RU2230381C2 - Способ обращения с жидкими радиоактивными отходами - Google Patents
Способ обращения с жидкими радиоактивными отходами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230381C2 RU2230381C2 RU2002118423/06A RU2002118423A RU2230381C2 RU 2230381 C2 RU2230381 C2 RU 2230381C2 RU 2002118423/06 A RU2002118423/06 A RU 2002118423/06A RU 2002118423 A RU2002118423 A RU 2002118423A RU 2230381 C2 RU2230381 C2 RU 2230381C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solutions
- lrw
- special
- alkaline
- averaging
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ обращения с жидкими радиоактивными отходами, включающий сбор отработанных вод спецпрачечных, щелочных растворов от регенерации ОН--анионитового фильтра, кислотных растворов от регенерации Н+-катионитовых фильтров, усреднение и концентрирование отходов в выпарных аппаратах. При этом до усреднения растворов периодически через выпарной аппарат последовательно пропускают смеси отработанных вод спецпрачечной со щелочными и кислотными растворами. Преимущества изобретения заключаются в повышении эффективности обращения с жидкими радиоактивными отходами и уменьшении количества вторичных отходов, образующихся в процессе химической очистки выпарных аппаратов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и может быть использовано на атомных станциях или на производствах, связанных с переработкой радиоактивных материалов.
В процессе эксплуатации ядерных энергетических установок образуется значительное количество ЖРО, которые образуются из-за протечек реакторного оборудования, проведения дезактивации помещений и оборудования, регенерации ионообменных смол, обработки спецодежды и т.д. Объем образующихся ЖРО на современных атомных станциях составляет до 500000 м3/год. Для уменьшения объема ЖРО их подвергают переработке. Известны способы обращения с ЖРО, включающие сбор, усреднение отдельных потоков ЖРО и последующее концентрирование с использованием осадительных методов очистки, ионного обмена, электродиализа, обратного осмоса [1, 2]. Недостатком данных методов является зависимость методов концентрирования от солевого и радионуклидного состава отходов, удельной активности ЖРО, колебаний примесного состава.
Наиболее близким аналогом является способ обращения с ЖРО, включающий сбор отработанных вод спецпрачечной, щелочных растворов, от регенерации ОН--анионитовых фильтров и кислотных растворов от регенерации H+-катионитовых фильтров, усреднение отдельных потоков ЖРО и концентрирование отходов в выпарных аппаратах [3].
Концентрирование ЖРО путем их выпаривания требует периодического проведения химических очисток выпарных аппаратов. Это обусловлено тем, что в процессе упаривания усредненных ЖРО на поверхности выпарных аппаратов образуется значительное количество радиоактивных отложений, ухудшающих теплопередачу, увеличивающих гидравлическое сопротивление и вызывающих развитие подшламовой коррозии. На основании рентгеноструктурного анализа установлено, что отложения, образующиеся на поверхности выпарных аппаратов АЭС, можно разделить на 4 основные группы:
1. Кальцевые и магниевые накипи, в составе которых преобладают до (90%) СаСО3, CaSO4, Ca(PO4)2, Mg(OH)2.
2. Оксалатные отложения: оксалаты кальция СаС2O4, оксалаты железа FeC2O4. Наличие на поверхности выпарных аппаратов оксалатов связано с использованием на АЭС для дезактивации растворов щавелевой кислоты.
3. Железокислые - FeOOH, Fe2O3, Fе3O4 и железофосфатные - Fе3(РO4)2, NaFePO4 отложения.
4. Силикатные накипи. Наряду с двуокисью кремния в состав силикатных накипей могут входить ферросиликаты и алюмосиликаты.
Недостатком ближайшего аналога является необходимость использования при проведении химических очисток специально приготовленных растворов, что ведет к образованию дополнительного количества ЖРО.
Задачей, решаемой заявленным изобретением, является повышение эффективности обращения с ЖРО, уменьшение количества вторичных жидких радиоактивных отходов, образующихся в процессе химической очистки выпарных аппаратов.
Сущность изобретения состоит в том, что в способе обращения с жидкими радиоактивными отходами, включающем операции сбора, усреднения, концентрирования отходов в выпарных аппаратах, предложено периодически часть щелочных и кислотных отходов, до их смешения, использовать в качестве щелочных и кислотных растворов для химической очистки, последовательно пропуская их через выпарной аппарат, предназначенный для концентрирования усредненных отходов, причем в качестве щелочного раствора используют смесь регенерата ОН- - анионитового фильтра с отработанной водой спецпрачечной при объемном соотношении между ними 1:(0,8-1), а в качестве кислотного раствора используют смесь регенерата Н+-катионитовых фильтров с отработанной водой спецпрачечной при их объемном соотношении 1:(0,1-0,8).
