Способ отверждения жидких радиоактивных отходов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к переработке жидких радиоактивны:: отходов с помощью гидравлических вяжущих материалов . Целью изобретения ЯРШЯСТСЯ повышение экономичности процесса и безопасности хранения. Цель достигается благодаря тангенциальной подаче жидких радиоактивных отходов под давлением в зону предварительного смешения с цементом через кольцевой запор устройства, после чего полученное в результате предварител чого смешения цементное тесто оРрабатытт1 в нихревом слое. Изобретение позволяет увеличить скорост - тлердени т цементного теста, а такко абсолютной прочности в 2-3 раза, 2 с.п. ф-пы, 1 табл., 1 ил. 8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 21 F 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ.ССС .(46) 23.06.93. Бюл. Р 23 (21) 4797598/25 (22) 02. 03. 90 (71) Московское. научно-производственное объедине нйе "Радон" (72) B.Í. Флнт, A.Ñ. Волков, С,A. Динтрнев и А.П. Варлаков (56) Т, Никифоров А,С.,Куличенко В.В.

Жихарев И,И. Обезвреживание жидких . радиоактивных отходов. М.:.Энергоатомиздат, 1985, с. 134, 133, 2. Таи же, с. 133, рис. 4.12. (54) СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ )PÙÊÈÕ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУШЕ СТ ВЛЕ НИЯ (57) ИзоЬретенне относится к перера. ИэоЬретение касается охраны окружающей среды и относится, в частности, к переработке жидких радиоактивных отходов с применением неорганических вяжущих иатериалов типа цементов. Наи- более эффективно способ и устройство могут быть реализованы на пунктах переработки .и захоронения радиоактивных отходов,-а также на предприятиях,. имеющих цех по переработке радиоактивных отходов с поиощью неорганических вжхущпх материалов.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса цементирования за счет сокращения времени предварительной выдержки цементного теста в Ьочках прн одновременнои повышении безопасности процесса хранения отвержденных жидких папноактивных от-.

„.SU» ЫЫЯЫА 1 божке жндкнх радноактнв ных отходов с помощью гидравлических вяжущих материалов, Цел ью иэо брете пня является повышенне экономичности процесса и безопасностн хранения. Цель достигается благодаря тангенцнальной пода !е жидких радноактнвных отходов под давлением в зону преднарнтельнсго смешения с цементом через кол1 ценой зазор устройства, после чего полученное в результате предварнтел:.- ого смешения н цементное тестс обрабат .;"- г вихревом слое . Изобретение яоэва-.ÿåò

11 ув лнчнть . cKopoc " ь тве1 дания цемент ного теста, а также абсолютной прочности в 2-3 раза„ 2 с,п. ф-лы, <0 табл,, 1 нл, ходов эа счет увеличения абсолютной прочности цементного камня.

Сущность предлагаемого способа заключается в тангенциальной подаче жидких радиоактивных отходов под давлением в зону предварительного смешения через кольцевой зазор устройства, после чего полученное в результате ,предварительного смешения цементное тесто обрабатывают в "вихревом слое".

Полученное таким образом радиоактивное цементное тесто под действием собственного веса удаляется из эоны Ь» вихревого слоя. через решетку и заливается в бочки.

При подаче потока жидких радиоактивных отходов под давлением через ! кольцевой зазор он закручивается и, поступал з зону предварительного сме—

f 690488 шения, создает н ней раэряжение. При поступлепии цемента н зону предварительного смешения и образования цементного теста созданное раэряжение

5 способствует дегазации последнего, причем процесс дегазации значительно интенсифицируется при окончательной обработке цементного теста н зоне

"нихревого слоя" (степень дегазации при этом составляет 60-90K), что способствует повышению скорости тнерде. ния цементного теста и увеличивает прочность образовавшегося цементного камня. 15

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит полый цилиндр из немагпптного материала, размещенный Внутри индукторной обмотки tt причем н верхней части полого цилиндра имеется тая генциаль но расположенный штуцер для подвода жидких радиоактинньг< отходов, и кольцевой зазор, при этом выходная асть кольцевого зазора имеет форму усеченного конуса, своей вершиной направленного и зону предварительного смешения, а выходная часть полого цилиндра перекрыта решеткой„

Во внутреннем объеме полого цилиндра, между. обулоткаин индуктора расположеУ 30 ны рабочие тела вращения, выполненные иэ ферромагнитного материала.

Пример. Жидкие радиоактивные отходы с солесодержанием 100-300 г/л и удельной актинлостью 5 10 Бк/л го35 могенпэируит и пода;от тангенциально под давлением 2-4 атм через штуцер н кольцевой зазор цилиндра. Поток жидких радиоактивных отходов, закручиваясь, поступает н зону преднаритель- 40 ного смешения о цементом, создавая раэряжение н цилиндре. Расход цемента и жидких радиоактивных отходов регулируют так, чтобы растнороцементное отношение составляло О, 6-0,65„ После 45 предварительного смешения жидких ра" диоактнвных отходов с цементом смесь поступает в зону инихревого слоя"„. где обрабатывается н течение 5"30 с.

После обработки н нвихреном слоев полученное цементное тесто под действием собственного неса удаляется пз зоны вихревого слоя через решетку и.направляется на эатаринание в бочки, 1

На чертеже схематично изображено

55 устройство для реализации предлагаемо о способа. г

Устройство состои из полого ци-! биндра f изготовленного. иэ немагнптного материала, помещенного внутрь индуктора 2, н верхней части полого цилиндра 1 расположен кольцевой зазор

3, к которому тангенциально подсоединен штуцер 4 подачи жидких радиоактивных отходов, а нижняя выходная часть 5 кольцевого зазора 3 имеет форму усеченного конуса, направленного своей вершиной н сторону зоны 6 предtt варительного смешения и эоны 7 вихревого слоя смесителя. Непосредственно под запой 7 "вихревого слоя" смесителя находится решетка 8, а н зоне

7 "вихревого слоя" расположены рабочие тела 9 вращения.

Устройство работает следующим образом.

Индуктор 2 устройства для отверждения жидких радиоактивных отходов подключают к источнику электрического тока, в результате чего происходит образование вращающегося электром гнитного поля, под действием которого ферромагнитные тела 9 вращения приходят н сложное движение, создавая "вихревой слой . Жидкие радиоактивные отходы через штуцер подачи жидких радиоактивных отходов 4 подают тангенциально под давлением в кольцевой зазор 3, Закручиваясь в кольцевом.зазоре 3, жидкие радиоактивные отходы через нижнюю выходную часть 5 кольцевого зазора 3 поступают н зону 6 предварительного смешения смесителя, где происходит их предварительное смешивание с цементом, который поступает сверху под действием собственного веса, После этого укаэанная смесь перемещается в зону 7 "нихревого слоя" смесителя, где подвергается воздействию вихревого слоя" и через решетку 8 удаляетсл нэ устройства в емкости (бочки) для отверждения, Использование изобретения (способа отверждения жидких радиоактивных отходов и устройства для его осуществления) позволяет по сравнению с прототипом улучшить физико-механические свойства радиоактивного теста за счет повышения его скорости твердения при одновременном повышении абсолютной прочности образующегося цементного камня, Экспериментальные результаты приведены з таблице.. Иэ таблицы нндно, что изобретение позволяет обеспечить увеличение ско1690488 рости тверде fifa цементного I.ef та, а также абсолютной прочности цементного камня по сравнения с прототипом в

2-3 раза, иэ чего следует, что время, 5 необходимое на промежуточное хране,ние, снижается в 2-3 раза, следствием чего является повышение экономичности гроцесса переработки жидких радиоактивных отходов при одновременном повы-. 10 шенин безопасности процесса хранения отвержденных жидких радиоактивных отходов, Способ отверждения жидких радиоактивных отходов, включающий их предварительную гомогениэацию, пода4у в смесительь смешение с цементом в сме- 20 сителе, выгрузку полученного цементного теста в бочки, предварительную выдержку цементного теста в бочках до отверждения и транспортировку отвержденного цементного теста в бочках к месту захоронения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса цементиравания за счет сокращения времени пред- варительной выдержки цементного теста в бочках и повышения безопасности процесса хранения отверждеHHblx жидких

Средняя ско- . рость отверждения, ИПа/сут.

Прочность на сжатие цементного ;амня, МПа/сут

Время смешения ЖРО и цемента, с

1 I

7 14 28 56

О, 375

0 286

О, 188

8,5 12ь5 16ь5 21ý0

55 90 125 16 О

35 .50 75105

180

300.. Известный

0,527

О, 652

0,4?3

О, 598

0,446

0,527

t7,5 22,5 29, 5

24,0 30,0 36,5

16ьО 20ь5 26ь5

>Оь5 26,0 33 5

f4,5 18,0 25,0

18,5 23, 0 29,5

13,5

17,5

12,5

15 5

11,5

1.4, О

30

300

Предлагаемый

ЖРΠ— жидкие радиоактивные отходы.

Формула иэобретения

Способ Соле соотверждения держание

MP0,r/ë

Ра IfnawlffftтfffX ОтХОЛОВ Эа ..Чст УГЕ.ttt ьонпя абсолютной прочности цементного

f ампч, жидкие радиоактивные отходы fftдают в смсситсль та нгp ffцffaльно под наглt »tfel!, после чеге осуществляют обработку полученного цементно го тест»

t1 tt в вихревом слое

2. Устройство для отверждения жидких радиоактивных отходов, включакяцее смесите Ibflbfll элемент, расположенный внутри полого цилиндра, штуцеры для подачи жидких радиоактивных отходов, емента и выгрузки цементного теста, т л и ч а ю щ е е с я тем, что.поый цилиндр Йзготовлен из нсмагнитно го материала и .имеет в верхней части кольцевой зазор,. к которому тангенциально присоединен штуцер подачи жидких радиоактивных отходов нижняя Вы ходная часть кольцевого эа tops имеет форму усеченного конуса и направлена своей вершиной в сторону зоны предварительного смешения, причем полый цилиндр размещен внутри индуктора, нижняя часть полого цил1;Йдра .Ieрекрыта решеткой, а внутри цплиндраь в прост ранстве, ограниченном индуктооом, в качестве смеситсльпого элемента размецены тела вращееп:.л, представляющие собой частицы, иэгото-.fëåf.ft . е иэ ферромагнитного материала.

) 690488

Составитель Б. Рахманов

Техрер .Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Редактоф Т, Зубкова

Заказ 2378, Тираж Подписное

ВНИИЙИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

333035, Москва, Ж"35, Раушская наб., п. 4/5

Произиищственно"издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина; I01