DE2629581A1

DE2629581A1 - Verfahren und vorrichtung zur dekontaminierung einer mit schadstoffen beladenen fluessigkeit

Info

Publication number: DE2629581A1
Application number: DE19762629581
Authority: DE
Inventors: Helmut Beuler; Rolf Glaum; Hanns Dipl Ing Mende
Original assignee: Luwa Ltd
Current assignee: Buss AG
Priority date: 1976-07-01
Filing date: 1976-07-01
Publication date: 1978-01-12
Also published as: JPS5654599B2; JPS535400A; US4226678A; DE2629581C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Dekontaminierung einer mit Schadstoffen beladenen Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontaminierung einer Flüssigkeit, insbesondere einer mit radioaktiven Stoffen beladenen Flüssigkeit durch Verdampfen, wobei der verdampfte Flüssigkeitsanteil durch mehrere Waschflüssigkeitsbäder geführt wird und wobei die Waschflüssigkeit die einzelnen Bäder im wesentlichen im Gegenstrom zum verdampften Flüssigkeitsanteil (Dampf) durchfließt.

Aufgrund der Erfodernisse des Umweltschutzes ist es mehr und mehr notwendig, mit radioaktiven Stoffen verunreinigte Flüssigkeit vor dem Ablassen in öffentliche Gewässer von den Verunreinigungen zu befreien. Eine solche Reinigung der Flüssigkeit wird besonders dort notwendig, wo mit radioaktiven Substanzen beladene Flüssigkeit bzw. Abwasser anfällt. Die Radioaktivität

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Telefon: (0221) 380238 · Telegramm: Inventator Köln · Telex: 8883555 max d

Postscheckkonto Köln (BLZ 37010050) Kto.-Nr. 152251-500 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 37070060) Kto.-Nr. 1236181 f 12

wird in Mikrocurie pro cm3 ^uCi/cm3) oder in Curie pro m3

(Ci/m3) angegeben. Nach den allgemein geltenden Normen sollunbekannte und/oder ten Abwasser, welche A. langlebige radioaktive Stoffe aufweisen und in öffentlichen Gewässer^ abgeleitet werden, eine Radioaktivität aufweisen, die kleiner als 10"' Ci/m3 ist.

Es ist bekannt, daß bei radioaktiven Abwassern nicht das Wasser Träger der Radioaktivität ist. Diese ist vielmehr an gelöste Salze oder suspendierte Feststoffe wie z. B. nichtgelöste Salze, Oxyde, Metallabrieb usw. gebunden.

Bei einem bekannten Verfahren wird das radioaktive Abwasser verdampft, wobei der Dampf und die mit diesem mitgerissenen Tropfen durch eine Waschflüssigkeit geleitet werden. Dabei gehen ein Großteil der Tropfen in die Waschflüssigkeit über. Die Tropfen werden mit der Waschflüssigkeit durchmischt, wodurch die in den Tropfen enthaltenen radioaktiven Stoffe in der Waschflüssigkeit verdünnt werden. Dadurch wird die Radioaktivität pro Volumeneinheit, z. B. pro cm3 vermindert. Zudem werden die vom Dampf mitgerissenen Tropfen in Tropfenabscheider welche jeweils oberhalb der Böden angeordnet sind, abgeschieden. Diese Tropfenabscheider sind als Demister ausgebildet und aus gepreßten Matten aus Stahlwolle oder ähnlichen Materialien hergestellt.

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Durch das Abscheiden der Tropfen in diesen Demistemfindet in diesen eine Anreicherung von mit radioaktiven Stoffen behaftete Verunreinigungen statt, welche am Gewebe der Demister haften bleiben. Dadurch wird die Radioaktivität innerhalb der Kolonne erhöht. Durch ein einfaches Durchspülen dieser Kolonnen, d. h. der Böden und der Demister wird erfahrungsgemäß keine genügende Ablösung dieser radioaktiven Substanzen erzielt.

