Brevet FR2664085A1 — publié le 19920103

APPAREILLAGE POUR LA SEPARATION EN CONTINU DES PHASES LIQUIDE ET SOLIDE DE DéCHETS RADIOACTIFS A CONDITIONNER La présente invention se rapporte d'une manière générale aux problèmes de conditionnement des déchets, notamment des déchets radioactifs de faible et moyenne activité tels qu'on les rencontre dans l'énergie nucléaire. On sait d'une façon générale que les déchets de l'énergie nucléaire peuvent se présenter sous plusieurs aspects principaux selon qu'ils sont humides, comme par exemple les boues de coprécipitation d'effluents liquides, secs ou solides. La présente invention s'applique spécifiquement aux déchets humides stockés avant leur traitement en phase liquide servant notamment à leur transfert. L'invention s'applique également, bien que de façon non limitative, aux résines échangeuses d'ions, aux charbons actifs en grains ou adsorbants granulés que l'on transfère généralement en phase liquide au moyen d'hydroéjecteurs vers les cuves destinées à leur stockage. Le conditionnement de ces déchets, c'est-à-dire l'opération par laquelle on les traite, par concentration et confinement pour les mettre dans un état permettant leur conservation de longue durée, nécessite l'élimination préliminaire de la quasi-totalité de la phase liquide dans laquelle ils sont contenus de façon à permettre Itenrobage à chaud dans une matrice judicieusement choisie telle que ciment, bitume, résine epoxy etc. Actuellement, la reprise des déchets dans les cuves ne peut se faire que par pompage sous homogénéisation permanente (par exemple par des rampes d'air comprimé), ou par aspiration sous vide. Le conditionnement par enrobage de ce type de déchet ne peut être alors réalisé correctement sur des appareils en fonctionnement continu, du fait des quantités importantes d'eau à évaporer ; de plus, la connaissance de la quantité exacte de déchet introduite dans l'appareil de conditionnement et la régularité de celle-ci qui sont des données impératives pour qualifier l'enrobé, ne sont pas prises en compte dans de tels procédés. Le procédé connu le plus couramment utilisé est discontinu et l'enrobage par le bitume d'échangeurs d'ions ou de matériaux pulvérulents se fait après séchage à 1300C dans un calcinateur. Les poudres obtenues sont introduites par une vis double dans un homogénéiseur à deux pales axiales et une pale radiale en partie basse, d'un volume de 70 à 110 litres. La température de travail est de 2000C, le malaxage s'effectue à la vitesse de 700 t/mn. L'enrobé est coulé dans un fût de 200 litres par ouverture d'une vanne à boule en fond de l'homogénéiseur. La présente invention a précisément pour objet un appareillage pour la séparation en continu des phases liquide et solide de déchets radioactifs à conditionner qui permet de prélever les déchets à partir de la cuve de stockage, de Les essorer en continu et de les introduire de manière dosée dans un appareil d'enrobage en continu qui fonctionne de façon précise et efficace. Cet appareillage est caractérisé en ce qu'il comprend - une trémie, recevant à son sommet le mélange des phases liquide et solide, dont une paroi au moins est munie d'une fenêtre fermée par une toile filtrante dont les mailles ont une dimension légèrement inférieure à la dimension des plus petits élements de la phase solide à séparer ; - un conduit cylindrique, débouchant à la partie inférieure de la trémie, comportant un système à vis sans fin, mu par un moteur, ledit conduit comportant sur une partie de sa longueur une fenêtre également fermée par une toile filtrante et réglable en surface à l'aide d'un manchon cylindrique monté sur le conduit, orientable en rotation et doté d'une ouverture longitudinale ; - un bac de collection et d'évacuation de la phase liquide issue de la trémie et du conduit cylindrique ;; - en commmunication avec l'extrémité du conduit cylindrique, un appareil de conditionnement de la phase solide issue du système à vis sans fin dans lequel on mélange intimement celle-ci avec une matrice d'enrobage. La séparation des phases liquides et solides des déchets radioactifs à conditionner a lieu à deux niveaux différents dans l'appareil, à savoir D'abord au niveau de la trémie comportant une fenêtre fermée par une toile métallique filtrante qui permet d'évacuer dans le bac de collection inférieur la majorité de la phase liquide du déchet en question. Ensuite, un essorage complémentaire permettant d'évacuer la quasi totalité de l'eau résiduelle a lieu dans le conduit cylindrique sous l'effet de la vis sans fin à l'aide d'un manchon cylindrique réglable au travers d'une deuxième fenêtre fermée par une toile métallique filtrante. La progression de la phase solide résiduelle est assurée par cette vis sans fin jusqu'à un appareil de conditionnement de cette phase solide en communication avec l'extrémité du conduit cylindrique et en continu, ce qui permet un mélange parfait de la phase solide avec la matrice d'enrobage qui alimente par ailleurs, selon l'invention, l'appareil de conditionnement. On parvient ainsi à l'aide de l'appareillage, objet de l'invention, à un traitement de séparation des phases solide et liquide des déchets à traiter suivi d'un enrobage, l'ensemble se déroulant de façon continue. De toute façon l'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre de l'appareillage de séparation en continu des déchets radioactifs, description qui sera faite à titre illustratif et non limitatif en se référant à la figure unique ci-jointe qui montre, vu schématiquement en perspective, l'ensemble de l'appareillage. Sur cette figure, on a représenté la cuve de stockage 2 des déchets à traiter. Cette cuve 2 renferme par conséquent la phase solide des déchets en suspension