Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswaschen von mit flüchtigen organischen Flüssigkeiten gefüllten undloder radioaktiv kontaminierten Einweggefässen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In grossen Forschungszentren stellt sich immer häufiger das Problem der Entfernung der zu Hunderten pro Tag anfallenden mit organischen Lösungsmitteln gefüllten Glas- und Kunststoffbehälter. meistens ziemlich kleinen Volumens. Dieses Problem ist besonders schwierig bei den mit organischen Lösungsmitteln gefüllten und mit Radionukliden kontaminierten Glas- und Kunststoffzählfläschchen. Diese Fläschchen können nämlich - aus Sicherheitsgründen - nicht samt ihrem Inhalt in übliche Verbrennungsanlagen gegeben werden. Einerseits entsteht nämlich bei der Verbrennung von organischen Lösungsmitteln in üblichen Verbrennungsanlagen eine Explosionsgefahr, andererseits kann die Radioaktivität nicht gemessen werden, und es besteht die Gefahr. dass die gesetzte Toleranzgrenze überschritten wird.
Bisher wurde dieses Problem so gelöst, dass man die Fläschchen von Hand ausgeleert und die Flüssigkeiten gesam melt hat. Die Radioaktivität der gesammelten Flüssigkeit wurde kontrolliert und diese Flüssigkeit vor dem Verbrennen gegebenenfalls verdünnt. Anschliessend wurden die Behälter beseitigt und die organischen Flüssigkeiten in zu deren Verbrennung speziell geeignete Verbrennungsanlagen zugegeben.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass es bei der gewöhnlich grossen Anzahl an kontaminierten Fläschchen zeitraubend und hauptsächlich in bezug auf radioaktive Kontamination und Gesundheitsbeeinträchtigung durch organische Lösungsmittel nicht gefahrlos ist.
Erfindungsgemäss wurde nun ein Verfahren gefunden, womit die oben erwähnten Nachteile beseitigt werden.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Einweggefässe in kleine Teilchen zertrümmert, die Teilchen mit Wasser auswäscht und die flüssige Mischung und die gewaschenen festen Teilchen separat aufnimmt. Vor dem Waschen mit Wasser können die Teilchen mit einem oder mehreren zusätzlichen Lösungsmitteln ausgewaschen werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch a) einen als Schleuse dienenden Behälter mit einem Absperrorgan an der Eingangsseite und einem Absperrorgan an der Ausgangsseite, b) eine über das Absperrorgan an der Ausgangsseite dem als Schleuse dienenden Behälter nachgeschaltete Einheit zum Zerstückeln der Einweggefässe, c) eine Einrichtung zum Waschen der in der Zerstücklungseinehit erzeugten festen Einweggefäss-Teilchen mit Was ser, d) einen der Zerstücklungseinheit nachgeschaltetes Filter zum Aufnehmen der festen Teilchen, e) einen Behälter zum Aufnehmen der flüssigen Mischung; und f) eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der verschiedenen Vorgänge.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich zum Auswaschen von allen Einweggefässen. welche mit flüchtigen organischen Flüssigkeiten gefüllt und/oder radioaktiv kontaminiert sind und nicht samt ihrem Inhalt beseitigt werden können. Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet zum Zertrümmern und Auswaschen von radioaktiv kontaminierten Zählfläschchen. Diese Zählfläschchen sind aus Kunststoff oder aus Glas und enthalten in der Regel die Radionuklide in hochflüchtigen organischen Lösungsmitteln wie z. B.
Toluol, Dioxan oder auch in Wasser.
Die Dimension der nach dem Zertrümmern erfindungsgemäss erhaltenen Teilchen ist nicht kritisch. Die Einweggefässe werden jedoch mit Vorteil so zertrümmert. dass bei Kunststoff die Fläche der Teilchen im wesentlichen zwischen 10 mm2 und 1 cm2 liegt. Bei Glas liegt die Fläche der Teilchen in der Grössenordnung eines mm2.
Die Wahl von Wasser als Waschflüssigkeit hat zur Folge, dass, wenn neben Wasser zusätzliche Lösungsmittel verwendet werden, diese vorzugsweise wasserlöslich sind.
Zu diesem Zweck eignen sich besonders organische Lösungsmittel wie Alkohole, z. B. Methanol, Äthanol oder Propanol.
Aceton, Dioxan oder Mischungen davon.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt, wie erwähnt, einen als Schleuse dienenden Behälter. Diesem Behälter kann über ein geeignetes Absperrorgan ein Ladebehälter vorgeschaltet werden. Dieser Ladebehälter kann auf beliebige Weise, z. B. von Hand, mit Hilfe eines Förderbandes oder durch Ansaugen beladen werden.
