DE2632910A1 - Concentrating radioactive effluent by multistage evaporation - with liq. inlet at late stage and condensate recycling to earlier stages - Google Patents

Abstract

A method of concentrating by evapn. radioactive or similar liqs. utilises multistage evapn plants. The liq. is introduced into a stage other than the first stage of the plant, pref. into one of the last stages or the last stage here it is evaporated and the vapour flows back as condensate into an earlier stage of the process, where it is again evaporated and distilled to increase the purity of the discharged vapour. Pref. the vapour in the last stage is condensed, the condensate is then degassed and then it is conducted back to the earlier stage. If desired condensate from the earlier stage may be conducted forwards to the last stage where it is evaporated again. Used to obtain a sufficiently high degree of purity to satisfy the latest requirements of 10-8 Curie/m3 as compared with earlier values of 10-6 for residual activities. The method enables this high degree of purity in radioactive liq. effluent to be attained in an economical process requiring min. maintenance.

Description

Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten, insbesondereProcess for evaporation of liquids, in particular

von radioaktiven Abwässern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten, insbesondere von radioaktiven Abwässern, mittels mehrstufiger Eindampfanlagen.of radioactive waste water The invention relates to a method for Evaporation of liquids, especially radioactive waste water, by means of multi-stage Evaporation plants.

Die Anforderungen an die Reinheit der Abwässer aus kerntechnischen Anlagen, wie vor allem aus Kernkraftwerken, werden immer höher. Bisher konnten noch Restaktivitäten von -6 10 6 Curie/m3 zugelassen werden, jedoch werden in neuerer Zeit Werte bis zu 10 8 Curie/m3 als Restaktivitäten verlangt. The requirements for the purity of waste water from nuclear Systems, especially those from nuclear power plants, are getting taller and taller. So far we could still Residual activities of -6 10 6 Curie / m3 are permitted, but are more recent Time values up to 10 8 Curie / m3 required as residual activities.

Nach dem Stande der Technik gibt es zunächst einstufige Anlagen, deren Standardausrüstung aus einem Verdampfer mit Abstreiferkplonne, einem Oberflächenkondensator zur Kondensation der ausgedampften Brüden (Destillat), einem Destillat-Entgaser und einem Destillat-Kühler besteht. Es wurden verschiedene Verdampfertypen in solchen Anlagen eingesetzt, u.a. According to the state of the art, there are initially single-stage systems, their standard equipment consists of an evaporator with scraper plug, a surface condenser for condensation of the evaporated vapors (distillate), a distillate degasser and a distillate condenser. There were different types of vaporizers in such Systems used, i.a.

Dünnschichtverdampfer mit beweglichen Wischerblättern, Topfverdampfer, Natur-Umlauf-Verdampfer sowie auch Verdampfer mit Zwangsumwälzung. Alle diese Anlagen arbeiten vorzugsweise unter Normaldruck, also bei einer Siedetemperatur von 100 bis 1050C und bei einer Heizdampftemperatur von 1300C und darüber.Thin film evaporator with movable wiper blades, pot evaporator, Natural circulation evaporator as well as evaporator with forced circulation. All of these plants work preferably under normal pressure, i.e. at a boiling point of 100 until 1050C and at a heating steam temperature of 1300C and above.

Nachteilig an diesen einstufigen Anlagen ist es, daß die Qualität von deren Destillat nicht mehr den heutigen Anforderungen genügt. Außerdem führt die direkte Beheizung der Verdampfer mit höher gespanntem, meistens überhitztem Dampf zu einer schnellen Verkrustung der Heizflächen. The disadvantage of these single-stage systems is that the quality whose distillate no longer meets today's requirements. It also leads the direct heating of the evaporator with higher voltage, mostly overheated Steam quickly encrusts the heating surfaces.

Weiterhin sind zweistufige Gleichstrom-Anlagen bekannt. Two-stage direct current systems are also known.

Eine Art dieser Anlage arbeitet nach dem Böhler-Verfahren, bei dem aus der ersten Verdampfstufe, in der das Abwasser konzentriert wird, Brüden zur Beheizung der zweiten Verdampfstufe entnommen werden. Diese Brüden werden in einem Mischkondensator durch die in der zweiten Verdampfstufe umgepumpte Flüssigkeit niedergeschlagen und mit derselben vermischt. Die Verdampfung in der zweiten Stufe erfolgt durch Entspannung der umlaufenden Flüssigkeit. Damit diese Flüssigkeit durch Herüberreißen von Tropfen aus der ersten Stufe nicht konzentriert wird, muß ein Teil in die erste Stufe zurückgeführt werden.One type of this system works according to the Böhler process, in which from the first evaporation stage, in which the wastewater is concentrated, vapors for Heating of the second evaporation stage can be taken. These vapors are in one Mixing condenser precipitated by the liquid pumped around in the second evaporation stage and mixed with it. The evaporation in the second stage takes place through Relaxation of the circulating fluid. So that this liquid by tearing over is not concentrated by drops from the first stage, a part must go into the first Stage are returned.

Eine andere Art der bekannten zweistufigen Eindampfanlagen sind solche, die zur Erzeugung von Bi-Destillat für pharmazeutische Zwecke dienen. Diese Anlagen weisen bekannte Umlauf- oder Topfverdampfer auf, die zum Teil übereinander in Gleichstromschaltung angeordnet sind. Bei der Verfahrensweise dieser Eindampfanlagen wird das Rohwasser der ersten Verdampfstufe zugeführt, und die Brüden aus dieser Stufe werden zur Beheizung der zweiten Stufe benutzt. Another type of known two-stage evaporation plants are those which are used to produce bi-distillate for pharmaceutical purposes. These plants have known circulation or pot evaporators, some of which are connected in direct current, one above the other are arranged. In the procedure of these evaporation plants, the raw water fed to the first evaporation stage, and the vapors from this stage are used for heating the second stage used.

