KR100498881B1 - treatment apparatus for destroying by burning up and melting radioactive waste and method the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사성 폐기물을 소각 용융처리하기 위한 장치와 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가연성 중저준위 방사성폐기물을 소각 용융시켜 유리고화(vitrification)시키는 과정에서 생성되는 배기체의 처리장치 및 공정에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a process for incineration melt treatment of radioactive wastes, and more particularly, to an apparatus and a process for exhaust gas produced in the process of incineration melting and vitrification of combustible medium and low level radioactive wastes. .
Description
본 발명은 방사성 폐기물을 소각용융처리하기 위한 장치와 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가연성 중저준위 방사성폐기물을 소각 용융시켜 유리고화(vitrification)시키는 과정에서 생성되는 배기체의 처리장치 및 공정에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a process for incineration and melting of radioactive waste, and more particularly, to an apparatus and a process for exhaust gas generated in the process of incineration melting and vitrification of combustible medium and low level radioactive waste. .
원자력 발전소 운영시 발생되는 각종 잡고체 또는 폐 이온교환수지 등은 저장·보관하는데 용이하고 또한 수송 및 처분하는 기준에 적합한 고화체로 안정화시켜야 하는데, 이러한 방법으로 시멘트, 아스팔트, 플라스틱 및 파라핀 고화 등이 있으며 우리나라의 경우 시멘트 및 파라핀 고화가 적용되고 있다. Various catches or waste ion exchange resins generated during the operation of nuclear power plants should be stabilized with solids that are easy to store and store and meet the standards for transportation and disposal.In this way, cement, asphalt, plastics, and paraffin solidifications can be used. In Korea, cement and paraffin solidification are applied.
시멘트 고화의 경우 이온교환수지 등을 시멘트와 혼합하여 고형화하는 방법으로써, 제조는 용이하나 감용비가 1에 불과하고, 수분함유에 따른 장기간 드럼 저장시 부식문제가 있다. In the case of cement solidification, as a method of solidifying by mixing the ion exchange resin and the like with cement, it is easy to manufacture, but the reduction ratio is only 1, there is a corrosion problem when storing the drum for a long time due to the moisture content.
한편, 파라핀 고화의 경우도 고화체 자체의 압축강도가 낮고 침출율이 상대적으로 높은 단점이 있다. 압축이 가능한 잡고체의 경우 약 10톤 압력의 압축기로 드럼 내에 압축저장하며, 이를 다시 2,000톤 압력의 초고압압축기로 드럼을 재압축하여 약 2.5정도의 감용비를 얻고 있다. On the other hand, in the case of paraffin solidification, there is a disadvantage that the compressive strength of the solid itself is low and the leaching rate is relatively high. In the case of a compressible gripper, the compressor is compressed and stored in the drum by a compressor of about 10 tons pressure, and the drum is recompressed by an ultra high pressure compressor of 2,000 tons pressure to obtain a reduction ratio of about 2.5.
그러나 처분비용의 증가 추세와 방사성폐기물 처분장소의 선정 지연, 환경에 대한 관심 등으로 인해 폐기물의 안정화, 고화체 자체의 건전성 및 감용 측면을 고려한 기술들이 개발되어왔다. 소각기술의 경우, 중저준위 가연성폐기물을 대상으로 60년대부터 개발되어 왔으며 과잉공기형(excess air incinerator), 공기조절형(controlled air incinerator), 유동상형(fluidized bed incinerator) 등 여러 형태가 있다. 부피 감용비는 설비의 특성에 따라 다르나 대략 30이상이지만 부수적으로 발생되는 재(ash)의 처리 및 고온처리에 따른 방사성핵종의 휘발문제가 있다. However, due to the increasing trend of disposal costs, delayed selection of radioactive waste disposal sites, and environmental concerns, technologies have been developed that consider the stabilization of wastes, the soundness of solidified bodies and their application. Incineration technology has been developed since the 1960s for low and medium level flammable waste, and there are many types such as excess air incinerator, controlled air incinerator and fluidized bed incinerator. Although the volume reduction ratio is about 30 or more depending on the characteristics of the equipment, there is a volatilization problem of radionuclides due to ash treatment and high temperature treatment which occur incidentally.
고온용융기술의 경우, 유도전류 가열식, 전극봉 아크가열식, 플라즈마 가열식 등의 방법이 개발되어 왔다. 유도가열식은 용융로 주위를 감싸는 유도전류자(inductor)에 의해 가열되며, 전체를 고르게 가열하는 특징이 있다. 전극봉 가열식은 전극 사이에 흐르는 전류에 의해 발생되는 열에 의해 용융된다. 그러나 이 방법은 부식가스에 의한 전극봉 부식의 문제점이 있다. 플라즈마를 생성하는 토치(torch)기술은 1960년대 미 항공우주국에서 진행된 우주비행선의 내열표면 처리연구에서 비롯되었으며, 빠른 반응율, 독립적인 열에너지 조절 등의 장점으로 구미 각국에서 병원폐기물, 생활폐기물 및 각종 유해폐기물의 용융에 응용되고 있다. 그러나 국부적인 가열면적과 고온처리 및 플라즈마 생성에 따른 기류로 인해 방사성폐기물의 경우 방사성 핵종 휘발 등의 문제로 인해 계속적인 개발이 추진 중이다. In the case of high temperature melting technology, methods such as induction current heating, electrode arc heating, and plasma heating have been developed. Induction heating type is heated by an inductor (inductor) wrapped around the melting furnace, characterized in that the entire heating evenly. Electrode heating is melted by the heat generated by the current flowing between the electrodes. However, this method has a problem of electrode corrosion by corrosive gas. The torch technology that generates plasma originates from the research on the heat-resistant surface treatment of spaceships conducted by NASA in the 1960s, and has the advantages of fast response rate and independent thermal energy control. It is applied to the melting of waste. However, due to the local heating area and the airflow due to the high temperature treatment and plasma generation, the development of radioactive waste is ongoing due to the problem of volatilization of radionuclides.
소각기술과 마찬가지로 고온용융기술의 경우도 방사성 핵종의 휘발, 계통 내 방사성오염 등의 문제를 안고 있다. As with incineration, high-temperature melting also has problems such as volatilization of radionuclides and radioactive contamination in the system.
이를 해결하기 위한 종래의 방사성폐기물의 소각처리장치로서 예컨대, 공개특허공보(공개번호 제2001-26585호)에 개시된 것이 제안되고 있다. As a conventional apparatus for incineration of radioactive waste for solving this problem, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-26585 has been proposed.
도 8에 도시한 바와 같이, 종래의 방사성폐기물 소각처리장치는 크게 플라즈마 용융로(140), 제1배기체 처리장치, 제2배기체 처리장치로 구성된다. As shown in FIG. 8, the conventional radioactive waste incineration treatment apparatus is largely composed of a plasma melting furnace 140, a first exhaust treatment apparatus, and a second exhaust treatment apparatus.
제1배기체 처리장치는 플라즈마 용융로(140)에서 발생되는 배기체를 냉각시키는 파이프 냉각기(5)와, 냉각기(5)를 거친 배기체 내의 방사성 세슘과 입자를 제거하는 고온 필터(6)로 구성되며The first exhaust gas treatment apparatus includes a pipe cooler 5 for cooling the exhaust gas generated in the plasma melting furnace 140, and a high temperature filter 6 for removing radioactive cesium and particles in the exhaust gas passed through the cooler 5. And
제2배기체 처리장치는 고온 필터(6)를 통과한 배기체내의 일산화탄소나 탄화수소 등의 불완전 연소물을 완전 연소시키고, 다이옥신 등의 유해 물질들을 분해시키는 전기 가열식 후단연소기(8)와, 후단연소기(8)에서 유출된 배기체를 냉각시키는 수 냉각식 배기체 냉각기(9)와, 배기체 냉각기(9)를 거친 배기체내의 미세입자와 염소가스를 제거하는 벤츄리 및 충전탑 세정기(10)와, 세정기(10)를 통과한 고온의 배기체내의 습분을 제거하는 습분제거기(11) 및 다이옥신과 미세입자를 제거하는 활성탄 및 HEPA 여과기(12)와, 여과기(12)를 통과한 기체의 배출용 배출팬(13)과, 배기체의 기체 농도를 분석하기 위한 기체분석기(240)와 방사능 준위를 측정하는 방사선 감시기(250)가 장치된 연돌(16)로 구성되어 있다. The second exhaust gas treatment device completely burns incomplete combustion products such as carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas which has passed through the high temperature filter 6, and electrically heated afterburner 8 for decomposing harmful substances such as dioxins, and afterburner ( A water-cooled exhaust cooler 9 for cooling the exhaust body discharged from 8), a venturi and packed tower scrubber 10 for removing fine particles and chlorine gas in the exhaust gas passed through the exhaust cooler 9, Moisture remover 11 for removing the moisture in the high-temperature exhaust gas passing through the scrubber 10 and activated carbon and HEPA filter 12 for removing dioxin and fine particles, and discharge for discharging the gas passed through the filter 12. The fan 13, the gas analyzer 240 for analyzing the gas concentration of an exhaust body, and the chimney 16 provided with the radiation monitor 250 which measures a radiation level are comprised.
