Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT) (방사성폐기물학회지)

Korean Radioactive Waste Society (한국방사성폐기물학회)
권호 표지

Treatment of Spent ion-Exchange Resins from NPP by Supercritical Water Oxidation(SCWO) Process

초임계수 산화공정에 의한 원전 폐수지 처리기술

  • 김경숙 (한전 전력연구원 원자력발전연구소) ;
  • 손순환 (한전 전력연구원 원자력발전연구소) ;
  • 송규민 (한전 전력연구원 원자력발전연구소) ;
  • 한주희 (㈜한화석유화학중앙연구소) ;
  • 한기도 (㈜한화석유화학중앙연구소) ;
  • 도승회 (㈜한화석유화학중앙연구소)
  • Published : 2009.09.30
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Abstract

The spent cationic exchange resins and anionic exchange resins were separated from mixed spent exchange resins by a fluidized bed gravimetric separator. The separated resins were identified by an elemental analysis and thermogravimetric analysis. The each test sample was prepared by diluting the slurry made by wet ball milling the cationic exchange resins and the anionic exchange resins separated as a spherical granular form for 24 hours. The resulting test samples showed a slurry form of less than $75{\mu}m$ of particle size and 25,000ppm of $COD_{cr}$. The decomposition conditions of each test samples from a thermal power plant were obtained with a lab-scale(reactor volume : 220mL) supercritical water oxidation(SCWO) facility. Then pilot plant(reactor volume : 24 L) tests were performed with the test samples from a thermal power plant and a nuclear power plant successively. Based on the optimal decomposition conditions and the operation experiences by lab-scale facility and the pilot plant, a commercial plant(capacity : 150kg/h) can be installed in a nuclear power plant was designed.

유동층 비중차 분리기를 이용하여 혼합 폐 이온교환수지에서 폐 양이온수지와 폐 음이온수지로 분리하였으며, 원소분석과 열분석으로 분리가 잘 되었음을 확인하였다. 비중차 분리를 통해 얻은 수백 미크론의 구형 알갱이 형태의 폐 양이온수지와 폐 음이온수지 각각을 볼밀로써 24시간 습식 분쇄하여 적정 입도 이하의 입자가 균일하게 분산된 고농도 슬러리를 얻은 다음, 희석하여 $COD_{cr}$, 농도 25,000ppm의 시료를 준비하였다. 실험실 규모의 소형 초임계수산화(Super Critical Water Oxidation, SCWO) 장치(반응기 용량 : 220 mL)로써 화력발전소에서 발생한 폐 양이온수지와 폐 음이온수지에 대해 최적의 분해조건을 확립한 다음, 파일럿플랜트(반응기 용량 : 24 L)로 scale-up 실험을 수행하였다. 우선 화력발전소의 폐수지로서 파일럿테스트를 실시한 다음, 원자력발전소의 폐수지로써 파일럿테스트를 수행하여 최적의 분해조건을 설정하였다. 실험실 규모의 소형 SCWO 장치와 파일럿플랜트의 설계 및 운전에서 얻은 경험을 바탕으로 원자력발전소 내에 설치 가능한 규모로 상용설비(처리용량 : 150kg/h)를 설계 중에 있다.

Keywords

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