SE534709C2 - Process for plasma treatment of waste - Google Patents
Process for plasma treatment of wasteInfo
- Publication number
- SE534709C2 SE534709C2 SE1050416A SE1050416A SE534709C2 SE 534709 C2 SE534709 C2 SE 534709C2 SE 1050416 A SE1050416 A SE 1050416A SE 1050416 A SE1050416 A SE 1050416A SE 534709 C2 SE534709 C2 SE 534709C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- waste
- gases
- slag
- water
- salts
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/10—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation
- A62D3/19—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation to plasma
-
- 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
-
- 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
- G21F9/162—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix, e.g. clays, zeolites
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
25 534 709 En annan typ av avfall är jonbytarmaterial och andra material som utnyttjas vid driften av kärnkraftverk, såsom saneringsmedel och andra kemikalier i flytande form. Another type of waste is ion exchange materials and other materials used in the operation of nuclear power plants, such as decontaminants and other chemicals in liquid form.
Ett problem är att sammansättningen hos avfallet från kärnkraftverk ändras fràn år till àr, beroende pá de kemikalier som utnyttjas vid rengörings-, sanerings- och tvättförfaranden, samt även beroende pà vilken typ av underhåll som utförs. Ett annat problem är att den fasta fasen hos avloppsvattnet kan variera från 1-2% upp till 25%.One problem is that the composition of the waste from nuclear power plants changes from year to year, depending on the chemicals used in cleaning, decontamination and washing procedures, as well as depending on the type of maintenance performed. Another problem is that the solid phase of the wastewater can vary from 1-2% up to 25%.
Ett ytterligare problem är att, även om volymen av avloppsvattnet reduceras genom föràngning, sà är volymen av indunstarkoncentrat fortfarande mycket stor.A further problem is that, even if the volume of the wastewater is reduced by evaporation, the volume of evaporator concentrate is still very large.
Idag är ett sätt att bortskaffa sådant indunstarkoncentrat att blanda det med cement och således framställa betong, varigenom föroreningarna binds.Today, one way to dispose of such evaporator concentrate is to mix it with cement and thus produce concrete, thereby binding the contaminants.
Sumering av uppfinningen Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande medelst vilket det är möjligt att minska volymen av flytbart avfall på ett ekonomiskt och miljövänligt sätt, och särskilt att minimera den återstående volymen/mängden av så behandlat avfall, vilket avfall, efter behandling, företrädesvis är bundet i form av en lakningssäker glasmatris/slagg.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a method by means of which it is possible to reduce the volume of liquid waste in an economical and environmentally friendly manner, and in particular to minimize the remaining volume / amount of such treated waste, which waste, after treatment, preferably is bound in the form of a leach-proof glass matrix / slag.
Detta syfte uppnås medelst förfarandet enligt uppfinningen genom plasmabehandling av flytbart avfall, innefattande stegen: - tillförsel och upphettning av en oxiderande gas i en plasmagenerator, - tillförsel av den så upphettade oxiderande gasen och 10 15 20 25 30 534 709 avfallet till en plasmablandningszon, - förångning av eventuellt vatten i avfallet, - oxidering av organiskt/organiska materialen i avfallet till kolmonoxid, koldioxid, väte och vattenånga, - smältning och oxidering av oorganiskt/oorganiska material i avfallet till motsvarande oxid(er) för bildande av en slaggprodukt, - separering och uppsamling av slaggprodukten, - snabbkylning av gaserna från separatorn i en snabbkylare, varvid de smälta saltpartiklarna i gaserna kyls medelst kylgas så snabbt och i sådan utsträckning att de inte fastnar vid väggarna i snabbkylningskammaren, - avlägsnande av partiklar, särskilt salter, och damm ur de snabbkylda gaserna i minst ett filter, och - kylning av eventuell bildad ånga till vatten i minst en kondensor.This object is achieved by means of the method according to the invention by plasma treatment of liquid waste, comprising the steps: - supplying and heating an oxidizing gas in a plasma generator, - supplying the thus heated oxidizing gas and the waste to a plasma mixing zone, - evaporation of any water in the waste, - oxidation of the organic / organic materials in the waste to carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and water vapor, - melting and oxidation of inorganic / inorganic material in the waste to the corresponding oxide (s) to form a slag product, - separation and collecting the slag product, - rapid cooling of the gases from the separator in a rapid cooler, the molten salt particles in the gases being cooled by cooling gas so rapidly and to such an extent that they do not stick to the walls of the rapid cooling chamber, - removal of particles, especially salts, and dust the rapidly cooled gases in at least one filter, and - cooling any vapor formed to v eighteen in at least one condenser.
