Способ переработки горючих радиоактивных отходов
Изобретение относится к нереработке радиоактивных отходов методом сжигания и может быть испол1эзовано для дожигания ядовитых иромыгалеинъгх и бытовых отходов. Целью изобретения является повьшение степени сокращения объема вторичных отходов и раИзобретение относится к переработке радиоактивных отходов, точнее к сжиганию твердых горючих радиоактивных отходов, и может быть использовано в установках сжигания радиоактивных отходов, имеющих камеру дожига зольного остатка и систему газоочистки с pereHepHpyeMbthfn фильтpa п, Целью изобретения является повышение степени сокращения объема ВТОР1ГЧНЫХ продуктов сжигания отходов - золы и сажи без дополните шноtianiffts .гдгд дагд1 яяевдагдяа( aerngtyy/T-N wragT диациоиной бе чппагностп зп счет препрап.ения копсмчюго продук та в напыляш.ее стеклоподобное nt-nu .cTno. Cyi4TiocTb изобретения яаклпочается в согП 1егтном сжш пгии уолы и спжи в камере дожитл золы, При этом сажу ия системы га;юочистк1 по окончании пикла сжигания отходов. Для подачи сажи п камеру дожита буккер сбора и выгрузки сажи в системе} газоочис тки соедпиеп с камерой дожига герметичным каналом с гермоклапанами на оходо и выходе и меха- 1П1змоь трапсг О П И юлки саки, выполненным в виде iiineKODOixi iiHTc vre.nn, либо сам канал снабжен виброприводом. Совместное сжигание сажи и золы приводит к умен(ч-1е1пгю объема остаточных продуктов и получению их в стеклоподобном виде. Кроме того, coKpai iaercH расход топлива и повышается радиацио1П1ая безопасность переработки радиоактип)1ьгк от содов, 1 Ш1,, 1 табл. го расхода топлива с одновремннным повышением радианионной безопасности в проиессе сжигания радиоактивных отходов и сбора вторичных продуктов. По предлагаемому способу сажу из системы газоочистки подают п процессе сжигания отходов в камеру дожига золы II дожигают вместе с золой. Сжигание сажи в камере дои1гл позволяет поднять температуру в камере дожига до 12ПО С( достаточн то для эгМ)ективного сокрапснир объема золы и сажи и получения стеклоподобного ИРПЫW с 4 со 4; -xl СГ) :
CO!03 СОВЕТСКИХ
СО«1ИЛ ЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51« С 21 F 9/32
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕПЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ« ТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (1««2) 23. 12. 92. Бюл. 1." I«7 (21 431532!1/24 (22) 31. 08,87 (71) Иосковское научно-пропзводствен11 11 ное объединение Радон (72) В.Н.Сыромятников, !I,.11,Баулин, И,II,Гусельцов, С.А.Дмитриев и А.Е.Савкин (56) Соболев И,А., Хомчик Л,11, Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. 11,:
Энергоатомиздат, 1983, с. 30-32 °
Авторское свидетельство СССР
12 1191685, кл. Г 23 G 5/18, 1984, (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБ>ОТЕИ ГОРИЧИХ .
РАДИОАКТИВИЫХ ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов методом сжигания и может быть использовано для дожигания ядовить!х промышленных и бытовых отходов. Целью изобретения является повышение степени сокращения объема вторичных отходов и раИзобретение относится к переработке радиоактивных отходов, точнее к сжиганию твердых top!<2«ltx радиоактивных отходов, и может быть исиог«ьзовано в установках сжигания
I2адиогктивных отходов, имеющих камеру дожига зольного остатка и систему газоочистки с регенерируемыми д>нльтрам«1, Целью изобретения является повышение степени сокращения объема вторичных продуктов сжигания отходов — золы и сажи без дополнительно>Мй>Ъ ючРЮ9 >% ОЯМАА> 4Ю\й>262 юЮМи>! уЛВЗЗ Вйт!ЗВОНЕТ >М М:М
2 диацио«!ной безопасности !1 счет превращения ко«н. !!ог0 продукта в налыляшее стеклопоцобное вещ!.ство.
Су! !нос Tb J130612 0теllия 33 ê21«0«сl ется в со!>местном сжига!п«н воль! и сажи в к>«!!ерс дожига золы, При это!! сажу п<2>«а«12т и.-1 сис темы га 200«истки Но
О!<Он«пни!1 IIIII
JtBH>II;I2t в вид! !!!веко!2<>Г0 пнтателл либо сам канал снабжен вибропринодом, Совмес твое сж«!ганне сажи и золы
JII2JIJIopItr к уме«и !.«ен!1«о ot>I сма ocта точных продуктов и полу«ению их в стеклоподобном виде. Кроме того, сокращается расход топлива и повышается радиаци<211ная безопасность переработки рад!1оактив1!ых отходов. ил ., 1 табл, ro расхода топлива с одновремпнным повышением радиационной безопасности в процессе сжигания радиоактивных отходов и сбора вторичных продуктов.
