CS212383B1 - Způsob zneškodňováni nitrózních průmyslových exhalací a nitrózních exhalací s radioaktivními příměsemi - Google Patents

Abstract

Vynález o názvu způsob zneškodňování /nitrózních průmyslových exhalací a nitrózních exhalací s radioaktivními příměsemi, se týká plynných nitrózních emisí, exhalovaných konvenčním chemickým průmyslem dusíkárenského charakteru nebo exhalováných při provozu jaderně energetických zařízení a při zpracování kapalných a pevných odpadů z těchto zařízení, a řeší zneškodnění zmíněných exhalací jejich absorpcí a degradací v amoniakalizovaných vodných roztocích některých směsí se sekvestračním charakterem, zvláště v roztocích dvojsodné soli kyseliny etylendiaminotetraoctové, chelatisované kationty některých těžkých kovů, např. železa nebo kobaltu.

Description

.Vynález se týká způsobu zneškodňování nitróznich plynných exhalací, rezultujících z chemického průmyslu nebo vznikajících při pyrolýze a/nebo kalcinaci radioaktivních odpadů nitrátového charakteru v rámci palivového.cyklu jaderných elektráren a obsahujících nejen toxické kysličníky dusíku, ale i radiotoxické exhalace a/nebo radioaktivní aerosoly a/nebo úlet.

Konvenční dusíkárenský průmysl a průmysl výroby kyseliny dusičné se v průběhu posledních desítiletí soustředil v oblasti zneškodňování vyšších objemů zředěných již nitróznich emisí, na termickou a termickou katalýzovanou degradaci těchto exhalací. Využívá přitom redukujících vlastnosti uhlovodíků nebo amoniaku.

V současné době jsou však již v provoze i taková zařízení, jež jsou schopná zpracovat odpadní nitrózní exhalace i na kyselinu dusičnou.

Naproti tomu koncentrované, avšak relativně malé objemy emisí nitróznich exhalací, jež rezultuji zvláště z některých metalurgických zpracovatelen nebo z nitračních provozů likvidují se nejčastěji posud absorpčně. K tomu se používá nejčastěji alkalických louhů nebo louhů alkalických zemin.

S jistou výhradou je možno k této skupině exhalaci přiřadit, a to zvláště se zřetelem k nestejnoměrnému vývinu plynů, jejich relativně vysokému obsahu Ν0_χ i vznikajícím nižším objemům, nitrózní plynný odpad ze zpracování radioaktivních nitrátových efluentů v rámci palivového cyklu jaderných elektráren.

Takové zpracováni kapalných odpadů, rezultujících z jaderných provozů soustřeňuje se obvykle na jejich převedení do pevné, stéle častěji i nerozpustné formy. Značné množství nitrátových iontů obsahuje však nejen vysokoaktivní odpad ale často i odpady se střední a nízkou radioaktivitou. Přítomnost aniontu NO^ se může projevovat zvláště radiolýzou se vznikem toxických nitróznich emisí, a to již v průběhu skladování odpadu v kapalné formě; přítomnost nitrátů zvyšuje mnohdy ovšem i značně objemy směsí, solidifikovaných v kalcinátech, bitumenu či cementu a může ovlivňovat i stabilitu zpevněné fáze.

Je proto snaha dusičnany z takových odpadů odstraňovat; nejčastější cestou k tomu bývá tepelná degradace, zpravidla s přísadou různých redukovadel,jako formaldehydu, kyseliny mravenčí nebo melasy, cukrů apod., přičemž rezultuji vždy toxické exhaláty nitróznich plynů, často provázené radioaktivním kysličníkem rutheničelým '°^RuO^, aerosoly a úletem radioaktivních složek odpadu. Vzniklé exhalace je proto nutno bezpodmínečně zneškodňovat. Vedle některých adsorpčních technik a v neaktivním provedení i termických katalytických nebo nekatalytických degradací nitróznich emisí, byla v poslední době vypracována i celá řada postupů, vhodných k jejich absorpci v různých vodných roztocích.

Klasická absorpce v alkalických hydroxidech a v hydroxidech žíravých zemin byla překonána novějšími absorbenty. V neaktivním i aktivním pojetí byla s úspěchem ověřena absorpč ní média řady amonných solí, zvláště šíovanu, citrátu nebo vinanu např. podle čs, autorské ho osvědčení č. 191 614, 3e současnou katalýzou některými kationty podle čs. autorského osvědčení č. 196 634 nebo s elektrolytickou regenerací absorpčního média podle čs. autorské ho osvědčení č. 19' 819. Jejich výhodou je zvláště to, že neprodukují nový další nežádoucí odpad.

Nevýhodou zmíněných postupů může však v provozních podmínkách se ukázat např. malá rozpustnost šíovanu amonného ve vodě, možnost vysrážení katalyzujícich kationtů v jistém rozmezí pH, i potřeba relativně vysokých množství substancí pro koncentrovanější roztoky absorbentů, podobně jako nutnost platinového zařízení a elektrod při způsobu elektrolytické regenerace absorpčního roztoku.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob zneškodňování emisí nitrózního charakteru, znečištěných i eventuálními radioaktivními příměsemi, jehož podstata spočívá 'V tom, že se toxické emise kontaktuji v amoniakálním prostředí při pH 8 * 3. s vodnými roztoky sodných solí etyléndiaminotetraoctové kyseliny, nebo kyseliny nitriltrioctové nebo kyseliny N-2-hydroxyetyl-etyléndiaminotrioctové, nebo s roztokem sodné soli N-N-di(2-hydroxyetyl)glyčinu, ohelatizovanými kationty těžkých kovů, zvláště železa, kobaltu, mědi nebo olova.

Hlavními výhodami zavedení sekvestračních činidel do absorpčního cyklu, avšak v prostředí amoniaku je zvláště to, že tyto absorbenty umožňují neomezené použití při procesu; to neumožňuje např. dost obdobný postup s kyselinou etyle'ndiaminotetraootovou v prostředí siřičitanů alkalických za přítomnosti železnatého iontu podle jap. patentu 74128,888 nebo podle jap. patentu 7571,574, 7566,476 nebo 7557,075, 7557,086 atp. Žádný z uvedených postupů nemůže vyloučit stále narůstající koncentrace sulfátů, jež je nutno buň průběžně odstraňovat srážením nebo prostě výměnou absorbentu, zatímco reakční zplodiny, vznikající v amonném prostředí rezultují vždy jako neškodné plyny, zvláště kysličník dusný a dusík.

Při tom deficit amoniaku je nutno přirozeně doplňovat průběžně např. z tlakové lahve.

Reakční mechanismus využitého principu ještě není prostudován, lze ale s jistotou potvrdit, že vodné reakční prostředí v rozmezí uvedeného pH a při teplotách <100 °C je natolik účinné, že do exhalací se nedostávají ani nitrózní emise, ani kysličník rutheničelý. Účinek absorbentu není výrazněji ovlivňován ani ředěním zpracovávané exhalace vzduchem.

Použití absorpčního roztoku je téměř neomezené, může však být limitováno přípustnou zadrženou radioaktivitou, resp. možností jejího rozptylu do prostředí, zvláště např. při použití vysoce účinných proudových skrubrů, generujících kondenzovatelné aerosoly.

Způsob zneškodňování nitrózníoh emisí podle vynálezu je dále ilustrován v několika příkladech provedení, jež však možnosti vynálezu nevyčerpávají a způsob lze podle okolností přizpůsobit i jiným podmínkám, zvláště v neaktivním provedení v metalurgickém průmyslu nebo v chemických nitračních provozech s relativně nižšími objemy koncentrovanějších a pulsujících nitrózních emisí.

Příklad,

Toxický plynný odpad Ν0_χ s obsahem úletu radioaktivních štěpných produktů vznikající při kalcinaci kapalných nízko až středně radioaktivních odpadů dusičnanového charakteru, tak jak rezultují z provozu jaderné elektrárny, byl kontaktován v proudovém skrubru se směsným roztokem dvojsodné soli kyseliny ethylendiaminotetraoctové o koncentraci 0,05 mol/dm^ a kyseliny nitriltrioctové o koncentraci 0,05 mol/dm\ chelatizujících pomocný katalytický iont dvojmocného železa, přítomného ve formě síranu železnatého o koncentraci 0,01 mol/dm\ pH roztoku bylo udržováno injektáží plynného amoniaku v mezích 5 až 11.

Při vstupních koncentracích ΝΟ_χ, vyjádřených jako 20 000 mg/m^J vykazoval ze skrubru odcházející plyn koncentraci v průměru cca 30 mg/πΡ NO.

Při tom byla ve skrubru zachycena i podstatná část radioaktivity vstupní exhalace s charakterem úletu (vstupní aktivita činila 3,9 kBq/tn zatímco výstup pouze 1,9 kBq/m ).

Přiklad 2

Stejným způsobem; avšak za přítomnosti směsi N-N-di(2-hydroxyethyl)glycinu o koncentraci 0,15 mol/dm^ a N-2-hydroxyethyl-ethylendoamin-trioctové kyseliny ve formě monosodné soli o koncentraci Ο,,ο mol/dm^ za přítomnosti chelatizovaného kationtu dvojmocného kobaltu reprezentovaného síranem kobaltnatým 0 koncentraci 0,25 mol/dm\ byla skrubrovéna obdobné směs ΝΟ_χ jako v příkladě 1. pH vodného roztoku bylo udržováno injektáží plynného amoniaku v mezích 5,8 až 7,8.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob zneškodňování nitrozníeh průmyslových exhalací a nitrózních exhalací s radioaktivními příměsemi, vznikajících při tepelném zpracování radioaktivních odpadů nitrátového charakteru a obsahujících nejen toxické nitrózní emise, ale i radiotoxické plyny a/nebo radioaktivní aerosoly a/nebo úlet, vyznačující se tím, že toxický plynný odpad se kontaktuje v amoniakálním prostředí při pH 8 ¹ 3 s vodnými roztoky sodných solí kyseliny etylendiaminotetraootové a/nebo N-N-di(2-hydroxyethyl)glyoinu a/nebo kyselin N-2-hydroxyetyl-ethylendiamin-trioctové a/nebo nitriltrioctové v koncentracích s výhodou 0,05 až 0,25 mol/dnp, chelatizujíoích kationty těžkých kovů s výhodou dvojmocné železo nebo kobalt.