В предложенном способе использованы следующие отличительные признаки:
Признак 1 - изменена последовательность обращения с ЖРО, заключающаяся в том, что часть отходов, минуя стадию усреднения, периодически направляют в выпарной аппарат, используя их в качестве растворов для проведения химической промывки. Признак 2 - в качестве растворов для химической очистки используются ЖРО: для щелочной обработки используют смесь регенерата ОН--анионитового фильтра с отработанной водой спецпрачечной, а для кислотной обработки - смесь регенерата Н+-катионитового фильтра с отработанной водой спецпрачечной. Признак 3 - щелочной и кислотный растворы, используемые для кислотной очистки, содержат регенераты ионообменных фильтров и отработанные воды спецпрачечной в определенных соотношениях, позволяющих наиболее эффективно удалять отложения с поверхности выпарных аппаратов.
В порядке обоснования соответствия заявленной совокупности признаков изобретения критериям новизна, изобретательский уровень приводим следующее:
По первому признаку: в способе ближайшего аналога все потоки ЖРО, до проведения процесса выпарки, усредняют путем их смешения, а для удаления отложений из выпарных аппаратов периодически проводят химическую очистку специально приготовленными растворами, что приводит к образованию дополнительного количества ЖРО. В предлагаемом способе химическая очистка проводится ЖРО, образующимися в процессе эксплуатации атомной станции. Для этого изменена последовательность обращения с ЖРО (см. чертеж): часть отходов, до операции усреднения, периодически направляют в выпарные аппараты для проведения химической очистки. Таким образом, в отличие от способа - ближайшего аналога - при реализации предлагаемого способа не образуется дополнительного количества ЖРО. По второму признаку: в предлагаемом способе для химической очистки выпарных аппаратов, выполненных из нержавеющей хромоникелевой стали, впервые используются смеси отдельных потоков ЖРО: для щелочной обработки применяется смесь регенерата ОН--анионитового фильтра с отработанной водой спецпрачечной, а для кислотной обработки - смесь регенерата Н+-катионитового фильтра с отработанной водой спецпрачечной. На современных АЭС для регенерации ОН--анионитового фильтра используют 4-5% раствор NaOH, регенерации Н+-катионитового фильтра 4-5% раствор НNО3. После проведения регенерации в щелочном регенерате наряду с NaOH присутствуют карбонат-, хлорид-, фторид-, сульфат-, нитрат- ионы. В кислотном регенерате - HNO3 и катионы металлов. Отработанные воды спецпрачечной содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ), комплексообразователи: трилон Б, гексаметафосфат натрия и т.д. Каждый из компонентов щелочного и кислотного растворов выполняют определенную функцию в процессе удаления отложений. Присутствие ПАВ способствует отделению частиц отложений от поверхности металла, образовывая эмульсии или суспензии, что не дает возможности отделенным частицам повторно осаждаться на обрабатываемой поверхности. Наличие NaOH в щелочном промывочном растворе способствует растворению и эмульгированию масляных включений, которые всегда присутствуют в отложениях выпарных аппаратов и затрудняют растворение основной массы отложений. Кроме этого, обработка щелочным раствором ведет к частичному растворению отложений.
Так, для соединений кремния, которые существуют в отложениях в виде nSiO2· mH2O, FeO· SiO2, Fе2О3· SiO2, Аl2О3· SiO2 при действии щелочи происходит образование растворимых силикатов:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+Н2O;
FeOSiO2+2NaOH=Na2SiO3+Fe(OH)2.
Соединения алюминия взаимодействуют со щелочью с образованием растворимого гидроалюмината, например:
Аl(ОН)3+NaOH=NaAl(OH)4.
Для соединений цинка воздействие щелочи приводит к образованию цинкатов - Na2ZnO2.
Комплексообразователи, вводимые в раствор с отработанными водами спецпрачечной, взаимодействуют с нерастворимыми оксалатами кальция, магния, железа, что приводит к их частичному растворению.
Наличие в кислотном промывочном растворе азотной кислоты позволяет эффективно растворять железоокисные и карбонатные отложения. Необходимо отметить, что при совместном присутствии в щелочном растворе регенерата ОН- - анионообменных фильтров и отработанных вод спецпрачечной, а в кислотном растворе регенерата Н-катионитовых фильтров и отработанных вод спецпрачечной процесс удаления (растворения) отложений резко интенсифицируется.
По третьему признаку: повышение эффективности удаления отложений с поверхности выпарных аппаратов при совместном присутствии в щелочном растворе регенерата ОН--анионообменных фильтров и отработанных вод спецпрачечной, а в кислотном растворе регенерата Н-катионитовых фильтров и отработанных вод спецпрачечной наблюдается только при их определенном соотношении. Предлагаемые значения соотношений компонентов промывочных растворов получены экспериментальным путем.
Способ поясняется технологической схемой последовательности операций по обращению с ЖРО (см. чертеж) и примерами его осуществления.
На чертеже поз.1-4 - отдельные потоки ЖРО (1 - трапные воды, отработанные дезактивирующие растворы; 2 - регенерат ОН-фильтров; 3 - регенерат Н-фильтров; 4 - отработанные воды спецпрачечной); 5 - усреднение и корректировка рН отдельных потоков ЖРО; 6 - выпарка усредненных ЖРО; 7 - кубовый остаток, образующийся после выпарки ЖРО; 8 - конденсат вторичного пара, образующийся после выпарки ЖРО. По предлагаемому способу потоки ЖРО (1-4) после операции усреднения и корректировки рН (5) поступают на выпарку (6). Образующийся после выпарки кубовый остаток (7) направляют на битумирование, а конденсат вторичного пара используют для технологических нужд станции. Периодически часть потоков ЖРО (1-3) направляют, до их усреднения, на выпарные аппараты для проведения химической очистки.
Пример 1 иллюстрирует влияние соотношения объемов регенерата ОН-фильтров и отработанных вод спецпрачечной в щелочном промывочном растворе на эффективность удаления отложений с поверхности выпарных аппаратов. Пример 2 поясняет влияние объемов регенерата Н-катионитовых фильтров и отработанных вод спецпрачечной в кислотном растворе на эффективность удаления отложений с поверхности выпарных аппаратов. Пример 3 характеризует заявленное изобретение, и для сравнения приведены данные по эффективности удаления отложений традиционными методами химической очистки.
Для определения оптимальных соотношений компонентов промывочных растворов и сравнительных испытаний использовали вырезки трубок греющих камер выпарных аппаратов Ленинградской атомной станции; в качестве компонентов промывочных растворов - реальные ЖРО Ленинградской атомной станции: регенераты ионообменных фильтров и отработанные воды спецпрачечной. Эффективность удаления отложений оценивали по величине Y:
Y=Ан/Ак,
где Ан, Ак - количество отложений до и после химической очистки.
Пример 1. Для определения оптимальных соотношений компонентов в щелочном промывочном растворе использовали следующий режим обработки: образцы трубок греющей камеры, площадью 20 см2 помещали в емкость из нержавеющей стали, заливали 400 мл раствора, содержащим различные объемы регенерата ОН-анионитового фильтра и отработанных вод спецпрачечной и выдерживали при температуре 80° С в течение 20 часов. Затем щелочной раствор дренировали и образцы заливали кислотным раствором, содержащим регенерат Н-катионитового фильтра и отработанные воды спецпрачечной в соотношении 1:0,5. Отмывку в кислотном растворе проводили при температуре 90-95° С в течение 10 часов. Результаты испытаний по примеру 1 приведены в табл.1.
Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что для щелочной обработки наиболее эффективно использование растворов, одновременно содержащих регенерат ОН-фильтров и отработанные воды спецпрачечной. Оптимальное соотношение объемов регенерата ОН-фильтров и отработанных вод спецпрачечной составляет 1:(0,2-1).
Пример 2. Образцы трубок греющих камер, площадью 20 см2, обрабатывали щелочным и кислотным растворами, объемом 400 мл. Щелочная обработка проводилась раствором, содержащим регенерат ОН-фильтра и отработанные воды спецпрачечной в соотношении 1:0,5, при температуре 80° С в течение 20 часов. Обработка в кислотном растворе осуществляли при температуре 90-95° С в течение 10 часов при различных соотношениях регенерата Н-катионитового фильтра и отработанных вод спецпрачечной. Результаты исследований приведены в табл.2.
Приведенные в табл.2 данные показывают, что добавка к регенерату Н-фильтров отработанных вод спецпрачечной интенсифицирует процесс удаления отложений. Оптимальное соотношение объемов регенерата Н-катионитовых фильтров и отработанных вод спецпрачечной составляет 1:(0,1-0,8).
Пример 3. Результаты сравнительных испытаний заявленного способа, предусматривающего проведение химической отмывки с использованием растворов на основе ЖРО и традиционных способов химической отмывки, приведены в табл.3. Из приведенных в табл.3 данных видно, что использование ЖРО для проведения химической очистки позволяет эффективно удалять отложения с поверхностей выпарных аппаратов, причем по предлагаемому способу не образуется дополнительного количества ЖРО.