Der als Schleuse dienende Behälter weist, wie bereits erwähnt, sowohl an der Eingangs- als auch an der Ausgangsseite ein Absperrorgan auf. Diese Absperrorgane können z. B. Klappen, Schieber oder Ventile sein, müssen jedoch so gewählt werden, dass sie bei einem grossen Durchfluss an Einweggefässen nicht verstopft werden. Andererseits müssen sie dicht genug sein, um ein Entweichen von Gasen oder Aerosolen aus der Zerstücklungseinheit zu verhindern. Zu diesem Zweck haben sich Klappen besonders bewährt.
Die der Schleuse nachgeschaltete Zerstücklungseinheit wird so gewählt, dass die Einweggefässe in kurzer Zeit zerstückelt werden. Die Wahl der Zerstücklungseinheit wird durch die Grösse, die Natur und den erforderten Durchfluss der Einweggefässe bedingt. Im Falle von Glas wird vorzugsweise eine Zerstücklungseinheit gewählt, die ein Zerschlagen bewirkt, während im Falle von Kunststoff eine Zerstücklungseinheit bevorzugt wird, welche ein Zerschneiden der Einweggefässe verursacht.
Geeignete Zerstücklungseinheiten sind im Falle von Einweggefässen aus Glasmühlen mit einem oder mehreren gegenläufigen Rotoren, auf welche Schlagstutzen montiert sind. Im Falle von Einweggefässen aus Kunststoff werden Mühlen mit auf dem oder den Rotoren montierten Messern verwendet. Es wird bevorzugt, eine Mühle zu verwenden, auf deren Rotor bzw. Rotoren sowohl Messer als auch Schlagstutzen montiert werden können. Auf diese Weise können in der gleichen Vorrichtung durch Ersetzen der Messer durch Schlagstutzen oder umgekehrt sowohl Kunststoff- als auch Glaseinweggefässe behandelt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung enthält, wie schon erwähnt, eine Einrichtung zum Waschen der in der Zerstücklungseinheit erzeugten festen Einweggefäss-Teilchen mit Was sen Diese Einrichtung kann für die Verabreichung von Wasser geeignete Organe, wie z. B. Sprühdüsen oder Hahnen. umfassen. Diese Organe sind dabei ihrerseits - vorzugsweise über ein Regelventil - mit einem Vorratsbehälter verbunden.
Die Flüssigkeit wird vorzugsweise durch eine Pumpe, aber auch durch Schwerkraft oder durch einen leichten Überdruck in den Vorratsbehältern gefördert. Vorzugsweise wird die Wascheinrichtung so gestaltet, dass die festen Teilchen zuletzt vor Entfernung aus der Vorrichtung mit Wasser gewaschen werden. Die Organe zur Verabreichung des Wassers können unterhalb der Schleuse sowohl vor oder nach der Zerstücklungseinheit angeordnet sein. Mit Vorteil werden die Verabreichungsorgane vor und nach der Zerstücklungseinheit angeordnet. Die Einrichtung zum Waschen der festen Teilchen mit Wasser kann ebenfalls dazu dienen. diese Teilchen vorher mit einem oder mehreren Lösungsmitteln auszuwaschen.
Der Zerstücklungseinheit ist ein Filter zum Aufnehmen der festen Teilchen nachgeschaltet. Die Art des Filters ist nicht kritisch. Es wird jedoch ein Filtersack, wie z. B. ein Baumwollsack. welcher nach Füllen samt Inhalt beseitigt bzw. im Falle von Kunststoffteilchen verbrannt werden kann. bevorzugt.
Der Behälter zur Aufnahme der flüssigen Mischung wird gegebenenfalls, zur Rezirkulation eines Teils der Flüssigkeit und/oder zur Beseitigung der Flüssigkeit, einem Auffangbehäl ter angeschlossen.
Um Explosionen zu vermeiden kann die gesamte Vorrichtung mit einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff, begast werden.
Durch das Einblasen eines Inertgases wird ein leichter Überdruck erzeugt. Mit Vorteil wird Stickstoff in die Zerstücklungseinheit geleitet. Ferner werden vorzugsweise Vorkehrun gen getroffen, um zu verhindern, dass organische Dämpfe oder Aerosole in die Umgebung entweichen können. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man an den notwendigen Stellen Dichtungen einsetzt und geeignete Absperrorgane auswählt. Es können Gasauslässe für die gesamte Vorrichtung vorgesehen werden, welche an ein Abluftsystem angeschlossen sind.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist, wie erwähnt, eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der verschiedenen Vorgänge auf. So können z. B. die Förderung der Fläschchen in den Ladebehälter, das Betätigen der Absperrorgane, das Inkraftsetzen der Zerstücklungseinheit, das Einspritzen des Wassers, im Falle eines beweglichen Filters, dessen Betätigung, das Pumpen und die Rezirkulation der Flüssigkeiten und eine allfällige Stickstoffbesorgung zeitlich und mengenmässig bestimmt werden. Falls die Zerstücklungseinheit einen Rotor aufweist, wird wegen des im allgemeinen zu geringen Anfangsdrehmoments des letzteren. die Steuerungsein- richtung vorzugsweise so gewählt, dass der Rotor dreht, bevor die Einweggefässe in die Zerstücklungseinheit eingeführt werden.
Die Steuerungseinrichtung bzw. die Energiezufuhr kann voll pneumatisch oder gemischt elektrisch-pneumatisch betätigt werden bzw. erfolgen. Im letzteren Fall werden die elektrisch gesteuerten Teile der Anlage, wie z. B. Pumpen, die Zerstücklungseinheit und die eigentlichen Schaltanlagen. vorzugsweise mit einem Inertgas wie Stickstoff begast. um eine durch Funken verursachte Explosion zu vermeiden.
Nachstehend wird eine beispielhafte Ausgestaltung der er findungsgemässen Vorrichtung anhand der Zeichnung beschrieben:
Fig. 1 zeigt. im Schnitt, eine Ausführungsform der prinzipiellen Teile der erfindungsgemässen Vorrichtung beim Aufnehmen der Einweggefässe in den Ladebehälter,
Fig. 2 zeigt, im Schnitt, die gleiche Vorrichtung beim Umfüllen in den als Schleuse dienenden Behälter,
Fig. 3 zeigt, im Schnitt, die gleiche Vorrichtung beim Zerkleinern der Behälter in der Zerstücklungseinheit,
Fig. 4 zeigt, im Schnitt, die gleiche Vorrichtung beim Waschen der festen Teilchen mit Wasser,
Fig. 5 zeigt, im Schnitt, das separate Evakuieren der festen Teilchen und der Flüssigkeit.
Die Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Ausführungsform der charakteristischen Teile der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die Vorrichtung besteht aus einem mit einer Saugleitung 25 und mit einem Hochdruckventilator 2 versehenen geschlossenen konischen Einsaugbehälter 3, welcher an seinem unteren Ende über eine pneumatische Klappe 4 mit einem Zwischenbehälter 5 verbunden ist. Der Zwischenbehälter 5 wird über eine weitere pneumatische Klappe 6 und eine schräge Leitung 26, in welche eine Einspritzleitung 7 sowohl für Alkohol als auch für Wasser mündet, durch eine Mühle 8 fortgesetzt. Die Einspritzstelle 7 ist über eine Pumpe 14 an ein 200 Liter Alkoholfass 12 angeschlossen. In das Lager des Mühlengehäuses mündet eine Stickstoffleitung 27, welche über ein Magnetventil 22 mit einer Stickstoffflasche 17 in Verbindung ist.
Das Innere der gesamten Apparatur wird über eine Leitung 32 ventiliert.
Dem Mühlengehäuse ist ein Behälter 19 zur Aufnahme der Waschflüssigkeit nachgeschaltet. Der Behälter 19 steht auf einem in einer Auffangschale 21 beweglichen Transportwagen 18 mit einer mittels eines Hebels 28 um 25 mm absenkbaren Behälterplattform 29. Weiterhin weist der Behälter 19 einen Behältereinsatz mit Sackbefestigung 11 und einen Baumwollsack 10 (Fassungsvermögen 3000 bis 4000 Fläschchen) zur Aufnahme der festen Teilchen auf. Der Behälter 19 wird über eine Leitung 30 und eine Pumpe 9 einem 200-Liter-Fass 13 angeschlossen. Die Vorrichtung weist weiter einen Flaschenzug 20 zum Wegziehen des Baumwollsacks 10 und einen Wasseranschluss 24 zum Auswaschen des Mahlguts auf.
Schliesslich besitzt die Vorrichtung eine Schaltanlage 31, welche einen pneumatischen Steuerungsschalter 15. einen Schalter 23 für die Pumpe 14, und einen Schalter 16 für die Pumpe 9 aufweist. Die Schaltanlage 31 wird über den Hauptschalter 33 aktiviert.
Die durch die Figuren 1 bis 5 veranschaulichte spezifische Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung wird wie nachstehend beschrieben zum Auswaschen von mit flüssigem Toluolszintillator gefüllten und mit radioaktiven Substanzen kontaminierten Plastikzählfläschchen verwendet.