Diese zweistufigen Gleichstromanlagen haben bei Einsatz für Abwässer eine Reihe von Nachteilen, die insbesondere darin zu sehen sind, daß das aufzuarbeitende Abwasser in der ersten Stufe bei höheren Temperaturen konzentriert wird, wodurch sich eine erhöhte Verkrustungsgefahr ergibt. Bei den zweistufigen Anlagen, die mit Mischkondensation arbeiten, muß Destillat zurückgeführt werden, um eine Anreicherung an z.B. Radioaktivität zu vermeiden. Außerdem kommt es beim Anfahren und bei der Druckhaltung infolge der direkten Wärmeübertragung in der zweiten Stufe zu Schwierigkeiten, und es sind große Umwälzpumpen erforderlich, und zwar vor allen Dingen bei den derzeit geforderten großen Eindampfleistungen. These two-stage direct current systems have when used for sewage a number of disadvantages, which can be seen in particular in the fact that the work-up Waste water is concentrated in the first stage at higher temperatures, whereby there is an increased risk of incrustation. Both two-stage Systems that work with mixed condensation, distillate must be returned, to avoid an accumulation of e.g. radioactivity. Besides, it comes with the Start-up and pressure maintenance as a result of the direct heat transfer in the second Level to difficulty and large circulation pumps are required, and indeed above all with the large evaporation capacities currently required.

Beispielsweise ist es bei einer Eindampfleistung von 6 t/h und einer Siedetemperatur von z.B. 1150C in der ersten Stufe bei einer Entspannung der umgewälzten Flüssigkeit auf 1000 C erforderlich, eine Menge von über 200 m3/h umzuwälzen. Sollen die Temperaturen niedriger liegen, z.B. 1080C, wobei die Entspannung auf 1000C erfolgt, dann ist es bereits notwendig, eine Menge von 400 m3/h umzuwälzen. Die aufzubringende elektrische Leistung steigt entsprechend.For example, it is at an evaporation capacity of 6 t / h and one Boiling temperature of e.g. 1150C in the first stage with a relaxation of the circulated Liquid at 1000 C required to circulate an amount of over 200 m3 / h. Should the temperatures are lower, e.g. 1080C, whereby the relaxation takes place at 1000C, then it is already necessary to circulate an amount of 400 m3 / h. The one to be applied electrical power increases accordingly.

Mit der Erfindung soll ein Verfahren zur Eindampfung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Dekontaminierung von radioaktiven Abwässern, geschaffen werden, das wirtschaftlich betreibbar ist, das mit Sicherheit die geforderten hohen Reinheiten des Destillats erbringt und möglichst wenig Wartung erfordert; weiterhin sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die anderen oben angegebenen Nachteile überwunden werden. With the invention a method for evaporation of liquids, in particular for the decontamination of radioactive waste water, that can be operated economically, that with certainty the required high purities of the distillate and requires as little maintenance as possible; should continue with the method according to the invention also the other disadvantages indicated above to be overcome.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß so auszugestalten, daß man die;Flüssigkeit in einer oder mehreren der ersten Stufe folgenden Stufen, vorzugsweise in einer oder mehreren letzten Stufen, der Eindampfanlage eindampft und in Kombination damit das Brüdenkondensat dieser, vorzugsweise letzten, Stufe bzw. Stufen in einer oder mehreren dieser Stufen bzw. To solve this problem, it is proposed that the aforementioned Process according to the invention to be designed in such a way that the; liquid in a or several stages following the first stage, preferably in one or more stages last stages, the evaporation plant evaporates and in combination with it the vapor condensate this, preferably the last, stage or stages in one or more of these stages respectively.

diesen Stufen vorangehenden Stufen zur Erzielung der erforderlichen Reinheit eindampft bzw. nochmals destilliert.steps preceding these steps to achieve the required Purity evaporated or distilled again.

Dieses Verfahren führt zu einem niedrigen Wärmeleistungsaufwand, ist also sehr wirtschaftlich durchführbar, und es setzt die Gefahr der Verkustung der Heizflächen so stark herab, daß die Anlage, mit der das Verfahren durchgeführt wird, eine geringere Wartung, Betriebsüberholung oder dergl. erfordert. Entscheidend ist jedoch, daß die vorstehenden Vorteile gleichzeitig mit der Erzielung einer äußerst niedrigen Restradioaktivität (besser als 10 10 Curie/m3) des endgültigen Destillats der Anlage erreicht werden, die den heutigen hohen Anforderungen, wie sie eingangs erwähnt worden sind, mehr als gerecht wird. This process leads to a low heat output, is therefore very economically feasible, and it poses the risk of clogging the heating surfaces so much that the system with which the process is carried out requires less maintenance, operational overhaul or the like. Decisive is, however, that the above advantages are simultaneously extremely high low residual radioactivity (better than 10 10 Curie / m3) of the final distillate of the system can be achieved that meet today's high requirements as set out at the beginning have been mentioned more than justice.

Vorzugsweise wird das Verfahren so ausgeführt, daß man das Brüdenkondensat der letzten Stufe entgast, bevor man es einer oder mehreren vorangehenden Stufen zur Eindampfung zuführt. The process is preferably carried out in such a way that the vapor condensate the last stage is degassed before one or more previous stages supplies for evaporation.

Zum Ausgleich der Mengenbilanz innerhalb der Anlage kann man das Brüdenkondensat teilweise in die vorgeschalteten Stufen zurückführen. Die letzte Stufe wird insbesondere mit Brüden einer oder mehrerer der vorangehenden Stufen beheizt. This can be done to compensate for the quantity balance within the system Some of the vapor condensate is returned to the upstream stages. The last Stage is in particular with vapors of one or more of the preceding stages heated.

Auch kann man eine oder mehrere der der letzten Stufe vorangehenden Stufen mit Frischdampf oder mit Brüden aus einer vorangehenden Stufe beheizen. One or more of those preceding the last stage can also be used Heat stages with live steam or with vapors from a previous stage.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele von im Gleichstrom arbeitenden Eindampfanlagen, die in den Fig. 1 bis 3 im Prinzip dargestellt sind, näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine zweistufige Eindampfanlage, die eine Stufe für das zu verarbeitende Produkt, z.B. radioaktives Abwasser, und eine Stufe für das Destillat besitzt; Fig. 2 eine dreistufige Eindampfanlage, die zwei Stufen für das zu verarbeitende Produkt und eine geteilte Stufe für das Destillat aufweist; und Fig. 3 eine vierstufige Eindampfanlage, die zwei Stufen für das zu verarbeitende Produkt und zwei Stufen für das Destillat umfaßt. The invention is particularly preferred below by some Embodiments of evaporation plants working in cocurrent, which are in the 1 to 3 are shown in principle, explained in more detail; They show: Fig. 1 a two-stage evaporation plant, which has one stage for the product to be processed, e.g. radioactive waste water, and has a stage for the distillate; Fig. 2 a three-stage evaporation plant, the two stages for the product to be processed and having a split stage for the distillate; and FIG. 3 shows a four-stage Evaporation plant, the two stages for the product to be processed and two stages for the distillate included.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, wonach das bei 1 zugeführte Produkt, das verarbeitet werden soll, z.B. Reference is first made to FIG. 1, after which the supplied at 1 Product to be processed, e.g.

radioaktives Abwasser, mittels einer Pumpe 2 über die Leitung 3 in den Heizkörper 4 der letzten Stufe der Eindampfanlage gepumpt wird, die aus wenigstens zwei heizseitig hintereinandergeschalteten Stufen besteht. Im Prinzip kann die Eindampfanlage aus einer beliebigen Anzahl von Stufen bestehen, wenn auch in Fig. 1 der Zeichnung nur die letzte und vorletzte Stufe in näheren Einzelheiten veranschaulicht ist.radioactive waste water, by means of a pump 2 via line 3 in the radiator 4 of the last stage of the evaporation system is pumped out at least there are two stages connected in series on the heating side. In principle, the evaporation plant consist of any number of stages, albeit in Fig. 1 of the drawing only the last and penultimate stage is illustrated in more detail.

Zum Trennen von Flüssigkeit und Brüden aus dem Heizkörper 4 dient ein Abscheider 5. Dieser Abscheider kann einige Destillationsböden zum Auswaschen des Brüdens enthalten. Der hier gereinigte Brüden wird über die Leitung 6 einer Kondensationseinrichtung 7, z.B. einem Oberflächenkondensator, zur Kondensation zugeführt. Bei 8 ist der Kühlwassereintritt in die Kondensationseinrichtung und bei 9 der Kühlwasseraustritt aus der Kondensationseinrichtung angedeutet.Is used to separate liquid and vapors from the radiator 4 a separator 5. This separator can have some distillation trays to wash out of the brother included. The vapor cleaned here is via line 6 a Condensation device 7, e.g. a surface condenser, for condensation fed. At 8 the cooling water inlet is in the condensation device and indicated at 9 the cooling water outlet from the condensation device.

Das Kondensat der Kondensations- bzw. Kühleinrichtung 7 wird über die Leitung 10 an einen Rücklaufteiler 11 gegeben, von dem es über eine Leitung 12 zum Teil in den beispielsweise als Waschkolonne ausgebildeten Abscheider 5 zurückgelangt, während der andere Teil des Kondensats vom Rücklaufteiler 11 über eine Leitung 13 in einen Entgaser 14 eingespeist wird. The condensate of the condensation or cooling device 7 is over the line 10 is given to a return divider 11, from which it is via a line 12 partly returns to the separator 5, which is designed, for example, as a wash column, while the other part of the condensate from the return divider 11 via a line 13 is fed into a degasser 14.

Die Dampfzufuhr zu dem Entgaser 14 ist bei 15 und die Kondensatabführung bei 16 angedeutet. Das Brüden/Gas-Gemisch des Entgasers 14 wird über die Leitung 17 erneut der Kondensationseinrichtung 7 zugeführt. Die außerdem noch von der Kondensationseinrichtung abgehende Leitung 18 dient zur Entlüftung. Diese Leitung 18 und die daran angeschlossene Vakuumpumpe 19 deuten eine Möglichkeit für einen Betrieb unter Vakuum an. Die Vakuumpumpe 19 ist vorzugsweise eine Dampfstrahlpumpe, so daß bei 20 die Dampfzuführung zur Strahlpumpe und bei 21 die Gasabführung von der Strahlpumpe angedeutet ist. The steam supply to the degasser 14 is at 15 and the condensate discharge indicated at 16. The vapor / gas mixture of the degasser 14 is again fed to the condensation device 7 via the line 17. That also line 18 still leaving the condensation device is used for venting. This line 18 and the vacuum pump 19 connected to it indicate a possibility for operation under vacuum. The vacuum pump 19 is preferably a steam jet pump, so that at 20 the steam supply to the jet pump and at 21 the gas discharge from the jet pump is indicated.

Das Kondensat aus dem Entgaser 14, das als Monodestillat oder Destillat 1 bezeichnet und über die Leitung 22 und die in dieser Leitung vorgesehene Pumpe 23 dem Heizkörper 24 einer vorhergehenden, im vorliegenden Fall der unmittelbar vorhergehenden Stufe zugeführt wird, ist vollständig entgast und hat eine Aktivität, wie sie mit einstufigen Anlagen erreichbar ist. The condensate from the degasser 14, which is a monodistillate or distillate 1 denotes and via the line 22 and the pump provided in this line 23 the radiator 24 of a previous one, in the present case the one directly the previous stage is completely degassed and has an activity how it can be achieved with single-stage systems.

Die weitere Herabsetzung der Aktivität erfolgt in der erwähnten vorhergehenden Stufe durch erneute Verdampfung im Heizkörper 24 und durch Abscheidung im zugeordneten Abscheider 25. Eine Rückführung des Monodestillats aus dieser Stufe in die letzte Stufe ist nicht erforderlich, weil die Anreicherung gering ist. Trotzdem kann eine solche Rückführung grundsätzlich erfolgen, wie durch die Leitung 26 angedeutet ist, die vom Flüssigkeitsbereich des Abscheiders 25 zum Heizkörper 4 der letzten Stufe verläuft und in Fig. 1 nur gestrichelt eingezeichnet ist. The further reduction in activity takes place in the aforementioned previous one Stage by renewed evaporation in the heater 24 and by deposition in the associated Separator 25. A return of the monodistillate from this stage to the last Level is not required because the enrichment is low. Nevertheless, one can such return generally take place, as indicated by line 26, that from the liquid area of the separator 25 to the radiator 4 of the last stage runs and is shown in Fig. 1 only in dashed lines.

Der Brüden aus dem Abscheider 25 wird über die Leitung 27 dem Heizkörper 4 zugeführt und wegen seiner Wärmeabgabe im Heizkörper 4 kondensiert. Das hierbei erhaltene Kondensat, das als Bidestillat oder Destillat II bezeichnet wird, wird über die Leitung 28 der heizseitig letzten Stufe, also im vorliegenden Falle dem Heizkörper 4, entnommen und über eine Pumpe 29 und die Leitung 30 sowie einen Destillatkühler 31 bei 32 aus der Anlage abgegeben. Über eine an den Auslaß der Pumpe 29 angeschlossene bzw. von der Leitung 30 abgezweigte Rückführleitung 33 wird ein Teilstrom des Bidestillats zum Ausgleich der Mengenbilanz in die vorletzte Stufe, die bei der vorliegenden zweistufigen Anlage gleichzeitig die erste Stufe ist, zurückgeführt. The vapor from the separator 25 is via the line 27 to the radiator 4 and condensed in the radiator 4 because of its heat emission. This here obtained condensate, which is referred to as bidistillate or distillate II, is via the line 28 of the last stage on the heating side, so in the present case the Radiator 4, removed and over a Pump 29 and the line 30 and a distillate cooler 31 delivered at 32 from the system. About one at The return line connected to the outlet of the pump 29 or branched off from the line 30 33 is a partial flow of the bidistillate to compensate for the mass balance in the penultimate Stage, which is also the first stage in the present two-stage system is returned.

Bei 34 ist der Kühlwassereintritt und bei 35 der Kühlwasseraustritt am Destillatkühler 31 angedeutet. Außerdem ist an jedem Abscheider 5 bzw. 25 eine Zirkulationsleitung 36 bzw. 37 eingezeichnet, die zu dem zugeordneten Heizkörper 4 bzw. 24 führt. Über die Leitung 38, in der ein Absperrventil 39 vorgesehen ist, kann das Konzentrat vom Abscheider 5 aus der Eindampfanlage entnommen werden. At 34 is the cooling water inlet and at 35 is the cooling water outlet indicated on the distillate cooler 31. In addition, there is one on each separator 5 or 25 Circulation line 36 and 37 drawn in, which lead to the associated radiator 4 or 24 leads. Via line 38, in which a shut-off valve 39 is provided, the concentrate can be taken from the separator 5 from the evaporation plant.

Die heizseitig erste Stufe wird in der Regel mit Frischdampf beheizt, der dem Heizkörper 24 über die Leitung 40 zugeführt wird, während das daraus gebildete Kondensat über die Leitung 41 abgeführt wird. Es ist aber auch möglich, den Brüden der letzten Stufe zum Beheizen der ersten Stufe zu benutzen, indem man z.B. mit Hilfe eines mechanischen Verdichters die Brüden aus der Leitung 6 komprimiert und dem Heizraum des Heizkörpers 24 über die Leitung 40 zuführt, so daß die Brüden dort kondensiert werden. Das dann über die Leitung 41 entnommene Kondensat vrürde anschließend entgast werden und nunmehr zum Erzeugen des Bidestillats in den Produktraum des Heizkörpers 24 geleitet. The first stage on the heating side is usually heated with live steam, which is fed to the radiator 24 via the line 40, while that formed therefrom Condensate is discharged via line 41. But it is also possible to use the vapors the last stage to heat the first stage, e.g. by using Using a mechanical compressor, the vapors from line 6 are compressed and the boiler room of the radiator 24 via line 40 so that the vapors there be condensed. The condensate then withdrawn via line 41 then vrürde are degassed and now to generate the bidistillate in the product space of the Radiator 24 passed.

