RU2537839C1 - Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления - Google Patents
Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537839C1 RU2537839C1 RU2013132727/07A RU2013132727A RU2537839C1 RU 2537839 C1 RU2537839 C1 RU 2537839C1 RU 2013132727/07 A RU2013132727/07 A RU 2013132727/07A RU 2013132727 A RU2013132727 A RU 2013132727A RU 2537839 C1 RU2537839 C1 RU 2537839C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- housing
- processing
- radioactive
- electrode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Заявленная группа изобретений относится к средствам обработки радиоактивных растворов. В заявленном способе обработки радиоактивных растворов перед заполнением емкости раствором в ее нижнюю часть помещают дополнительную емкость из тонкой диэлектрической пленки. Затем радиоактивный раствор заливают в емкость, добавляют в него вещества для управления процессом обработки. После этого раствор подвергают облучению однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1 кГц. Раствор обрабатывают в течение 10-30 минут, выдерживают в емкости в течение 1-4-х суток, после чего обработанный раствор сливают и удаляют дополнительную емкость, которую подвергают захоронению. Заявленная установка содержит токопроводящий корпус (1), в центральной части которого размещен электрод (2), выполненный в виде горизонтальной пластины. Пластина повторяет форму сечения корпуса, но имеет размеры 20-30% от площади сечения корпуса. Установка также содержит расположенный вне корпуса генератор (3) однополярных электромагнитных импульсов. На время обработки в нижней части корпуса размещена дополнительная емкость (4). Техническим результатом является упрощение технических средств обработки радиоактивных растворов с сохранением высокого качества очистки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретения относятся к области обработки материалов, содержащих радиоактивные вещества, а именно к средствам обработки радиоактивных растворов, а также водных растворов электрохимическими способами, и могут найти применение в атомной промышленности и при очистке сточных вод.
Известен способ очистки жидких отходов от ионов тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов, описанный в одноименном патенте РФ №2127459 по кл. G21F 9/06, заявл. 25.12.97, опубл. 10.03.99.
Известный способ включает электрохимическую обработку отходов путем окисления комплексных соединений тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов на электродах с использованием в качестве катода газодиффузионного электрода, а в качестве анода - нерасходуемого электрода, последующее осаждение изотопов тяжелых металлов и их радиоактивных ионов с коллекторами и отделение шламовой фазы от раствора.
Недостатком известного способа является необходимость использования газодиффузионного электрода сложной конструкции.
Известен способ обработки сернокислых аммонийных радиоактивных растворов, описанный в патенте РФ №2271587 по кл. G21F 9/16, 9/20, заявл. 06.11.2003, опубл. 10.03.2006.
Известный способ включает гальванокоагуляционную обработку, при которой радиоактивные растворы пропускают через виброожиженную гальванопару железо-кокс, корректировку рН радиоактивных растворов в две ступени с отделением осадка после каждой ступени, при этом осадок первой ступени корректировки pH смешивают с монтмориллонитовой глиной, прессуют гранулы, проводят их сушку и последующую прокалку с получением стеклокерамики, в которой осуществляют иммобилизацию осадка, содержащего радионуклиды, а фильтрат вначале обрабатывают в пенном слое для отдувки аммиака и затем пропускают через природный ионообменник.
Недостатком известного способа является сложность его осуществления из-за его многоступенчатости и большого числа операций.
Известны способ и установка для обработки жидких радиоактивных отходов, описанные в патенте РФ №2116680 "Установка для дезактивации жидких радиоактивных отходов" по кл. G21F 9/06, заявл. 24.06.94, опубл. 27.07.98.
