Способ очистки газов от радиоактивных аэрозольных частиц

 

Изобретение позволяет улучшить степень очистки отходящих гэзоз при одновременном повышении надежности очистки путем предотвращен случайных выбросов и сокращения количества радиоактивных отходов. Для этого отходящие газы после обработки парами воды няи водными растворами пропускают последовательно через озерненные слои щавелевой кислоты, температуру которых поддерживают в интервале 30-100°С, но выше температуры газов , выходящих после операций обработки парами воды или водными растворами, и слои набухшей ионообменной смолы, температуру газов в которых поддерживают выше (гС, но ниже температуры газов, выходящих после операций обработки парами воды или водяными растворами. Изобретение позволяет уменьшить вероятность случайных повышенных выбросов радиоактивных нуклидов в атмосферу, а также сократить количество образующихся пои газоочистке радиоактивных отходов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si> s G 21 F 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ "KHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° ч

° ° ь °

° Г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4754180/25 (22) 12.09.89 (46) 23.04.91. Б-ал, М 15 (72) Р.К.Газизав, С.В.Осипов, А.Ф.Сироткин, Ю.Ф.Овсянников и R.M.Григорьев (53) 621.039,7 (088.8) (56) Охрана окружающей среды на предприятиях атомной промышленности. / Пад ред.

Б.H,Ëàñêoðèíà, — М.: Энергоатомиздат, 1982, с. 87, 100 с.

Охрана окружающей среды. / Пад ред.

С.В,Белаза — M,: Вы.;шая школа, 1983, с, i 17-118. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ OT РАДИОАКТИВНЫХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение позволяет улучшить сте- пень очистки отходящих газов при одновременном повышение надежности очистки путем предотвращения случайных выбраИзобретение относится к ядерной энергетике и адиахимическаму праизрадству, преимущественна к области выделения трансурановых элементов (Ра, Аа, ВК, CF и др.) и приготовления ядерного топлива с испальзава. ием салевых расплавов хлоридав металлов, и может быть использована для -листки отходящих газон ат радиоактивных аэразальных частиц.

Цель изобретения — улучшение степени очистки отходящих газов при одновременном повышении надежности очистки путем предотвращения возможности случайных выбросов радиоактивных веществ в атмосферу при внезапных поступлениях на очистку отходящих газов с большой канцен» Ж,, 1б44234 А1 сав и сокращения количества радиоактивных отходов. Для этого отходящие газы после обработки парами воды или водными растворами пропускают последовательно через озерненные слои щавелевой кислоты, температуру которых поддерживают в интервале 30-100ОС, мо выве температуры газов, выходящих после операций обработки парами воды или водными растворами, и слои набухшей ионообмвнной смолы, температуру газов в которых поддерживаот выше О С. но ниже температуры газов, выходящих после операций обработки парами воды или водяными растворами. Изобретениепозваляетуменьшитьвероятнасть случайных повышенных выбросов радиоактивных нуклидов в атмосферу, а также сократить количество образующихся пои газоочистке радиоактивных отходов. 1 ил. ьтрацией радиоактивных веществ и сокраще- О ние количества радиоактивных отходов.

На чертеже изображена аппаратурнотехнологическая схема реализации способа. Ю

Отходящие хлорсодержащие газы, вклю- Ы чающие солевые аэрозальные частицы а -ра- Дь диоактивных нуклидов, после грубой очистки подают а нижнюю чаоть аосорбционноа колонны 4, орошаемой сверху 5 -ным содовым раствором, 8 донную часть абсорбцианной колонны падают 15 -ный раствор нитрата аммония (предусмотрена линия для перетока образующегося здесь газа в среднею часть колонны). Отработавший раствор стекает в бак-сборник 2. Отходящие газы на верхней части абсорбцианной колонны падают в коланку 3 с озерненной щавелевой кислотой, обогреваемой нагревателем 4, затем газы направляют в колонку 5 с набухшей ионообменной смолой 6, охлаждаемой воздухом посредством змеевика 7. Гаэ поступает сначала. в нижнюю камеру колонны 8 для предварительного охлаждения, 9 — пробоотборное приспособление для забора проб смолы. С донной части колонны отходит в бак-сборник линия сброса конденсата. Буквами а, б, в д на схеме показаны места контрольного газового пробоотбора; г- место пробоотбора отработавшего раствора, - — клапан,:=отермоэлектрический термометр:, — линия отходящих газов.

Способ очистки газов от радиоактивных аэрозольных частиц, содержащих нуклиды актиноидов (уран, плутоний, америций, берклий, калифорний и др,),. включает обработку газов парами воды или водными растворами, отходящие газы после обработки парами воды или водными растворами пропускают через.озерйенные слои щавелевой кислоты„температуру которых поддерживают в интервале 30-100 С, но выше температуры газов, выходящих после операции обработки парами воды или водными растворами, и слои набухшей ионообменной смолы, температуру газов в которых поддерживают выше 0 С, но ниже температуры газов, выходящих после операций обработки парами воды или водными растворами.

Наличие операций обработки отходящих газов парами воды (например, в циклоне с последующей конденсацией части влаги в холодильнике) или пропускания через насадочный, тарельчатый или.инай абсарбер, орошаемый паглотительный растворам, например 6;4-ным раствором кальцинирсванной соды (при очистке хларсодержащих отходящих газов, включающих возгоны солей хларидав актиноидов), позволяет позготовить газы насыщением вланой к очистке на иансобменнай смоле, а также очистить отходящие газы от основной части загрязнения(поглощением его в водном растворе или осаждением в циклоне и при операции частичной конденсации после прапускания через циклон) и газообразного хлора (s абсарбере, в случае очистки хлорсодержащих газов), При отсутствии данной операции невозможна провести очистку на следующей ступени — ионообменной смоле, уак как газ, не насыщенный влагой, сушит ионообмвнную смолу. Кроме. того, при обработке отходящих газов парами воды с последующей конденсацией влаги в холодильнике или пропусканием их через орошаемый абсарбер очищают газ От значительного по абсолютному количеству радиоактивных веществ.

Наличие операции пропускания газов через озерненные слои щавелевой кислоты обеспечивает улавливание на них большого количества актиноидав, При улавливании происходит химическая реакция с образованием более инертной сали оксалата актиноида, внедренной в матрицу зерна щавелевой кислоты. Последнее обстоятельство резко снижает вероятность вторичного уноса радиоактивного загрязнения, задержанного на поверхности зерен. Улавливание из отходящих газов большой доли загрязнения и прочное ее удержание обеспечивают высокую степень очистки. Наличие этой операции обеспечивает улавливание азрозальных частиц солей кальцинираваннай сады (или другого ще лочнога соединения, применяемого для орошения абсорбера) и этим создает стабильным режим рабаты слоев ионоабменнай смолы, предотвращая их защелачивание.

При отсутствии данной операции прапускания газов через озерненные слои щавелевой кислоты нельзя достигнуть требуемой степени очистки и обеспечить стабильную работу слоев ион ообменной смолы.

Наличие Операции пропускания отходящих газов через слои ианообменной смолы обеспечивает значи1 ельнае повышение степени Очистки газов. Аэрозальные частицы

Отходящих газов прилипают к влажно;; поверхности зерен смолы, радиоактивное солевое загрязнение растворяется на поверхности набухшего зерна и диффундирует в глубь зерна, Таким образом, загрязняющее вещество оказывается прочно связанным с зерном ионосбменнай смолы, чта исключает их унос — зто повышает степень очис-ки, При o " тствии операции пропускания отходящих газов через ионоабменную смолу нельзя обеспечить очистку газов до требуемай чистоты.

Для осуществления предлагаемого способа очистки отходящих газов необходимо создать требуемый температурный режим каждой ступени очистки газа, а именно: „ темп "ратуру азерненных слоев щавелевой кислоты поддерживают в интервале 30-100 С, но выше температуры газов, выходящих после операций обработки парами воды или водными растворами, а температуру газов в слоях ионаабменной смолы паддерживают выше 0 С, на ниже температуры газов, выходящих после операций обработки парами воды или водными растворами..,14-4234

Такое условие, когда температура насыщенных парами воды газов. выходящих пас»е операции обработки нарами зады или водными растворами, выше температуры тех же газов в слоях ионоабменной смолы (а ионаобменная смола находится при температуре выше 0 С), обеспечивает постоянное увлажнение, набухшее состояние ионообменной смолы, задержание и поглащ ние радионуклидов из аэрозольных частиц.

