RU2291504C2 - Способ отверждения жидких радиоактивных отходов - Google Patents
Способ отверждения жидких радиоактивных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291504C2 RU2291504C2 RU2005102380/06A RU2005102380A RU2291504C2 RU 2291504 C2 RU2291504 C2 RU 2291504C2 RU 2005102380/06 A RU2005102380/06 A RU 2005102380/06A RU 2005102380 A RU2005102380 A RU 2005102380A RU 2291504 C2 RU2291504 C2 RU 2291504C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- steam
- radioactive
- lrw
- calcination
- Prior art date
Links
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано в технологии обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ отверждения ЖРО включает их распылительную сушку и кальцинацию, остекловывание кальцината с флюсующими добавками, слив расплава в емкость и отжиг затвердевшего блока. Предварительно ЖРО в непрерывном потоке нагревают до превращения в пар 30-80 отн.% содержащейся в них воды, полученную парожидкостную смесь под давлением собственного пара распыляют в разогретой до температуры 600-800°С камере. Твердые частицы образовавшегося кальцината отделяют от парогазовой фазы седиментацией при температуре не ниже 300°С и фильтрацией. Изобретение позволяет увеличить срок службы аппаратуры, повысить производительность, улучшить радиационную безопасность работ, проводимых с продуктами высокой активности. 1 табл.
Description
Предлагаемый способ относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения, а именно к технологии обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО), которые образуются при переработке облученного ядерного топлива, а также при проведении иных радиохимических процессов.
Известен способ отверждения ЖРО, включающий последовательные операции выпаривания, распылительной сушки ЖРО, прокаливания полученных солей до их разложения и остекловывание в плавителе (Заявка Японии №60-2440, МПК G 21 F 9/16, опубл. 06.12.1985).
Известный способ имеет следующие недостатки: для распыления используется сжатый воздух, который становится радиоактивным и не может быть сброшен без дополнительной очистки. Кроме того, в известном способе операции выпаривания и сушки прокаливания разделены во времени и пространстве, что снижает общую производительность процесса.
Известен способ отверждения ЖРО, выбранный за прототип, включающий распылительную сушку и кальцинацию ЖРО, плавление кальцината совместно с флюсующими добавками (фриттой), слив расплава в емкость, отжиг затвердевшего стекла и последующее хранение полученных блоков (W. Guber et al., Lab-scale and pilot-plant experiments on the solidification of high-level wastes at the Karlsruhe nuclear research centre, Management of Radioactive Wastes from the Nuclear Fuel Cycle, Proceed, of the Symposium, Vienna. 1976).
Отличительной особенностью данного способа является то, что в качестве распыляющего газа вместо воздуха используют перегретый водяной пар, который под давлением вводят в распылительную форсунку параллельно ЖРО по отдельному трубопроводу. Смешение ЖРО и пара происходит внутри форсунки. На выходе из сопла форсунки происходит распыление ЖРО на мелкие капли. В рабочее пространство сушилки в качестве теплоносителя дополнительно вводят перегретый пар с температурой 650°С. В процессе сушки температура в сушилке составляет 420°С, что оказывается достаточным для сушки ЖРО и получения порошка кальцината. Более крупные частицы кальцината падают в плавитель, расположенный под сушилкой. Мелкие частицы уносятся из сушилки парогазовым потоком, отделяются от него на фильтре и также попадают в плавитель. После плавки кальцината с флюсующими добавками расплав сливают в емкость и отжигают для формирования блока.
Отработанный пар отделяют от неконденсирующихся газов в холодильнике-конденсаторе. Конденсат накачивают в парогенератор, где вновь превращают в пар с температурой 650°С и направляют в сушилку. Водяной пар, произведенный из ЖРО, выводят из замкнутого цикла и после очистки от радиоактивности сбрасывают вместе с неконденсирующимися газами в атмосферу.
Недостатком способа-прототипа является применение циркуляции высокоактивного перегретого водяного пара под давлением в системе парогенератор - форсунка - сушилка - фильтр - конденсатор, что связано с опасностью выхода радиоактивного загрязнения из системы. Сложность заключается в обеспечении полной герметичности парогазовой системы, чтобы не допустить выход радиоактивных продуктов в рабочее пространство горячих камер. Смешение пара и ЖРО должно происходить в форсунке, что усложняет ее конструкцию. Форсунка работает при высокой температуре, что значительно сокращает ее срок службы.
Техническая задача изобретения заключается в упрощении процесса и улучшении радиационной безопасности работ, проводимых с продуктами высокой активности, а также в увеличении срока службы аппаратуры.