TIo предлагаемому способу сажу из системы газоочистки подают и процессе сжи1.ания отходов в ка!«еру дожига золы и дожигают вместе с зол<2й. Сжигание сажи в ка«!ере дож«!га поз!1оляет поднять температуру в камере дожнга до 1200 С, достато«ную для з>12фективного сокрашеHJJP. объема золы и сажи и получения стеклоподобного> tl>ttbt3 149479 лящего вещества, Соотношение сажи и эолы в камере дожига составляет 1020 об.X, Бункер сбора и выгрузки сажи из регенерируемых фильтров системы газоочистки снабжен доэатором сажи и соединен с камерой дожига эолы герметичным каналом с механизмом транспортирования сажи (например, виброканалом), при этом канал на входе и выходе снабжен гермоклаиа- гб нами.
Продукт дожигания сажи и золы получают в виде стеклоподобного вещества, значительно более радиациошго безопасного из-за отсутствия пыления, чем продуктьг, полученные беэ совместного дожигания.
Наличие гермоканала с гермоклапанами и механизмом транспортирования позволяет подавать сажу в камеру 2б дожига эолы в любое время, например после окончания цикла сжигания радиоактивных отходов и регенерации фильтров газоочистки или после окончания нескольких циклов сжигания 25 отходов и регенераций фильтров.
На чертеже показана установка сжигания-радиоактивных отходов для. реализации предлагаемого способа.
Установка состоит нэ двухкамерной 50 печи сжигания 1, снабженной шлюзовым каналом 2 загрузки отходов, камерой сжигания 3, топливной форсункой 4, поворотными воэдухоохлаждаемыми перфорированными колосниками 5, камерой
35 дожига Ь эолы, оборудованной поворотными воэдухоохлаждаемыми и перфорированными колосниками 7, боксом выгрузки 8 золы и патрубками 9 ввода сажи и 10 вывода золы. Вне печи размещены газоходы 11 и система газоочистки, включающая фильтр 12 грубой очистки, оборудованный регенерируемыми металлотканевыми фильтруюгцимн элементами 13, бункером 14 сбора и выгрузки сажи с патрубком-дозатором
15, кожухотрубный водоохлаждаемый теплообменник 16, конденсатосборник
17 с водоотделителем 18, электронагреватель 19, абсолютный фильтр 20, вытяжной вентилятор 21, соединительный герметичный виброканал 22 с электроприводом 23, имеющий на входе и выходе гермоклапаны 24 и 25, соответственно, и выбросную .тРУбУ 26,55
Установка работает следующим образом.
Э 4
8 камере сжигания 3 производят зажигание жидког<: топлива, подводимогс через форсунку 4, и эа счет тепла, выделяемого при его сгорании, уста новку выводят на рабочий режим с температурами: 950-1000 С в камере сжигания 3, 700-750 С в камередожига
6, 220-250 С на выходе из камеры фильтра 12, Затем отходы порционно через канал 2 подают в пе гь сжигания
1 на колосники 5, на которых происходит их сгорание с образованием золы и отходящих газов, причем воздух, необходимый для горения отходов, подают через форсунку 4 и перфорации колосников 5 и 7. Отходящие газы, следуя по гаэоходам 1 1, проходят очистку сначала в филЬтре 12, где на фильтрующих.поверхностях элементов 13 оседают сажистьге аэрозоли, затем в теплообменнике 16, в котором происходит отделение от газов конденсируемой фазы, стекающей в конденсатосборник 17, после чего, проходя через водоотделитель 18, предотвращающий капельный унос жидкой фазы с газами, последние подогреваются электронагревателем 19 выше их точки росы и, окончательно очищаясь от ультрамедких аэрозолей в фильтре 20, выбрасываются вентилятором 21 в атмосферу через трубу 26, В процессе очистки топочных газов производят периодическую регенерацию фильтрующих элементов 13 путем обратной продувки их сжатым воздухом, при этом сажа отряхивается с поверхности элементов 13 и падает в бункер 14 сбора и выгрузки сажи, постепенно скапливаясь в патрубке"доэаторе 15. После сжигания партии отходов колосники 5 поворачивают на 90 вокруг их оси и выгружают горящую эолу в камеру дожига 6 на колосники 7, после чего колосники 5 возвращают в исходное положение н приводят в действие электропривод 23, одновременно открыв входной гермоклалан 24. Порция сажи из патрубка-доэатора 15 поступает в виброканал 22 и с помощью вибрации канала транспортируется вдоль него к камере дожига 6. Гермоклапан 24 закрывают и открывают выходной гермоклапан 25. Сазка через патрубок 9 поступает в камеру дожига 6 на слой дожигаемой эолы, после чего закрывают гермоклапан 25. Переключение гермоклапанов 25 и 24 в укаэанной
14947
25 последовательности предотвращает опрокидывание вентиляционных потоков отходящих газов и возможное воспламенение сажи в виброканале 22.
В камере дожига 6 в присутствии открытого огня от дожигаемой золы происходит воспламенение и сгорание сажи с выделением значительного количества тепла эа счет выгорания углерода. Температура сгораемой смеси золы с сажей поднимается до 1200 С, обеспечивая полное дожигание эолы и сажи, их превращение в стеклоподобное вещество, что влечет эа собой сокращение их объема.
После окончания процесса дожигания и снижения температуры в камере дожига 6 до 50-80 колосники 7 поворачивают на„90 вокруг их оси, выгружают стеклоподобный продукт в бокс 20 выгрузки 8 и из него через патрубок
10 направляют на затаривание н далее на захоронение.
Примеры реализации способа приведЕди q таблице.
Как следует иэ приведенных данных, сжигание радиоактивных отходов без совместного дожигания сажи и эолы приводит к низкому (®36) коэффициенту сокращения объема и возможному запылению воздуха и поверхностей рабочих помещений радиоактивными аэрозолями при операциях выгрузки и затаривания сыпучих золы и сажи (пример 1).
Положительный эффект достигается 35 в примерах 2-5. Однако при совместном дожигания сажи и золы в соотношении
20 об.X и более, хотя коэффициент сокращения объема максимален, а стеклоподобное вещество от спекания золы 40 и сажи значительно улучшает радиационную безопасность проведения сжигания отходов, повышение температуры в камере дожига золы превышает предел жаропрочности конструкционных матерна- 45 лов, что влечет за собой быстрый выход печи сжигания из строя (пример 5).
93 6
Наилучший результат достигается в примере 4. Так при сжигании 1,0 мЗ горючих радиоактивных отходов произвольного состава образуется в среднем
0,025 м эолы и 0,003 мЗ сажи, коэффициент сокращения объема отходов составляет около 36.
При совместном дожигании сажи с золой. в соотношении 20 об.Х данный коэффициент равен 92, что позволяет сократить объем конечного продукта еще в 2,5 раза, а также существенно улучшить радиационную обстановку прн сжигании радиоактивных отходов.
Технико-экономическая эффективность описываемого способа заключается в том, что снижение объема прн
% сжигании отходов позволяет в храни1 лище одного и того объема захоронить в 2,5 раза больше радиоактивных про" дуктов от сжигания отходов, чем при известных способах. Кроме того, можно избежать дополнительного расхода жидкого топлива, что снижает затраты на проведение процесса сжигания отходов, а также повышает радиационную безопасность персонала ва счет сокращения пыления конечного продукта, Ф о р мул а и s о б р е т е и и я
Снособ переработки горючих радиоактивных отходов путем сжигания их в печи с камерой дожига золы и очисткой отходящих газов в системе газоочистки с регенерируемыми фильтрами, отличающийся тем, что, с целью повышения степени сокращения объема вторичных отходов и радиационной безопасности sa счет превращения конечного продукта в непылящее. стеклоподобное вещество, сажу иэ системою газоочистки подают в камеру дожига в соотношении 10-20 обЛ к объему золы и совместно сжигают с,ней.! 494793
Результат
Коэффициент сокращения объема отходов
Пример Соотношение саю и эолы (об, Х) 700 800
3),7
55,6
1000 1)00.
90,9
92,0
100,0
1100 1200
«» 1200
) 1200
12
3
Возможен быстрый выход установки иэ строя
Объем саки
++ Соотношение — — — — — — . 100%, Объем золы
Составитель В.Костерев
Редактор Н.Корченко Техред И.яндык Корректор Л. Патай
Закаев .5b0 Тиоаж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушскоя наб. ° д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г.Ужгород, ул. Гагарина, 101
Температура в камере докига эолы, OC
Беэ совместного доясигания салщ и золы
Превращение в стеклоподобное вещество с последующим уменьшением объема