Известный способ заключается в том, что в полость камеры обработки с размещенной в ней емкостью-фильтром загружают полимерный полиэлектролитный гидрогель, создают между стенками камеры и емкости-фильтра электрическое поле напряженностью 0,001-0,0001 В/м, используя их как электроды, подают жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) на обработку, облучая их световым излучением в инфракрасном диапазоне и распыляя их дождеванием на полимерный полиэлектролитный гидрогель, до его контролируемого по весу насыщения до 1:50-1:100, где 1 - вес гидрогеля, затем подвергают обрабатываемый объем ЖРО облучению акустическими волнами в диапазоне 25-45 кГц при температуре от 0 до 10°C для интенсификации процесса разделения ЖРО на воду и радиоактивные отходы, которые при их оседании в бункер подвергают локальному площадному нагреву для снижения содержания в них влаги и отводят в контейнер для дальнейшей обработки.
Известная установка содержит корпус, в котором расположена камера для обработки, имеющая перфорированные стенки, электроды для создания электрического поля, полость камеры соединена с емкостью для слива очищенной воды, при этом в камере размещена перфорированная емкость-фильтр, а установка снабжена также излучателями акустических волн, излучателями световых волн и теплообменником, причем камера заполнена полимерным полиэлектролитным гидрогелем, а перфорированная емкость-фильтр расположена в среде этого гидрогеля, также соединена магистралью с емкостью для слива очищенной воды, в верхней части корпуса расположен патрубок, оснащенный перфорированными насадками для распыления ЖРО на поверхность камеры обработки, а полость камеры обработки и полость корпуса соединены с вакуум-установкой посредством патрубка. При этом в качестве акустических излучателей используют излучатели ультразвуковых волн, а в качестве электродов для излучения электрического поля используют стенку камеры и стенку перфорированной емкости-фильтра.
Недостатком известного способа является сложность процесса обработки, обусловленная использованием светового облучения, распыления, акустической обработки, подогрева и т.д., что усложняет и конструкцию установки.
Известны способ и установка для обработки радиоактивных растворов, описанные в патенте РФ №2319237, заявл. 13.06.2006, опубл. 10.03.2008 и выбранные в качестве прототипа.
Известный способ заключается в том, что в радиоактивный раствор при подаче на обработку добавляют химические элементы и вещества для управления процессом обработки, подогревают раствор и распыляют, затем подвергают его воздействию электрического поля в камере обработки одновременно с облучением раствора однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1 кГц.
Известная установка содержит корпус с размещенными в нем электродами для создания электрического поля, одним из которых служит корпус, излучатель электромагнитного излучения, устройство подогрева, устройство для распыления радиоактивного раствора, расположенное в верхней части корпуса, размещенный вне корпуса и соединенный с ним генератор однополярных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, при этом устройство подогрева соединено через насос и патрубок с устройством распыления, представляющим собой форсуночный блок, второй электрод выполнен в виде стержня с иглами, расположенного в центральной части корпуса, служащего излучателем и соединенного с генератором.
Известные средства обеспечивают высокое качество обработки, однако являются весьма сложными, что обусловлено в способе необходимостью подогрева, распыления с тщательной фильтрацией раствора, а в устройстве - наличием соответствующих устройств: устройства подогрева, а также устройства распыления, требующим для работы использования фильтра.
Задачей является упрощение средств обработки с сохранением высокого качества очистки.
Поставленная задача решается тем, что:
- в способе обработки радиоактивных растворов, заключающемся в том, что радиоактивный раствор заливают в емкость, добавляют в него химические элементы и вещества для управления процессом обработки, затем подвергают его облучению однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1 кГц, согласно изобретению облучение раствора проводят с помощью электрода, выполненного в виде горизонтальной пластины, перед заполнением емкости раствором в ее нижнюю часть помещают дополнительную емкость из тонкой диэлектрической пленки, затем заливают раствор с химическими элементами и веществами для управления процессом обработки, обрабатывают его в течение 10-30 минут, выдерживают в емкости в течение 1-4-х суток, после чего обработанный раствор сливают и удаляют дополнительную емкость, которую подвергают захоронению;
- в установке для обработки радиоактивных растворов, содержащей корпус с размещенными в нем электродами, одним из которых служит корпус, излучатель электромагнитного излучения, размещенный вне корпуса и соединенный с ним генератор однополярных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, при этом второй электрод выполнен в виде стержня, расположенного в центральной части корпуса, служащего излучателем и соединенного с генератором, согласно изобретению корпус выполнен из токопроводящего материала, электрод выполнен в виде горизонтальной пластины, повторяющей форму сечения корпуса и имеющей размеры 20-30% от площади сечения корпуса, который выполнен с возможностью размещения в его нижней части на время обработки и удаления после обработки дополнительной емкости из тонкой диэлектрической пленки.
