Способ улавливания хлороводорода

Авторы патента:

Буткалюк Павел Сергеевич (RU)

Корнилов Александр Степанович (RU)

Алексеев Александр Борисович (RU)

G21F9/02 - обработка газообразных отходов

A62D3/00 - Химические средства для борьбы с химическими отравляющими веществами; способы обезвреживания химических отравляющих веществ (химическая или биологическая очистка отработанных газов, например дыма, копоти, топочных или выхлопных газов B01D 53/34; обработка промышленных и бытовых сточных вод C02F)

Владельцы патента RU 2494482:

Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (RU)

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано для утилизации промышленных отходов, содержащих хлороводород. Для этого улавливают радиоактивный хлороводород, барботируя газы или пары, содержащие хлороводород, через раствор реагента, образующего с хлорид-ионами малорастворимое соединение. Изобретение позволяет уменьшить объем радиоактивных отходов, содержащих соляную кислоту. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано для утилизации промышленных отходов, содержащих галогеноводород.

Общеизвестно, что хлороводород и его водный раствор - соляная кислота являются веществами, токсичными для растительных и животных организмов. Кроме того, эти вещества вызывают весьма сильную коррозию нержавеющей стали, которая не предназначена для работы соляной кислотой. В промышленности, и производствах, где используются хлороводород или соляная кислота (HCl), применяются следующие меры: герметизация оборудования, надлежащая вентиляция с улавливанием хлороводорода. Способ улавливания определяется экономической целесообразностью. Если содержание хлороводорода в отходящих газах достаточно велико, то газовый поток барботируют через воду и образующуюся соляную кислоту возвращают в производство. Если нет необходимости в рекуперации HCl, то улавливание производят барботированием газа через раствор щелочи или пропусканием его через ловушку с активированным углем, пропитанным щелочью.

В радиохимическом производстве из-за высокой радиоактивности перерабатываемых веществ все работы проводятся в защитном оборудовании: горячих камерах из нержавеющей стали, встроенных в каркас здания и оборудованных спецвентиляцией и спецканализацией. Все заменяемое оборудование из горячей камеры и вентиляционной и канализационной систем подлежит захоронению в хранилище твердых радиоактивных отходов. Сама горячая камера замене не подлежит, поэтому к радиохимическим процессам и используемым веществам предъявляются очень жесткие требования с точки зрения сохранности горячей камеры. Например, использование галогеноводородных кислот в открытом виде запрещено. Все процессы с применением соляной кислоты (например, аффинаж Ni-63 и Ru-106 с использованием 8 моль/л HCl) проходятся в закрытом оборудовании со сдувкой, подсоединенной к системе щелочных ловушек.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ выделения рутения из радиоактивных растворов, например, при получении препаратов хлоридов рутения-106 и никеля-63, в котором образующаяся паровоздушная смесь пропускается через систему щелочных ловушек. (Ситтинг М. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов: Справочник. - М: Металлургия, 1985. - 186-188 с.) По окончании процессов нейтрализованные солянокислые растворы разбавляют, водой до концентрации хлорид-ионов не более 150 мг/л, подкисляют и по системе спецканализации передают в хранилище жидких высокооактивных отходов (ЖРО). Для утилизации 1 л раствора НС1 с концентрацией 8 моль/л необходимо разбавить приблизительно в 2000 раз. При стоимости 1 м³хранилища высокоактивных жидких отходов 28500 руб. это составит 57000 руб. Кроме высокой стоимости захоронения ЖРО недостатками прототипа являются необходимость подкисления раствора и отсутствие контроля выработки ресурса ловушек.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение экономичности путем уменьшения объемов радиоактивных отходов, содержащих соляную кислоту.

Для решения этой задачи улавливают хлороводород, барботируя газы или пары, содержащие хлороводород, через раствор реагента, образующего с хлорид-ионами малорастворимое соединение.

В качестве реагента используют раствор, содержащий ионы свинца(II).