전술한 구성에 따른 방사성폐기물 소각처리장치는 다음과 같은 문제가 있다. The radioactive waste incineration apparatus according to the above-described configuration has the following problems.
첫째, 냉각파이프(5)를 통과한 배기체는 고온필터(6)를 거쳐 후단연소기(8)로 유입되는데, 고온필터(6)는 크기가 1㎛ 이상의 입자에 대해서 제진성능(99.9% 이상)을 갖는다. 따라서 고온필터를 통과한 1㎛ 미만의 미세분진에 동반된 방사성핵종들이 세정기(10)의 세정액에 의해 제거되면서 발생되는 세정폐액의 방사능 오염농도가 높아져 일반적인 방법으로 처리하기 곤란한 2차 방사성폐기물을 생성할 수 있다. First, the exhaust gas passing through the cooling pipe (5) is introduced into the afterburner (8) through the high temperature filter (6), the high temperature filter (6) is a vibration damping performance (99.9% or more) for particles of 1㎛ or more in size Has Therefore, the radionuclides accompanying the fine dust of less than 1㎛ passed through the high-temperature filter is removed by the cleaning liquid of the scrubber 10 to increase the radioactive contamination concentration of the cleaning waste liquid to generate secondary radioactive waste that is difficult to process in a general way. can do.
둘째, 배기팬(13)을 통과한 배기체는 굴뚝(16)을 통해 외부로 배출되는데, 발생되는 배기체 내의 질소산화물 값은 폐기물 투입양과 종류에 따라 다르나 대략 1000 ∼ 1500ppm 정도로서 이 수치는 과기부 고시 제 2002-31호 '중저준위 방사성폐기물 소각기준'의 질소산화물 배출허용기준치 200ppm을 훨씬 넘는 것으로 대기오염을 유발시킬 수 있다.Second, the exhaust gas passing through the exhaust fan 13 is discharged to the outside through the chimney 16. The value of nitrogen oxide in the exhaust gas varies depending on the amount and type of waste input, but it is about 1000 to 1500 ppm, which is a notice of overheating. Air pollution may be caused by far exceeding 200ppm nitrogen oxide emission limit of No. 2002-31 'Low-level radioactive waste incineration standard'.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로 세정폐액을 처리가 용이하도록 극저준위 이하의 일반폐기물로 분류시키면서 외부로 배출되는 배기체의 질소산화물을 기준치 이하로 배출하여 환경친화적인 처리시스템을 추구할 수 있는 방사성폐기물 소각처리장치와 공정을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the cleaning waste liquid is classified into general wastes having a very low level or lower so as to be easily disposed, while discharging the nitrogen oxides of the exhaust gas discharged to the outside below the standard value to create an environmentally friendly treatment system. Its purpose is to provide a radioactive waste incineration apparatus and process that can be pursued.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방사성폐기물의 소각·용융처리장치는 방사성 폐기물과 유리를 공급하는 공급수단; 상기 공급수단으로부터 공급된 폐기물과 유리를 용융시키는 수냉각 고주파유도가열식 저온용융로; 상기 저온용융로에서 배출되는 제1배기체를 처리하는 제1배기체 처리수단; 및 상기 제1배기체 처리수단에서 배출되는 제2배기체를 처리하는 제2배기체 처리수단을 포함하여 이루어지되, An apparatus for incineration and melting of radioactive waste of the present invention for achieving the above object includes supply means for supplying radioactive waste and glass; A water cooled high frequency induction heating type low temperature melting furnace for melting glass and wastes supplied from the supply means; First exhaust gas processing means for processing the first exhaust gas discharged from the low temperature melting furnace; And second exhaust gas processing means for processing the second exhaust gas discharged from the first exhaust gas processing means,
상기 제1배기체 처리수단은 상기 저온용융로에서 배출되는 상기 제1배기체의 온도를 낮추는 냉각파이프; 상기 냉각파이프를 통과한 제1배기체를 필터링하는 고온세라믹필터; 및 상기 고온세라믹필터를 통과한 제1배기체를 필터링하는 고온헤파(HEPA; High Efficiency Particulate Air)필터로 이루어지며, The first exhaust gas treatment means includes a cooling pipe for lowering the temperature of the first exhaust gas discharged from the low temperature melting furnace; A high temperature ceramic filter for filtering the first exhaust gas that has passed through the cooling pipe; And a High Efficiency Particulate Air (HEPA) filter for filtering the first exhaust gas passing through the high temperature ceramic filter.
상기 제2배기체 처리수단은 상기 고온헤파필터를 통과한 제1배기체 중 미연소된 유해가스를 완전 연소시키는 후단연소기; 상기 후단연소기에서 고온 가열된 제2배기체의 온도를 낮추는 제2배기체냉각기; 상기 냉각기를 통과한 제2배기체에 세정액을 혼합시키는 세정기; 상기 세정기를 통과한 제2배기체를 운전에 적당한 온도로 높이는 제1재열기; 상기 제1재열기를 통과한 제2배기체를 필터링하는 헤파/활성탄필터; 상기 헤파/활성탄필터를 통과한 제2배기체를 굴뚝으로 유도하고 전처리 계통 내를 부압으로 유지시키는 배기팬; 상기 배기팬을 통과한 제2배기체를 질소산화물제거기 내부의 촉매에 적당한 온도로 높이는 제2재열기; 상기 배기팬을 통과한 제2배기체의 질소산화물을 제거하는 질소산화물제거기; 및 상기 배기팬과 상기 제2재열기 사이에서 분기되어 상기 굴뚝에 연결되는 바이패스라인으로 이루어진다. The second exhaust gas treatment means may include a post-combustion unit for completely burning unburned noxious gas in the first exhaust gas passing through the high temperature HEPA filter; A second exhaust gas cooler for lowering the temperature of the second exhaust gas heated at a high temperature in the afterburner; A scrubber for mixing the scrubbing liquid into the second exhaust gas passing through the cooler; A first reheater for raising the second exhaust gas passing through the scrubber to a temperature suitable for operation; Hepa / activated carbon filter for filtering the second exhaust gas passing through the first reheater; An exhaust fan for guiding the second exhaust gas passing through the HEPA / activated carbon filter to the chimney and maintaining the inside of the pretreatment system at a negative pressure; A second reheater for raising the second exhaust gas passing through the exhaust fan to a temperature suitable for the catalyst in the nitrogen oxide remover; A nitrogen oxide remover for removing nitrogen oxides from the second exhaust gas passing through the exhaust fan; And a bypass line branched between the exhaust fan and the second reheater and connected to the chimney.
이 구성을 통하여, 세정폐액을 일반폐기물로 분류시키면서 외부로 배출되는 배기체의 질소산화물을 기준치 이하로 배출하여 환경친화적인 처리시스템을 추구할 수 있다. Through this configuration, it is possible to pursue an environmentally friendly treatment system by discharging the nitrogen oxide of the exhaust gas discharged to the outside below the standard value while classifying the cleaning waste liquid as general waste.
전술한 구성에서, 상기 굴뚝에는 배기체감시기와 방사성유출물감시기가 더 설치되는 것이 바람직하다. In the above-described configuration, it is preferable that the exhaust gas monitor and the radioactive emission monitor are further installed in the chimney.
상기 저온용융로는 상부챔버와 하부챔버로 구성되고, 상기 상부챔버에는 상기 공급수단과 연결된 투입구, 산소공급관, 배기체 배출구가 설치되고, 상기 하부챔버의 바닥에는 유리배출판과 냉각순환로가 형성된 산소공급용 버블러가 구현될 수 있다. The low temperature melting furnace is composed of an upper chamber and a lower chamber, and the upper chamber is provided with an inlet, an oxygen supply pipe, and an exhaust outlet connected to the supply means, and an oxygen supply having a glass discharge plate and a cooling circulation path formed at the bottom of the lower chamber. Dragon bubbler can be implemented.
한편, 상기 공급수단은 상기 방사능 폐기물을 저장하는 저장호퍼; 상기 저장호퍼에서 공급되는 폐기물을 계량하는 계량수단; 상기 유리를 공급하는 유리공급기; 상기 계량수단호퍼에서 공급되는 폐기물과 상기 유리공급기에서 공급되는 유리를 상기 저온용융로의 투입구로 이송시키는 이송수단으로 구현하는 것이 바람직하다. On the other hand, the supply means is a storage hopper for storing the radioactive waste; Metering means for metering waste supplied from the storage hopper; A glass feeder for supplying the glass; It is preferable to implement the transfer means for transferring the waste supplied from the measuring means hopper and the glass supplied from the glass feeder to the inlet of the low temperature melting furnace.