dans une phase liquide, l'ensemble étant brassé par un agitateur à pales 4. A la partie inférieure de la cuve de stockage 2, se trouve une canalisation 6 conduisant à une pompe 8 qui fait progresser l'ensemble des deux phases solide et liquide jusqu'à une vanne à trois voies 10 susceptible d'orienter les déchets, soit par une canalisation 12 vers le sommet de la trémie 14, soit par la canalisation 16 vers le retour 18 dans la cuve de stockage 2. La trémie 14 est munie conformément à l'invention d'au moins une fenêtre 20 fermée par une toile métallique filtrante 22 dont les mailles ont une dimension légèrement inférieure à celle des plus petits éléments de la phase solide que l'on veut retenir. A l'intérieur de la trémie 14 se trouve également un appareil de brassage 24 permettant d'agiter en permanence le mélange des phases solide et liquide. Le niveau 26 de la phase liquide dans la trémie 14 est mesuré en permanence par un capteur approprié et retransmis par un circuit électrique 28 à la vanne à trois voies 10 dont il règle ainsi le fonctionnement sous l'angle de la répartition entre les sorties 12 et 16 de cette vanne à trois voies. Une partie de la phase liquide contenue dans la trémie 14 s'écoule, notamment sous l'effet de l'appareil de brassage 24, au travers de la fenêtre 22 dans un bac de collection 30 situé à la partie inférieure de la trémie. A cette même partie inférieure, prend naissance un conduit cylindrique 32 renfermant une vis sans fin 34. Cette vis sans fin est mue par un moteur 36 en rotation continue ett à vitesse réglable. Conformément à l'invention, le conduit cylindrique 32 possède également sur une partie de sa longueur une fenêtre 38 également fermée par une toile métallique filtrante entourée d'un manchon cylindrique 40 que l'on peut déplacer en rotation autour du conduit 32 de façon à obturer plus ou moins complètement la fenêtre 38. A cet effet, le manchon 40 comporte une ouverture longitudinale ayant approximativement les dimensions de la fenêtre 38. Ce système permet, en ouvrant plus ou moins cette fenêtre 38 par rotation du manchon cylindrique 40, un essorage complémentaire de plus ou moins grande importance du mélange pâteux qui quitte la trémie 14 pour pénétrer dans le conduit cylindrique 32. A l'extrémité de ce conduit cylindrique 32 se trouve situé l'appareil de conditionnement des déchets 41 comportant un rotor à pales réglables 42 et une entrée 44 pour la matrice d'enrobage dans laquelle on souhaite inclure les déchets solides qui proviennent du conduit 32. Dans la plupart des applications pratiques, cet appareil de conditionnement de la phase solide possède une enveloppe chauffante qui permet l'élimination des traces de liquide et la réalisation d'un enrobé homogène que l'on peut d'ailleurs recueillir ensuite dans un fût de conditionnement 46. Le bac de collection 30 de la phase liquide possède une conduite de sortie 48 pour celle-ci qui rejoint la conduite 18 de réinjection des déchets bruts dans la cuve de stockage 2. L'appareil qui vient d'être décrit fonctionne parfaitement de manière continue et automatique, Le débordement de la trémie étant rendu impossible par l'asservissement de la vanne à trois voies 10 au niveau 26 de la phase liquide dans cette trémie. Par ailleurs, le dosage de la matrice d'enrobage introduite par la canalisation 44 dans l'appareil de conditionnement 41 peut être fait par des moyens classiques et non décrits en liaison avec l'apport des déchets à conditionner par la vis sans fin 34. L'installation qui vient d'être décrite sur la figure unique peut être contenue entièrement dans une double enveloppe destinée à protéger de la radioactivité le personnel environnant ; elle trouve son application particulièrement intéressante au traitement des résines échangeuses d'ions après leur utilisation. REVENDICATIONS 1. Appareillage pour la séparation en continu des phases liquide et solide de déchets radioactifs à conditionner, caractérisé en ce qu'il comprend - une trémie (14) recevant à son sommet le mélange des phases liquide et solide dont une paroi au moins est munie d'une fenêtre (20) fermée par une toile métallique filtrante (22) dont les mailles ont une dimension légèrement inférieure à la dimension des plus petits élements de la phase solide à séparer ;; - un conduit cylindrique (32), débouchant à la partie inférieure de la trémie (14), comportant un système à vis sans fin (34), mu par un moteur (36), ledit conduit (32) comportant sur une partie de sa longueur une fenêtre (38) également fermée par une toile filtrante et réglable en surface à L'aide d'un manchon cylindrique (41) monté sur le conduit (32), orientable en rotation et doté d'une ouverture longitudinale ; - un bac (30) de collection et d'évacuation de la phase liquide issue de la trémie (14) et du conduit cylindrique (32) ; - en commmunication avec l'extrémité du conduit cylindrique (32), un appareil (40) de conditionnement de la phase solide issue du système à vis sans fin (34) dans lequel on mélange intimement celle-ci avec une matrice d'enrobage. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une cuve de stockage (2) des déchets à traiter, une pompe (8) apte à prélever ces déchets dans la cuve de stockage (2) pour les acheminer vers une vanne à trois voies (10) et les diriger soit vers le sommet de la trémie (14) en vue de leur traitement, soit d'en ramener une partie au moins au sommet de la cuve de stockage (2) en même temps que la phase liquide recueillie dans le bac de collection (30). 3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fonctionnement de la vanne à trois voies (10) est asservi automatiquement au niveau (26) de la phase liquide dans la trémie, de façon à éviter le trop-plein de celle-ci.