(Leistung 4000 bis 6000 Zählfläschchen pro Stunde.) Im Gebrauch wird, wie durch Fig. 1 veranschaulicht, zuerst der Steuerungsschalter 15 auf Position 1 gestellt und die in Kar- eons 1 enthaltenen Plastikzählfläschchen (Durchmesser 28 mm, Höhe 60 mm) in den Einsaugbehälter 3 gesogen. Anschliessend wird, wie durch Fig. 2 veranschaulicht, der Steuerungsschalter 15 auf Position 2 gestellt. Hierbei wird das Einsaugen beendet, es öffnet sich die pneumatische Klappe 4, und die Fläschchen fallen in den als Schleuse dienenden Zwischenbehälter 5. Bevor die Fläschchen durch eine zweite Klappe 6 in die Mühle 8 fallen können, wird die Mühle in Rotation versetzt und die erste Klappe 4 geschlossen.
Das Anlaufen der Mühle ist mit dem Schliessen der ersten Klappe 4 gekoppelt. Anschliessend, wie durch Fig. 3 veranschaulicht, wird der Steuerungsschalter 15 auf Position 3 gestellt. Dies bewirkt das Öffnen der zweiten Klappe 6 und das Fallen der Fläschchen in die schon rotierende Mühle 8. In der Mühle werden die Plastikfläschchen zerschnitten. Das Mahlgut fällt anschliessend in einen Baumwollsaclc 10. Gleichzeitig wird während des ganzen Mahlvorgangs über die Einspritzleitung 7 und die durch den Schalter 23 gesteuerte Pumpe 14 Alkohol zudosiert. Dies gewährleistet ein kontinuierliches Auswaschen des Mahlgutes von organischen Lösungsmitteln sowie von radioaktiven Rückständen. Die Waschflüssigkeit wird in dem Behälter 19 und das Mahlgut in dem Baumwollsack 10 aufgefangen.
Die Waschflüssigkeit kann aus Ersparnisgründen auch mittels der Pumpe 9 ständig rezirkuliert werden.
Anschliessend, wie durch Fig. 4 veranschaulicht, wird der Steuerungsschalter 15 auf Position 4 gestellt, wodurch das Einspritzen von Alkohol und der Mahlvorgang beendigt werden. Nun kann entweder ein weiterer Lade-/Mahlzyklus begonnen werden (Fig. 1 bis 3), oder nach Füllen des Baumwollsackes 10 das Mahlgut mit Wasser 24 gewaschen werden.
Der Schalter 16 wird auf Position 1 gestellt. wobei die in dem Behälter 19 enthaltene Waschflüssigkeit mittels der Pumpe 9 in das Fass 13 geleert wird. Wie durch Fig. 5 veranschaulicht, wird schliesslich der Baumwollsack 10 mittels des Flaschenzugs 20 aus dem Auffangbehälter 19 gehoben und samt Inhalt entfernt.
Um Explosionen auszuschliessen wird während des ganzen Mahlvorganges Stickstoff über die Leitung 27 und das Magnetventil 22 eingeblasen und so die Atmosphäre im System inert gehalten. Wegen der durch das Schleusensystem der zwei pneumatischen Klappen 4 und 6 garantierten Geschlossenheit des Systems wird eine Aerosolbildung und folglich die Kontamination der Umgebung durch radioakfive Stoffe so wie durch Toluol verhindert. Der Hochdruckventila torausgang wird an ein Abluftsystem angeschlossen.
In Analogie zu dem oben beschriebenen Verfahren können durch einfaches Ersetzen der Messer der Mühle durch Schlagstutzen, mit flüssigen Toluolszintillator gefüllte und mit radioaktiven Substanzen kontaminierte Glaszählfläschchen zertrümmert und ausgewaschen werden.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zum Auswaschen von mit flüchtigen organischen Flüssigkeiten gefüllten und/oder radioaktiv kontaminierten Einweggefässen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Einweggefässe in kleine Teilchen zertrümmert, die Teilchen mit Wasser auswäscht und die flüssige Mischung und die gewaschenen festen Teilchen separat aufnimmt.
UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1. dadurch gekennzeich net, dass die Teilchen vor dem Waschen mit Wasser mit einem zusätzlichen Lösungsmittel ausgewaschen werden.
2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Lösungsmittel ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel ist.
3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel ein Alkohol ist.
4. Verfahren nach Unteranspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel Methanol ist.
5. Verfahren nach Unteranspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel Äthanol ist.
6. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel Propanol ist.
7. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel Aceton oder Dioxan ist.
8. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Einweggefässe mit einer flüchtigen organischen Flüssigkeit gefüllt sind.
9. Verfahren nach Unteranspruch 8. dadurch gekennzeich- net, dass die organische Flüssigkeit Toluol ist.
10. Verfahren nach Unteranspruch 8. dadurch gekennzeichnet, dass die organische Flüssigkeit Dioxan ist.
11. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Einweggefässe aus Glas sind.
12. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Einweggefässe aus Kunststoff sind.
13. Verfahren nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Zertrümmern der Einweggefässe erhaltenen Kunststoffteilchen im wesentlichen eine Fläche zwischen 10 mm2 und 1 cm2 aufweisen.
14. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einweggefässe mit radioaktiven Substanzen kontaminiert sind.
PATENTANSPRUCH 11
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Pa- tentanspruch 1, gekennzeichnet durch a) einen als Schleuse dienenden Behälter (5), mit einem Absperrorgan (4) an der Eingangsseite und einem Absperrorgan (6) an der Ausgangsseite, b) eine über das Absperrorgan (6) an der Ausgangsseite dem als Schleuse dienenden Behälter (5) nachgeschaltete Einheit (8) zum Zerstückeln der Einweggefässe, c) eine Einrichtung (7) zum Waschen der in der Zerstücklungseinheit (8) erzeugten festen Einweggefäss-Teilchen mit Wasser, d) ein der Zerstücklungseinheit (8) nachgeschaltetes Filter (10) zum Aufnehmen der festen Teilchen.
e) einen Behälter (19) zum Aufnehmen der flüssigen Mischung und f) eine Steuerungseinrichtung (31) zur Steuerung der verschiedenen Vorgänge.
UNTERANSPRÜCH E
15. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass dem als Schleuse dienenden Behälter (15) ein Ladebehälter (3) vorgeschaltet ist.
16. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet. dass der Ladebehälter (3) einem Förderband nachgeschaltet ist.
17. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet. dass der Ladebehälter (3) einer Ansaugevorrichtung nachgeschaltet ist.
18. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet. dass die Absperrorgane (4 und 6) Klappen sind.
19. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrorgane (4 und 6) Ventile sind.
20. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrorgane (4 und 6) Schieber sind.
21. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet. dass die Zerstücklungseinheit (8) eine Mühle ist.
22. Vorrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mühle einen Rotor mit Messern aufweist.
23. Vorrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet. dass die Mühle mehrere gegenläufige Rotoren mit Messern aufweist.
24. Vorrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mühle einen Rotor mit Schlagstutzen aufweist.
25. Vorrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mühle mehrere gegenläufige Rotoren mit Schlagstutzen aufweist.
26. Vorrichtung nach Patentanspruch 11 oder Unteranspruch 15. dadurch gekennzeichnet. dass in der Einrichtung zum Waschen der in der Zerstücklungseinheit erzeugten festen Teilchen als Verabreichungsorgane für das Wasser Sprühdosen vorgesehen sind.
27. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einrichtung (7) zum Waschen der in der Zerstücklungseinheit (8) erzeugten festen Teilchen als Verabreichungsorgane für das Wasser Hahnen vorgesehen sind.
28. Vorrichtung nach Unteranspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verabreichungsorgane vor der Zerstücklungseinheit (8) angeordnet sind.
29. Vorrichtung nach Unteranspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verabreichungsorgane nach der Zerstücklungseinheit (8) angeordnet sind.
30. Vorrichtung nach Unteranspruch 26 oder 27. dadurch gekennzeichnet, dass die Verabreichungsorgane vor und nach der Zerstücklungseinheit (8) angeordnet sind.
31. Vorrichtung nach Patentanspruch 11 oder Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (10) stationär ist.
32. Vorrichtung nach Unteranspruch 31. dadurch gekenn- zeichnet, dass das Filter (10) ein Filtersack ist.
33. Vorrichtung nach Unteranspruch 32, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Filtersack ein Baumwollsack ist.
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The present invention relates to a method for washing out disposable vessels filled with volatile organic liquids and / or radioactively contaminated and to a device for carrying out the method.
In large research centers, the problem of removing the glass and plastic containers filled with organic solvents by the hundreds per day is becoming more and more common. mostly of fairly small volume. This problem is particularly difficult with the glass and plastic counting vials filled with organic solvents and contaminated with radionuclides. For safety reasons, these vials cannot be placed in conventional incinerators with their contents. On the one hand, when organic solvents are burned in conventional incineration plants, there is a risk of explosion; on the other hand, the radioactivity cannot be measured and there is a risk. that the set tolerance limit is exceeded.
So far, this problem has been solved by emptying the vials by hand and collecting the liquids. The radioactivity of the collected liquid was checked and this liquid was diluted if necessary before incineration. The containers were then removed and the organic liquids were added to incineration plants specially designed for their incineration.
However, this method has the disadvantage that, given the usually large number of contaminated vials, it is time-consuming and not without risk, mainly with regard to radioactive contamination and damage to health from organic solvents.