Использование в способе плоского излучателя, повторяющего форму сечения корпуса, но меньшей площади, позволяет более эффективно обрабатывать очищаемый раствор, что в совокупности с использованием в способе обработке дополнительной емкости из тонкой диэлектрической пленки в нижней части корпуса, проведением обработки в течение 10-30 минут и последующего выдерживания раствора в емкости в течение 1-4-х суток обеспечивает осаждение в дополнительной емкости образующихся в процессе обработки осадков, которые затем удаляются вместе с дополнительной емкостью и подвергаются захоронению, и дает возможность упростить процесс обработки при высоком качестве очистки.
Выполнение в установке электрода в виде пластины, повторяющей форму сечения корпуса, но имеющей размеры 20-30% от площади сечения корпуса, дает возможность увеличить площадь и эффективность обработки, что в совокупности с выполнением корпуса установки с возможностью размещения в его нижней части на время обработки и последующего ее извлечения после обработки дополнительной емкости из тонкой диэлектрической пленки позволяет при более простой конструкции установки получить высокое качество очистки.
Технический результат - упрощение средств обработки радиоактивных растворов при обеспечении высокого качества очистки.
Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как использование электрода в виде плоской пластины, повторяющей форму сечения корпуса и имеющей размеры 20-30% от площади сечения корпуса, размещение в нижней части корпуса установки перед заполнением его раствором дополнительной емкости из тонкой диэлектрической пленки, последующий залив раствора с химическими элементами и веществами для управления процессом обработки, обработка его в течение 10-30 минут, выдерживание в корпусе в течение 1-4-х суток, слив обработанного раствора и удаление дополнительной емкости, которую подвергают захоронению, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как выполнение электрода в виде плоской пластины, повторяющей форму сечения корпуса, но имеющей размеры 20-30% от площади его сечения, выполнение корпуса с возможностью расположения в его нижней части на время обработки дополнительной емкости из тонкой диэлектрической пленки и ее удаления после обработки, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными выше существенными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемые способ и установка для обработки радиоактивных растворов соответствуют критерию «изобретательский уровень».
Заявляемые средства для обработки радиоактивных растворов могут найти широкое применение в атомной промышленности, а потому соответствуют критерию «промышленная применимость».
Изобретения иллюстрируются чертежом, где показана функциональная схема установки.
Заявляемый способ обработки радиоактивных растворов заключается в следующем.
Перед заполнением емкости раствором в ее нижнюю часть помещают дополнительную емкость из тонкой диэлектрической пленки. Затем радиоактивный раствор заливают в емкость, добавляют в него химические элементы и вещества для управления процессом обработки. После этого раствор подвергают облучению однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1 кГц. Раствор обрабатывают в течение 10-30 минут, выдерживают в емкости в течение 1-4-х суток, после чего обработанный раствор сливают и удаляют дополнительную емкость, которую подвергают захоронению.
Заявляемая установка содержит токопроводящий корпус 1, в центральной части которого размещен электрод 2, выполненный в виде в виде горизонтальной пластины, повторяющей форму сечения корпуса, но имеющей размеры 20-30% от площади сечения корпуса, и расположенный вне корпуса генератор 3 однополярных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц. При этом электрод 2 соединен с одним из выводов генератора 3, а корпус 1 - со вторым выводом генератора 3. На время обработки в нижней части корпуса 1 размещена дополнительная емкость 4 из тонкой диэлектрической пленки.
Заявляемые способ и установка используются для обработки радиоактивных растворов следующим образом.
В корпус 1 помещают дополнительную емкость 4 из диэлектрической тонкой пленки, например, из полиэтилена. Заливают в корпус 1 обрабатываемый раствор, добавляют химические реагенты, такие как кислоты или щелочи либо их соли. Затем раствор подвергают с помощью электрода 2 облучению в течение 10-30 минут однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1 кГц, получаемыми от генератора 3.
Облучение раствора мощными короткими импульсами при большой площади электрода приводит к радиолизу воды, в результате которого образуется очень активный реагент - гидратированные электроны eaq. Взаимодействие гидратированных электронов с радиоактивными химическими элементами, содержащимися в самом растворе, и с введенными в него химическими реагентами вызывает изменение химического состава раствора и выпадение осадка. Во время выдерживания раствора в установке в течении 1-4 суток образовавшиеся в результате процесса осадки осаждаются в дополнительной емкости 4, которую после этого извлекают из корпуса 1 и подвергают захоронению вместе с радиоактивными осадками-отходами.
В качестве примера работы установки можно привести следующий опыт. В корпус цилиндрической формы диаметром 120 и высотой 190 мм, выполненный из фольгированного стеклотекстолита, был помещен дополнительный сосуд из пластика диаметром 110 и высотой 160 мм. В него был залит водный раствор радиоактивного 137Cs объемом 1 литр.
В раствор была добавлена щелочь NaOH в количестве необходимом для получения pH раствора, равного 10.
В качестве электрода использовалась медная пластина диаметром 30 мм. К корпусу и электроду подключили генератор импульсов с параметрами: мощность в импульсе 2 МВт, длительность импульса 1 нс, частота повторения импульсов 1 кГц. Время обработки 15 мин. После обработки замечено выпадение осадка.
Измеренное значение активности водного раствора в сосуде до обработки составило 125 кБк/л, после обработки спустя 2 суток 80 кБк/л.
В сравнении с прототипом заявляемые средства обработки являются более простыми и позволяют уменьшить активность водного раствора.
Claims (2)
1. Способ обработки радиоактивных растворов, заключающийся в том, что радиоактивный раствор заливают в емкость, добавляют в него химические элементы и вещества для управления процессом обработки, затем подвергают раствор облучению однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1 кГц, отличающийся тем, что облучение раствора проводят с помощью электрода, выполненного в виде горизонтальной пластины, повторяющей форму корпуса, перед заполнением емкости раствором в ее нижнюю часть помещают дополнительную емкость из тонкой диэлектрической пленки, затем заливают раствор с химическими элементами и веществами для управления процессом обработки, обрабатывают его в течение 10-30 минут, выдерживают в емкости в течение 1-4-х суток, после чего обработанный раствор сливают и удаляют дополнительную емкость, которую подвергают захоронению.
