - n e t e c k n a d- av att den innefattar ett filter, företrädesvis kolfilter, för separation av sot fràn gasen från reaktor B).
21. Anordning enligt något av kraven 16-20, k ä n - n e t e c k n a d av att den innefattar en kompaktor för komprimering av från reaktor A) erhållen pyrolysåterstod.
22. Anordning enligt något av kraven 16-21, k ä n - n e t e c k n a d av att den innefattar en efterbrännare (15) efter bädden D). i]
SE9202690A 1992-09-17 1992-09-17 Förfarande och anordning för bearbetning av fast, organiskt, svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar SE470469B (sv)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9202690A SE470469B (sv) 1992-09-17 1992-09-17 Förfarande och anordning för bearbetning av fast, organiskt, svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar
EP93919743A EP0659257B1 (en) 1992-09-17 1993-08-04 Waste processing
ES93919743T ES2096940T3 (es) 1992-09-17 1993-08-04 Tratamiento de residuos.
JP6508004A JP2934508B2 (ja) 1992-09-17 1993-08-04 廃棄物処理
PCT/SE1993/000653 WO1994007088A1 (en) 1992-09-17 1993-08-04 Waste processing
DE69306405T DE69306405T2 (de) 1992-09-17 1993-08-04 Bearbeitung von abfällen
AU49878/93A AU4987893A (en) 1992-09-17 1993-08-04 Waste processing
US08/403,758 US5536896A (en) 1992-09-17 1993-08-04 Waste processing
CA002143841A CA2143841C (en) 1992-09-17 1993-08-04 Waste processing
TW082106464A TW259873B (sv) 1992-09-17 1993-08-12
LTIP991A LT3616B (en) 1992-09-17 1993-09-17 Waste processing
FI951163A FI114168B (sv) 1992-09-17 1995-03-13 Förfarande och anordning för behandling av avfall

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9202690A SE470469B (sv) 1992-09-17 1992-09-17 Förfarande och anordning för bearbetning av fast, organiskt, svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9202690D0 SE9202690D0 (sv) 1992-09-17
SE9202690L SE9202690L (sv) 1994-03-18
SE470469B true SE470469B (sv) 1994-05-02

Family

ID=20387205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9202690A SE470469B (sv) 1992-09-17 1992-09-17 Förfarande och anordning för bearbetning av fast, organiskt, svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5536896A (sv)
EP (1) EP0659257B1 (sv)
JP (1) JP2934508B2 (sv)
AU (1) AU4987893A (sv)
CA (1) CA2143841C (sv)
DE (1) DE69306405T2 (sv)
ES (1) ES2096940T3 (sv)
FI (1) FI114168B (sv)
LT (1) LT3616B (sv)
SE (1) SE470469B (sv)
TW (1) TW259873B (sv)
WO (1) WO1994007088A1 (sv)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084147A (en) * 1995-03-17 2000-07-04 Studsvik, Inc. Pyrolytic decomposition of organic wastes
JP4154029B2 (ja) * 1998-04-07 2008-09-24 株式会社東芝 廃棄物の処理方法および廃棄物処理装置
US20030198584A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-23 Mason Bradley J. Single stage denitration
US7125531B1 (en) 1999-10-20 2006-10-24 Studsvik, Inc. Single stage denitration
US7531152B2 (en) * 2000-10-19 2009-05-12 Studsvik, Inc. Mineralization of alkali metals, sulfur, and halogens
US7011800B1 (en) 2000-10-19 2006-03-14 Studsvik, Inc. Single stage denitration
US20060167331A1 (en) * 1999-10-20 2006-07-27 Mason J B Single stage denitration
US7476194B2 (en) * 1999-10-20 2009-01-13 Studsvik, Inc. In-container mineralization
US7491861B2 (en) * 2002-07-31 2009-02-17 Studsvik, Inc. In-drum pyrolysis
SE0301071D0 (sv) * 2003-04-11 2003-04-11 Hoeganaes Ab Gas purification
TWI559329B (zh) * 2012-11-07 2016-11-21 Taiheiyo Cement Corp A method for removing radioactive cesium, and a method for producing a calcined product
JP2014190882A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Meiwa Industries Ltd 放射性セシウムが付着したバイオマスの処理方法
US20160379727A1 (en) * 2015-01-30 2016-12-29 Studsvik, Inc. Apparatus and methods for treatment of radioactive organic waste
GB2536049B (en) * 2015-03-05 2017-06-07 Standard Gas Ltd Advanced thermal treatment method
KR101668727B1 (ko) * 2015-11-25 2016-10-25 한국원자력연구원 방사성 핵종을 포함하는 폐이온 교환수지 처리방법 및 장치
US10876057B1 (en) * 2019-10-13 2020-12-29 M.E.D. Energy Inc. Waste to energy conversion without CO2 emissions
GB2616315A (en) * 2022-03-04 2023-09-06 Recycling Lives Ltd An apparatus and method for thermally processing waste