Использование ЖРО (отработанных вод спецпрачечной и регенератов) для проведения химических очисток выпарных аппаратов позволяет избежать образования дополнительного количества жидких радиоактивных отходов.
Источники информации
1. Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.И., Трусов А.Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. / Под ред. чл.-кор. АН СССР В.М.Вдовенко. М., Атомиздат, 1974, 360с.
2. Хоникевич А.А. Дезактивация сбросных вод. М., Атомиздат, 1966, 232с.
3. Химическая технология теплоносителей ядерных энергетических установок: Учеб. пособие для вузов. В.М.Седов, А.Ф.Нечаев, В.А.Доильницын, П.Г.Крутиков. - М.: Энергоатомиздат, 1985, 312 с., с.
Claims (3)
1. Способ обращения с жидкими радиоактивными отходами, включающий сбор отработанных вод спецпрачечных, щелочных растворов от регенерации ОН--анионитового фильтра, кислотных растворов от регенерации H+-катионитовых фильтров, усреднение и концентрирование отходов в выпарных аппаратах, отличающийся тем, что до усреднения растворов периодически через выпарной аппарат последовательно пропускают смеси отработанных вод спецпрачечной со щелочными и кислотными растворами.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочной раствор пропускают через выпарной аппарат совместно с отработанной водой спецпрачечной при объемном соотношении 1:(0,8-1).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что кислотный раствор пропускают через выпарной аппарат совместно с отработанной водой спецпрачечной при объемном соотношении 1:(0,1-0,8).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002118423/06A RU2230381C2 (ru) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | Способ обращения с жидкими радиоактивными отходами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002118423/06A RU2230381C2 (ru) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | Способ обращения с жидкими радиоактивными отходами |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002118423A RU2002118423A (ru) | 2004-02-10 |
RU2230381C2 true RU2230381C2 (ru) | 2004-06-10 |
Family
ID=32845822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002118423/06A RU2230381C2 (ru) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | Способ обращения с жидкими радиоактивными отходами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230381C2 (ru) |
-
2002
- 2002-07-08 RU RU2002118423/06A patent/RU2230381C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СЕДОВ В.М. и др. Химическая технология теплоносителей ядерных энергетических установок. Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с.286, 287 и 293. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002118423A (ru) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4713119A (en) | Process for removing alkali metal aluminum silicate scale deposits from surfaces of chemical process equipment | |
CN103214115A (zh) | 一种强酸阳离子交换树脂贫再生的水处理方法 | |
US3223620A (en) | Corrosion inhibition | |
RU2230381C2 (ru) | Способ обращения с жидкими радиоактивными отходами | |
JP2004045371A (ja) | 放射性核種を含有する液体処理方法と装置 | |
RU2537313C2 (ru) | Способ сорбционной очистки проточных промышленных сточных и питьевых вод на концентрате глауконита от катионов свинца (ii) | |
Myers et al. | Removing barium and radium through calcium cation exchange | |
Epimakhov et al. | Reverse-osmosis filtration based water treatment and special water purification for nuclear power systems | |
RU2598432C1 (ru) | Способ получения опресненной и обессоленной воды для ядерных энергетических установок из засоленных вод | |
RU2183871C1 (ru) | Способ дезактивации отработанного катионита установок обработки радиоактивных сред атомной электростанции | |
JP6137972B2 (ja) | 原子炉構造物の腐食抑制方法及び腐食抑制装置 | |
RU2078387C1 (ru) | Способ дезактивации поверхностно-загрязненных металлов | |
SU1746203A1 (ru) | Способ очистки теплообменной поверхности от карбонатных отложений | |
JPS60225689A (ja) | ほう酸排液の処理方法 | |
TWI805426B (zh) | 廢液硼資源回收系統 | |
RU2036160C1 (ru) | Способ обессоливания воды | |
RU2169403C1 (ru) | Способ переработки аммиаксодержащих жидких радиоактивных отходов | |
RU2303226C1 (ru) | Способ отмывки парогенератора | |
RU2305335C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла | |
RU2391727C1 (ru) | Способ обезвреживания маломинерализованных низкоактивных отходов в полевых условиях | |
SU812726A1 (ru) | Способ глубокого химобессоливани ВОды | |
SU1666450A1 (ru) | Способ обработки воды | |
RU2058817C1 (ru) | Способ регенерации катионита | |
Ntuli | Feasibility study of in-house treatment of wastewater from a nitrous oxide production plant | |
SU916417A1 (ru) | Способ бессточного умягчения воды1 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160709 |