또한, 상기 저장호퍼와 상기 계량수단 사이에는 안전밸브가 설치되고, 상기 이송수단에는 질소공급기가 설치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a safety valve is installed between the storage hopper and the metering means, and a nitrogen feeder is installed in the transfer means.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 방사성폐기물의 소각·용융처리공정은 (a) 방사성 폐기물과 유리를 공급하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 공급된 폐기물과 유리를 용융시키는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 배출되는 제1배기체를 처리하는 단계; 및 (d) 상기 (c)단계에서 배출되는 제2배기체를 처리하는 단계를 포함하여 이루어지되, The incineration and melting process of radioactive waste according to another aspect of the present invention comprises the steps of: (a) supplying radioactive waste and glass; (b) melting the glass with the waste supplied in step (a); (c) treating the first exhaust gas discharged in the step (b); And (d) treating the second exhaust gas discharged in the step (c),
상기 (c)단계는 (e) 상기 (b)단계에서 배출되는 상기 제1배기체의 온도를 낮추는 단계; (f) 상기 (e)단계를 통과한 제1배기체를 필터링하는 단계; 및 (g) 상기 (f)단계를 통과한 제1배기체를 재차 필터링하는 단계로 이루어지며, Step (c) may include (e) lowering the temperature of the first exhaust gas discharged in step (b); (f) filtering the first exhaust gas passing through the step (e); And (g) filtering the first exhaust gas which has passed the step (f) again.
상기 (d)단계는 (h) 상기 (g)단계를 통과한 제1배기체 중 미연소된 유해가스를 완전 연소시키는 단계; (i) 상기 (h)단계에서 고온 가열된 제2배기체의 온도를 낮추는 단계; (j) 상기 (i)단계를 통과한 제2배기체에 세정액을 혼합시키는 단계; (k) 상기 (i)단계를 통과한 제2배기체를 운전에 적당한 온도로 높이는 단계; (l) 상기 (k)단계를 통과한 제2배기체를 필터링하는 단계; (m) 상기 (l)단계를 통과한 제2배기체를 굴뚝으로 유도하고 전처리 계통 내를 부압으로 유지시키는 단계; (n) 상기 (m)단계를 통과한 제2배기체를 운전에 적당한 온도로 재차 높이는 단계; (o) 상기 (n)단계를 통과한 제2배기체의 질소산화물을 제거하는 단계; 및 (p) 상기 (o)단계에서 촉매온도가 낮은 경우 상기 (h)단계를 통과한 제2배기체를 상기 굴뚝으로 배출시키는 단계로 이루어진다. Step (d) comprises the steps of: (h) completely burning unburned noxious gas in the first exhaust gas passing through step (g); (i) lowering the temperature of the second exhaust gas heated at a high temperature in step (h); (j) mixing the cleaning liquid with the second exhaust gas passing through the step (i); (k) raising the second exhaust gas having passed through step (i) to a temperature suitable for operation; (l) filtering the second exhaust gas passing through the step (k); (m) guiding the second exhaust gas having passed through step (l) to the chimney and maintaining the inside of the pretreatment system at a negative pressure; (n) raising the second exhaust gas which has passed the step (m) again to a temperature suitable for operation; (o) removing nitrogen oxide of the second exhaust gas which has passed through step (n); And (p) when the catalyst temperature is low in step (o), discharging the second exhaust gas passing through step (h) to the chimney.
전술한 단계에서, 제 7항에 있어서, 상기 굴뚝을 통과하는 배기체를 감시하는 단계와, 방사성유출물을 감시하는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하다. In the above-mentioned steps, it is preferable that the method further comprises monitoring the exhaust body passing through the chimney and monitoring the radioactive material.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하는데 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout, and a detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 방사성 폐기물 소각·용융처리장치를 나타낸 전체 공정도이고, 도 2는 도 1의 폐기물공급수단을 나타낸 도이고, 도 3은 도 1의 저온용융로와 1차배기체 처리계통을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 저온용융로를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 3의 버블러를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 1의 2차배기체 처리계통을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 질소산화물제거기를 상세히 도시한 도면이다. 1 is an overall process diagram showing a radioactive waste incineration and melting treatment apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view showing the waste supply means of Figure 1, Figure 3 shows the low-temperature melting furnace and the primary exhaust gas treatment system of FIG. 4 is a cross-sectional view showing the low-temperature melting furnace of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the bubbler of FIG. 3, FIG. 6 is a view showing the secondary exhaust gas treatment system of FIG. 6 is a view showing in detail the nitrogen oxide remover of FIG.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사성폐기물의 소각·용융처리장치는 크게 폐기물과 유리 공급수단(35), 저온용융로(4), 제1배기체 처리수단(36) 및 제2배기체 처리수단(37)으로 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, the apparatus for incineration and melting of radioactive waste according to the present embodiment is largely divided into waste and glass supply means 35, low temperature melting furnace 4, first exhaust treatment means 36, and second. The exhaust body processing means 37 is comprised.
공급수단(35)은 도 2에 도시한 바와 같이, 유리공급기(1), 잡고체 저장조(2) 또는 이온교환수지 저장조(3), 이송수단으로 구성된다. 유리공급기(1)의 유리와, 잡고체 저장조(2) 또는 이온교환수지 저장조(3)의 잡고체, 이온교환수지를 저온용융로 내에 안정적으로 투입하며, 잡고체의 경우 부대장치로서 1단 및 2단 절단기로 구성된 잡고체 절단장치에 의해 가로-세로 평균 5㎜ 크기로 절단되어 저온용융로 내로 공급된다.As shown in FIG. 2, the supply means 35 includes a glass feeder 1, a holding body reservoir 2 or an ion exchange resin reservoir 3, and a transfer means. The glass of the glass feeder (1), the holding body of the holding body reservoir (2) or the ion exchange resin storage tank (3), and the ion exchange resin are stably introduced into the low-temperature melting furnace. However, it is cut into an average of 5 mm in width and length by a chuck cutting device composed of a cutting machine and supplied into a low temperature melting furnace.
최종 처리된 유리고화체의 방사능 준위를 판단하기 위해서는 용융로 내로의 폐기물 투입양을 정확하게 계량할 필요가 있다. 이를 위하여 계량수단을 두는데, 이는 저장조(2)(3)로부터 이송된 잡고체나 이온교환수지의 무게를 측정하도록 계량호퍼(22) 하부에 무게측정소자(load cell)를 이용한 전자저울(21)을 설치하고, 미분적분비례 제어(PID control : Proportional Integral Differential control) 조절 시스템을 적용하여 폐기물의 투입량을 1% 오차이내로 정확하게 조절한다. In order to determine the radioactivity level of the finished glass solids, it is necessary to accurately measure the amount of waste injected into the furnace. For this purpose, a weighing means is provided, which uses an electronic scale 21 using a load cell under the weighing hopper 22 to measure the weight of the holding body or ion exchange resin transferred from the reservoir 2, 3. And control the input of waste within 1% error by applying Proportional Integral Differential Control (PID control) control system.
계통 내부는 방사성 물질을 다루는 특성상 오염확산을 방지하기 위하여 부압(negative pressure)으로 유지한다. 부압상태에서 운전 중 필터계통 등이 막혀 가열로 내부 부압이 급속히 올라가는 비상상황이 될 경우, 호퍼 내의 폐기물이 부압에 의해 용융로 내로 보다 많은 양이 투입될 수 있다. 반대로 부압을 유지하는 배기팬(13) 계통 등의 이상으로 용융로 내부가 양압으로 유지될 경우에는 내부 불길이 호퍼 내로 치솟아 폐기물을 태워버릴 수 있다. 이러한 상황을 방지하기 위하여 안전밸브(17)를 설치한다. 폐기물 저장조(2)(3)로부터 계량호퍼(22)로 폐기물 충전이 이루어질 때 열리고 그 외에는 차단함으로써 폐기물의 용융로 내로의 불필요한 투입 및 용융로 내 불길을 차단시켜 안전사고를 방지한다. 수직스크류(19) 상부의 질소공급라인(18)도 가열로 내의 불길이 역류하는 것을 막기 위한 장치이다.The inside of the system is maintained at negative pressure to prevent the spread of contamination due to the handling of radioactive material. In case of an emergency situation in which the filter system is clogged during operation under negative pressure and the internal negative pressure of the heating furnace is rapidly increased, the waste in the hopper may be introduced into the melting furnace by the negative pressure. On the contrary, when the inside of the melting furnace is maintained at a positive pressure due to an abnormality of the exhaust fan 13 system that maintains the negative pressure, the internal flame may soar into the hopper and burn the waste. To prevent this situation, a safety valve 17 is installed. When the filling of waste from the waste storage tank (2) (3) to the metering hopper (22) is opened and blocked otherwise, unnecessary input of waste into the melting furnace and flames in the melting furnace are prevented to prevent safety accidents. The nitrogen supply line 18 on the upper side of the vertical screw 19 is also a device for preventing backfire in the furnace.
계량호퍼(22)를 통과한 폐기물은 이송수단, 즉 수직튜브(20)에서 용융로 상부까지 뻗어있는 모터구동 수직스크류(19)에 의하여, 폐기물이 주변 벽면에 달라붙거나 뭉쳐서 떨어지지 않고 가열로 내부로 원활하게 투입된다. 특히, 두 개의 호퍼(2)(3)에서 다른 종류의 폐기물이 동시에 투입되더라도 막힘 없이 투입될 수 있다. The waste passed through the metering hopper 22 is transferred to the inside of the furnace by means of a conveying means, that is, a motor-driven vertical screw 19 extending from the vertical tube 20 to the upper part of the melting furnace. It is injected smoothly. In particular, even if different kinds of wastes are introduced at the same time in two hoppers (2) (3) can be added without clogging.
도 3에 도시한 저온용융로(4)와 이 후단에 설치된 1차배기체 처리수단(36)은 방사성 물질의 휘발을 막고 후단 계통 내 전이를 최소화하도록 저온용융로(4) 후단에 냉각파이프(5)와 고온세라믹필터(6) 및 고온헤파(HEPA)필터(7)를 배치하였다. The low temperature melting furnace 4 shown in FIG. 3 and the primary exhaust gas treatment means 36 installed at the rear end thereof have a cooling pipe 5 at the rear end of the low temperature melting furnace 4 to prevent volatilization of radioactive material and to minimize transitions in the rear end system. The high temperature ceramic filter 6 and the high temperature HEPA filter 7 were disposed.
본 유리고화 공정에서 채택한 용융로는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 유도가열식 저온용융로 시스템으로, 상부챔버(23)와 하부챔버(24)로 나뉜다. 용융로 상부챔버(23)는 폐기물 투입공정과 직접 연결되어 폐기물 및 유리의 투입구(4d)이며, 폐기물의 연소에 필요한 산소를 공급할 수 있는 산소공급관(25) 및 배기체 배출구(4c)를 포함한다. 용융로 하부챔버(24)는 스텐레스강으로 만들어진 섹터(sector)를 여러 개 연결한 원통형으로 이루어져 있다. 각 섹터사이에는 절연체가 삽입되어있어 전기적으로 서로 분리되어있다. 유도가열식 저온로의 가열방식은 고주파 발생기로부터 용융로 주위를 감싸고 있는 인덕터(27)에 고주파 전류가 공급되며, 용융로 내부에 주입된 티타늄링이 유도 가열되어 유리를 용융점 이상으로 가열시킨다. 하부챔버(24)는 고주파가 효과적으로 용융로 내로 통과되도록 하여 유리를 가열하며, 유리를 녹이기에 적절한 주파수 범위는 200∼400kHz 이다. 용융방법으로는 고주파 유도가열식, 플라즈마, 전극봉 아크식 등 여러 가지가 응용될 수 있으나, 방사성핵종의 휘발을 최소화하고 안전하게 폐기물을 용융시키기 위하여 저온용융로 내에서 유도가열식이 바람직하다.The melting furnace adopted in this glass solidification process is an induction heating type low temperature melting furnace system as shown in FIGS. 3 and 4, and is divided into an upper chamber 23 and a lower chamber 24. The melting furnace upper chamber 23 is an inlet 4d of waste and glass that is directly connected to a waste injecting process, and includes an oxygen supply pipe 25 and an exhaust outlet 4c for supplying oxygen necessary for combustion of waste. The melting furnace lower chamber 24 is formed in a cylindrical shape in which several sectors made of stainless steel are connected. Insulation is inserted between the sectors so that they are electrically isolated from each other. Induction heating type low temperature furnace heating method is a high frequency current is supplied from the high frequency generator to the inductor 27 surrounding the melting furnace, the titanium ring injected into the melting furnace induction heating to heat the glass above the melting point. The lower chamber 24 heats the glass by allowing the high frequency to effectively pass into the melting furnace, and a suitable frequency range for melting the glass is 200 to 400 kHz. Various methods such as high frequency induction heating, plasma, electrode arc type, etc. may be used as the melting method. However, induction heating in a low temperature melting furnace is preferable to minimize volatilization of radionuclides and safely melt waste.
한편, 하부챔버(24)와 상부챔버(23)의 벽(4a)(4b) 내부에는 냉각수의 순환이 이루어진다. 벽(4a)에서는 냉각수가 4a'를 통하여 유입(WI)되고 4a''을 통하여 배출(WO)되는 냉각수 순환구조를 취하는 한편, 벽(4b)에서는4b'를 통하여 유입(WI)되고, 4b''를 통하여 배출(WO)된다. Meanwhile, the coolant is circulated in the walls 4a and 4b of the lower chamber 24 and the upper chamber 23. The wall 4a has a cooling water circulation structure in which the coolant flows in through the 4a '(WI) and out through the 4a' ', while in the wall 4b it flows in through the 4b' (WI) and 4b ' 'Wo' through.
용융로 하부 바닥은 내화시멘트로 되어 있으며, 역시 수냉각되는 유리 배출밸브(미도시)와 유리배출판(미도시)이 설치되어 있다. The bottom of the furnace is made of refractory cement, and a glass discharge valve (not shown) and a glass discharge plate (not shown), which are also water cooled, are installed.
본 실시예의 저온용융로(4)는 상·하부챔버(23)(24)가 수냉각되어 저온으로 유지되고, 용융로의 벽에 구성된 유리막(미도시)이 고온에 의한 부식의 방지막으로 작용하기 때문에 용융로(4)의 수명이 길다. 용융로의 냉각수는 폐기물 연소에 따른 산성가스가 표면에 응축되지 않도록 90∼110℃로 유지한다. In the low temperature melting furnace 4 of the present embodiment, the upper and lower chambers 23 and 24 are cooled in water to be kept at a low temperature, and the glass furnace (not shown) formed on the wall of the melting furnace acts as a protection against corrosion due to high temperature. (4) long service life. Cooling water in the furnace is kept at 90 ~ 110 ℃ to prevent the acid gas from condensation on the surface of the waste combustion.
용융로(4) 내에서 폐기물이 좋은 연소상태가 되려면 높은 온도로 유지되며 산소와 충분히 접촉하여야 한다. 그러나, 용융로(4)가 수냉각식이며 수분을 함유한 이온교환수지 등의 폐기물 처리시 국부적으로 환원분위기가 되면서 불완전연소가 될 수 있다. 이를 해소하고 또한 유리의 균질한 혼합을 위하여 하부바닥에는 버블러(26)가 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 버블러(26)는 고온에 견딜 수 있도록 냉각순환회로를 가지며 분사구멍을 통하여 산소 또는 공기를 용융로(4) 내에 공급한다. 이 산소 또는 공기의 공급을 통해, 용융유리가 균질하게 혼합되고 이에 더불어 연소를 촉진시킬 수 있다. 버블러(26)의 높이는 필요에 따라 조절이 가능하며, 공급유체도 폐기물의 종류나 처리조건에 따라 산소 또는 공기를 공급할 수 있다. 통상적으로는 버블러(26)의 분사구멍은 용탕유리 내에 위치하도록 한다. The waste in the furnace 4 must be kept at high temperature and in good contact with oxygen in order to achieve good combustion. However, the melting furnace 4 is water cooled and may be incomplete combustion as it is locally reduced in treating waste such as water-containing ion exchange resins. In order to solve this problem and homogeneous mixing of the glass, a bubbler 26 is preferably installed at the bottom of the glass. That is, as shown in Fig. 5, the bubbler 26 has a cooling circulation circuit to withstand high temperatures and supplies oxygen or air into the melting furnace 4 through the injection hole. Through this supply of oxygen or air, the molten glass can be mixed homogeneously and in addition to promote combustion. The height of the bubbler 26 can be adjusted as needed, and the supply fluid can also supply oxygen or air depending on the type of waste or treatment conditions. Usually, the injection hole of the bubbler 26 is located in the molten glass.
방사능물질을 고온처리 할 경우, 방사성핵종은 직접적으로 방사성핵종 자체가 휘발되거나 가스형태로 용융로에서 유출될 수 있으며, 간접적으로는 미연탄소성분 등 입자에 섞여 빠져나갈 수 있다. 중저준위 방사성폐기물 내에 포함된 성분의 상당부분은 입자형태로 이동되며, 세슘(Cs) 등 비휘발성 핵종의 경우 휘발을 최소화 할 수 있도록 저온으로 운전하는 것이 중요하다. 따라서, 저온용융로(4)의 후단에 제1배기체 처리수단(36)이 배치되는 것이 바람직하다. If the radioactive material is subjected to high temperature treatment, the radionuclide may be directly volatilized from the radionuclide itself or may be discharged from the melting furnace in a gaseous form and indirectly mixed with particles such as unburned carbon components. Much of the components contained in the low and medium level radioactive waste are transported in the form of particles, and in the case of nonvolatile nuclides such as cesium (Cs), it is important to operate at low temperatures to minimize volatilization. Therefore, it is preferable that the first exhaust gas treatment means 36 is arranged at the rear end of the low temperature melting furnace 4.
즉, 일반 산업폐기물 처리공정과 달리 용융로 자체를 수냉각한 뒤 후단에 냉각파이프(5)를 두어 배기가스의 온도를 낮춤으로써 고온세라믹필터(6)에서 휘발 가능한 방사성 핵종을 포함한 입자의 포집효율을 최대한 높여, 후단의 배기가스 계통에 방사성 물질의 오염을 최소화 할 수 있도록 하였다. In other words, unlike the general industrial waste treatment process, the cooling of the melting furnace itself and the cooling pipe (5) at the rear end lowers the temperature of the exhaust gas, thereby reducing the collection efficiency of particles containing radionuclides which can be volatilized in the high temperature ceramic filter (6). As high as possible, it is possible to minimize the contamination of radioactive material in the exhaust system of the rear stage.
냉각파이프(5)는 설치조건에 따라 수평 또는 수직연결이 가능하고 그 길이를 길거나 짧게 조절할 수 있다. 한편, 저온용융로(4)의 상부챔버(23)에 있어서, 그 냉각능력을 향상시킴으로써, 냉각파이프 없이 저온용융로(4)와 고온세라믹필터(6)를 직결할 수도 있다. The cooling pipe 5 can be connected horizontally or vertically according to the installation conditions, and its length can be adjusted long or short. On the other hand, in the upper chamber 23 of the low temperature melting furnace 4, by improving the cooling ability, the low temperature melting furnace 4 and the high temperature ceramic filter 6 can be directly connected without a cooling pipe.
고온세라믹필터(6)는 900℃의 고온에서 견딜 수 있는 재질이며, NOx, SOx, HCl 등과 같은 산성가스에 영향을 받지 않는 Al2O3, SiO2성분으로 구성되어 배기가스의 온도변화를 충분히 수용할 수 있다. 또한 입자크기 1㎛의 입자에 대해 99.99%의 포집효율을 가지며 필터 표면에 부착된 분진은 2∼5 ㎏/㎠의 압축공기를 분사하여 하단부의 드럼(29a)으로 떨어내고, 응축방지를 위해 내부는 150∼200℃를 유지한다.The high temperature ceramic filter 6 is a material that can withstand high temperatures of 900 ° C., and is composed of Al 2 O 3 and SiO 2 components that are not affected by acid gases such as NOx, SOx, HCl, and the like, to sufficiently change the temperature of the exhaust gas. I can accept it. In addition, it has a 99.99% collection efficiency for particles having a particle size of 1 μm and the dust attached to the filter surface is sprayed with compressed air of 2 to 5 kg / cm 2 and dropped to the drum 29a at the lower end. Maintains 150-200 ° C.
고온세라믹필터(6)는 그 차압이 배기체의 흐름에 영향을 줄 정도로 상승하였을 때를 대비하여 여러 개를 병렬로 연결한 상태에서, 차압 상승시 다른 고온세라믹필터(6)로 흐를 수 있도록 구현할 수 있다. The high temperature ceramic filter 6 may be implemented to flow to another high temperature ceramic filter 6 when the differential pressure rises in a state in which several of the high pressure ceramic filters 6 are connected in parallel in preparation for when the differential pressure increases to affect the flow of the exhaust body. Can be.
또한, 탈진설비(28)에 의해 생성된 압력파로 인하여 폐기물 투입율에 영향을 받을 경우 다중의 고온세라믹필터(6)를 설치하여, 한 개의 고온세라믹필터(6)를 탈진시킬 경우는 전단에 밸브를 닫아, 탈진설비(28)를 작동하지 않는 고온세라믹필터(6)로 흐르게 하여 영향을 제거할 수 있다.In addition, in the case of being affected by the waste input rate due to the pressure wave generated by the dedusting unit 28, a plurality of high temperature ceramic filters 6 are installed. And the dust removal equipment 28 flows to the high temperature ceramic filter 6 which does not operate, and the influence can be eliminated.
고온세라믹필터(6)의 후단에는 고온헤파필터(7)가 설치되며 이는 350℃이하에서 사용하는 것이 바람직하다. 이 고온헤파필터(7)는 0.3㎛의 입자에 대해 99.97%의 포집효율을 구비하여 초미세 분진까지 포획하도록 하였다. 이러한 고려는 후단의 습식세정기로부터 배출되는 세정액의 방사능 준위를 극저준위 이하 즉, 일반폐기물로 만들어 용이한 처리를 할 수 있도록 하기 위함이다. The high temperature HEPA filter 7 is installed at the rear end of the high temperature ceramic filter 6, which is preferably used at 350 ° C. or lower. This high temperature HEPA filter 7 had a collection efficiency of 99.97% for 0.3 µm particles to capture ultrafine dust. This consideration is to make the radioactive level of the cleaning liquid discharged from the wet cleaner of the rear stage below the ultra low level, that is, general waste, so that it can be easily processed.
고온HEPA필터(7)도 고온세라믹필터(6)와 마찬가지로, 그 차압이 배기체의 흐름에 영향을 줄 정도로 상승하였을 때를 대비하여 여러 개를 병렬로 연결하여, 차압 상승시 다른 고온HEPA필터(7)로 흐를 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 고온HEPA필터(7)를 직렬로 연결하여 분진제거효율을 높일 수 있다. Like the high temperature ceramic filter 6, the high temperature HEPA filter 7 is also connected in parallel with each other in preparation for the case where the differential pressure increases to affect the flow of the exhaust body. It is desirable to allow 7 to flow. In addition, by connecting the high temperature HEPA filter 7 in series can increase the dust removal efficiency.
폐기물 종류와 투입양에 따라 다르나 일반적으로 저온용융로(4)-냉각파이프(5)-고온세라믹필터(6) 각 계통의 운전시 온도범위는 다음과 같다. 용융로 용탕온도는 1100 ±50℃이며 용융로의 상부챔버(23)내에서 800℃전후, 냉각파이프(5)의 입구 400∼500℃, 출구에서는 200∼250℃의 범위를 갖는다. Although it depends on the type of waste and the amount of input, in general, the temperature range of each system of low temperature melting furnace (4), cooling pipe (5) and high temperature ceramic filter (6) is as follows. Melting furnace melt temperature is 1100 ± 50 ° C and 800 ° C around the upper chamber 23 of the melting furnace, 400 to 500 ° C inlet of the cooling pipe 5, 200 to 250 ° C at the outlet.
도 6은 본 실시예의 2차배기체 처리수단(37)으로서, CO, SOx, NOx, CxHy, 다이옥신 등의 유해가스를 처리하는 공정이다. 용융로(4)에서 발생된 가스 중 미연소된 CO, VOC(휘발성유기화합물), CxHy 등은 후단연소기(8)에서 1100℃ 이상, 체류시간 2초 이상 유지시킴으로써, 고온산화분위기에서 완전 연소시킨다. 후단연소기(8)의 종류에는 가스식 및 전기식 등이 있으며 그 처리성능은 비슷하나 유지관리 및 설치경험이 많은 가스식으로 채택하는 것이 바람직하다. 가스식 후단연소기(8)의 내부는 내화캐스터블로 처리하며, 질소산화물의 발생을 억제하고 배기가스의 유량도 저감하기 위하여 산소/프로판 버너로 설치한다. FIG. 6 shows a process for treating noxious gases such as CO, SOx, NOx, CxHy, and dioxins as the secondary exhaust gas treatment means 37 of the present embodiment. Unburned CO, VOC (volatile organic compound), CxHy, etc. among the gases generated in the melting furnace 4 are completely burned in a high temperature oxidation atmosphere by maintaining at least 1100 ° C. and a residence time of 2 seconds or more in the afterburner 8. There are gas type and electric type of the afterburner (8), and the processing performance is similar, but it is preferable to adopt the gas type with much maintenance and installation experience. The interior of the gas type afterburner 8 is treated with a refractory caster, and installed with an oxygen / propane burner to suppress the generation of nitrogen oxides and reduce the flow rate of the exhaust gas.
고온 가열된 배기체는 수냉자켓으로 만들어진 배기체 냉각기(9)를 통과하면서 500℃이하로 냉각된다. 이 냉각을 통해, 배기체의 온도구배가 완화하여 후단계통으로 나가는 배기체의 온도를 안정되게 유지시킬 수 있어, 고온에 의한 재료의 부식을 최소화시킬 수 있다. 배기체 냉각기(9)는 설치조건에 따라 수직 또는 수평으로 구현될 수 있다. The hot heated exhaust is cooled below 500 ° C while passing through the exhaust cooler 9 made of a water cooling jacket. Through this cooling, the temperature gradient of the exhaust body is alleviated, so that the temperature of the exhaust body exiting to the subsequent stage can be kept stable, thereby minimizing the corrosion of the material due to the high temperature. The exhaust cooler 9 may be implemented vertically or horizontally depending on the installation conditions.
습식 세정기(10)는 분사형(jet) 및 충진형(packed) 세정기로 이루어져 있고, 배기가스를 거의 50℃ 정도로 낮춘다. 고온 고농도의 산성가스로 인한 부식을 고려하여 하스텔로이-씨(hastelloy-C) 소재로 제작하는 분사형세정기는 노즐(30)에 의해 고압으로 분사된 세정액과 배기체가 만나 서로 섞이면서, 배기체 중의 분진을 제거하고 용해성 가스를 흡수하는 역할을 한다. 충진형 세정기의 내부에는 꽃봉오리형의 충진재(32)가 채워져 있어 배기가스와 세정액이 효과적으로 접촉할 수 있다. 충진형 세정기의 상부에는 습분제거기(31)가 설치되어 기포(vapor)내의 미립자를 걸러주고 후단으로의 수분유입을 방지한다. 세정액의 pH는 NaOH를 주입하여 약 7∼10 범위에서 조절된다. NaOH는 HCl, SO2, NO2 등 산성가스와 반응하여 NaCl, Na2SO4 NaHSO3, NaNO3 등의 형태로 축적되며, 세정폐액 건조기(evaporator)에서 건조염 형태로 배출된다.The wet scrubber 10 consists of a jet and a packed scrubber and lowers the exhaust gas to about 50 ° C. In consideration of the corrosion caused by the high temperature and high concentration of acid gas, the jet type washer is made of hastelloy-C material. Remove and absorb soluble gases. The filling filler 32 of the bud type is filled in the filling type scrubber so that the exhaust gas and the cleaning liquid can be effectively contacted. Moisture removal device 31 is installed on the upper part of the filling type scrubber to filter out the fine particles in the vapor and prevent water inflow to the rear end. The pH of the washing liquid is adjusted in the range of about 7 to 10 by injecting NaOH. NaOH reacts with acidic gases such as HCl, SO 2 and NO 2 to accumulate in the form of NaCl, Na 2 SO 4 NaHSO 3 , NaNO 3, etc., and is discharged in the form of dry salt from the washing waste evaporator.
헤파(HEPA)/활성탄 필터(12)는 3단으로 이루어져 있는데, 1, 3단에는 HEPA필터(33a)(33b), 2단에는 활성탄필터(34)가 설치되어 있다. HEPA필터(33a)(33b)는 0.3㎛ 이상의 입자에 대해 99.97% 이상의 제거효율을 보이며, 활성탄필터(34)의 경우 흡착성질을 이용하여 잔여핵종, 미세분진 및 다이옥신 등을 제거한다. The HEPA / activated carbon filter 12 is composed of three stages. HEPA filters 33a and 33b are provided in the first and third stages, and activated carbon filters 34 are provided in the second stage. The HEPA filters 33a and 33b show a removal efficiency of 99.97% or more for particles of 0.3 µm or more, and the activated carbon filter 34 removes residual nuclides, fine dusts, dioxins and the like by using an adsorbent.
배기팬(13)은 계통 내를 부압으로 유지시키고 배기체를 굴뚝(16)까지 유도하는 역할을 한다. 본 공정에서는 배기팬(13)이 오동작하는 비상시를 대비하여, 다중성(redundancy)의 개념에 따라 배기팬(13)이 2대 설치되어 있다. The exhaust fan 13 maintains the inside of the system at a negative pressure and serves to guide the exhaust body to the chimney 16. In this step, two exhaust fans 13 are provided in accordance with the concept of redundancy in case of an emergency in which the exhaust fans 13 malfunction.
후단연소기(8)에서 고온 가열된 배기체를 그대로 굴뚝(16)을 통해 배출시키는 경우에는 배기체에 함유된 질소산화물이 기준치(200ppm)를 초과(예컨대, 1000 내지 1500ppm)하여 배출될 수 있다. 이 초과되는 질소산화물은 대기오염의 주원인이 된다. 이를 해소하기 위하여, 질소산화물제거기(15)가 제2재열기(14) 후단에 설치되는 것이 바람직하다. 질소산화물제거기(15)는 선택적 촉매환원방법으로 촉매하에서 암모니아 환원제를 사용하여 NOx를 질소와 물성분으로 환원시키는 장치이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 질소산화물제거기(15)는 암모니아 저장탱크(15a)에 연결된 암모니아 주입관, 암모니아 주입관이 설치되며 암모니아와 배기가스를 혼합하는 라인 믹서(line mixer)(15b) 및 TiO2, WO3, V2O5를 주성분으로 하는 벌집형 세라믹 촉매(15c)로 구성되어 있다. 질소산화물 제거계통 내부는 촉매온도를 250∼405℃로 유지시키는 것이 바람직하다. 그러나, 250℃이하의 촉매온도에서 암모니아가 주입될 경우 가스중의 SOx와 반응하여 (NH4)2SO4 등의 암모늄염이 생성되어 촉매의 성능을 급속히 저하시킬 수 있으므로 촉매온도가 낮거나 배기가스가 바이패스라인(38)을 통해 우회(bypass)되는 경우에는 주입되지 않도록 한다.In the case where the exhaust gas heated at a high temperature in the afterburner 8 is discharged through the chimney 16 as it is, the nitrogen oxide contained in the exhaust gas may be discharged beyond the reference value (200 ppm) (for example, 1000 to 1500 ppm). This excess nitrogen oxide is the main cause of air pollution. In order to solve this problem, it is preferable that the nitrogen oxide remover 15 is installed after the second reheater 14. The nitrogen oxide remover 15 is a device for reducing NOx to nitrogen and water using an ammonia reducing agent under a catalyst by a selective catalytic reduction method. As illustrated in FIG. 7, the nitrogen oxide remover 15 includes an ammonia injection tube connected to the ammonia storage tank 15a, an ammonia injection tube, and a line mixer 15b for mixing ammonia and exhaust gas, and TiO 2, is composed of a ceramic honeycomb catalyst (15c) composed mainly of WO 3, V 2 O 5. The inside of the nitrogen oxide removal system is preferably maintained at a catalyst temperature of 250 ~ 405 ℃. However, when ammonia is injected at a catalyst temperature below 250 ° C, ammonium salts such as (NH 4 ) 2 SO 4 are formed by reacting with SOx in the gas, which can rapidly degrade the performance of the catalyst. If is bypassed (bypass) through the bypass line (38) is not injected.
제1재열기(11) 또는 제2재열기(14)는 HEPA/활성탄 필터(12) 또는 질소산화물제거기(15)로 배기가스가 유입되기 전에 운전온도에 맞도록 가스의 온도를 높이는 역할을 한다. The first reheater 11 or the second reheater 14 serves to raise the temperature of the gas to match the operating temperature before the exhaust gas flows into the HEPA / activated carbon filter 12 or the nitrogen oxide remover 15. .
굴뚝(16)은 배기체의 최종 배출구이며 굴뚝배기체감시기(39)와 방사성유출물감시기(40)가 설치되어, 배기체 내의 각종 오염물질 농도가 상기의 처리공정을 통과하면서 최종배출시 배출허용기준을 만족시키는지를 모니터링하는 역할을 한다.The chimney 16 is the final outlet of the exhaust body, and the chimney exhaust gas monitor 39 and the radioactive emission sensor 40 are installed, and the concentration of various pollutants in the exhaust gas passes through the above-described treatment process and is allowed to be discharged at the final discharge. It monitors whether the criteria are met.
이하, 본 실시예에 따른 방사성폐기물의 소각·용융처리공정에 대하여 설명한다. Hereinafter, the incineration and melting treatment process of radioactive waste according to the present embodiment will be described.
도 1에 도시한 바와 같이, 방사성폐기물의 소각·용융처리공정은 크게 (a) 방사성 폐기물과 유리를 공급하는 단계; (b) 단계(a)에서 공급된 폐기물과 유리를 용융시키는 단계; (c) 단계(b)에서 배출되는 제1배기체를 처리하는 단계; 및 (d) 단계(c)에서 배출되는 제2배기체를 처리하는 단계로 이루어진다. As shown in Figure 1, the incineration and melting process of radioactive waste is largely (a) supplying radioactive waste and glass; (b) melting the glass with the waste fed in step (a); (c) treating the first exhaust gas discharged in step (b); And (d) treating the second exhaust gas discharged in step (c).
전술한 공정에서, 공급단계(a)에서는 유리공급기(1)를 통해 유리를 공급하는 단계, 저장호퍼(2)(3)와 계량호퍼(22)를 통해 잡고체나 이온교환수지를 공급하는 단계, 이들을 저온용융로(4)로 이송시키는 이송단계로 구성되어 있다. In the above-described process, in the supplying step (a), supplying the glass through the glass feeder 1, supplying the holding body or the ion exchange resin through the storage hopper (2) (3) and the metering hopper (22), It consists of a transfer step for transferring these to the low temperature melting furnace (4).