Эта техническая задача решается тем, что заявляемый способ отверждения жидких радиоактивных отходов включает их распылительную сушку и кальцинацию, остекловывание кальцината совместно с флюсующими добавками, слив расплава в емкость и отжиг затвердевшего блока, причем предварительно жидкие радиоактивные отходы в непрерывном потоке упаривают при температуре 110-160°С до превращения в пар 30-80 отн.% содержащейся в них воды, а полученную парожидкостную смесь под давлением собственного пара подвергают распылению в разогретой до температуры 600-800°С камере, образовавшиеся твердые частицы кальцината отделяют от парогазовой фазы седиментацией при температуре не ниже 300°С и фильтрацией при температуре 110-300°С.
Согласно предлагаемому способу ЖРО из емкости непрерывно подают с регулируемым расходом в испаритель. Проходя через испаритель при температуре 110-160°С, часть воды (30-80 отн.%) из ЖРО превращается в пар, и полученная парожидкостная смесь под давлением собственного пара поступает в распылительную форсунку, установленную внутри аппарата - кальцинатора, разогретого до температуры 600-800°С. Происходит распыление ЖРО на мелкие капли. В процессе свободного полета капель происходит испарение оставшейся воды, разложение солей и прокаливание (кальцинация) твердых частиц, которые собираются внизу аппарата и поступают в плавитель совместно с флюсующими добавками. Часть мелких частиц кальцината не осаждается и выносится из аппарата с парогазовым потоком на металлокерамический фильтр. Разделение частиц и парогазовой фазы осуществляют на фильтре при температуре 110-300°С. Снятый с фильтра кальцинат поступает в плавитель совместно с основной фракцией. В плавителе кальцинат при соответствующей температуре взаимодействует с флюсом, превращается в стекломассу, которую сливают в емкость и отжигают для придания стеклу свойств, необходимых для длительного хранения.
Упаривание ЖРО производят в интервале 110-160°С, чтобы обеспечить внутри испарителя избыточное давление пара, необходимое для продвижения парожидкостной смеси к форсунке и распыления ее в кальцинаторе.
Количество упаренной воды 30 отн.% определяется необходимостью получения количества пара, достаточного для распыления ЖРО. Увеличение количества испаренной воды до 80 отн.% производится в случае отверждения малосолевых ЖРО. В этом случае достигается повышение производительности кальцинатора. Кроме того, при распылении ЖРО с солесодержанием более 200 г/л получаются крупнозернистые капьцинаты.
Кальцинацию ЖРО проводят при 600-800°С. Нижний предел температуры определяется допустимой высотой аппарата, при которой распыленные частицы не успевают превратиться в сыпучий кальцинат. Верхний предел температуры ограничен коррозией стенок аппарата продуктами разложения солей.
Отделение частиц кальцината от парогазовой фазы оптимально происходит при температуре не ниже 300°С. Фильтрация парогазовой фазы от мелких частиц кальцината ограничена пределом температур 110-300°С. Нижний предел температуры предотвращает конденсацию жидкости на поверхности фильтра. При температуре выше 300°С снижается надежность фильтра.
Некоторые характеристики процесса сушки и кальцинации ЖРО представлены в таблице.
Таблица | ||
Параметр | Предлагаемый способ | Прототип |
Потоки материалов в форсунке | Совместный парожидкостной | Отдельные: ЖРО и перегретый пар |
Температура в форсунке, °С | 110-160 | 650 |
Количество парогазовой фазы, поступающей на фильтрацию, м3/100 л ЖРО | 250 | 690 |
Циркуляция радиоактивного пара | отсутствует | требуется |
Перегревание радиоактивного пара | отсутствует | требуется |
Предлагаемый способ имеет преимущества перед прототипом, приводящие к упрощению аппаратуры, в которой осуществляется процесс сушки и кальцинации ЖРО. В предлагаемом способе на распыление ЖРО через форсунку поступает совместный поток радиоактивного материала - смесь жидкости и пара, полученный, например, в прямоточном испарителе типа "труба в трубе". В способе-прототипе в форсунку поступают два потока: ЖРО и перегретый пар, что усложняет конструкцию форсунки.
Температура в форсунке по предлагаемому способу составляет 110-160°С, тогда как согласно прототипу температура в форсунке 650°С, что сказывается на ресурсе работы форсунки в пользу предлагаемого способа.
Количество радиоактивной парогазовой фазы, поступающей на фильтрацию от частиц кальцината, по предлагаемому способу в 2-2,5 раза меньше, чем по прототипу, поскольку в предлагаемом способе распыляющий пар образуется из воды, содержащейся в ЖРО. Следовательно, в известном способе требуется использование фильтра с большей фильтрующей поверхностью.
Кроме того, в предлагаемом способе отсутствует циркуляция радиоактивного пара в системе сушилка - фильтр - конденсатор - насос - испаритель - парогенератор, которая требуется в способе-прототипе. Циркуляция радиоактивного пара при высокой температуре под давлением требует особых условий герметизации для предотвращения выхода радиоактивности в помещение горячих камер.