Dadurch, daß die in der Anlage zu behandelnde Flüssigkeit, wie z.B. eine radioaktive Flüssigkeit, der letzten Stufe zugeführt wird und diese mit Brüden, d.h. Sattdampf, aus der vorhergehenden Stufe beheizt wird, kommt es gegenüber mehrstufigen Gleichstrom-Eindampfanlagen nur sehr verzögert zur Verkrustung der Heizflächen des Heizkörpers 5. Will man die Verkrustungsgeschwindigkeit in der letzten Stufe weiter vermindern, dann empfiehlt sich eine Herabsetzung der Siedetemperatur dieser Stufe, indem ein entsprechendes Vakuum mittels der Vakuumpumpe 19 erzeugt wird. In that the liquid to be treated in the plant, e.g. a radioactive liquid that is fed to the last stage and this with vapors, i.e. saturated steam, from the previous stage, is heated, compared to multi-stage Direct current evaporation systems only delay the encrustation of the heating surfaces of the Radiator 5. You want it the rate of incrustation in the Reduce the last stage further, then lowering the boiling temperature is recommended this stage by generating a corresponding vacuum by means of the vacuum pump 19 will.

Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß der kondensierte Abdampf bzw. Brüden der letzten Stufe nicht unbedingt zum wiederholten Eindampfen im Heizkörper 24 der vorhergehenden Stufe, sondern bei einer mehr als zweistufigen Anlage auch in einer noch weiter vorn liegenden Stufe verwendet werden kann. It should be noted in this connection that the condensed exhaust steam or vapors from the last stage not necessarily for repeated evaporation in the radiator 24 of the previous stage, but also in the case of a more than two-stage system can be used in a step further forward.

Bei zweistufigen Eindampfanlagen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, wird ein Kondensat hoher Reinheit erzeugt, nämlich das erwähnte Bidestillat, und der Dampfverbrauch liegt bei einer solchen Anlagen nicht höher als bei einer einstufigen Anlage, die mit Frischdampf beheizt ist. In two-stage evaporation plants according to the invention Process work, a condensate of high purity is generated, namely the aforementioned Bidistillate, and the steam consumption is not higher in such systems than with a single-stage system that is heated with live steam.

Es seien nachstehend zwei Beispiele für Betriebswerte einer zweistufigen Anlage, die gemäß der Erfindung arbeitet, gegeben. Below are two examples of operating values for a two-stage Plant that works according to the invention given.

Beispiel 1 Normalbetrieb Die letzte Stufe arbeitet unter Normaldruck entsprechend einer Temperatur im Kondensator 7 von 100°C. Die Produktsiedetemperatur liegt dann infolge Druckverlust und Siedepunktserhöhung bei 102 bis 1050G im Abscheider 5. Der Heizdauipf der letzten Stufe, d.h. der Brüden der ersten Stufe, hat eine Sattdampftemperatur von ca. 125 0C bei entsprechendem Druck.Example 1 Normal operation The last stage works under normal pressure corresponding to a temperature in the condenser 7 of 100 ° C. The product boiling temperature is then 102 to 1050G in the separator due to pressure loss and increase in boiling point 5. The heating duration of the last stage, i.e. the vapors of the first stage, has one Saturated steam temperature of approx. 125 0C at the appropriate pressure.

Die erste Stufe wird mit reduziertem Frischdampf von 3 bar, entsprechend einer Temperatur von ca. 1450C beheizt. Das Monodestillat wird über die Leitung 22 mit seiner Temperatur von 1000C zur ersten Stufe gefördert, während das Bidestillat mit seiner Temperatur von 125 0C im Destillatkühler 31 mit Kühlwasser auf 400C gekühlt wird. The first stage is with reduced live steam of 3 bar, accordingly heated to a temperature of approx. 1450C. The monodistillate is over the line 22 with its temperature promoted from 1000C to the first stage, while the bidistillate with its temperature of 125 0C in the distillate cooler 31 with Cooling water is cooled to 400C.

Der Heizkörper 4 wird mit einer Arbeitstemperatur von 125 bis 130° C betrieben, während die Temperatur im Flüssigkeitsteil des Abscheiders 5 bei 1020C liegt. Das Kühlwasser an der Kühlwassereintrittsstelle 8 der Kondensationseinrichtung 7 hat eine Temperatur von 250C, während es am Kühlwasseraustritt 9 eine Temperatur von 35 0C hat. Die Temperatur in der Kondensationseinrichtung beträgt etwa 1000C, und zwar ebenso wie im oberen Bereich des Entgasers 14, während in dessen Heizraum, in den über die Leitung 15 Dampf von ca. The radiator 4 is at a working temperature of 125 to 130 ° C operated, while the temperature in the liquid part of the separator 5 at 1020C lies. The cooling water at the cooling water inlet point 8 of the condensation device 7 has a temperature of 250C, while there is a temperature at the cooling water outlet 9 of 35 0C. The temperature in the condenser is about 1000C, in the same way as in the upper area of the degasser 14, while in its boiler room, in the steam of approx.

2,8 bar zugeführt wird, eine Temperatur von 1#00C herrscht.2.8 bar is supplied, a temperature of 1 ° 00C prevails.

In der ersten Stufe wird der Heizkörper 24 mit einer Heiztemperatur von ca. 1450C betrieben, während im Abscheider 25 eine Temperatur von 130 0C herrscht. Der Kühleinrichtung 31 wird das Kühlwasser über die Leitung 34 mit 25 0C zugeführt und über die Leitung 35 mit 35 0C entnommen. In the first stage, the radiator 24 is at a heating temperature operated from about 1450C, while in the separator 25 a temperature of 130 0C prevails. The cooling water is fed to the cooling device 31 via the line 34 at 25 ° C and withdrawn via line 35 at 35 ° C.

Beispiel 2 Vakuumbetrieb Bei dem nachstehend gegebenen Beispiel eines Vakuumbetriebs ergeben sich gegenüber den obigen Werten, wie sie für das Beispiel eines Normalbetriebs gegeben worden sind, folgende Abweichungen: Die Siedetemperatur in der letzten Stufe ist 82 bis 850C, so daß sich die anderen Temperaturen entsprechend niedriger einstellen.Example 2 Vacuum Operation In the example of one given below Vacuum operation result compared to the above values, as they are for the example the following deviations have been given during normal operation: The boiling point in the last stage is 82 to 850C, so the other temperatures change accordingly set lower.

Der Heizkörper 4 wird mit einer Arbeitstemperatur von 1100C betrieben, während die Temperatur im Flüssigkeitsteil des Abscheiders bei 820C liegt. Die Temperatur in der Kondensationseinrichtung beträgt etwa 800C, und zwar ebenso wie im oberen Bereich des Entgasers 14, während in dessen Heizraum, in den über die Leitung 15 Dampf von ca. 1,3 bar zugeführt wird, eine Temperatur von 1100C herrscht. The heating element 4 is operated with a working temperature of 1100C, while the temperature in the liquid part of the separator is 820C. The temperature in the condensation device is about 800C, in the same way as in the upper area of the degasser 14, while in the boiler room, in the over the line 15 is supplied with steam of approx. 1.3 bar, a temperature of 1100C prevails.

In der ersten Stufe wird der Heizkörper 24 mit einer Heiztemperatur von ca. 1250C betrieben, während im Abscheider 25 eine Temperatur von 1100C herrscht. In the first stage, the radiator 24 is at a heating temperature operated at about 1250C, while the temperature in the separator 25 is 1100C.

Die Betriebswerte des Kühlwassers der Kondensationseinrichtung 7 und der Kühleinrichtung 31 sowie die Temperatur des zu entnehmenden Bidestillats sind die gleichen wie im Beispiel für Normalbetrieb angegeben. The operating values of the cooling water of the condensation device 7 and the cooling device 31 as well as the temperature of the bidistillate to be removed are the same as given in the example for normal operation.

Es sei nun anhand der Fig. 2 eine im Gleichstrom arbeitende dreistufige Eindampfanlage näher erläutert, bei der die letzten beiden Stufen für das Produkt und die erste Stufe, die geteilt ausgebildet ist, für das Monodestillat vorgesehen sind, wobei zunächst zu bemerken ist, daß die Eindampfanlage nach Fig. 2 in ihren letzten beiden Stufen weitgehend so aufgebaut ist, wie die Eindampfanlage nach Fig. 1, so daß hier nur die Abweichungen gegenüber Fig. 1 erörtert werden. With reference to FIG. 2, let us now consider a three-stage operating in direct current Evaporation plant explained in more detail, in which the last two stages for the product and the first stage, which is designed to be divided, is provided for the monodistillate are, it should first be noted that the evaporation plant of Fig. 2 in their the last two stages is largely constructed in the same way as the evaporation plant according to Fig. 1, so that only the deviations from FIG. 1 are discussed here.

Da nun die beiden letzten Stufen für das Produkt vorgesehen sind, wird dieses über die Leitung 3 dem Heizkörper 24 der vorletzten Stufe zugeführt. Weiterhin ist die Leitung 28 zum Rücklaufteiler 11 geführt, und von dessen Leitung 12 zweigt eine Leitung 12' ab, die zum Abscheider 25 verläuft. Die Leitung 33 und die Pumpe 29 sind weggefallen, und die Leitung 26 ist in Fig. 2 voll ausgezogen, da sie hier eine normale Betriebsleitung ist. Schließlich ist die Leitung 30 an einer anderen Stelle als in Fig. 1 angeschlossen, die Leitungen 40 und 41 sind anders geschaltet, und zum Heizkörper 24 ist von der vorhergehenden Stufe eine zusätzliche Leitung geführt; auf diese verschiedenen, zuletzt genannten Abweichungen wird weiter unten im Zusammenhang mit der nachstehend erläuterten ersten Stufe noch näher eingegangen. Now that the last two stages are intended for the product, this is fed via line 3 to the radiator 24 of the penultimate stage. Furthermore, the line 28 is led to the return divider 11, and from its line 12 branches off a line 12 ′ which runs to the separator 25. The line 33 and the pump 29 has been omitted, and the line 26 is fully extended in FIG. 2, since she is a normal manager here. Finally line 30 is on connected at a different point than in Fig. 1, the lines 40 and 41 are different switched, and the radiator 24 is an additional one from the previous stage Lead led; on these different, last named Deviations will be discussed further below in connection with the first stage explained below entered into more detail.

Die erste Stufe der Eindampfanlage nach Fig. 2 ist als geteilte Stufe ausgebildet, d.h. sie weist zwei Heizkörper 42 und 43 auf, die an einen gemeinsamen Abscheider 44 angeschlossen sind, der außerdem über je eine Zirkulationsleitung 45, 46 mit den genannten Heizkörpern verbunden ist. The first stage of the evaporation plant according to FIG. 2 is a split stage formed, i.e. it has two heating elements 42 and 43, which are connected to a common Separator 44 are connected, which also has a circulation line 45, 46 is connected to said radiators.