제1배기체 처리단계(c)는 단계(b)에서 배출되는 제1배기체의 온도를 냉각파이프(5)를 통과시켜 낮추는 단계(단계e), 단계(e)를 통과한 제1배기체를 고온세라믹필터(6)를 통과시켜 분진 등을 필터링하는 단계(단계f), 및 단계(f)를 통과한 제1배기체를 고온헤파필터(7)를 통과시켜 초미세 분진까지 필터링하는 단계(단계g)로 이루어진다. The first exhaust gas treatment step (c) is a step of lowering the temperature of the first exhaust gas discharged in step (b) through the cooling pipe 5 (step e) and the first exhaust gas passed through step (e). Passing through the high temperature ceramic filter 6 to filter dust and the like (step f), and filtering the first exhaust gas passing through the step (f) through the high temperature HEPA filter 7 to ultrafine dust. (Step g).
한편, 제2배기체 처리단계(d)는 단계(g)를 통과한 제1배기체 중 미연소된 유해가스를 후단연소기(8)를 통해 고온 가열하여 완전 연소시키는 단계(단계h), 단계(h)에서 고온 가열된 제2배기체의 온도를 배기체 냉각기(9)를 통과시켜 낮추는 단계(단계i), 단계(i)를 통과한 제2배기체에 세정기(10)를 통해 세정액을 혼합시키는 단계(단계j), 단계(i)를 통과한 제2배기체를 제1재열기(11)에 통과시켜 운전에 적당한 온도로 높이는 단계(단계k), 단계(k)를 통과한 제2배기체를 헤파/활성탄필터(12)를 통과시켜 필터링하는 단계(단계l), 단계(l)를 통과한 제2배기체를 배기팬(13)을 통해 굴뚝으로 유도하고 전처리 계통 내를 부압으로 유지시키는 단계(단계m), 단계(m)를 통과한 제2배기체를 제2재열기(14)에 통과시켜 운전에 적당한 온도로 재차 높이는 단계(단계n), 단계(n)를 통과한 제2배기체가 질소산화물제거기(15)를 통과하여 잔류 질소산화물을 제거하는 단계(단계o), 단계(o)에서 촉매온도가 낮은 경우 단계(h)를 통과한 제2배기체를 굴뚝(16)으로 바이패스시키는 단계(단계p)로 이루어진다. On the other hand, the second exhaust gas treatment step (d) is a step of completely burning the unburned noxious gas of the first exhaust gas passed through the step (g) by the high temperature heating through the afterburner 8 (step h), step In step (h), the temperature of the second exhaust gas heated at a high temperature is passed through the exhaust gas cooler 9 (step i), and the cleaning liquid is passed through the scrubber 10 to the second exhaust gas passed through step (i). The step (step k) and the step (k) that pass through the mixing step (step j), passing the second exhaust gas passed through step (i) to the first reheater 11 to a temperature suitable for operation (step k) Filtering the exhaust gas through the HEPA / activated carbon filter 12 (step l), guide the second exhaust gas passed through the step (l) through the exhaust fan 13 to the chimney and negative pressure in the pretreatment system The step (step m) and the step (m) passed through the second exhaust gas passing through the second reheater 14 to the temperature suitable for operation again (step n), step (n) One second exhaust gas passes through the nitrogen oxide remover 15 to remove residual nitrogen oxides (step o), and if the catalyst temperature is low in step (o), the second exhaust gas passed through step (h) is changed to the chimney ( And bypassing step 16).
또한, 굴뚝(16)을 통과하는 배기체를 배기체감시기(39)와 방사성유출물 감시기(40)에 의해 감시하는 단계를 더 구현시킬 수 있다. In addition, the step of monitoring the exhaust gas passing through the chimney 16 by the exhaust gas monitor 39 and the radioactive emissions monitor 40 may be further implemented.
각 단계에서의 효과는 전술한 방사성폐기물의 소각·용융처리장치에서 설명한 바와 같다. Effects at each stage are as described in the incineration and melting apparatus for radioactive waste described above.
본 발명에 따른 방사성폐기물의 소각·용융처리장치 및 공정은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.Incineration and melting treatment apparatus and process of radioactive waste according to the present invention can be carried out in a variety of modifications within the scope of the technical idea of the present invention is not limited to the above-described embodiment.
이상과 같이 살펴본 본 발명의 방사성폐기물의 소각·용융처리장치 및 공정에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. According to the incineration and melting treatment apparatus and process of the radioactive waste of the present invention examined as described above has the following effects.
첫째, 제1차배기체 처리수단에서 고온세라믹필터(6)의 후단에 고온헤파필터(7)가 더 설치됨으로써 제2차배기체 처리수단의 세정기의 세정폐액을 극저준위 이하의 일반폐기물로 분류시킬 수 있어 처리가 용이할 수 있다.First, since the high temperature HEPA filter 7 is further installed at the rear end of the high temperature ceramic filter 6 in the first exhaust gas treatment means, the cleaning waste liquid of the scrubber of the second exhaust gas treatment means may be classified as general waste having a low level or lower. Treatment can be facilitated.
둘째, 제2차배기체 처리수단에서 질소산화물제거기(15)가 더 설치됨으로써, 후단연소기(8)를 통과한 고온 가열된 배기체의 질소산화물을 기준치 이하로 줄임으로써, 대기오염을 방지할 수 있다. Second, by further installing the nitrogen oxide remover 15 in the secondary exhaust gas treatment means, by reducing the nitrogen oxides of the high temperature heated exhaust gas passing through the afterburner 8 to the reference value or less, it is possible to prevent air pollution. .
셋째, 저온용융로에 산소공급관(25)과 버블러(25)가 설치되어, 폐기물 종류에 따라 적정한 산소 또는 공기를 공급하여 폐기물이 산화에 의한 완전 연소를 유도할 수 있다. Third, the oxygen supply pipe 25 and the bubbler 25 is installed in the low-temperature melting furnace, supplying appropriate oxygen or air according to the type of waste can induce complete combustion of the waste by oxidation.
넷째, 폐기물과 유리의 이송이 스크류 방식으로 이루어져 폐기물을 저온용융로에 원활히 공급할 수 있다. Fourth, the transfer of waste and glass in a screw method can smoothly supply the waste to the low temperature melting furnace.
다섯째, 폐기물 공급수단에 안전밸브가 더 설치됨으로써, 용융로 내부가 양압으로 유지될 경우 내부 불길이 저장호퍼 내로 치솟아 폐기물을 태워버릴 수 있는 상황을 방지할 수 있다. Fifth, by installing a safety valve in the waste supply means, it is possible to prevent the situation that the internal flame soared into the storage hopper and burn the waste when the interior of the melting furnace is maintained at a positive pressure.
여섯째, 수직스크류(19) 상부에 질소공급라인(18)이 설치되어, 가열로 내의 불길이 역류하는 것을 막을 수 있다. Sixth, the nitrogen supply line 18 is installed above the vertical screw 19, it is possible to prevent the flame in the furnace backflow.
일곱째, 굴뚝(16)에 배기체감시기(39)와 방사성유출물감시기(40)가 설치되어, 배기체 내의 각종 오염물질 농도가 전처리공정을 통과하면서 최종배출시 배출허용기준을 만족시키는지를 모니터링할 수 있다.Seventh, an exhaust gas monitor 39 and a radioactive emission monitor 40 are installed in the chimney 16 to monitor whether various pollutant concentrations in the exhaust gas satisfy the emission limit during final discharge while passing through the pretreatment process. Can be.
도 1은 본 발명에 따른 방사성 폐기물 소각ㆍ용융처리장치를 나타낸 전체 공정도. 1 is an overall process diagram showing a radioactive waste incineration and melting treatment apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1의 폐기물공급수단을 나타낸 도. 2 is a view showing the waste supply means of FIG.
도 3은 도 1의 저온용융로와 1차배기체 처리계통을 나타낸 도.3 is a view showing a low temperature melting furnace and a primary exhaust gas treatment system of FIG.
도 4는 도 3의 저온용융로를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing the low temperature melting furnace of FIG.
도 5는 도 3의 버블러를 도시한 단면도. 5 is a sectional view of the bubbler of FIG. 3;
도 6은 도 1의 2차배기체 처리계통을 나타낸 도. 6 is a view showing a secondary exhaust gas treatment system of FIG.
도 7은 도 6의 질소산화물제거기를 상세히 도시한 도. FIG. 7 illustrates the nitrogen oxide remover of FIG. 6 in detail. FIG.