Föredragna utföringsformer beskrivs i de osjälvständiga kraven.Preferred embodiments are described in the dependent claims.
Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrivs nedan under hänvisning till ritningen, på vilken Fig. 1 visar ett flödesschema för plasmabehandling av indunstarkoncentrat.Brief Description of the Drawings The invention is described below with reference to the drawing, in which Fig. 1 shows a flow chart for plasma treatment of evaporator concentrate.
Beskrivning av föredragen utföringsform I den nedanstående beskrivningen beskrivs uppfinningen under hänvisning till ett förfarande för plasmabehandling av ett flytbart avfall i form av indunstarkoncentrat från kärnkraftverk, men det är uppenbart för fackmannen att andra typer av flytbart avfall kan behandlas.Description of the Preferred Embodiment In the following description, the invention is described with reference to a process for plasma treatment of a liquid waste in the form of evaporator concentrate from nuclear power plants, but it is obvious to the person skilled in the art that other types of liquid waste can be treated.
Med flytbart avfall avses ett avfall som är flytbart vid rumstemperatur och vilket kan pumpas medelst en lämplig pump, lO 15 20 25 30 534 709 såsom, men inte begränsat till, slam innefattande organiska, oorganiska föreningar och fasta partiklar.Liquid waste means a waste which is liquid at room temperature and which can be pumped by means of a suitable pump, such as, but not limited to, sludge comprising organic, inorganic compounds and solid particles.
Till exempel innefattar indunstarkoncentratet, såsom ett icke begränsande exempel, cirka 15% organiskt och oorganiskt material och cirka 25% salter. Såsom ett exempel kan den kemiska sammansättningen hos vätskefasen av indunstarkoncentratet utgöras av: case., 2.5 kg/m” Mgso, 10.1 kg/ma Kzso, 10.5 kg/ma Na3PO4 4.0 kg/m3 NaNOQ 1.4 kg/n-B NaHco3 51 kg/m* Nacl 54 kg/mß Nazso. 1.6 kg/ma NaoH 7.0 kg/ma Tensider 20 kg/ma co-so 2.21 E+oa Bq/m* cs-134 8.31 E+o7 Bq/ma cs-iav 4.84 E+oe Bq/në Såsom framgår av ritningen tillhandahålls en plasmagenerator.For example, the evaporator concentrate, as a non-limiting example, comprises about 15% organic and inorganic material and about 25% salts. As an example, the chemical composition of the liquid phase of the evaporator concentrate may be: case., 2.5 kg / m 2 Mg 50, 10.1 kg / m 2 K 2 50, 10.5 kg / m Nacl 54 kg / mß Nazso. 1.6 kg / ma NaoH 7.0 kg / ma Surfactants 20 kg / ma co-so 2.21 E + oa Bq / m * cs-134 8.31 E + o7 Bq / ma cs-iav 4.84 E + oe Bq / në As shown in the drawing provided a plasma generator.
Oxiderande gas, företrädesvis luft, och elektricitet matas till plasmageneratorn för att därigenom bilda en plasmablandningszon med kontrollerad oxiderande atmosfär och en temperatur av cirka 800-1800'C, företrädesvis 1200-1500'C.Oxidizing gas, preferably air, and electricity are fed to the plasma generator to thereby form a plasma mixing zone with a controlled oxidizing atmosphere and a temperature of about 800-1800 ° C, preferably 1200-1500 ° C.
Indunstarkoncentrat eller vilket som helst flytbart material matas från en icke visad lagringstank till plasmablandningszonen. I nämnda zon blandas/uppvärms indunstarkoncentratet varigenom vattnet föràngas, det eller de organiska komponenterna bryts ned fullständigt och förbränns delvis, och det eller de oorganiska materialen smälts och 10 15 20 25 534 709 oxideras, varvid tre huvudkomponenter bildas, nämligen gas, glasmatris/slagg och salter. Gaserna innefattar kolmonoxid, koldioxid, väte och vattenånga, glasmatrisen/slaggen innefattar metaller och oxider och salterna innefattar olika salter såsom NaCl, Na2SO4 och CaSO4.Evaporator concentrate or any liquid material is fed from a storage tank (not shown) to the plasma mixing zone. In said zone, the evaporator concentrate is mixed / heated whereby the water evaporates, the organic component or components are completely decomposed and partially burned, and the inorganic material or materials are melted and oxidized, forming three main components, namely gas, glass matrix / slag. and salts. The gases include carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and water vapor, the glass matrix / slag comprises metals and oxides and the salts include various salts such as NaCl, Na 2 SO 4 and CaSO 4.