2. Установка для обработки радиоактивных растворов, содержащая корпус с размещенным в его центральной части электродом, расположенный вне корпуса и соединенный с ним одним из выводов, а вторым выводом - с электродом генератор однополярных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, отличающаяся тем, что корпус выполнен из токопроводящего материала, электрод выполнен в виде горизонтальной пластины, повторяющей форму сечения корпуса и имеющей размеры 20-30% от площади сечения корпуса, который выполнен с возможностью размещения в его нижней части на время обработки и удаления после обработки дополнительной соразмерной емкости из гибкой диэлектрической пленки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132727/07A RU2537839C1 (ru) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132727/07A RU2537839C1 (ru) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2537839C1 true RU2537839C1 (ru) | 2015-01-10 |
RU2013132727A RU2013132727A (ru) | 2015-01-20 |
Family
ID=53280832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013132727/07A RU2537839C1 (ru) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537839C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726145C1 (ru) * | 2019-04-25 | 2020-07-09 | Валерий Вадимович Крымский | Способ уменьшения радиоактивности отработавших графитовых блоков и установка для его осуществления |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US435954A (en) * | 1890-09-09 | Thirds to william m | ||
DE3833676A1 (de) * | 1988-10-04 | 1990-04-05 | Petri Juergen Dipl Ing Dr | Verfahren zur endlagerung von eingebundenen abfallstoffen |
RU2116680C1 (ru) * | 1994-06-24 | 1998-07-27 | Санкт-Петербургская инженерная академия | Установка для дезактивации жидких радиоактивных отходов |
RU2319237C1 (ru) * | 2006-06-13 | 2008-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления |
-
2013
- 2013-07-15 RU RU2013132727/07A patent/RU2537839C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US435954A (en) * | 1890-09-09 | Thirds to william m | ||
DE3833676A1 (de) * | 1988-10-04 | 1990-04-05 | Petri Juergen Dipl Ing Dr | Verfahren zur endlagerung von eingebundenen abfallstoffen |
RU2116680C1 (ru) * | 1994-06-24 | 1998-07-27 | Санкт-Петербургская инженерная академия | Установка для дезактивации жидких радиоактивных отходов |
RU2319237C1 (ru) * | 2006-06-13 | 2008-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726145C1 (ru) * | 2019-04-25 | 2020-07-09 | Валерий Вадимович Крымский | Способ уменьшения радиоактивности отработавших графитовых блоков и установка для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013132727A (ru) | 2015-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110186444A1 (en) | Method for electrokinetic decontamination of a porous solid medium | |
JP5899455B2 (ja) | 液体処理装置及び液体処理方法 | |
CN107473334A (zh) | 高盐难降解废水的处理装置及其处理方法 | |
RU2537839C1 (ru) | Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления | |
CN204192436U (zh) | 一种靶向果蔬和器具解毒净洗机 | |
JP2014157147A (ja) | 汚染土壌の電気化学的除染方法 | |
JP2008302328A (ja) | 酸化チタン膜成形部材の製造方法、光触媒、光電極、および水処理装置 | |
CN105948372A (zh) | 基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺及系统 | |
CN104016531A (zh) | 一种铁阳极耦合钯催化加氢的地下水修复方法 | |
KR101108146B1 (ko) | 플라즈마 모듈 정화 수족관 | |
JP2021171751A (ja) | 廃銅廃液を処理するための3次元電解装置 | |
KR101636656B1 (ko) | 재제염 제조장치 | |
JP4126904B2 (ja) | 冷却水系の水処理方法及び装置 | |
CN203095665U (zh) | 二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置 | |
KR101108198B1 (ko) | 플라즈마 모듈을 이용한 수족관 정화방법 | |
RU2319237C1 (ru) | Способ обработки радиоактивных растворов и установка для его осуществления | |
JP2002535123A (ja) | 塵埃焼却装置から出る灰を脱塩及び水中高圧火花放電を用いた人工的エージングにより処理する方法 | |
CN210595393U (zh) | 一种马桶电化学水质处理器 | |
WO2019160520A1 (ru) | Способ получения смеси ультрадисперсных и нанодисперсных порошков оксида и гидроксидов алюминия для ее использования в качестве коагулянтов при дезактивации жидких радиоактивных отходов атомных электростанций | |
GB1331308A (en) | Treatment of aqueous liquids | |
JP4730031B2 (ja) | 食器洗浄機 | |
CN208455071U (zh) | 一种pcb酸性蚀刻液提取铜的装置 | |
CN208166620U (zh) | 一种废水氨氮吸附材料的原位脱附再生装置 | |
JP4761686B2 (ja) | 水処理装置 | |
CN104944649A (zh) | 一种化工污水处理方法及处理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170716 |