도 8은 종래의 방사성폐기물 소각처리장치를 나타낸 전체 공정도. 8 is an overall process diagram showing a conventional radioactive waste incineration apparatus.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 유리공급기 2 : 잡고체 저장조1: glass feeder 2: holding body reservoir
3 : 이온교환수지 저장조 4 : 저온용융로3: ion exchange resin storage tank 4: low temperature melting furnace
4a,4b : 벽 4c : 배출구4a, 4b: wall 4c: outlet
4d : 투입구 5 : 냉각파이프4d: inlet 5: cooling pipe
6 : 고온세라믹필터6: high temperature ceramic filter
7 : 고온헤파(HEPA; High Efficiency Particulate Air)필터7: HEPA (High Efficiency Particulate Air) filter
8 : 후단연소기 9 : 배기체냉각기8: afterburner 9: exhaust body cooler
10 : 세정기 11 : 제1재열기10: washing machine 11: first reheater
12 : HEPA/활성탄 필터 13 : 배기팬12 HEPA / activated carbon filter 13 exhaust fan
14 : 제2재열기 15;질소산화물제거기14 second reheater 15; nitrogen oxide remover
15a : 암모니아 저장탱크 15b : 라인 믹서15a: ammonia storage tank 15b: line mixer
15c : 촉매 16;굴뚝15c: catalyst 16; chimney
17 : 안전밸브 18 : 질소공급라인17: safety valve 18: nitrogen supply line
19 : 수직스크류 20 : 수직튜브19: vertical screw 20: vertical tube
21 : 전자저울 22 : 계량호퍼21: electronic balance 22: weighing hopper
23 : 상부챔버 24 : 하부챔버23: upper chamber 24: lower chamber
25 : 산소공급관 26 : 버블러25: oxygen supply pipe 26: bubbler
27 : 인덕터 28 : 탈진설비27: inductor 28: dust removal equipment
29 : 세라믹필터 29a : 저장탱크29: ceramic filter 29a: storage tank
30 : 분사노즐 31 : 습분제거기30: spray nozzle 31: moisture removal
32 : 충진재 33a,33b : HEPA필터32: Filler 33a, 33b: HEPA filter
34 : 활성탄필터 35 : 폐기물공급수단34: activated carbon filter 35: waste supply means
36 : 1차배기체 처리수단 37 : 2차배기체 처리수단36: primary exhaust gas treatment means 37: secondary exhaust gas treatment means
38 : 바이패스수단 39 : 굴뚝 배기체 감시기38: bypass means 39: chimney exhaust body monitor
40 : 방사성유출물 감시기40: radioactive emissions monitor
WI : 냉각수유입 WO : 냉각수배출 WI: Cooling water inlet WO: Cooling water discharge
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2570725A2 (en) | 2011-09-19 | 2013-03-20 | Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. | Oxygen supplying apparatus of a melting furnace |
| WO2014077478A1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-05-22 | 한국수력원자력 주식회사 | Metal sector for bottom of glass melting furnace, and glass melting furnace |
| WO2016122866A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Studsvik, Inc. | Apparatus and methods for treatment of radioactive organic waste |
| KR101833398B1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-02-28 | 주식회사 한국테크놀로지 | System for Carbonizing Middle and Low Level Radiative Waste Using Low Pressure Superheated Vapor |
| KR101833391B1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-02-28 | 주식회사 한국테크놀로지 | Apparatus for Processing Waste Liquor Producted by Middle and Low level Radiative Waste Carbonization System Using Low Pressure Superheated Vapor |
| KR102046463B1 (en) | 2018-08-31 | 2019-11-19 | 한국원자력연구원 | Device for Treatment of Spent Radioactive Ion Exchange Resins and Method for Treatment of Spent Radioactive Ion Exchange Resins |
| KR102231419B1 (en) * | 2020-11-12 | 2021-03-23 | 이범섭 | Combustion Flue Gas Treatment System with High Denitrification Efficiency |
| US11315697B1 (en) | 2021-05-28 | 2022-04-26 | Js Chem Corporation | Fines removal apparatus installed on radioactive liquid waste granulat |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102462270B1 (en) * | 2022-07-14 | 2022-11-07 | 하나원자력기술주식회사 | Batch Pyrolysis Treatment Apparatus and Method of Low-Level Radioactive Waste using Induction Heating |
| KR102462259B1 (en) * | 2022-07-14 | 2022-11-07 | 하나원자력기술주식회사 | Batch Pyrolysis Treatment Apparatus and Method of Super-Compacted Radioactive Waste Drum using Induction Heating |
| WO2024215036A1 (en) * | 2023-04-13 | 2024-10-17 | 한국수력원자력 주식회사 | Vitrification device and method for nuclear power plant |
| CN119943463A (en) * | 2024-12-30 | 2025-05-06 | 中国辐射防护研究院 | A device and method for treating tail gas from microwave ashing furnace for radioactive biological waste |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05203795A (en) * | 1992-01-27 | 1993-08-10 | Ngk Insulators Ltd | Treatment of decontamination waste liquid |
| US5370724A (en) * | 1992-11-10 | 1994-12-06 | Exide Corporation | Process for remediation of lead-contaminated soil and waste battery casings |
| KR960008861A (en) * | 1994-08-11 | 1996-03-22 | 조문수 | Incinerator, vitrification device and exhaust gas purification device and vitrification method for radioactive nuclear waste |
| KR20010026585A (en) * | 1999-09-07 | 2001-04-06 | 이종훈 | System and Treatment Method for Low-and Intermediate-Level Radioactive Waste |
| KR20030060290A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-16 | 현대모비스 주식회사 | rest throwing apparatus for solid radioactive waste |
-
2002
- 2002-06-07 KR KR10-2002-0031822A patent/KR100498881B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05203795A (en) * | 1992-01-27 | 1993-08-10 | Ngk Insulators Ltd | Treatment of decontamination waste liquid |
| US5370724A (en) * | 1992-11-10 | 1994-12-06 | Exide Corporation | Process for remediation of lead-contaminated soil and waste battery casings |
| KR960008861A (en) * | 1994-08-11 | 1996-03-22 | 조문수 | Incinerator, vitrification device and exhaust gas purification device and vitrification method for radioactive nuclear waste |
| KR20010026585A (en) * | 1999-09-07 | 2001-04-06 | 이종훈 | System and Treatment Method for Low-and Intermediate-Level Radioactive Waste |
| KR20030060290A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-16 | 현대모비스 주식회사 | rest throwing apparatus for solid radioactive waste |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101248940B1 (en) | 2011-09-19 | 2013-04-01 | 한국수력원자력 주식회사 | Crucible of a oxygen suppling apparatus |
| US8770118B2 (en) | 2011-09-19 | 2014-07-08 | Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. | Oxygen supplying apparatus of a melting furnace |
| EP2570725A2 (en) | 2011-09-19 | 2013-03-20 | Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. | Oxygen supplying apparatus of a melting furnace |
| WO2014077478A1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-05-22 | 한국수력원자력 주식회사 | Metal sector for bottom of glass melting furnace, and glass melting furnace |
| US10593437B2 (en) | 2015-01-30 | 2020-03-17 | Studsvik, Inc. | Methods for treatment of radioactive organic waste |
| WO2016122866A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Studsvik, Inc. | Apparatus and methods for treatment of radioactive organic waste |
| CN107112063A (en) * | 2015-01-30 | 2017-08-29 | 斯都斯维克公司 | Apparatus and method for treating radioactive organic waste |
| CN107112063B (en) * | 2015-01-30 | 2020-10-30 | 斯都斯维克公司 | Apparatus and method for treating radioactive organic waste |
| KR101833398B1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-02-28 | 주식회사 한국테크놀로지 | System for Carbonizing Middle and Low Level Radiative Waste Using Low Pressure Superheated Vapor |
| WO2018230898A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | 주식회사 한국테크놀로지 | Medium- and low-level radioactive waste carbonizing system using low-pressure superheated vapor |
| WO2019004630A1 (en) * | 2017-06-27 | 2019-01-03 | 주식회사 한국테크놀로지 | Apparatus for treating wastewater generated in medium and low level radioactive waste carbonization system using low pressure superheated steam |
| KR101833391B1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-02-28 | 주식회사 한국테크놀로지 | Apparatus for Processing Waste Liquor Producted by Middle and Low level Radiative Waste Carbonization System Using Low Pressure Superheated Vapor |
| KR102046463B1 (en) | 2018-08-31 | 2019-11-19 | 한국원자력연구원 | Device for Treatment of Spent Radioactive Ion Exchange Resins and Method for Treatment of Spent Radioactive Ion Exchange Resins |
| KR102231419B1 (en) * | 2020-11-12 | 2021-03-23 | 이범섭 | Combustion Flue Gas Treatment System with High Denitrification Efficiency |
| US11315697B1 (en) | 2021-05-28 | 2022-04-26 | Js Chem Corporation | Fines removal apparatus installed on radioactive liquid waste granulat |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030094612A (en) | 2003-12-18 |
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