При барботировании образуется тяжелый, хорошо отделяющийся от раствора осадок хлорида свинца и соответствующая кислота (например азотная или уксусная).

Предлагаемый способ прост в исполнении и легко контролируется визуально: появление осадка хлорида свинца во второй ловушке свидетельствует о насыщении первой ловушки и необходимости ее замены, что очень существенно при упаривании растворов соляной кислоты неизвестной концентрации. После насыщения ловушек маточный раствор декантируется и выдается в спецканализацию, а осадок хлорида свинца передается в хранилище твердых радиоактивных отходов (ТРО). Емкость ловушки, объемом 1 л, содержащей 1,8 моль/л Pb(СН₃СОО)₂ равна приблизительно 3 моль соляной кислоты. При этом концентрация хлорид-ионов в маточном растворе равна 290 мг/л, а объем осадка хлорида свинца - 0,25 л (417 г). Для 1 л 8 моль/л HCl масса осадка хлорида свинца составит 1,126 кг. При стоимости захоронения 1 кг высокоактивных твердых радиоактивных отходов 115 руб. это будет соответствовать 128 руб. Стоимость захоронения 5.4 л (разбавление в 2 раза) маточного раствора - жидких радиоактивных отходов - 154 руб. Итого - 282 руб.

100 мл раствора 8 моль/л HCl упаривали с улавливанием паров HCl по предлагаемому способу и прототипу. Сравнение результатов приведено в в прилагаемой таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить объемы радиоактивных отходов при упаривании радиоактивных растворов, содержащих соляную кислоту. Немаловажным фактором является уменьшение общего количества хлоридов удаляемых через слив ЖРО. Это позволяет уменьшить риск коррозии используемых коммуникаций.

Характеристика сравниваемых способов	Предлагаемый способ	Прототип
Поглотитель	300 мл 1.8 моль/л раствора Pb(СН₃СОО)₂	300 мл 3 моль/л раствора NaOH
Состав ловушек после упаривания 1 л 8 моль/л HCl	0,1 кг осадка PbCl₂+400 мл раствора с концентрацией хлорид-ионов 290 мг/л	400 мл щелочного раствора NaCl с концентрацией хлорид-ионов 71 г/л
Подготовка отходов к захоронению	Декантация раствора с осадка, разбавление раствора в 2 раза для непревышения нормы по содержанию хлорид-ионов 150 мг/л. Передача раствора (400 мл) в хранилище ЖРО. Передача емкости с 0,1 кг осадка PbCl₂ в хранилище ТРО.	Подкисление раствора до рН 1. Разбавление в 474 раза для непревышения нормы по содержанию хлорид-ионов 150 мг/л. Передача раствора (190 л) в хранилище ЖРО.

1. Способ улавливания радиоактивного хлороводорода, заключающийся в барботировании газов или паров, содержащих хлороводород, через раствор реагента, образующего с хлорид-ионами малорастворимое соединение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента используется раствор, содержащий ионы свинца (II).

Изобретение относится к области волокнистых сорбционно-фильтрующих материалов, используемых для очистки от аэрозолей и радиоактивных форм йода. .

Способ и система концентрирования и утилизации инертных радиоактивных газов из газоаэрозольных выбросов энергоблоков атомных электростанций // 2481658

Изобретение относится к криогенной технике и предназначено для концентрирования и утилизации инертных радиоактивных газов (ИРГ), выбрасываемых в окружающую среду при осуществлении режимов постоянной вентиляции (ПВ) и вентиляции при проведении плановых предупредительных ремонтов (ППР) атомных электростанций (АЭС).

Способ получения сорбента для улавливания летучих форм радиоактивного йода // 2479347

Изобретение относится к производству сорбентов для улавливания летучих форм радиоактивного йода и может быть использовано при изготовлении сорбентов для предотвращения радиоактивного выброса в окружающую среду при эксплуатационных режимах работы и при авариях на атомных электростанциях (АЭС), а также для очистки паровоздушных потоков от летучих соединений радиоактивного йода в технологических схемах по переработке отработавшего ядерного топлива.