According to the invention, a process has now been found with which the above-mentioned disadvantages are eliminated.
The method according to the present invention is characterized in that the disposable vessels are broken into small particles, the particles are washed out with water and the liquid mixture and the washed solid particles are taken up separately. Before being washed with water, the particles can be washed out with one or more additional solvents.
The device for carrying out the method is characterized according to the invention by a) a container serving as a sluice with a shut-off device on the inlet side and a shut-off device on the outlet side, b) a unit for breaking up the disposable vessels via the shut-off device on the outlet side of the container serving as a lock , c) a device for washing the solid disposable container particles produced in the disintegration unit with water, d) a filter connected downstream of the disintegration unit for receiving the solid particles, e) a container for receiving the liquid mixture; and f) a control device for controlling the various processes.
The device according to the invention is suitable for washing out all single-use vessels. which are filled with volatile organic liquids and / or radioactively contaminated and cannot be disposed of together with their contents. The present invention is particularly useful for shattering and washing out radioactively contaminated counting vials. These counting bottles are made of plastic or glass and usually contain the radionuclides in highly volatile organic solvents such as. B.
Toluene, dioxane or in water.
The dimension of the particles obtained according to the invention after the disintegration is not critical. The disposable vessels are however advantageously smashed in this way. that with plastic the area of the particles is essentially between 10 mm2 and 1 cm2. In the case of glass, the area of the particles is in the order of magnitude of one mm2.
The choice of water as the washing liquid has the consequence that if additional solvents are used in addition to water, these are preferably water-soluble.
Organic solvents such as alcohols, e.g. B. methanol, ethanol or propanol.
Acetone, dioxane or mixtures thereof.
As mentioned, the device according to the invention has a container serving as a lock. A loading container can be connected upstream of this container via a suitable shut-off device. This loading container can be used in any way, e.g. B. be loaded by hand, with the help of a conveyor belt or by suction.
As already mentioned, the container serving as a sluice has a shut-off device on both the input and the output side. These shut-off devices can, for. B. flaps, slides or valves, but must be chosen so that they are not clogged with a large flow of disposable vessels. On the other hand, they must be tight enough to prevent gases or aerosols from escaping from the disintegration unit. Flaps have proven particularly useful for this purpose.
The dismantling unit downstream of the lock is selected so that the disposable vessels are dismembered in a short time. The choice of the dismantling unit depends on the size, nature and the required flow rate of the disposable vessels. In the case of glass, a disintegration unit is preferably selected which causes a breakup, while in the case of plastic a disintegration unit is preferred which causes the disposable vessels to be cut up.
In the case of disposable vessels, suitable dismemberment units are made from glass mills with one or more counter-rotating rotors on which blow nozzles are mounted. In the case of disposable plastic vessels, mills with knives mounted on the rotor or rotors are used. It is preferred to use a mill on whose rotor or rotors both knives and impact nozzles can be mounted. In this way, both plastic and glass disposable vessels can be treated in the same device by replacing the knives with striking nozzles or vice versa.
The inventive device contains, as already mentioned, a device for washing the solid disposable vessel particles produced in the dismantling unit with what sen. This device can be suitable for the administration of water organs such. B. spray nozzles or taps. include. These organs are in turn connected to a storage container, preferably via a control valve.
The liquid is preferably conveyed into the storage containers by a pump, but also by gravity or by a slight excess pressure. The washing device is preferably designed in such a way that the solid particles are finally washed with water before they are removed from the device. The organs for administering the water can be arranged below the sluice both before or after the dismantling unit. The administration organs are advantageously arranged upstream and downstream of the dismantling unit. The device for washing the solid particles with water can also serve this purpose. to wash these particles beforehand with one or more solvents.
The disintegration unit is followed by a filter to collect the solid particles. The type of filter is not critical. However, it is a filter bag, such as. B. a cotton sack. which after filling can be disposed of with its contents or, in the case of plastic particles, burned. prefers.
The container for receiving the liquid mixture is optionally connected to a collecting container for recirculating part of the liquid and / or for removing the liquid.
To avoid explosions, the entire device can with an inert gas, such as. B. nitrogen, are gassed.
A slight overpressure is generated by blowing in an inert gas. Nitrogen is advantageously fed into the dismantling unit. Furthermore, precautions are preferably taken to prevent organic vapors or aerosols from escaping into the environment. This can be achieved by using seals at the required points and selecting suitable shut-off devices. Gas outlets can be provided for the entire device, which are connected to an exhaust air system.