Weiterhin sind Kolonnen mit einer Mehrzahl von Böden bekannt. Auf diesen Böden ist jeweils neben einer Zu- und Ablaufwehr, welche eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf dem Kolonnenboden ermöglicht, noch eine Prallplatte angeordnet, welche oberhalb des Kolonnenbodens befestigt ist. Diese Prallplatte er-r möglicht, die durch die Böden bzw. durch die auf den Böden angesammelte Flüssigkeit hindurchtretenden Dämpfe umzulenken, wobei die durch den Dampfstrom mitgerissenen Tropfen zum Teil aus dem Dampfstrom ausgeschieden wird. Durch diese Art von Tropfenabscheidung wird erreicht, daß an keiner Stelle der Kolonne eine unerlaubte Anreicherung von radioaktiven Stoffen stattfinden kann.

Bei der Anwendung dieser zwei bekannten Verfahren wurde jedoch festgestellt, daß durch die Tropfenabscheidung alleine die erforderliche Endkonzentration im Destillat nicht erreicht werden kann; diese konnte nur durch wesentliche Erhöhung der Waschflüssigkeitsmenge erreicht werden. Diese Maßnahme erfordert jedoch einen wesentlichen Mehraufwand an Wärmeenergie, da die zusätzliche Waschflüssigkeit zusammen mit der verunreinigten Flüssigkeit verdampft werden muß. Weiterhin ist es notwendig, die Bo-

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dendurchmesser, durch welche der Dampf und mit ihm die mitgerissenen Tropfen durchtreten müssen, zu vergrößern. Auch diese Maßnahme bedeutet eine Verteuerung der ganzen Anlage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen vermieden werden und mit dem bei wirtschaftlich vertretbarem Aufwand ein Destillat gewonnen werden kann, das hinsichtlich seiner Restradioaktivität, verursacht durch einen Restgehalt an radioaktiven Stoffen, unterhalb der allgemein geltenden Sicherheitsnormen liegt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Waschflüssigkeit in jedem Waschflüssigkeitsbad jeweils im wesentlichen im Ranelbereich aufgegeben und radial nach innen zu einem zentralen Ablauf geführt wird und der Dampf durch die Waschflüssigkeit im Zentralbereich des Flüssigkeitsbades hindurchgeführt und unter Umlenkung über die Oberfläche des Flüssigkeitsbades radial nach außen geführt wird. Bei diesem Verfahren wird der verdampfte Anteil der zu reinigenden Flüssigkeit, im folgenden jeweils kurz Dampf genannt, durch mehrere hintereinandergeschaltete Waschflüssigkeit sbäder hindurchgeleitet, wobei die Radioaktivität der einzelnen Waschflüssigkeit sbäder, die durch mitgerissene Flüssigkeitstropfen bewirkt wird, in Durchströmungsrichtung des Dampfes gesehen, laufend abnimmt. Dieses Prinzip ist grundsätzlich bekannt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt nun

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darin, daß es durch die vorgesehene Führung von Dampf und Wasch-

flüssigkeit gelingt, aus dem Waschflüssigkeitsbad durch den Dampf herausgerissene Flüssigkeitstropfen jeweils noch innerhalb desselben Bades weitgehend wieder abzuscheiden, so daß der Anteil
der in das nächstfolgende Waschflüssigkeitsbad vom Dampf mitgeführten Flüssigkeitstropfen erheblich reduziert wird und so entweder bei der gleichen Anzahl der bisher üblichen Flüssigkeitsbäder eine sehr viel bessere Dekontaminierung des Destillats erzielt wird oder aber die Zahl der Flüssigkeitsbäder vermindert

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werden kann. Vorteilhafte AusgesbaHuqg/des aÄdnesganäÖai Verfahrens sind durch die Ansprüche 2 bis 4 gekennzeichnet.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Verdampfereinrichtung, die eine Beheizungseinrichtung, einen Zulauf für die zu dekontaminierende Flüssigkeit und einen Konzentratablauf aufweist und die mit einer
Kolonne in Verbindung steht, die mehrere, mit Abstand übereinander angeordnete Böden mit Durchtrittsöffnungen für Dampf und Waschflüssigkeit aufweist und die im oberen Bereich mit einem Dampfabzug und einem Waschflüssigkeitszulauf versehen ist.