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053432A (en) * 1976-03-02 1977-10-11 Westinghouse Electric Corporation Volume reduction of spent radioactive ion-exchange material
US4303477A (en) * 1979-06-25 1981-12-01 Babcock Krauss-Maffei Industrieanlagen Gmbh Process for the pyrolysis of waste materials
US4347226A (en) * 1981-03-03 1982-08-31 Mobil Oil Corporation Method for treating sulfur-containing effluents resulting from petroleum processing
EP0155262B1 (de) * 1982-12-01 1989-04-26 Steirische Wasserkraft- Und Elektrizitäts-Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum wiederaufheizen entschwefelter rauchgase
JPS59107300A (ja) * 1982-12-10 1984-06-21 株式会社日立製作所 放射性廃樹脂の処理方法および装置
JPS59220696A (ja) * 1983-05-30 1984-12-12 株式会社日立製作所 放射性廃樹脂の処理方法およびその装置
JPS60125600A (ja) * 1983-12-09 1985-07-04 株式会社日立製作所 使用済イオン交換樹脂の処理方法および装置
DE3407386A1 (de) 1984-02-29 1985-09-05 Hermann 8404 Wörth Kronseder Inspektionsmaschine fuer flaschen
SE453097B (sv) 1984-10-12 1988-01-11 Goetaverken Energy Ab Forfarande for att ur biomassa framstella en tjerfattig brennbar gas
US4602573A (en) * 1985-02-22 1986-07-29 Combustion Engineering, Inc. Integrated process for gasifying and combusting a carbonaceous fuel
US4762647A (en) * 1985-06-12 1988-08-09 Westinghouse Electric Corp. Ion exchange resin volume reduction

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08504261A (ja) 1996-05-07
LT3616B (en) 1995-12-27
SE9202690D0 (sv) 1992-09-17
US5536896A (en) 1996-07-16
DE69306405T2 (de) 1997-06-26
CA2143841A1 (en) 1994-03-31
FI114168B (sv) 2004-08-31
JP2934508B2 (ja) 1999-08-16
EP0659257B1 (en) 1996-12-04
ES2096940T3 (es) 1997-03-16
CA2143841C (en) 2001-10-02
TW259873B (sv) 1995-10-11
FI951163A0 (sv) 1995-03-13
DE69306405D1 (de) 1997-01-16
EP0659257A1 (en) 1995-06-28
FI951163A (sv) 1995-03-13
SE9202690L (sv) 1994-03-18
WO1994007088A1 (en) 1994-03-31
AU4987893A (en) 1994-04-12
LTIP991A (en) 1995-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE470469B (sv) Förfarande och anordning för bearbetning av fast, organiskt, svavelhaltigt avfall, speciellt jonbytarmassor, från kärntekniska anläggningar
KR850000792B1 (ko) 고체 쓰레기 처리공정
CA2536347C (en) Multi retort pyrolytic waste treatment system
CN102066282A (zh) 水泥窑排气的处理装置以及处理方法
ITFI20000034A1 (it) Controllo integrato e distillazione distruttiva di rifiuti carboniosi
Reimann Heavy metals in domestic refuse and their distribution in incinerator residues
EP0509134B1 (de) Verfahren und Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen, insbesondere von Metallschrott
JP2013189609A (ja) 有機廃棄物の熱分解ガス化方法及び熱分解ガス化装置
EP0799801A2 (en) Process and apparatus for the conversion of sludges
CA1082047A (en) Method and apparatus for treating exhaust gases from a furnace
CA2169768A1 (en) Plant for thermal waste disposal and process for operating such a plant
DE4333510C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Rauchgasen aus Abfallverbrennungsanlagen
US5909654A (en) Method for the volume reduction and processing of nuclear waste
DK0505278T3 (da) System til behandling ved termolyse af faste stoffer, hvis bortskaffelse er til skade for miljøet
EP2295526B1 (en) Hybrid pyrolysis and gasification system and use for converting waste
DE4327320A1 (de) Einrichtung und Verfahren zur thermischen Entsorgung von Abfall
DE2948305A1 (de) Verfahren zur trockenen reinigung von quecksilberhaltigen gasen, insbesondere abgasen, thermischer prozesse
DE202007016423U1 (de) Anlage zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen
DE19729585C1 (de) Vorrichtung zur thermischen Entsorgung von Klärschlamm
DE202007016421U1 (de) Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks)
JP2000169860A (ja) 廃棄物の熱分解油回収方法及び装置
Corry et al. Design considerations and metals disposition in fluidized‐bed incineration of refinery wastes
AU770507B2 (en) Process and apparatus for the conversion of carbonaceous materials
DE4429629A1 (de) Vorrichtungen zur Trockendampf-Müllpyrolyse, zur Restentgasung der Pyrolyseprodukte und Verfahren zur Durchführung dieser Prozesse
JPH07108249A (ja) ダイオキシン・水銀含有灰の処理方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 9202690-5

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9202690-5

Format of ref document f/p: F