As mentioned, the device according to the invention has a control device for controlling the various processes. So z. B. the promotion of the vials into the loading container, the actuation of the shut-off devices, the activation of the dismantling unit, the injection of water, in the case of a movable filter, its activation, the pumping and recirculation of the liquids and any nitrogen supply can be determined in terms of time and quantity . If the dismembering unit has a rotor, because of the generally too low initial torque of the latter. the control device is preferably selected so that the rotor rotates before the disposable vessels are introduced into the disintegration unit.
The control device or the energy supply can be actuated or take place fully pneumatically or mixed electrically and pneumatically. In the latter case, the electrically controlled parts of the system, such as. B. Pumps, the dismantling unit and the actual switchgear. preferably gassed with an inert gas such as nitrogen. to avoid an explosion caused by sparks.
An exemplary embodiment of the device according to the invention is described below with reference to the drawing:
Fig. 1 shows. in section, an embodiment of the basic parts of the device according to the invention when the disposable vessels are taken up in the loading container,
Fig. 2 shows, in section, the same device when pouring into the container serving as a lock,
3 shows, in section, the same device when the containers are crushed in the fragmentation unit,
Fig. 4 shows, in section, the same device washing the solid particles with water,
Fig. 5 shows, in section, the separate evacuation of the solid particles and the liquid.
1 shows the structure of an embodiment of the characteristic parts of the device according to the invention. The device consists of a closed, conical suction container 3 which is provided with a suction line 25 and a high pressure fan 2 and which is connected at its lower end to an intermediate container 5 via a pneumatic flap 4. The intermediate container 5 is continued through a mill 8 via a further pneumatic flap 6 and an inclined line 26 into which an injection line 7 for both alcohol and water opens. The injection point 7 is connected to a 200 liter alcohol barrel 12 via a pump 14. A nitrogen line 27, which is connected to a nitrogen bottle 17 via a solenoid valve 22, opens into the bearing of the mill housing.
The interior of the entire apparatus is ventilated via a line 32.
A container 19 for receiving the washing liquid is connected downstream of the mill housing. The container 19 stands on a transport trolley 18 which is movable in a collecting tray 21 and has a container platform 29 that can be lowered by 25 mm by means of a lever 28. Furthermore, the container 19 has a container insert with a bag attachment 11 and a cotton sack 10 (capacity 3000 to 4000 bottles) for receiving the solid particles. The container 19 is connected to a 200 liter barrel 13 via a line 30 and a pump 9. The device also has a pulley block 20 for pulling away the cotton sack 10 and a water connection 24 for washing out the grist.
Finally, the device has a switchgear 31 which has a pneumatic control switch 15, a switch 23 for the pump 14, and a switch 16 for the pump 9. The switchgear 31 is activated via the main switch 33.
The specific embodiment of the device according to the invention illustrated by FIGS. 1 to 5 is used as described below for washing out plastic counting bottles filled with liquid toluene scintillator and contaminated with radioactive substances.
(Output 4000 to 6000 counting bottles per hour.) In use, as illustrated by FIG. 1, the control switch 15 is first set to position 1 and the plastic counting bottles contained in boxes 1 (diameter 28 mm, height 60 mm) are placed in the suction container 3 sucked. Then, as illustrated by FIG. 2, the control switch 15 is set to position 2. Here the suction is stopped, the pneumatic flap 4 opens, and the vials fall into the intermediate container 5, which serves as a sluice. Before the vials can fall through a second flap 6 into the mill 8, the mill is set in rotation and the first Flap 4 closed.
The start-up of the mill is coupled with the closing of the first flap 4. Then, as illustrated by FIG. 3, the control switch 15 is set to position 3. This causes the second flap 6 to open and the vials to fall into the mill 8, which is already rotating. In the mill, the plastic vials are cut up. The ground material then falls into a cotton sack 10. At the same time, alcohol is metered in during the entire grinding process via the injection line 7 and the pump 14 controlled by the switch 23. This ensures that organic solvents and radioactive residues are continuously washed out of the millbase. The washing liquid is collected in the container 19 and the grist in the cotton sack 10.
The washing liquid can also be continuously recirculated by means of the pump 9 for reasons of economy.
Then, as illustrated by FIG. 4, the control switch 15 is set to position 4, whereby the injection of alcohol and the grinding process are ended. Now either another loading / milling cycle can be started (FIGS. 1 to 3) or, after the cotton sack 10 has been filled, the mill stock can be washed with water 24.
The switch 16 is set to position 1. wherein the washing liquid contained in the container 19 is emptied into the barrel 13 by means of the pump 9. As illustrated by FIG. 5, the cotton sack 10 is finally lifted out of the collecting container 19 by means of the pulley block 20 and removed together with its contents.
In order to rule out explosions, nitrogen is blown in via the line 27 and the solenoid valve 22 during the entire grinding process, thus keeping the atmosphere in the system inert. Because of the closed nature of the system, guaranteed by the lock system of the two pneumatic flaps 4 and 6, aerosol formation and consequently contamination of the environment by radioactive substances such as toluene is prevented. The high pressure fan outlet is connected to an exhaust air system.
In analogy to the method described above, by simply replacing the knives of the mill with blow nozzles, glass counting bottles filled with liquid toluene scintillator and contaminated with radioactive substances can be smashed and washed out.
PATENT CLAIM 1
Process for washing out disposable vessels filled with volatile organic liquids and / or radioactively contaminated, characterized in that the disposable vessels are broken into small particles, the particles are washed out with water and the liquid mixture and the washed solid particles are taken up separately.
SUBClaims 1. The method according to claim 1. characterized in that the particles are washed out with an additional solvent before washing with water.
2. The method according to dependent claim 1, characterized in that the additional solvent is a water-soluble organic solvent.
3. The method according to dependent claim 1, characterized in that the organic solvent is an alcohol.
4. The method according to dependent claim 1, characterized in that the organic solvent is methanol.
5. The method according to dependent claim 1, characterized in that the organic solvent is ethanol.
6. The method according to dependent claim 1, characterized in that the organic solvent is propanol.
7. The method according to dependent claim 1, characterized in that the organic solvent is acetone or dioxane.
8. The method according to claim I or dependent claim 1, characterized in that the disposable vessels are filled with a volatile organic liquid.
9. The method according to dependent claim 8, characterized in that the organic liquid is toluene.
10. The method according to dependent claim 8, characterized in that the organic liquid is dioxane.
11. The method according to claim I or dependent claim 1, characterized. that the disposable vessels are made of glass.
12. The method according to claim I or dependent claim 1, characterized. that the disposable vessels are made of plastic.
13. The method according to dependent claim 12, characterized in that the plastic particles obtained after the one-way containers have been smashed essentially have an area between 10 mm 2 and 1 cm 2.
14. The method according to claim I or dependent claim 1, characterized in that the disposable vessels are contaminated with radioactive substances.
PATENT CLAIM 11
Device for carrying out the method according to patent claim 1, characterized by a) a container (5) serving as a sluice, with a shut-off element (4) on the inlet side and a shut-off element (6) on the outlet side, b) one over the shut-off element ( 6) on the outlet side of the container (5) used as a sluice downstream unit (8) for dismembering the disposable vessels, c) a device (7) for washing the solid disposable container particles produced in the dismantling unit (8) with water, d) a the disintegration unit (8) downstream filter (10) for taking up the solid particles.
e) a container (19) for receiving the liquid mixture and f) a control device (31) for controlling the various processes.
SUBClaims E.
15. Device according to claim II, characterized in that a loading container (3) is connected upstream of the container (15) serving as a lock.
16. Device according to claim II or dependent claim 15, characterized. that the loading container (3) is connected downstream of a conveyor belt.
17. Device according to claim II or dependent claim 15, characterized. that the loading container (3) is connected downstream of a suction device.
18. Device according to claim II or dependent claim 15, characterized. that the shut-off devices (4 and 6) are flaps.
19. Device according to claim II or dependent claim 15, characterized in that the shut-off elements (4 and 6) are valves.
20. Device according to claim II or dependent claim 15, characterized in that the shut-off devices (4 and 6) are slides.
21. Device according to claim II or dependent claim 15, characterized. that the dismantling unit (8) is a mill.
22. Device according to dependent claim 21, characterized in that the mill has a rotor with knives.
23. Device according to dependent claim 21, characterized. that the mill has several counter-rotating rotors with knives.
24. Device according to dependent claim 21, characterized in that the mill has a rotor with an impact nozzle.
25. The device according to dependent claim 21, characterized in that the mill has several counter-rotating rotors with impact nozzles.
26. Device according to claim 11 or dependent claim 15, characterized. that in the device for washing the solid particles produced in the dismantling unit, spray cans are provided as administration organs for the water.
27. Device according to claim II or dependent claim 15, characterized in that taps are provided as administration organs for the water in the device (7) for washing the solid particles produced in the dismantling unit (8).
28. Device according to dependent claim 26 or 27, characterized in that the administration organs are arranged in front of the dismantling unit (8).
29. Device according to dependent claim 26 or 27, characterized in that the administration organs are arranged after the dismantling unit (8).
30. Device according to dependent claim 26 or 27. characterized in that the administration organs are arranged upstream and downstream of the dismantling unit (8).
31. Device according to claim 11 or dependent claim 15, characterized in that the filter (10) is stationary.
32. Device according to dependent claim 31, characterized in that the filter (10) is a filter bag.
33. Device according to dependent claim 32, characterized in that the filter sack is a cotton sack.
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