Efter plasmablandningszonen är en separator anordnad i vilken flytande oorganiskt/oorganiska material, förutom till exempel NaCl, avskiljs ur gasströmmen. Det eller de oorganiska materialen fràn separatorn binds företrädesvis i en lakningssäker silikatslagg. Glaset/slaggen kan därefter transporteras till slutförvaring, eventuellt utan någon ytterligare behandling. Detta innebär att det inte längre är nödvändigt att avlägsna eventuellt radioaktivt cesium och/eller strontium.After the plasma mixing zone, a separator is arranged in which liquid inorganic / inorganic material, in addition to, for example, NaCl, is separated from the gas stream. The inorganic material or materials from the separator are preferably bound in a leach-proof silicate slag. The glass / slag can then be transported to final disposal, possibly without any further treatment. This means that it is no longer necessary to remove any radioactive cesium and / or strontium.
Gasströmmen utarmad pà glas/slagg matas till ett snabbkylningssteg, där gasströmmen kyls till en temperatur vid vilken salterna stelnar under det att vattnet förblir i form av ånga. Gasen filtreras därefter, företrädesvis medelst slangfilter, och förs företrädesvis till minst en kondensor, där ångan kondenseras till vatten.The gas stream depleted in glass / slag is fed to a rapid cooling stage, where the gas stream is cooled to a temperature at which the salts solidify while the water remains in the form of steam. The gas is then filtered, preferably by means of a hose filter, and is preferably passed to at least one condenser, where the steam is condensed to water.
Salter i form av damm och andra partiklar från filtret kommer att kompakteras genom granulering och/eller smältning innan slutförvaring.Salts in the form of dust and other particles from the filter will be compacted by granulation and / or melting before final disposal.
Det vatten som samlas i kondensorn förs till föràngning i en förångare.The water that collects in the condenser is evaporated in an evaporator.
Den gas, som lämnar kondensorn, átercirkuleras till snabbkylningssteget och överskottsgas förbränns i en brännare för förbränning av CO och H2 till C02 och Hg). Den gas, som lämnar brännaren, kan kylas och filtreras i ett ytterligare 10 15 20 25 30 534 709 kylnings-/filtreringssteg varefter gasen släpps ut till atmosfären.The gas leaving the condenser is recycled to the rapid cooling stage and excess gas is burned in a burner to burn CO and H2 to CO2 and Hg). The gas leaving the burner can be cooled and filtered in an additional cooling / filtration step after which the gas is released into the atmosphere.
Detta innebär att en organisk beståndsdel/organiska beståndsdelar är fullständigt nedbrutna till koldioxid och vattenånga, och sålunda kan till exempel en komplexbildare, som är mycket lämplig för ett särskilt tillämpningsområde, utnyttjas utan att man behöver ta hänsyn till eventuella restriktioner med avseende pá förvaring.This means that an organic constituent / constituents are completely decomposed into carbon dioxide and water vapor, and thus, for example, a complexing agent, which is very suitable for a particular field of application, can be used without having to take into account any storage restrictions.
Genom behandling av avfallet i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen är det möjligt att minska mängden avfall som kräver särskilda föreskrifter med avseende på slutförvaring.By treating the waste in accordance with the method according to the invention, it is possible to reduce the amount of waste that requires special regulations with regard to final disposal.
Den bildade glasmatrisen/silikatslaggen är dessutom vattenbeständig och således lakningssäker, vilket har stora fördelar med avseende på långtidsförvaring. Om nödvändigt kan ett lämpligt slaggbildande material, såsom krossat glas, sand/kvarts, etc. sättas till i plasmablandningszonen eller det flytbara avfallet för att öka bildandet av lakningssäker glasmatris/slagg.The formed glass matrix / silicate slag is also water-resistant and thus leach-proof, which has great advantages with regard to long-term storage. If necessary, a suitable slag-forming material, such as broken glass, sand / quartz, etc., can be added to the plasma mixing zone or the liquid waste to increase the formation of leach-safe glass matrix / slag.
Ett särskilt särdrag hos uppfinningen är att de smälta saltpartiklar, som bildas i plasmablandningszonen och som inte är lösliga i glaset/slaggen, avskiljs ur gasflödet genom snabbkylning medelst kylande gas så snabbt och i så stor utsträckning att de bildar ett damm utan att fastna vid väggarna i snabbkylningskammaren. Närmare bestämt kyls de smälta saltpartiklarna i en sådan utsträckning att de inte längre har benägenhet att fastna, under det att de fortfarande är svävande, och kommer således inte att fastna på väggarna i snabbkylningskammaren.A special feature of the invention is that the molten salt particles, which are formed in the plasma mixing zone and which are not soluble in the glass / slag, are separated from the gas flow by rapid cooling by means of cooling gas so quickly and to such an extent that they form a dust without sticking to the walls. in the rapid cooling chamber. More specifically, the molten salt particles are cooled to such an extent that they no longer have a tendency to stick, while still floating, and thus will not stick to the walls of the rapid cooling chamber.
Det ska nämnas att koncentrationen av salter i det inkommande indunstarkoncentratet är cirka 45.000 gånger högre än 534 709 koncentrationen av salter hos det vatten som lämnar kondensorn.It should be mentioned that the concentration of salts in the incoming evaporator concentrate is about 45,000 times higher than the concentration of salts in the water leaving the condenser.
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050416A SE534709C2 (en) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | Process for plasma treatment of waste |
PCT/SE2011/050500 WO2011136727A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-04-26 | A method for plasma treatment of waste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050416A SE534709C2 (en) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | Process for plasma treatment of waste |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1050416A1 SE1050416A1 (en) | 2011-10-28 |
SE534709C2 true SE534709C2 (en) | 2011-11-29 |
Family
ID=44861779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1050416A SE534709C2 (en) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | Process for plasma treatment of waste |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE534709C2 (en) |
WO (1) | WO2011136727A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3100277B1 (en) * | 2014-01-31 | 2019-03-13 | CleanCarbonConversion Patents AG | Apparatus and method to clean contaminated water from radioactive materials |
RU2719977C2 (en) | 2015-04-03 | 2020-04-23 | Металло Белджиум | Improved slag from non-ferrous metals production |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5134946A (en) * | 1991-07-22 | 1992-08-04 | Poovey Gary N | Neutralizer for toxic and nuclear waste |
US6355904B1 (en) * | 1996-06-07 | 2002-03-12 | Science Applications International Corporation | Method and system for high-temperature waste treatment |
GB2445420A (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-09 | Tetronics Ltd | Hazardous Waste Treatment Process |
-
2010
- 2010-04-27 SE SE1050416A patent/SE534709C2/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-04-26 WO PCT/SE2011/050500 patent/WO2011136727A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011136727A1 (en) | 2011-11-03 |
SE1050416A1 (en) | 2011-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9653190B2 (en) | Removal device for radioactive cesium | |
KR101999987B1 (en) | Method for removal of radioactive cesium and facility therefor | |
JP6266201B2 (en) | Radiocesium separation and concentration method and radioactive cesium separation and concentration apparatus | |
JP5623402B2 (en) | Sodium and potassium fractionation extraction apparatus and fractionation extraction method | |
EP2965801A1 (en) | Co2 recovery system and co2 recovery method | |
CN103264044B (en) | A kind of method of heavy metal and dioxin in collaborative removal refuse incinerating flyash | |
RU2538586C2 (en) | System and method of treatment of cement kiln dust | |
JP2014062867A (en) | Method for removing radioactive cesium from soil | |
JP2013120136A (en) | Method for treating radioactive cesium containing inorganic material | |
JP5973647B2 (en) | Activated carbon and coal combustion residue treatment system and method | |
JP2013088360A (en) | Decontamination system and decontamination method of radioactive substance | |
SE534709C2 (en) | Process for plasma treatment of waste | |
CN102667341B (en) | The method and apparatus of refuse is processed by the plasma of injection submergence | |
CN106430696A (en) | Method for synergistic treatment of landfill leachate and incineration fly ash | |
KR102117304B1 (en) | The fly ash processing system using the combustion gas | |
JP2015001447A (en) | Processing system of radioactive cesium contaminated fly ash, and processing method therefor | |
US8663585B1 (en) | System, method, and composition for flue gas desulfurization (FGD) purge water disposal | |
Zhu et al. | Removal of heavy metals from hazardous waste incinerator fly ash by vacuum-aided heat treatment | |
JP6349167B2 (en) | Radiocesium separation and concentration method | |
CN102380228B (en) | Extracting agent for treating dioxin in flying ash and method for extracting dioxin by extracting agent | |
JP6474160B2 (en) | Method and apparatus for treating radioactive cesium contaminated water | |
WO2020012371A1 (en) | Process for recovery of water contaminated by fluorine compounds, and elimination of pollutants | |
JP2009035449A (en) | System and method for treating cement kiln extraction gas | |
ES2842000T3 (en) | Installation and procedure for the treatment of a solidified | |
JP6508830B2 (en) | Method and apparatus for removing radioactive cesium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |