SE534709C2 - Förfarande för plasmabehandling av avfall - Google Patents

Förfarande för plasmabehandling av avfall

Info

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
Application number
SE1050416A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1050416A1 (sv
Inventor
Milan Korostenski
Sven Santen
Carl Henrik Lindgren
Original Assignee
Scanarc Plasma Technologies 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 Scanarc Plasma Technologies Ab filed Critical Scanarc Plasma Technologies Ab
Priority to SE1050416A priority Critical patent/SE534709C2/sv
Priority to PCT/SE2011/050500 priority patent/WO2011136727A1/en
Publication of SE1050416A1 publication Critical patent/SE1050416A1/sv
Publication of SE534709C2 publication Critical patent/SE534709C2/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
    • A62D3/10Processes 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
    • A62D3/19Processes 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
    • 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
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/16Processing by fixation in stable solid media
    • 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
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/16Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/162Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix, e.g. clays, zeolites

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (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.
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%.
Ett ytterligare problem är att, även om volymen av avloppsvattnet reduceras genom föràngning, sà är volymen av indunstarkoncentrat fortfarande mycket stor.
Idag är ett sätt att bortskaffa sådant indunstarkoncentrat att blanda det med cement och således framställa betong, varigenom föroreningarna binds.
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.
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.
Föredragna utföringsformer beskrivs i de osjälvständiga kraven.
Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrivs nedan under hänvisning till ritningen, på vilken Fig. 1 visar ett flödesschema för plasmabehandling av indunstarkoncentrat.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Salter i form av damm och andra partiklar från filtret kommer att kompakteras genom granulering och/eller smältning innan slutförvaring.
Det vatten som samlas i kondensorn förs till föràngning i en förångare.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims (10)

10 l5 20 25 30 534 709 Patentkrav
1. Förfarande för plasmabehandling av flytbart avfall, kännetecknat av stegen: - tillförsel och upphettning av en oxiderande gas i en plasmagenerator, - tillförsel av den så upphettade oxiderande gasen och avfallet till en plasmablandningszon, - förångning av eventuellt vatten i avfallet, - oxidering av organiskt/organiska material 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 i en separator, - snabbkylning av gaserna fràn separatorn i en snabbkylningskammare, 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 vattenånga till vatten i minst en kondensor.
2. Förfarande enligt krav 1, kånnetecknat av det ytterligare steget: - bindning av slaggprodukten i form av en lakningssäker slagg.
3. Förfarande enligt krav 2, kånnetecknat av att bindningen àstadkoms genom tillsättning till plasmablandningszonen eller det flytbara avfallet av ett material valt ur gruppen bestående av krossat glas och sand/kvarts för bildande av en lakningssäker silikatslagg. 10 15 20 25 534 709
4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av kylning av gaserna fràn separatorn till en temperatur där salterna är fasta och vattnet är föràngat.
5. S. Förfarande enligt något av de föregående kraven kännetecknat av kompaktering genom granulering och/eller smältning av salterna och andra partiklar erhållna medelst nämnda minst ett filter.
6. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av de ytterligare stegen: - förbränning av gaserna härrörande från kondensorn för att eliminera kolmonoxid och väte, och - kylning och filtrering av de förbrända gaserna innan de släpps ut i atmosfären.
7. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kânnetecknat av att avfallet framställs under drift och underhåll av kärnkraftverk, förutom med avseende på kärnbränslet.
8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att avfallet utgöres av indunstarkoncentrat.
9. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att avfallet är slam av jonbytarmaterial.
10. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kånnetecknat av att det flytbara avfallet är flytbart vid rumStêmpe ratur .
SE1050416A 2010-04-27 2010-04-27 Förfarande för plasmabehandling av avfall SE534709C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050416A SE534709C2 (sv) 2010-04-27 2010-04-27 Förfarande för plasmabehandling av avfall
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 (sv) 2010-04-27 2010-04-27 Förfarande för plasmabehandling av avfall

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1050416A1 SE1050416A1 (sv) 2011-10-28
SE534709C2 true SE534709C2 (sv) 2011-11-29

Family

ID=44861779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050416A SE534709C2 (sv) 2010-04-27 2010-04-27 Förfarande för plasmabehandling av avfall

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE534709C2 (sv)
WO (1) WO2011136727A1 (sv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
EP3277852B1 (en) 2015-04-03 2021-04-07 Metallo Belgium Improved slag from non-ferrous metal production

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
SE1050416A1 (sv) 2011-10-28
WO2011136727A1 (en) 2011-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9653190B2 (en) Removal device for radioactive cesium
KR101999987B1 (ko) 방사성 세슘의 제거 방법 및 제거 장치
EP2965801A1 (en) Co2 recovery system and co2 recovery method
CN103264044B (zh) 一种协同去除废物焚烧飞灰中重金属和二恶英的方法
RU2538586C2 (ru) Система и способ обработки цементной пыли
JP2013242194A (ja) 放射性セシウム分離濃縮方法及び放射性セシウム分離濃縮装置
CN115572004B (zh) 垃圾焚烧厂烟气净化耦合飞灰水洗液重金属脱除系统及方法
WO2011010681A1 (ja) ナトリウムとカリウムの分別抽出装置および分別抽出方法
JP2014062867A (ja) 土壌からの放射性セシウム除去方法
RU2595690C2 (ru) Система и способ очистки активированного угля и остатков сгорания угля
JP2015134334A (ja) リクレーミング装置及び方法、co2又はh2s又はその双方の回収装置
JP2014174115A (ja) 土壌からの放射性セシウム除去方法
Song et al. An all-in-one strategy for municipal solid waste incineration fly ash full resource utilization by heat treatment with added kaolin
JP2013088360A (ja) 放射性物質の除染システム及び除染方法
SE534709C2 (sv) Förfarande för plasmabehandling av avfall
CN102667341B (zh) 通过注入浸没的等离子体中而处理废物的方法和装置
CN106430696A (zh) 一种协同处理垃圾渗滤液与焚烧飞灰的方法
KR102117304B1 (ko) 연소가스를 이용한 비산재 처리시스템
JP2015001447A (ja) 放射性セシウム汚染飛灰の処理システム及びその処理方法
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 (ja) 放射性セシウム分離濃縮方法
CN102380228B (zh) 一种处理飞灰中二噁英的萃取剂及其萃取二噁英的方法
JP2016153809A (ja) 放射性セシウム分離濃縮方法及び放射性セシウム分離濃縮装置
WO2020012371A1 (en) Process for recovery of water contaminated by fluorine compounds, and elimination of pollutants

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed