CN102249200B - 一种氡的吸收存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氡的吸收存储方法，包括以下步骤：步骤S100，在吸附用活性炭通过活性炭吸附法吸附空气中的氡达到吸附饱和后，将所述吸附用活性炭升温并将温度保持在160℃±10℃范围，压力保持-0.3～-0.5个大气压范围内，解吸出吸附在所述吸附用活性炭中的氡；步骤S200，将步骤S100中解吸出的氡，利用真空泵以20～25L/min的流量将所述吸附用活性炭中解吸出的氡吸出来，压入滞留炭床储存。本发明的方法可有效地将在有限空间中吸附的氡进行解吸转存储。
Description
技术领域
本发明涉及有害气体的清除技术领域，特别是一种氡的吸收存储方法。
背景技术
人类从上个世纪60年代末期首次发现室内氡的危害至今，对氡的监测与防护措施研究就从未间断过，但是，到目前为止，除了通风换气仍然没有便捷高效的方法。对于不能采用通风换气降氡的区域，国内外也提出了基于液体吸收法和活性炭吸附法的降氡方法，但效果和工程应用非常有限。
1)液体吸收法是利用氡可溶于水和多种有机溶剂，在加热时又可以从液体中解析出来的特性。图1是一种基于液体吸收法的降氡装置的工作原理图。当含氡空气进入吸收塔后，与溶剂逆流接触，由于氡在溶剂中的溶解度较大，空气中的氡大部分溶解于溶剂中，使空气中的氡浓度降低。溶解了氡的溶剂经过加热器，温度升高，氡从油中解析并排出。高温溶剂经冷却器降温至室温后，返回填料塔中，继续与含氡空气接触，从而来降低空气中氡浓度。
这种液体吸收法除氡装置具有不受温湿度影响、能够连续工作的优点，但是其降氡效率较低，装置体积庞大，加热过程能耗巨大。据美国阿贡国家实验室K.V.Liu、J.D.Gab等人的论文《Fluid-basedRadon Mitigation Technology Development for IndustrialApplication Argonne》，用这种液体吸收法，要每分钟能够处理0.7m3的含氡空气，所用油脂体积达7.8m3。同时，这种方法需要有一个专门的排氡管路，其无法满足地下工程降氡的需要。
2)活性炭吸附法
活性炭是一种多孔碳材料，具有高度发达的孔隙结构和大的比表面积。活性炭作为一种优良的吸附剂，对氡具有良好的吸附性能。在压力较高的情况下，氡易被活性炭吸附，而且降低压力时，氡又可以自动解析出来。利用这种方法可以使活性炭循环利用，从而达到降低氡浓度的效果。但该种方法理论上可行，国内外并未见有报道应用。而且如果要工程化，则需要用空气压缩机创造高压环境，要使用耐压容器，装置的能耗、噪声、小型化方面也都是问题，同时，该降氡方法也需要在现场排放解析出来的氡，无法在密闭空间中使用。
非通风的降氡方法主要应用于地下工程人员密集区域的局部降氡，目的是降低场所的氡浓度保护人员身体健康。因此，活性炭吸附饱和后，解吸出来的高浓度氡(几十万贝克量级)不能直接排到现场或通风管道而造成二次污染，必须自行处理，但氡是一种放射性惰性气体，很难用化学方法处理，如何由自身处理周期性地不断从吸附用活性炭“转移”过来的高浓度氡，是一个很大的难题，但却是决定降氡成败的关键问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种氡的吸收存储方法。其有效地将在有限空间中吸附的氡进行吸收存储。
实现上述目的而提供的一种氡的吸收存储方法，包括以下步骤：
步骤S100，在吸附用活性炭通过活性炭吸附法吸附空气中的氡达到饱和后，将所述活性炭升温并将温度保持在160℃±10℃范围，压力保持-0.3～-0.5个大气压范围内，解吸出吸附在吸附用活性炭中的氡；
步骤S200，将步骤S100中解吸出的氡，利用真空泵以20～25L/min的流量将所述吸附用活性炭中解吸出的氡吸出来，压入滞留炭床储存。
较优地，所述步骤S200中，在将解吸出的氡吸出来后，压入滞留炭床前，还包括如下步骤：
步骤S210，将利用真空泵吸出的氡，进行冷却除湿处理，再压入滞留炭床。
较优地，所述滞留炭床为内填8-12目的活性炭。
较优地，所述吸附用活性炭，为对氡吸附系数达到5L/g的4-8目椰壳活性炭。
较优地，所述活性炭吸附法，包括如下步骤：
在进气口设置空气预冷除湿装置，使空气降低5℃并除湿，利用高压风机将冷却除湿后的空气压入活性炭进行吸附。
本发明具有以下有益效果：本发明的氡的吸收存储方法，将解吸出来的高浓度氡以较小线速度压入并转储于滞留炭床，实现了吸附用活性炭的简单、低成本解吸再生，有效地将在有限空间中吸附的氡进行解吸转存储，解决了高浓度氡的解吸、转存储难题，避免了二次污染；并且可使设备循环工作，提高设备使用效率，降低了成本。
附图说明
图1是现有技术中基于液体吸收法的降氡装置的工作原理图；
图2是本发明所述氡的吸收存储方法的流程图。
具体实施方式
为便于本发明技术方案的理解，下面结合具体的实施方式进行介绍。
如图2所示，本发明实施例的氡的吸收存储方法，包括如下步骤：
步骤S100，在吸附用活性炭通过活性炭吸附法吸附空气中的氡达到吸附饱和后，将所述吸附用活性炭升温并将温度保持在160℃±10℃范围，压力保持-0.3～-0.5个大气压范围内，解吸出吸附在所述吸附用活性炭中的氡；
在吸附用活性炭吸附饱和后，通过加热和温控使吸附用活性炭升温并保持在160℃±10℃范围；具体可采用通常的电加热等内或外部加热的方式来进行，只要达到并控制在设计温度范围内即可；后通过节流阀控制，使吸附用活性炭内始终保持负压状态，约-0.5～-0.3大气压。
步骤S200，将步骤S100中解吸出的氡，利用真空泵以20～25L/min的流量将从所述吸附用活性炭中解吸出的氡吸出来，压入滞留炭床储存。
由于活性炭对氡的吸附是一个物理学动态平衡过程，当高浓度氡被以较小线速度压入滞留炭床时，只要线速度足够小，气流中的高浓度氡就可以被滞留炭床中的炭柱完全吸收。
本发明实施例中，利用真空泵将步骤S100中的以20～25L/min流量将解吸出的高浓度氡转储于滞留炭床，实现吸附用活性炭的解吸再生。
较佳地，步骤S200中，在将解吸出的氡吸出来后，压入滞留炭床前，还包括如下步骤：
步骤S210，将利用真空泵吸出的氡，进行冷却除湿处理，再压入滞留炭床。
冷却除湿处理降低高浓度解吸氡气体的温度和湿度，使之利于滞留炭床的收储；一般将高浓度氡的温度降至6℃-10℃左右为宜，优选为8℃；经过加热、解吸转存储过程后，吸附用活性炭上的氡基本上全部被转移到滞留炭床中，使吸附用活性炭恢复了吸氡、降氡能力。
本发明实施例中，冷却除湿处理是一种现有技术，因此在本发明实施例中，不再一一详细描述。
较佳地，所述滞留炭床为内填15kg、8-12目的活性炭；由于氡的半衰期只有3.82d，23天(6个半衰期)后就会自行衰变掉，15kg的活性炭足够坚持，从而解决了高浓度氡的收储难题。
较佳地，所述吸附用活性炭，为对氡吸附系数达到5L/g的4-8目椰壳活性炭；更佳的为对氡吸附系数大于5L/g的4-8目的菲律宾椰壳活性炭；装填量为20kg。
所述活性炭吸附法，包括如下步骤：在进气口设置空气预冷除湿装置，使空气降低5℃并除湿，利用高压风机将冷却除湿后的空气压入所述吸附用活性炭进行吸附。
这样，实验表明，利用对氡吸附系数达到5L/g的20kg4-8目椰壳活性炭，在低温、干燥、正压的条件下进行氡的吸附，能够在2h使100m3空气中的氡减少50％以上。
本发明实施例的氡的吸收存储方法，将高浓度氡被以较小线速度压入并转储于滞留炭床，实现活性炭的解吸再生，有效地将在有限空间中吸附的氡进行解吸转存储。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种氡的吸收存储方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S100，在吸附用活性炭通过活性炭吸附法吸附空气中的氡达到吸附饱和后，将所述吸附用活性炭升温并将温度保持在160℃±10℃范围，压力保持-0.3～-0.5个大气压范围内，解吸出吸附在所述吸附用活性炭中的氡；
步骤S200，将步骤S100中解吸出的氡，利用真空泵以20～25L/min的流量将所述吸附用活性炭中解吸出的氡吸出，压入滞留炭床储存。
2.根据权利要求1所述的氡的吸收存储方法，其特征在于，所述步骤S200中，在将解吸出的氡吸出来后，压入滞留炭床前，还包括如下步骤：
步骤S210，将利用真空泵吸出的氡，进行冷却除湿处理，再压入滞留炭床。
3.根据权利要求1或2所述的氡的吸收存储方法，其特征在于，所述滞留炭床为内填8-12目的活性炭。
4.根据权利要求1所述的氡的吸收存储方法，其特征在于，所述吸附用活性炭，为对氡吸附系数达到5L/g的4-8目椰壳活性炭。
5.根据权利要求1所述的氡的吸收存储方法，其特征在于，所述活性炭吸附法，包括如下步骤：
在进气口设置空气预冷除湿装置，使空气降低5℃并除湿，利用高压风机将冷却除湿后的空气压入所述吸附用活性炭进行吸附。
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