Поддержание температуры озерненных слоев щавелевой кислоты выше температуры газов, выходящих после операций обработки парами воды или водными растворами, и в интервале 30-100 С предотвращение намокание зерен щавелевой кислоты и способствует протеканию реакции хемосорбции с солями актиноидов, других радиоактивных веществ .", с кальционираванной содой (или с щелочью). При температуре ниже 30 С щавелевая к аслота поглощает влагу, раэмакает, а нри температуре выше 100 С возганяется.

Одновремечное достижение повышенной надежности очистки обеспечивается большой емкостью по улавливаемым радионуклидам как на ступени очистки на азерненных c»GAx щавелевой кислоты, так и на ступени тонкой очистки на ианнаобменник смоле. При внезапном поступлении на очистку газов с большой концентрацией радиоактивных веществ щавелевая кислота и ионообменная смола способны поглотить и удержать значительное количество радиоактивных веществ и исключить их случайный выброс в атмосферу.

Одновременное достижение сокращения радиоактивных отходов обеспечивается тем, что использованную щавелевую кислоту легко и просто выгружают в герметичный контейнер, нагревают да 200 С и разлага,от, почти полностью превращая в газ. Отработавшую ианообменную сма.:,. легко уменьшают да минимально-о объема или полностью сжигают в замкнутом объеме, чем решают задачу сокращения количества радиоактивных отходов.

Пример. Применительно к процессам приготовления ядерного топлива с использованием салевых расплавав хларидов металлов способ осуществляют следующим образом.

В реальных условиях хларсодержащие отходящие газы включают 2-20 г/м хларидов натрия, цезия, железа, алюминия, магния, кремния, никеля, хрома а-радиоактивные нуклиды делящихся материалов, Расход отходящих газов составляет

0 1-0 4 мз/

Отходяшие газы указанного состава после предварительной груаой очистки подают в н!лжнк2ю !а ть абсообциан ной калачны, Абсорбцианную колонну с внутренним диаметром 93Я мм и рабочей высотой 900 мм с насадкой из фарфоровых колец диаметром 10 мм орошают сверху 5 -ным раствором кальцинираванной соды с расходом 15 л/ч.

В донную часть абсарбционной колонны для нейтрализации образующегося гипохлорида натрия пода от 15;,-ный раствор нитрата аммония с расходом 5 л/ч. Температура отходящих газов на выходе абсорбционной кала .ны составляет 25 С. После абсарбцианной колонны отходящие газы пропускают через колонну, заполненную азерненной щавелевой кислотой со средней крупностью в диаме ре 2-3 мм. Колонна имеет внутренний диаметр и рабочую высоту соответс венна 200 и 250 мм, Зерна приготовлены путем дробления и рассева через сито спрессаван!ceo парашка щавелевой кислоты. Колонн= имеет снаружи электрический обогреватель, который автоматически поддерживает заданную температуру

40-40 С. Колонна имеет люк для загрузки и выгрузки зернистого материала.

После колонны с оэерненной щавелевой кислотой отходя цие газы пропускают через колонну с набухшей ионообменной смолой — катианитал КУ-2-Вчс ГОСТ20298-74, который имеет следующие данные. Гранулометрический состав, мм: размер зерен

0,4-1,25; эффективный размер зерен 0.45-0,65.

Массовая даля влаги (в набухшем состоянии) в насыпном слое 65 $.

Полная статистическая обменная емкость

1,85 мг/маль/см . Динамическая обменная емкость 1640 г/моль/мэ.

Эта колонна имеет средний внутренний диаметр и общую рабочую высоту соответственна 250 и 280 мм, Изнутри колонна снабжена змеевиксм для охлаждения, Колонна разделена бесправальной решеткой на две камеры: основную, высотой 202 мм, и меньшую, высотой 78 мм, для предварительного охлаждения отходящих газов, которая расположена в нижней части, и от которой отходит трубопровод для стока конденсата, соединяющийся с трубопроводом для сток" отработавших растворов из абсарбционной колонны в сборник растворов.

Отходящиетазы в камере для предварител ьнага охлаждения охлаждают до требуемой температуры (ниже точки расы), которую поддерживают в основной камере с зернами смолы в пределах 10-20 С автоматически с помощью термоэлектрического термометра, функционально связанного с ными нуклидами, уменьшает вероятность случайных повышенных выбросов радиоактивных нуклидов а атмосферу, уменьшает количество образующихся при газоочистке радиоактивных Отходов. ие газы

f0t1 кк кигкс8. и7аРиФы слч8вр

Составитель В. Костереь

Техред ММоргентал Корректор Ме Демчик

Редактор Н. Тупица

Заказ 1244 Тираж 277 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 регулируемым клапаном «а линии подачи воздуха для охлаждения по змеевику колонны. После колонны с ионообменной смолой

Отходящие газы направляют на линию сбро са. Пробоотборные точки Отходящих газов, 5. расположены до и после аппаратов: абсорбционной колонны, колонны с озерненной щавелевой кислотой, колонны с набухшей катионитовой ионообменной смолой.

Контрольный пробоотбор производят 10 прокачкой через аналитический фильтр

АФА-РМП-20 отходящего газа от соответствующей пробоотборной точки. Затем производят замер а -радиоактивности фильтра на радиометрической установке. 15

Загрязненность отходящих газов по

Q -радиоактивным нуклидам составила; перед абсорбционной колонной 1,0 10з—

-8,5 10 Бкlм"; после абсорбиионной колонны (уерел колонной со щееепееой кнопп- 20 той) 10 — 1,0- 10" Бк/M; после колонны с озерненной щавелевой кислотой (перед колонной с набухшей ионообменной катионитовой смолой) 1-100 Бк/м ; после колонны с набухшей ионообменной катионитовой 25 смолой 0,00-0,5 Бк/м .

Изобретение обеспечивает более высокую степень очистки отходящих газов от

Q "радиоактивного загрязнения актиноияФормула изобретения

Способ Очистки газов от радиоактивных аэрозольных частиц солей актиноидов, включающий обработку газов парами воды или водными растворами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения степени очистки отходящих газов при одновременном повышении надежности очистки путем предотвращения случайных выбросов и сокращения количества радиоактивных отходовк отходящие газы после обработки парами воды чли водными растворами пропускают последовательно через озерненные слои щавелевой кислоты, температуру которых поддерживают в интервале

30-100 С, но выше температуры газов, выходящих после операции обработки парами воды или водными растворами, и слои набухшей ионообменно@ смолы, температуру газов в которых поддерживают выше О С. но ниже температуры газов, выходящих по-, сле операций Обработки парами воды или водными растворами.

Способ очистки газов от радиоактивных аэрозольных частиц Способ очистки газов от радиоактивных аэрозольных частиц Способ очистки газов от радиоактивных аэрозольных частиц Способ очистки газов от радиоактивных аэрозольных частиц 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приготовлению топлива для ядерных реакторов с использованием солевых расплавов и решает ' задачу очистки газов, содержащих солевые возгоны

Изобретение относится к технике очистки отходящих газов

Изобретение относится к нейтрализаторам продуктов радиолиза и предназначено для нейтрализации путем рекомбинации радиолитических газов в технологических контурах ядерного реактора
Изобретение относится к следующим областям техники: дезактивация радиоактивных отходов, обработка газообразных отходов радиоактивных источников

Изобретение относится к способам очистки от радиоактивных и вредных химических веществ газовых выбросов, образующихся при переработке отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к области обработки газообразных отходов, а именно к процессам выделения криптона, в том числе радиоактивного, и ксенона из газовых отходов

Изобретение относится к кондиционированию или упаковке радиоактивного йода, в частности йода 129, с использованием апатита в качестве удерживающей матрицы, при этом содержащий иод, указанный апатит, соответствует формуле: М10(XO4)6-6x(PO4)6xI2 (I) в которой M представляет Cd или Pb; X представляет V или As; I является радиоактивным йодом, подлежащим кондиционированию и x такой, при котором 0 x меньше 1

Изобретение относится к области атомной техники, а именно к очистке воздушных потоков вентсистем и сдувок с оборудованием АЭС от радиоактивного йода и его соединений, а также может быть использовано для улавливания радиойода из газовой фазы с целью последующего его анализа

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к усовершенствованию фильтров для дисперсной фазы так называемой конструкции Петриянова, расположенных в вытяжном канале атомной электростанции

Изобретение относится к области очистки газовых выбросов и может быть использовано для очистки газообразных продуктов аварии на атомных электростанциях (АЭС) и в производствах, газовые выбросы которых содержат радиоактивные или иные экологически вредные компоненты
Наверх