Von einer Leitung 47, mittels der über ein Ventil 48 Kondensat aus dem Abscheider 44 entnommen werden kann, zweigt eine Rückführleitung 49 ab, die zum Heizkörper 24 verläuft. Die Leitung 49 ist nur gestrichelt eingezeichnet, da im allgemeinen eine Rückführung des Destillats der ersten Stufe zur zweiten Stufe nicht erforderlich ist; in dieser Hinsicht wird auf die Ausführungen bezüglich der Leitung 26 der Fig. 1 verwiesen.From a line 47, by means of which condensate is discharged via a valve 48 can be removed from the separator 44, a return line 49 branches off, the runs to the radiator 24. The line 49 is only shown in dashed lines, there generally a return of the distillate from the first stage to the second stage is not required; in this regard, reference is made to the statements relating to Referred to line 26 of FIG.

Das Monodestillat wird dem Heizkörper 42 über die Leitung 22 zugeführt. Dieser Heizkörper wird mittels Frischdampf aus der Leitung 50 beheizt, dessen Kondensat über die Leitung 51 abgeführt werden kann. Der Brüden aus dem Abscheider 44 wird teilweise zur Erwärmung des Heizkörpers 24 und teilweise zur Erwärmung des Heizkörpers 43 benutzt, wozu ein Teil dieses Brüdens über die Leitung 40 dem Heizraum des Heizkörpers 24 direkt zugeführt wird, während der andere Teil dieses Brüdens über die von der Leitung 40 abzweigende Leitung 52 und einen in diese Leitung eingeschalteten mechanischen Verdichter 53 zu dem Heizraum des Heizkörpers 43 gelangt. Der im Heizraum der Heizkörper 24 und 43 kondensierte Brüden wird über die Leitung 41 bzw.54 einem Verteiler 55 zugeführt, an dessen Ausgang die Leitung 30 angeschlossen ist, über die das Bidestillat nach Durchgang durch den Destillatkühler 31 bei 32 entnommen wird. The monodistillate is fed to the heating element 42 via line 22. This radiator is heated by means of live steam from line 50, its condensate can be discharged via line 51. The vapor from the separator 44 is partly for heating the heating element 24 and partly for heating the heating element 43 used, including a part of this exhaust via the line 40 to the boiler room of the radiator 24 is fed directly, while the other part of this Brüdens over that of the Line 40 branching line 52 and a mechanical connected in this line Compressor 53 reaches the heating space of the heater 43. The one in the boiler room the radiator 24 and 43 condensed vapors are fed to a distributor 55 via lines 41 and 54, respectively fed, at the output of which the line 30 is connected, via which the bidistillate is removed after passing through the distillate cooler 31 at 32.

Schließlich sei anhand der Fig. 3 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gleichstrom arbeitende vierstufige Eindampfanlage erläutert. Bei dieser Anlage ist die Verdampfleistung auf vier Stufen verteilt, von denen zwei Stufen für das Produkt und zwei Stufen für das Destillat vorgesehen sind. Finally, with reference to FIG. 3, one according to the invention Four-stage evaporation plant working in parallel flow explained. At this System, the evaporation capacity is distributed over four stages, two of which are stages for the product and two stages for the distillate.

Die sich daraus ergebenden Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Dampf- und Küilliluasserverbrauch gegenüber einer zweistufigen Anlage, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, etwa halbiert ist, und daß die Heizkörper und Abscheider der Anlage demgegenüber kleiner werden.The resulting advantages are in particular that the steam and cooling water consumption compared to a two-stage system like her is shown in Fig. 1, is roughly halved, and that the radiator and separator In contrast, the system will become smaller.

Grundsätzlich sind die letzten beiden Stufen dieser Eindampfanlage so ausgebildet, wie die beiden Stufen der Eindampfanlage nach Fig. 1, so daß auch hier nur die Abweichungen gegenüber dieser Anlage näher erläutert zu werden brauchen: Zunächst wird die Leitung 26 ebenso wie bei der Anlage nach Fig. 2 als normale Betriebsleitung benutzt; weiterhin ist ebenso wie in der Anlage nach Fig. 2 die Leitung 12' vorgesehen und die Leitung 28 zum Rücklaufverteiler 11 geführt, sowie die Leitung 3 zum Zuführen des Produktes an den Heizkörper 24 der vorletzten Stufe angeschlossen. Auf weitere Abweichungen gegenüber Fig. 1 wird bei der nachstehenden Erläuterung der beiden ersten Stufen der Eindampfanlage nach Fig. 3 näher eingegangen werden. Basically the last two stages of this evaporation plant designed as the two stages of the evaporation plant according to Fig. 1, so that too here only the deviations from this appendix need to be explained in more detail: First of all, the line 26, as in the case of the system according to FIG. 2, is used as a normal operating line used; furthermore, as in the system according to FIG. 2, the line 12 'is provided and the line 28 led to the return manifold 11, as well as the line 3 for supply of the product connected to the heater 24 of the penultimate stage. For more Deviations from FIG. 1 will be noted in the following explanation of the two first stages of the evaporation plant according to FIG. 3 are discussed in more detail.

Die erste Stufe weist einen Heizkörper 56 auf, der über die Leitung 57 mit Frischdampf beheizt wird, dessen Kondensat bei 58 abgeführt werden kann. An den Heizkörper 56 ist ein Abscheider 59 angeschlossen, der außerdem über eine Zirkulationsleitung 60 mit dem Heizkörper 56 verbunden ist. The first stage has a heater 56, which is on the line 57 is heated with live steam, the condensate of which can be discharged at 58. A separator 59 is connected to the heater 56, which also has a Circulation line 60 is connected to the heating element 56.

Vom Abscheider 59 führt eine Dampfleitung 61 zum Heizraum des Heizkörpers 62 der zweiten Stufe, so daß also dieser Heiz- -körper mit Brüden aus der ersten Stufe erhitzt wird. Dieser Brüden bzw. dessen Destillat wird aus dem Heizraum des Heizkörpers 62 über die Leitung 63 in den Heizraum des Heizkörpers 24 der dritten Stufe geleitet. Außerdem wird dem Heizraum des Heizkörpers 24 über die Leitung 40 Brüden vom Abscheider 64 der zweiten Stufe, der an den Heizkörper 62 angeschlossen ist, zugeführt. Der Abscheider 64 ist außerdem über die Zirkulationsleitung 65 mit dem Heizkörper 62 verbunden.A steam line 61 leads from the separator 59 to the heating space of the radiator 62 of the second stage, so that this radiator with vapors from the first Stage is heated. This vapor or its distillate is taken from the boiler room of the Radiator 62 via line 63 into the boiler room of the radiator 24 of the third stage. In addition, the boiler room of the radiator 24 is over the line 40 vapors from the second stage separator 64 to the radiator 62 is connected, supplied. The separator 64 is also via the circulation line 65 connected to the heating element 62.

Schließlich kann dem Abscheider 64 über eine Leitung 66 und ein darin vorgesehenes Ventil 67 Kondensat entnommen werden, und es ist auch grundsätzlich möglich, Kondensat aus dem Abscheider 64 über die gestrichelt eingezeichnete Leitung 68 dem Heizkörper 24 zuzuführen, obwohl das im allgemeinen nicht geschieht (siehe dazu die Ausführungen zur Leitung 26 in Fig. 1). Dagegen wird das Kondensat aus dem Abscheider 59 über die Leitung 69 zum Heizkörper 62 geleitet, soweit es nicht über die Zirkulationsleitung 60 zurück zum Heizkörper 56 geführt wird.Finally, the separator 64 via a line 66 and a therein provided valve 67 condensate can be removed, and it is also fundamental possible, condensate from the separator 64 via the line drawn in dashed lines 68 to the radiator 24, although this is generally not done (see the remarks on line 26 in FIG. 1). In contrast, the condensate is out the separator 59 passed through the line 69 to the heater 62, as far as it is not is guided back to the radiator 56 via the circulation line 60.

Das Bidestillat wird dem Heizraum des Heizkörpers 24 der dritten Stufe über die Leitung 30 entnommen, die an die Stelle der Leitung 41 der Fig. 1 tritt. The bidistillate is the boiler room of the radiator 24 of the third Stage taken via line 30, which takes the place of line 41 of FIG occurs.

LeerseiteBlank page

Claims (10)

Patentansprüche Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten, insbesondere von radioaktiven Abwässern, mittels mehrstufiger Eindampfanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit in wenigstens einer der ersten Stufe folgenden Stufen, vorzugsweise in einer oder mehreren letzten Stufen, der Eindampfanlage eindampft und in Kombination damit das Brüdenkondensat dieser, vorzugsweise letzten, Stufe bzw. Stufen in einer oder mehreren dieser Stufe bzw. diesen Stufen vorangehenden Stufen zur Erzielung der erforderlichen Reinheit eindampft bzw. nochmals destilliert. Method for evaporation of liquids, in particular of radioactive waste water, by means of multi-stage evaporation plants, characterized in that one the liquid in at least one of the first stage following stages, preferably in one or more final stages, the evaporation plant evaporates and in combination so that the vapor condensate of this, preferably the last, stage or stages in one or more of this stage or stages preceding these stages to achieve evaporated to the required purity or distilled again. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Brüden der letzten Stufe bzw. Stufen kondensiert, bevor man ihn als Kondensat einen oder mehreren vorangehenden Stufen zuführt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Vapors from the last stage or stages are condensed before being used as a condensate or several preceding stages. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kondensat entgast, bevor man es einer oder mehreren vorangehenden Stufen zuführt.3. The method according to claim 2, characterized in that the The condensate is degassed before it is fed to one or more preceding stages. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Brüden der letzten Stufe bzw. Stufen komprimiert, vorzugsweise mit Hilfe eines mechanischen Verdichters, und im Heizraum einer vorhergehenden Verdampfstufe kondensiert.4. The method according to claim 1, characterized in that the Vapors from the last stage or stages are compressed, preferably with the aid of a mechanical one Compressor, and condensed in the boiler room of a previous evaporation stage. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kondensat teilweise in die letzte Stufe bzw. Stufen zurückführt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the condensate is partially returned to the last stage or stages. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einer oder mehreren vorhergehenden Stufen Destillat bzw. Kondensat aus der letzten Stufe bzw.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that one or more of the preceding stages distillate or condensate from the last stage or aus den letzten Stufen zum Ausgleich der Mengenbilanz zuführt.from the last stages to balance the mass balance. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die letzte Stufe bzw. die letzten Stufen mit Brüden einer oder mehrerer der vorangehenden Stufen beheizt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the last stage or the last stages with one or more vapors the previous stages heated. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine oder mehrere der der letzten Stufe bzw. den letzten Stufen vorangehenden Stufen mit Brüden aus einer oder mehreren vorangehenden Stufen beheizt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that one or more of those preceding the last stage or stages Stages heated with vapors from one or more preceding stages. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine oder mehrere der der letzten Stufe bzw. den letzten Stufen vorangehenden Stufen mit Frischdampf beheizt.9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that one or more of those preceding the last stage or stages Steps heated with live steam. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die letzte Stufe der Eindampfanlage unter Vakuum bei niedriger Siedetemperatur betrieben wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in, that at least the last stage of the evaporation plant under vacuum at low boiling temperature is operated.