Der Erfindung liegt hierbei die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorstehend bezeichneten Art zu schaffen, mit der das
erfindungsgemäße Verfahren betriebssicher und mit geringem konstruktiven Aufwand durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Boden in seinem
Mittenbereich einen Waschflüssigkeitsdurchtritt aufweist, der mit

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einem unterhalb des jeweiligen Bodens angeordneten, bis in den Randbereich der Kolonne reichenden Waschflüssigkeitsverteiler in Verbindung steht, und daß um den Waschflüssigkeitsdurchtritt herum eine Vielzahl von Dampfdurchtrittsöffnungen angeordnet ist. Der das jeweilige Waschflüssigkeitsbad aufnehmende Boden der vorstehend gekennzeichneten erfindungsgemäßen Form ist konstruktiv einfach herzustellen, hat einen über die gesamte Badfläche gleichmäßigen Durchlauf für die Waschflüssigkeit, wobei jedes gedachte Waschflüssigkeitsteilchen vom Eintritt in das Flüssigkeitsbad bis zum Waschflüssigkeitsdurchtritt in etwa den gleichen Weg zurückzulegen hat. Ein derartiger Boden weist ferner praktisch keine "toten" Ecken auf, wie sie bei der Anordnung von Umlenkungen oder dergleichen zur Verlängerung des Durchlaufweges auftreten können und ist daher leicht zu reinigen. Durch die gezielte und eindeutige Führung vom Dampf und Waschflüssigkeit ist die pro-Zeit-Einheit mit dem hindurchgeleiteten Dampf in Berührung kommende Waschflüssigkeitsmenge, die sogenannte Zirkulati'onsmenge, erheblich höher als die tatsächlich durchlaufende Menge an Waschflüssigkeit, die sogenannte Durchlaufmenge, so daß die Anlage insgesamt sehr viel wirtschaftlicher als bisher bekannte Vorrichtungen zur Dekontaminierung radioaktiver Flüssigkeiten arbeitet.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche 6 bis 16 gekennzeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand schenEtischer Zeichnungen für verschiedene Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Vorrichtimg im Vertikalschnitt, Fig. 2 einen Teilvertikalschnitt in größerem Maßstab seiner

ersten Ausführungsform,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie III - III in Fig. 2,

Fig. 3a einen Teilschnitt gemäß der Linie IHa - IHa in Fig.. 3, Fig. 3b eine andere Ausführungsform des in Fig. 3a dargestellten Details,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie IV - IV in Fig. Fig. 5 einen Teilvertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Verdampferteil 1 mit darüber angeordneter Reinigungskolonne 2 auf. Der Verdampferteil ist mit einem Zulauf 3 für die zu reinigende Flüssigkeit und einem Ablauf 4 für das Konzentrat versehen. Durch eine Heizeinrichtung 5, die hier schematisch in Form einer Heizschlange dargestellt ist, wird die im Verdampferteil 1 befindliche Flüssigkeit erhitzt und somit zum Verdampfen gebracht.

Die Reinigungskolonne 2 ist durch mehrere Böden 6 unterteilt, die in ihrer Bauweise anhand der Fig. 2 bis 5 näher beschrieben werden. Diese Böden sind so ausgebildet, daß sie den im Verdampferteil 1 entstehenden Dampf in aufwärtssteigender Richtung durchlassen, so daß der Dampf schließlich im Bereich des Kolonnenkopfes 7 durch eine Abzugsleitung 8 abgezogen und einem Kondensator 9

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zugeführt werden kann. Von der Destillatentnahmeleitung 10 des Verdampfers zweigt eine Rücklaufleitung 11 ab, die oberhalb des obersten Bodens der Kolonne in diese hineinragt und mit einer Reihe von Auslaßdüsen 12 versehen ist. Der über die Rücklaufleitung 11 in die Kolonne zurückgeführte Flüssigkeitsanteil dient als Waschflüssigkeit für den vom Verdampferteil 1 kommenden Dampf, wobei die Flüssigkeit so geführt ist, daß sie im wesentlichen im Gegenstrom zum Dampf in den Verdampferteil 1 zurückläuft.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform für die aus den einzelnen Böden gebildeten Reinigungsstufen in größerem Maßstab dargestellt. Der Boden 6 weist einen geschlossenen Randteil 13 auf, der mit der Kolonnenwand A dicht verbunden ist. Je nach der Korrosivität der zu behandelnden Flüssigkeit kann der Boden entweder fest oder lösbar mit der Kolonnenwandung verbunden sein. An den äußeren, ringförmigen Randteil 13 schließt sich zur Mitte hin ein ebenfalls ringförmig verlaufender Dampf durchla ssteil 14 an, der in der Mitte durch einen Flüssigkeitsdurchtritt 15 begrenzt wird. Der Flüssigkeit sdurchtritt 15 ist hierbei rohrförmig ausgebildet, so daß er einen die Bodenfläche nach oben überragenden Überlauf rand 16 bildet.

Mit Abstand unterhalb des Bodens 6 ist eine Prallplatte 17 angeordnet, die auf ihrer Oberseite einen Überlaufrand 18 aufweist, der die untere Mündung 19 des rohrförmigen Flüssigkeitsdurchtritts 15 mit Abstand umschließt und nach oben überragt.

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Wie aus der Darstellung der darunterliegenden Prallplatte 17' sowie der Aufsicht in Fig. 3 zu entnehmen ist, ist die Prallplatte im wesentlichen leicht konisch ausgebildet und weist auf ihrer Oberseite eine Mehrzahl von rinnenförmigen Vertiefungen 20 auf, die radial vom Überlaufrand 18 zum Rand hin verlaufen. In Fig. 3a ist eine derartige Rinne 20, die beispielsweise durch eine eingedrückte Sicke gebildet ist, näher dargestellt. Fig. 3b zeigt eine andere Ausführungsform für eine derartige Rinne, wie sie beispielsweise durch auf der Oberseite der Prallplatte 17 angeordnete Stege gebildet werden kann.

Auf der Unterseite jedes Bodens 6 ist an der Grenzlinie zwischen dem äußeren Randteil 13 und dem Dampfdurchlaßteil 14 ein nach unten weisender Rand 22 angeordnet. Der Dampfdurchlaßteil selbst kann entweder wie bei dem dargestellten Beispiel als sogenannter Siebboden ausgebildet sein oder aber auch in an sich bekannter Weise die Form eines Glocken- oder eines Ventilbodens haben.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Über die Zulaufleitung 3 wird die zu reinigende Flüssigkeit in den Verfampferteil 1 eingeleitet und über die Heizungseinrichtung 5 soweit aufgeheizt, daß die zu reinigende Flüssigkeit verdampft. Da über die Rücklaufleitung 11 soviel Waschflüssigkeit, beispielsweise Wasser,in die Kolonne eingeleitet worden ist, daß Jeder der Böden 6 vollständig mit Flüssigkeit bedeckt ist, muß der Dampf jeweils durch die über dem Dampfdurchtrxtts» teil eines jeden Bodens befindliche Flüssigkeit hindurchtreten.

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Die Dampfgeschwindigkeit ist hierbei so hoch, daß ein Durchtritt der Waschflüssigkeit durch die Öffnungen des Dampfdurchtrittsteils 14 nicht erfolgt. Im Bereich des Kolonnenkopfes 7 wird über die Dampfentnahmeleitung 8 schließlich der Dampf aus der Kolonne abgezogen und über einen Kondensator kondensiert, wobei ein Teil des Destillats über die Entnahmeleitung 10 abgeleitet,während, vorzugsweise regelbar, ein Teil des Destillats als Waschflüssigkeit wieder in die Kolonne über die Düsen 12 eingeführt wird.

Anhand der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 2 wird der Weg des Dampfes und der Weg der Flüssigkeit im Bereich

der Böden näher erläutert. Die von oben eingeleitete Waschflüssigkeit wird auf jedem Boden durch den Überlaufrand 16 angestaut , wobei der von unten nach oben strömende Dampf einen Durchtritt durch die Öffnungen des Dampfdurchtrittsteils 14 verhindert. Da laufend von oben Waschflüssigkeit nachgefördert wird, tritt der Flüssigkeitsüberschuß durch den Flussigkeitsdurchtritt 15 in die durch den Überlaufrand 18 auf der Prallplatte 17 gebildete Tasse ein und läuft anschließend über den Rand und über die Oberfläche der Prallplatte 17 ab. Durch die Sicken 20 bzw. 21 auf der Oberseite der Prallplatte wird die Flüssigkeit radial nach außen geleitet und gelangt so im Randbereich auf den darunterliegenden nächsten Boden. Der Weg der Flüssigkeit ist durch den ausgezogenen Linienzug 23 in Fig. 2 eingezeichnet.

Der von unten kommende Dampf tritt durch die öffnungen des Dampfdurchtrittsteils 14 und wird anschließend durch die darü-

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berbefindliche Prallplatte 17 auf deren Unterseite in den Randbereich der Kolonne umgelenkt und auf deren Oberseite im Zusammenwirken mit dem Rand 22 des darüberliegenden Bodens wieder in den Zentralbereich der Kolonne zurück umgelenkt. Die beim Verdampfungsvorgang und Jeweils beim Durchtritt durch ein Flüssigkeitsbad auf einem Boden vom Dampf mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen, die radioaktive Stoffe in gelöster oder fester Form enthalten, werden einmal Jeweils an der Unterseite der Prallplatte abgeschieden und laufen in Form von größeren Tropfen und Flüssigkeitsrinnsalen zum Randbereich zurück und fallen wieder in das Flüssigkeitsbad zurück. In der Randzone 24 der Prallplatte erfolgt noch einmal eine scharfe Umlenkung, so daß sowohl etwa noch im Dampf enthaltene Tröpfchen als auch die im Randbereich der Prallplatte befindlichen Tropfen zwar durch dB Dampfströmung abgerissen jedoch nicht nach oben mitgerissen, sondern an die Wand infolge der auftretenden Zentrifugalkräfte ausgeschleudert werden. Durch den umlaufenden, nach unten gerichteten Rand 22 des darüberliegenden Bodens erfolgt eine neuerliche scharfe Umlenkung, so daß auch in diesem Bereich etwa vom Dampf noch mitgeführte Tropfen ausgeschieden und auf die Oberseite der Prallplatte 17 zurückfallen. Die restlichen tropfenförmigen Anteile im Dampf werden nunmehr beim Durchtritt durch das Flüssigkeitsbad des nächsten zu durchströmenden Bodens abgeschieden.

Da nun bei jedem Durchgang durch ein Flüssigkeitsbad jeweils aus dem durchströmenden Flüssigkeitsbad wieder Tropfen mitgerissen werden, würden nunmehr im Laufe der Zeit auch die Flüssig-

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keitsbäder der obersten Böden der Kolonne mit radioaktiven Partikeln versetzt. Dem wird nun entgegengewirkt, daß ein bestimmter Anteil an Waschflüssigkeit jeweils neu in die Kolonne eingeführt wird, so daß die Radioaktivität der Waschflüssigkeit auf dem obersten Kolonnenboden unterhalb der vorgegebenen Werte gehalten werden kann. Der besondere Vorteil der beschriebenen Vorrichtung liegt nun darin, daß theoretisch jedes Flüssigkeitsteilchen vom Kolonnenrand bis zum zentralangeordneten Flüssigkeitsdurchtritt 15 den gleichen Weg zurückzulegen hat, wobei in allen Bereichen zwischen je zwei Böden ein Quer-bzw. Kreuzstrom zwischen Waschflüssigkeit und dem Dampf aufrechterhalten wird. Hierdurch wird ferner bewirkt, daß die Waschflüssigkeitsmenge, mit der der Dampf pro Zeiteinheit jeweils im Bereich eines Bodens in Berührung gebracht und damit auch die Möglichkeit zur Abscheidung von mitgerissenen Tröpfchen besteht, erheblich höher ist als die Flüssigkeitsdurchlaufmenge durch die Vorrichtung insgesamt, so daß sowohl von der Seite der erforderlichen Waschflüssigkeit her als auch von der Energieseite her erhebliche Kostenvorteile gegeben sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist hinsichtlich der Funktionsweise die gleichen Merkmale wie die anhand von Fig. 2 und 3 "beschriebene Ausführungsform auf, ist jedoch in konstruktiver Hinsicht abgewandelt. Der bei dieser ^usführungsform verwendete Boden 6¹ ist in seinem an die Kolonnenwandung 14 grenzenden Be reich 26 leicht nach oben abgeknickt, so daß bei einem Entleeren

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der Kolonne die Flüssigkeit vom Boden vollständig ablaufen kann.

Die Flüssigkeitsverteilung bei der Überleitung der Flüssigkeit von einem Boden auf den anderen erfolgt hierbei ebenfalls durch einen rohrförmig ausgebildeten Flüssigkeitsdurchtritt 15', der jedoch an seinem unteren Ende durch eine Platte 27 abgeschlossen ist. An das untere Ende des Flüssigkeitsdurchtritts 15' sind zur Verteilung der Flüssigkeit auf den nächstfolgenden, darunterliegenden Boden mehrere Rohrleitungen 28 angeschlossen, die radial nach außen bis in den Randbereich weisen und dann in etwa senkrecht nach unten abknicken. Die Austrittsöffnung 29 dieser Rohrleitung liegt mit Abstand dicht oberhalb des nächstfolgenden Bodens, so daß die Mündungen von dem sich auf dem nächsten Boden bildenden Flüssigkeitsbad abgedeckt sind, so daß kein Dampf über diese Rohrleitungen nach oben gelangen kann. Auch bei dieser Ausführungsform ist mit Abstand unterhalb des Bodens 6¹ eine Prallplatte 30 angeordnet, die jedoch bei dieser Ausführungsform nur die Aufgabe der Dampfumlenkung zu erfüllen hat, während die Verteilung der Flüssigkeit auf dem darunterliegenden Boden über die Rohrleitungen 28 übernommen wird. Die Prallplatte 30 kann entweder, wie hier dargestellt, eben ausgebildet sein, wobei zweckmäßigerweise auch diese Platte mit einem Umlenkrand 31 versehen ist, oder aber sie kann leicht nach oben gewölbt ausgebildet sein, um einen guten Ablauf sich ansammelnder Flüssigkeitstropfen zu gewährleisten.

Der Dampfdurchlaßteil 14 der vorstehend beschriebenen Böden kann entweder in Form eines Glocken- oder Ventilbodens ausgebildet sein,

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wie dies aus dem chemischen Apparatebau grundsätzlich bekannt ist. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Ausbildung als sogenannter Siebboden, wie dies in Fig. 4 in einer Aufsicht näher dargestellt ist, da für den vorliegenden Fall es darauf ankommt, möglichst wenig tote Zonen im Bereich eines jeden Bodens zu erhalten, damit sich keine oder nur wenig Rückstände auf dem Boden absetzen können, da unter allen Umständen vermieden werden muß, daß sich im Laufe der Betriebszeit bei der Dekontaminierung von radioaktiven Flüssigkeiten die Radioaktivität der Kolonne selbst erhöht und damit über die Rückstände der gewünschte Reinigungsgrad für das Destillat nicht mehr erreichbar ist. Bei einem mit siebartigen Dampfdurchtrittsteil ausgebildeten Boden der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen läßt sich jedoch die Kolonne durch Spülen praktisch vollständig reinigen, da mit Beendigung des Verdampfungsvorganges die auf jedem Boden befindliche Waschflüssigkeit innerhalb kürzester Zeit vollständig ablaufen kann und bei einem nachfolgenden Spülen etwa absitzende radioaktive Bestandteile in fester Form ausgespült werden können. Besonders vorteilhaft ist auch hier die radiale Führung der Flüssigkeit auf den Böden und auf den als Waschflüssigkeitsverteiler dienenden Prallplatten der Ausführungsform gemäß Fig.2. Die sich auf dem untersten Boden ansammelnde Waschflüssigkeit wird nun laufend in den Verdampferteil 1 ,abgeleitet, so daß im Laufe der Zeit die Konzentration der im Verdampferteil befindlichen Flüssigkeit an gelösten Salzen und Feststoffen und damit die Radioaktivität dieses Flüssigkeitsanteils ansteigt, so daß sie bei Erreichen einer bestimmten Konzentration bzw. Radioaktivität durch den Ablauf-

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stutzen 4 abgelassen und gesondert deponiert werden kann.

