离子交换树脂的粉碎装置和离子交换树脂的粉碎方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种离子交换树脂的粉碎装置(10)，该装置具有用于容纳含水的离子交换树脂悬浮液(14)的罐子(12)，设置在罐子(12)内的搅拌装置(16)，设置在罐子(12)外的研磨装置(20)以及用于将含水的离子交换树脂悬浮液(14)从罐子(12)输送到研磨装置(20)的泵装置(22)。罐子(12)里设置有预粉碎装置(24)。本发明专利技术还涉及一种应用根据本发明专利技术的离子交换树脂的粉碎装置进行的离子交换树脂的粉碎方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子交换树脂的粉碎装置和离子交换树脂的粉碎方法
本专利技术涉及一种离子交换树脂的粉碎装置，该装置具有用于容纳含水的离子交换树脂悬浮液的罐子，设置在罐子内的搅拌装置，设置在罐子外的研磨装置以及用于将含水的离子交换树脂悬浮液从罐子输送到研磨装置的泵装置。
技术介绍
已知在传统发电站和核技术设备以及发电站中将离子交换树脂用于净化水或者污水。尤其在核
必须以高昂成本来处理和清除带有放射性的离子交换树脂。在这种情况下经常使用一些方法如排水、脱水或在粘合剂基中固化。球型离子交换树脂在这些方法的应用中要么直接加工要么在之前进行研磨。这时研磨机例如刚玉圆盘研磨机可投入使用。使离子交换树脂悬浮于水中,并且为了得到所预期的研磨结果，通过研磨机输送进入循环回路。可能需要对离子交换树脂进行研磨，以使在后续的流程中得到更好的结果，例如：在灌粘合剂过程中减少了研磨过的树脂的上浮趋势在脱水过程中通过增大的表面积而改善了热传递并由此缩短了脱水时间，在高压压缩过程中改善了压缩性能。专利文献EP0963588B1已公开了一个装置或方法，其中将在第一容器中的离子交换树脂悬浮液输送到在外的刚玉圆盘研磨机，在研磨过程之后将离子交换树脂悬浮液收集到第二容器中，在循环操作中再次将离子交换树脂悬浮液从第二容器输送到刚玉圆盘研磨机。通过在现有技术提到的刚玉圆盘研磨机，借助于两个刚玉圆盘对悬浮液中的离子交换树脂进行精细的研磨。刚玉圆盘坚硬，易碎并且大多具有多孔结构。尤其是刚玉圆盘的高孔隙度导致精细地研磨过的离子交换树脂严重污染圆盘，因为精细的粉末深入到孔隙中。而去除该污染十分困难。由于离子交换树脂可以具有高剂量率，该污染可将极端的危害施加给人。刚玉圆盘易碎的性质具有圆盘易于打碎，而后又必须立即更换的缺点。由于这种更换只能手动进行，参与人员的剂量负荷无法避免。在现有技术中提到的方法中，将通过刚玉研磨机后的离子交换树脂输送到单独的罐子中。为了能泵送离子交换树脂悬浮液并且使得循环回路成为可能，使用刚玉研磨机的第一粉碎步骤必不可少。否则球型的，未粉碎的离子交换树脂将迅速沉淀。在循环操作中将所述离子交换树脂再次粉碎。此外，该循环操作有这些缺点，即，可能导致已经研磨的和未研磨的球型树脂的混合，或者导致已经多次通过研磨机的物质和仅在第一研磨步骤中通过刚玉研磨机的物质的混合。这样的混合导致了为达到所预期的粒度分布或者确保每个颗粒至少一次通过研磨机必须进行长时间的循环操作。此外，提到的方案需要使用两个罐子，因而不利地增加了被污染的表面和空间需求。而紧凑的空间条件是在核技术设备中已知的限制因素。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种改进的离子交换树脂的粉碎装置，该装置尽可能紧凑，并且尽可能少污染部件，给操作或维护人员尽可能小的辐射负荷。本专利技术的目的还在于给出一种相应的方法。通过开头提到的离子交换树脂的粉碎装置来解决本专利技术的目的。其特征在于，罐子里设置有预粉碎装置。本专利技术的核心思想在于，将研磨过程分为两个不同的研磨步骤，这两个步骤通过两个不同的研磨组件来进行。按照本专利技术这样设置第一研磨步骤，即预粉碎过程，使离子交换树脂悬浮液能够泵送。在第二研磨步骤中，真正的研磨过程使离子交换树脂悬浮液研磨为细颗粒状粉末。根据本专利技术直接在罐子中的第一研磨组件-预粉碎装置的设置以有利的方式使得离子交换树脂悬浮液已经能够在罐子中泵送。根据相应的罐子中的离子交换树脂悬浮液的粉碎过程，将包含于其中的离子交换树脂颗粒预粉碎，直到能够将离子交换树脂悬浮液通过泵装置输送到第二研磨组件-研磨装置。在已经发生的离子交换树脂颗粒的预粉碎的基础上，使其接下来只一次通过研磨装置则足以达到所预期的研磨结果或者所预期的颗粒分布。按照本专利技术将粉碎目的模块化分为预粉碎和研磨，这样可以有利地舍弃第二罐子。从而不仅将污染的表面而且将粉碎装置的空间需求有利地最小化。此外，通过在罐子中的预粉碎，可以取消包含研磨机的循环操作和与之相联系的关于粒度分布和沉淀倾向的不确定性。粉碎分为两个步骤，预粉碎和研磨，这样确保了每个颗粒确切一次性地通过研磨装置。此外，离子交换树脂的粉碎分为两个研磨组件可使现存的粉碎装置部件灵活适应于各自的粉碎目的。