Минеральная композиция для улавливания водорода, способ ее приготовления и применение минеральной композиции // 2446006

Изобретение относится к композициям, необратимо аккумулирующим газообразный водород, и может быть использована, например, для улавливания водорода, освобождаемого при радиолизе в блоках радиоактивных отходов.

Способ получения сорбента для удаления радионуклидов йода и/или его органических соединений // 2414294

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано для удаления радионуклидов йода и/или его органических соединений при очистке и контроле газообразных радиоактивных отходов.

Способ очистки газовых потоков от йода // 2414280

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к очистке отходящих газов от радиоактивного йода. .

Установка для очистки воздуха // 2406169

Изобретение относится к области ликвидации последствий аварий и может быть использовано, в частности, для оперативной ликвидации последствий аварий на объектах ядерно-топливного комплекса или на опасных химических производствах.

Сорбент для улавливания летучих форм радиоактивных и стабильных изотопов из газовой фазы // 2355056

Изобретение относится к области переработки облученного ядерного топлива иммобилизации летучих форм радиоактивных и стабильных изотопов из газоаэрозольного потока с узла рубки - растворения перерабатываемого топлива.

Сорбент для улавливания летучих форм радиоактивного иода на основе силикагеля // 2346347

Изобретение относится к производству сорбентов для улавливания летучих форм радиоактивного иода и предназначено для предотвращения выброса этого радионуклида в окружающую среду при эксплуатационных режимах работы атомных электростанций (АЭС), а также при авариях на АЭС.

Сорбент для улавливания летучих форм радиоактивного иода на основе силикагеля // 2346346

Состав рецептуры для дегазации летучих токсичных фосфорорганических веществ на поверхностях и в воздухе внутри помещений // 2491111

Изобретение относится к области безопасной эксплуатации химически опасных объектов (ХОО), а именно к разработке состава рецептуры, обеспечивающей дегазацию летучих токсичных фосфорорганических веществ внутри технологических помещений не только на поверхностях, но и в воздухе в виде паровой фазы.

Деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор // 2484869

Комплексная, безотходная переработка токсичных отходов // 2484868

Изобретение относится к комплексной, безотходной переработке токсичных отходов, включающей процессы: сортировки и брикетирования отходов с получением твердотопливных брикетов и отделенных металлических примесей, которые подаются на участок переработки металлов в электрошлаковый переплав, сушки брикетов с последующим их направлением на участок пиролиза при температуре 900-1600°С.

Способ переработки токсичных жидких отходов // 2483774

Изобретение относится к способу переработки токсичных жидких отходов, который обеспечивает утилизацию образующихся при уничтожении химического оружия токсичных жидких отходов, таких же отходов различных производств и в местах применения веществ со фторсодержащими компонентами, содержащих калиевую соль плавиковой кислоты.

Способ уничтожения и обезвреживания токсичных органических отходов // 2480260

Изобретение относится к технологии утилизации опасных токсичных органических отходов, содержащих полихлорированные бифенилы, или непригодных пестицидов. .

Способ уничтожения и обезвреживания токсичных органических отходов // 2480260

Способ фотохимического окисления о-изобутил-s-2-(n,n-диэтиламино)этилметилтиофосфоната (вещества типа vx) в присутствии перхлората 2,4,6-трифенилселенопирилия и хлороформа // 2494782

Изобретение относится к способу уничтожения отравляющих веществ, в частности O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилметилтиолфосфоната (вещества типа Vx). Уничтожение осуществляется путем фотохимического окисления вещества типа Vx при воздействии излучения в видимой области спектра с длиной волны 380-460 нм в присутствии перхлората 2,4,6-трифенилселенопирилия и хлороформа в соотношении 1:0,1. Полная деструкция вещества типа Vx (в пределах детектирования) протекает в течение 5-7 суток. Способ позволяет полностью дегазировать поверхности, не нанося им существенного ущерба, и является безопасным для персонала. 3 ил., 3 табл.