Befinden sich in der zu verdampfenden Flüssigkeit mehr als nur ein radioaktiver Schadstoff, beispielsweise radioaktives und inaktives Antimon einerseits und Jod andererseits gleichzeitig, so kann der Verdampfer nicht mehr wie bei Anwesenheit nur eines dieser Stoffe betrieben werden, sondern die Waschflüssigkeit und damit auch die im Verdampfersumpf befindliche, zu verdampfende Flüssigkeit müssen entsprechend konditioniert werden, damit die chemischen Bindungen der Stoffe erhalten bleiben, bzw. im Bereich der Waschflüssigkeits■ bäder neu gebildet werden und die Stoffe nicht in das Destillat gelangen können.

Im Falle einer Flüssigkeit, die mit radioaktivem Antimon und radioaktivem Jod beladen ist, ist es zweckmäßig, den Verdampfersumpf so konditionieren, daß ein pH-Wert von 2 bis 4 aufrechterhalten bleibt, so daß das Antimon im Bereich des Verdampfers chemisch gebunden bleibt. Der Jodanteil verflüchtigt sich allerdings und gelangt zusammen mit dem verdampften Flüssigkeitsanteil in die Waschflüssigkeitsbäder. Gibt man nun der . aus dem Destillat abgezweigten Waschflüssigkeit im Bereich der Rücklaufleitung 11 als Konditionierungsmittel eine Lauge, z. B. Natronlauge'^J _t zu,damit die Waschflüssigkeit in den einzelnen Waschflüssigkeitsbädern einen pH-Wert von 8 bis 10 erhält, dann wird das im verdampften Flüssigkeitsanteil enthaltene dampfförmige Jod aus der Gasphase in der Waschflüssigkeit chemisch gebunden und so verhindert, daß der dampfförmige Jodanteil in das Destillat gelangt.

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Die vorgenannten pH-Werteinstellungen können auch vertauscht werden, so daß das in der zu verdampfenden Flüssigkeit vorhandene Jod sich während des VerdampfungsVorganges nicht verflüchtigt, während das sich verflüchtigte Antimon durch eine entsprechende Einstellung der Waschflüssigkeit auf einen pH-Wert 2 bis 4 in dieser chemisch gebunden wird. Die notwendigen 'Chemikalienmengen sind gering. So werden beispielsweise für das vorgenannte Beispiel für eine Alkalisierung einer Waschflüssigkeitsmenge von 800 Ltr. mit einem pH-Wert von 7 auf einen pH-Wert auf 8 nur 0,032 g 100%iger Natronlauge benötigt. Eine Alkalisimng auf einen pH-Wert von 9 verlangt nur 0,32 g und eine Alkali si aung auf pH 10 verlangt nur die Zugabe von'3,2 g, 100?6iger Natronlauge .. Bei diesen im Vergleich zur Gesamtmenge geringen Chemikalienmengen ist es bei dem vorgegebenen Beispiel ohne weiteres möglich, im Verdampfersumpf jeweils einen pH-Wert von 2 bis 4 aufrechtzuerhalten. .

Ansprüche

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Claims

Ansprüche:

^ Verfahren zur Dekontaminierung einer Flüssigkeit, insbesondere einer mit radioaktiven Stoffen beladenen Flüssigkeit durch Verdampfen, bei dem der verdampfte Flüssigkeitsanteil durch mehrere Waschflüssigkeitsbäder geführt wird und wobei die Waschflüssigkeit die einzelnen Bäder im wesentlichen im Gegenstrom zum verdampften Flüssigkeitsanteil (Dampf) durchfließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit in jedem Waschflüssigkeitsbad jeweils im wesentlichen in dessen Randbereich aufgegeben und radial nach innen zu einem zentralen Ablauf geführt wird und der Dampf durch die Waschflüssigkeit im Zentralbereich des Flüssigkeitsbades durch dieses hindurchgeführt und unter Umlenkung über die Oberfläche des Flüssigkeitsbades radial nach außen geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit ein Teil des durch Kondensation aus dem gewaschenen Dampf gewonnenen Destillats verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit die einzelnen Bäder nacheinander durchläuft und anschließend dem Verdampfer zugeleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der chemischen Bindung von vorbestimmten, in der zu verdampfenden Flüssigkeit enthaltenen Schadstoffen der Waschflüssigkeit,vorzugsweise im Bereich des in Dampfdurchflußrichtung gesehen letzten Bades Konditionierungsmittel zudosiert werden.

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Verdampfereinrichtung, die eine Beheizungseinrichtung, einen Zulauf für die zu dekontaminierende Flüssigkeit und einem Konzentratablauf aufweist und die mit einer Kolonne in Verbindung steht, die mehrere mit Abstand übereinander angeordnete Böden mit Durchtritts Öffnungen für Dampf und Waschflüssigkeit aufweist und die im oberen Bereich mit einem Dampfabzug und einem Waschflüssigkeitszulauf versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Boden (6) in seinem Mittenbereich einen Waschflüssigkeitsdurchtritt (15) aufweist, der mit einem unterhalb des jeweiligen Bodens (6) angeordneten, bis in den Randbereich der Kolonne reichenden Waschflüssigkeitsverteiler (20,28) in Verbindung steht und daß um den Waschflüssigkeitsdurchtritt (15) eine Vielzahl von Dampfdurchtrittsoffnungen (14) angeordnet ist.

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6 . Vorrichtlang nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeitsdurchtritt (15) mit Mitteln zum Sperren des Dampfdurchtritts versehen ist.
7 . Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch gekennzeich net, daß der Waschflüssigkeitsdurchtritt (15) mit einem die Bodenfläche nach oben überragenden Überlaufrand (16) versehen ist.
8 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 , dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Waschflüssigkeitsverteiler mehrere von der Durchtrittsöffnung radial nach außen geführte Rohre (28) aufweist, deren Mündung (29) dicht oberhalb des darunterliegenden Bodens (6) liegt.
9 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 , daürch ge k e η η zeichnet, daß der Waschflüssigkeitsdurchtritt (15) rohrförmig ausgebildet ist und daß die darunterliegende Prallplatte (17) auf ihrer Oberseite einen Überlauf rand (18) aufweist, der die Mündung (19) des Waschflüssigkeitsdurchtritts (15) mit Abstand umschließt und nach oben überragt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (6) auf ihrer Oberseite mit mehreren radial nach außen weisenden Rinnen (20) oder Stegen (21) versehen ist.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) an seiner Unterseite einmnach unten weisenden, umlaufenden Kragen (22) aufweist, der den Bereich (14) der Dampfdurchtrittsöffnungen umfaßt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch g e kennz e ichnet, daß unter jedem Boden (6) mit Abstand eine Prallplatte (17»31) angeordnet ist, die den Bereich (14) der Dampfdurchtrittsöffnungen überdeckt.
13 . Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich-n e t, daß die Prallplatte (17»31) an ihrem Rand mit einem nach unten weisenden Umlenkrand (24) versehen ist.
14- . Vorrichtung nach einem der Ansprüche .5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (14) der Dampfdurchtrittsöffnungen durch siebförmig angeordnete Löcher gebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfdurchtrittsöffnungen (14) ringförmig um den Waschflüssigkeitsdurchtritt (15) und mit Abstand von der Kolonnenwandung angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß der ¥aschflüssigkeitszulauf (11) mit einer Dosiervorrichtung (32) zur Zugabe eines Konditionierungsmittels für die Waschflüssigkeit in Verbindung steht.

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