如果不需要用于达到各自的流程目标，例如漂浮倾向的最小化的研磨装置，那么也可以仅使用整合在罐子中的预粉碎装置，而研磨装置则通过一条相应的支路绕开。使用根据本专利技术的离子交换树脂粉碎装置可得到以下优点：降低在介入(例如，维修或故障排除)人员的剂量率，从而改善人员的辐射保护，降低由研磨工具散发出来的离子辐射，更低的故障可能性，省略掉费时的循环操作，更低的空间需求，通过整合在罐子中的预粉碎来达到的灵活的空间布局，装置部件灵活适应于流程技术的需要。根据本专利技术的一个特别优选的设计方案变体，预粉碎装置是分散器。该分散器根据转子-定子原理来工作，适用于乳液和悬浮液的生产，并且结构上特别简单地整合在罐子中。所使用的转子-/定子轮缘优选地具有≤1mm的距离并整合到罐子中。对应于按照本专利技术的离子交换树脂粉碎装置的另一个优选的设计方案，研磨装置是胶体研磨机。该胶体研磨机按照转子-定子原理来粉碎。将从流质的直到高粘度的产品在转子-和定子圆盘的锯齿面之间的窄缝里粉碎、分散或者均质化。通过窄缝和高转速产生了高的剪切率，该剪切率决定了粉碎效果。根据本专利技术适用的胶体研磨机的优选特征在于，转子或定子实施为圆锥形。在上部区域内理想地设置有凹凸，在下部区域内设置有粗糙的研磨面。这样的设计方案会导致待研磨的离子交换树脂的特别好的研磨效果。可以考虑用例如金属碳化物或陶瓷来作为研磨面的材料。以下本专利技术的另一个变体中，胶体研磨机具有能够调整缝隙距离的转子-/定子轮缘。因而可以通过研磨缝隙来无级地设置剪切率，从而有利地按照各个流程目标来影响已研磨的离子交换树脂的特性。通过罐子中预粉碎的持续时间、对应的刚玉研磨机的研磨缝隙的设置、产品的固体含量以及能够通过泵来调节的、到达胶体研磨机前的产品压力来调节在胶体研磨机出口处的产品所预期的颗粒分布。此外，存在这种可能，根据需要通过支路绕开研磨机，以获得最终产品中更加宽的颗粒分布，对此将已研磨的产品与预粉碎的产品混合。按照本专利技术的离子树脂交换粉碎装置的另外一个实施变体，罐子中的搅拌装置实施为锚式搅拌器。该锚式搅拌器尤其适用于保持位于储存罐里的悬浮液不断运动从而防止沉淀。按照本专利技术的另一个变体，离子交换树脂的粉碎装置具有用于调节含水的离子交换树脂悬浮液的水含量的排水装置。待粉碎的和待清除的离子交换树脂或离子交换树脂悬浮液按照其来源可能具有不同的水含量。为了达到最佳的研磨结果和高流程效率，通常需要离子交换树脂悬浮液维持固定的水分。因此可将离子交换树脂的粉碎装置设计为能够调节固定的水含量。为达到该水含量，离子交换树脂悬浮液首先排水而后重新补充限定的水量。于是在离子交换树脂悬浮液具有过低的水含量的情况下，设置供水装置。排水装置具有例如与罐子底联通的带有过滤器的吸管。只要离子交换树脂尚未粉碎并还是球型，离子交换树脂就不能通过该过滤器。排水过程中水借助泵通过吸管和所属的过滤器泵出并填充到送水罐子中。接下来通过将定量的水回流到罐子中来调节水含量。如果离子交换树脂含有过多的水，过量的水就会返回到发电系统中。此外，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子交换树脂的粉碎装置(10)，具有：用于容纳含水的离子交换树脂悬浮液(14)的罐子(12)，设置在所述罐子(12)内的搅拌装置(16)，设置在所述罐子(12)外的研磨装置(20)，将所述含水的离子交换树脂悬浮液(14)从所述罐子(12)输送到所述研磨装置(20)的泵装置(22)，其特征在于，所述罐子(12)里设置有预粉碎装置(24)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.28 DE 102012012828.21.一种辐射性离子交换树脂的离子交换树脂粉碎装置(10)，具有：用于容纳含水的辐射性离子交换树脂悬浮液(14)的罐子(12)，设置在所述罐子(12)内的搅拌装置(16)，设置在所述罐子(12)外的研磨装置(20)，将所述含水的辐射性离子交换树脂悬浮液(14)从所述罐子(12)输送到所述研磨装置(20)的泵装置(22)，其特征在于，所述罐子(12)里设置有预粉碎装置(24)，所述预粉碎装置(24)是分散器，所述研磨装置(20)是胶体研磨机。2.根据权利要求1所述的离子交换树脂粉碎装置，其特征在于，所述胶体研磨机具有能够调整缝隙距离的转子/定子轮缘。3.根据权利要求2所述的离子交换树脂粉碎装置，其特征在于，所述胶体研磨机的转子或定子轮缘分别实施为圆锥形，并在上部区域内具有凹凸，在下部区域内具有粗糙的研磨面。4.根据权利要求1所述的离子交换树脂粉碎装置，其特征在于，所述胶体研磨机的研磨面由金属、金属碳化物或陶瓷制成。5.根据权利要求1所述的离子交换树脂粉碎装置，其特征在于，所述搅拌装置(16)是锚式搅拌器。6.根据权利要求1所述的离子交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：海宁·费尔曼，丹尼尔·许策，
申请(专利权)人：西屋电气德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE