DE3805741A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrochemischen zersetzung von anorganischen inhaltsstoffen einer waessrigen, radioaktiven abfalloesung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemi­ schen Zersetzung von anorganischen Inhaltsstoffen einer wäßrigen, radioaktiven Lösung, die zur weiteren Behand­ lung als Abfallösung zwecks Volumenreduzierung durch Verdampfen aufkonzentriert wird.

Radioaktive Flüssigkeiten, wie beispielsweise Dekonta­ minationsflüssigkeiten oder andere wäßrige, radioaktive Abfallösungen werden oft einer elektrochemischen Zer­ setzung unterworfen (DE 24 49 588 C2). Das anschließen­ de Verdampfen der Flüssigkeiten, das zu einer wesent­ lichen Verringerung der letztlich zu lagernden Abfall­ mengen führen soll, kann dann unter geringeren Schwie­ rigkeiten durchgeführt werden (EP 01 62 356 A1).

Die elektrochemische Zersetzung von organischen und an­ organischen Inhaltsstoffen hat sich für viele radioak­ tive, wäßrige Lösungen bewährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das eine wirksamere Zersetzung von anorganischen Verbindungen aus wäßrigen, radioaktiven Lösungen erreicht wird und das sich durch einen geringeren technischen Aufwand auszeichnet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein die elektrochemische Zersetzung bewirkender elek­ trolytischer Vorgang während des Verdampfens der Ab­ fallösung vorgenommen wird.

Durch die elektrochemische Behandlung des Flüssigkeits­ sumpfes im Verdampfer kann eine effektive Zersetzung von störenden Verbindungen der jeweiligen radioaktiven Lösung vorgenommen werden. Beispielsweise können anor­ ganische Verbindungen mit niedrigem Dampfdruck elektro­ chemisch zu Inertgas und H₂O zersetzt werden. Die gleichzeitige elektrochemische Behandlung und Verdampfung der radioaktiven Lösung vereinfacht die Verfahrensführung.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens nach Anspruch 1. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein die Abfallösung aufnehmender Verdampfer als Elektrolysezelle ausgebil­ det ist. Die integrierte Ausbildung eines Verdampfers als elektrolytische Vorrichtung erleichtert den Verfah­ rensablauf und vermindert den Apparateaufwand.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Verdampfergehäuse als Kathode geschaltet und sind in dem Verdampfer in das Flüssigkeitsvolumen hineinragende Anoden angeordnet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ragt ein Zuführstutzen für die zu verdampfende Abfall­ ösung in das Verdampfergehäuse und ist mit seinem Aus­ laßende dicht über dem Gehäuseboden angeordnet. Die frische Abfallösung wird weit unterhalb der Flüssig­ keitsoberfläche, die der Verdampfung ausgesetzt ist, zugeführt. Die frische Lösung kann nun an den Anoden nach oben steigen und dabei einer elektrochemischen Zersetzung unterworfen werden. Die Abfallösung erhält somit ausreichende Zeit zur elektrochemischen Zerset­ zung, während bereits nach oben gestiegene, elektroche­ misch zersetzte Lösung gleichzeitig verdampft.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher erläutert.

Der in der Zeichnung schematisch dargestellte Verdamp­ fer weist ein zylindrisches Verdampfergehäuse 1 aus Edelstahl aus, das als Kathode geschaltet ist. Im Flüs­ sigkeitsraum des Verdampfers 1 ist eine konzentrische Anode 3 angeordnet. Das Anodenmaterial besteht vorzugs­ weise aus Titan und kann als Streck- oder Lochblech ausgebildet sein.

Im oberen Bereich des Verdampfergehäuses 1 ist ein Zu­ führstutzen 4 für die zu verdampfende Lösung angeord­ net, der in die Lösung hineinragt und dicht über dem Boden mit seinem Auslaßende 2 angeordnet ist. Seitlich am Verdampfergehäuse 1 verläuft eine Rohrlei­ tung 5 im unteren Bereich waagerecht zu einem Wärme­ tauscher 7 und führt von diesem unterhalb des Flüssig­ keitsspiegels 9 des Verdampfers 1 in diesen zurück. Der Wärmetauscher 7 wird durch ein Heizmittel, das über Rohrschlangen 11 zugeführt wird, erhitzt. Innerhalb der mit dem Wärmetauscher 7 verbundenen Rohrleitung 5 ist ein Naturumlauf vorhanden.

In dem unteren Abschnitt der Rohrleitung 5 ist eine An­ odenseele 13 angeordnet.

Der Verdampfer 1 läuft nach oben in einen Stutzen 15 aus, der mit einem Demister 17 zur Zurückhaltung von Aerosolen versehen ist. Der Dampf wird über eine Rohr­ leitung 19 in einen Kühler 21 geführt. Über eine Rohr­ leitung 23 wird das Destillat abgezogen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

In das Verdampfergehäuse 1 wird über den Zulaufstutzen 4 eine radioaktive Lösung mit anorganischen Inhalts­ stoffen eingefüllt. Zwischen Kathode 1 und Anode 3 wird über deren Anschlüsse 25 und 27 eine elektrische Span­ nung angelegt. Die Steuerung des Elektrolyseprozesses erfolgt durch Strom- oder Spannungskonstanthaltung. Die radioaktive Lösung wird über den Wärmetauscher 7 auf eine Temperatur von etwa 100°C erhitzt. Die Lösung verdampft, nachdem zuvor die anorganischen Inhaltsstof­ fe elektrochemisch zersetzt wurden. Aus dem Kühler 21 wird das Destillat abgezogen und an die nachfolgenden Verfahrenseinheiten weitergegeben. Im Verdampfer ver­ bleibt eine aufkonzentrierte Lösung, die ebenfalls zur Weiterbehandlung abgegeben wird.

Bezugszeichenliste

 1 Verdampfer
 2 Auslaßende
 3 Anode
 4 Zuführstutzen
 5 Rohrleitung
 7 Wärmetauscher
 9 Flüssigkeitsspiegel
11 Rohrschlangen
13 Anodenseele
15 Stutzen
17 Demister
19 Rohrleitung
21 Kühler
23 Rohrleitung
25 Anschluß
27 Anschluß

Claims (4)

1. Verfahren zur elektrochemischen Zersetzung von anor­ ganischen Inhaltsstoffen einer wäßrigen, radioakti­ ven Lösung, die zur weiteren Behandlung als Abfall­ lösung zwecks Volumenreduzierung durch Verdampfen aufkonzentriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein die elektrochemische Zersetzung bewirkender elektrolytischer Vorgang während des Verdampfens der Abfallösung vorgenommen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Abfallösung aufnehmender Verdampfer (1) als Elektrolysezelle ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfergehäuse (1) als Kathode geschaltet ist, daß in dem Verdampfer (1) in das Flüssigkeitsvolumen hineinragende Anoden (3, 13) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zuführstutzen (4) für die zu verdampfende Abfallösung in das Verdampfergehäuse (1) ragt und mit seinem Auslaßende (2) dicht über dem Gehäusebo­ den angeordnet ist.