Таким образом, предлагаемый способ отверждения ЖРО позволяет упростить процесс распылительной сушки и кальцинации отходов, улучшить радиационную безопасность процесса и увеличить срок службы аппаратуры.
Claims (1)
- Способ отверждения жидких радиоактивных отходов, включающий их распылительную сушку и кальцинацию, остекловывание кальцината совместно с флюсующими добавками, слив расплава в емкость и отжиг затвердевшего блока, отличающийся тем, что предварительно жидкие радиоактивные отходы в непрерывном потоке упаривают при температуре 110-160°С до превращения в пар 30-80 отн.% содержащейся в них воды, а полученную парожидкостную смесь под давлением собственного пара подвергают распылению в разогретой до температуры 600-800°С камере, образовавшиеся твердые частицы кальцината отделяют от парогазовой фазы седиментацией при температуре не ниже 300°С и фильтрацией при температуре 110-300°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102380/06A RU2291504C2 (ru) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102380/06A RU2291504C2 (ru) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2291504C2 true RU2291504C2 (ru) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005102380/06A RU2291504C2 (ru) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2291504C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643362C1 (ru) * | 2017-01-16 | 2018-02-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает Госкорпорация "Росатом" | Способ обращения с радиоактивными растворами после дезактивации поверхностей защитного оборудования |
-
2005
- 2005-01-31 RU RU2005102380/06A patent/RU2291504C2/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643362C1 (ru) * | 2017-01-16 | 2018-02-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает Госкорпорация "Росатом" | Способ обращения с радиоактивными растворами после дезактивации поверхностей защитного оборудования |
CN110447077A (zh) * | 2017-01-16 | 2019-11-12 | 俄罗斯联邦诺萨顿国家原子能公司 | 处理放射性溶液的方法 |
US10614926B2 (en) | 2017-01-16 | 2020-04-07 | State Atomic Energy Corporation “Roastom” On Behalf Of The Russian Federation | Method of handling radioactive solutions |
CN110447077B (zh) * | 2017-01-16 | 2023-05-05 | 俄罗斯联邦诺萨顿国家原子能公司 | 处理放射性溶液的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2548170C2 (ru) | Способ сброса давления атомной электростанции, система сброса давления для атомной электростанции, а также соответствующая атомная электростанция | |
EP2949376B1 (en) | Air pollution control system and air pollution control method | |
RU2538586C2 (ru) | Система и способ обработки цементной пыли | |
EP0359003B1 (de) | Verfahren zur Überführung von festen, weitgehend wasserfreien Abfallstoffen in Glasform sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
US20210009447A1 (en) | System for recovering solid waste brine from processed water utilizing a fluidized bed spray granulator | |
EP2423923A2 (de) | Verfahren zur Druckentlastung eines Kernkraftwerks, Druckentlastungssystem für ein Kernkraftwerk sowie zugehöriges Kernkraftwerk | |
US4144186A (en) | Method and apparatus for processing aqueous radioactive wastes for noncontaminating and safe handling, transporting and final storage | |
JP2561653B2 (ja) | 高炉のスラグからスラグサンド(グラニユ−ル)を製造する方法及び装置 | |
DE3841889C2 (ru) | ||
CN106384614A (zh) | 一种放射性废树脂真空干燥方法 | |
RU2512522C2 (ru) | Способ получения полифосфорной кислоты и устройство для его осуществления | |
CN102718422B (zh) | 一种化工废液处置系统 | |
CN103962363A (zh) | 高温等离子体广谱废物无害化处置系统 | |
US5582812A (en) | Process for gas phase conversion of diethylzinc to zinc oxide powder | |
RU2291504C2 (ru) | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов | |
CA1246528A (en) | Process for drying a chelating agent | |
CA1066872A (en) | Method and apparatus for the fabrication of pure alumina from al2o3 and silica containing raw materials by leaching with hydrochloric acid | |
CN106076114B (zh) | 一种烟气处理系统及方法 | |
CN206121512U (zh) | 一种烟气处理系统 | |
CN115448330B (zh) | 飞灰等离子熔融后烟气中氯盐的回收分离系统及工艺 | |
RU2203512C2 (ru) | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов и устройство для его осуществления | |
RU2164716C1 (ru) | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов и устройство для его осуществления | |
EP3363524A1 (de) | Verfahren zur abscheidung saurer schadgase aus einem eine niedrige abgastemperatur aufweisenden abgas | |
KR820000311B1 (ko) | 폐기물 처리방법 | |
SE534709C2 (sv) | Förfarande för plasmabehandling av avfall |