Способ подготовки твердой фазы жидких радиоактивных отходов к захоронению


 


Владельцы патента RU 2600940:

Открытое акционерное общество "Красная Звезда" (RU)

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) к захоронению. Способ подготовки твердой фазы жидких радиоактивных отходов к захоронению включает разделение жидких радиоактивных отходов на жидкую и твердую фазы. Твердую фазу жидких радиоактивных отходов, состоящую преимущественно из ионообменной смолы, перлита и продуктов коррозии, смешивают с мелкодисперсным неорганическим гидрофильным порошком, с размером частиц менее 100 мкм. Количество порошка составляет не более 20% от массы твердой фазы, полученную смесь выдерживают при перемешивании и направляют в упаковку для последующего захоронения. Изобретение позволяет получить подлежащий захоронению продукт заданной влажности в соответствии с нормативными требованиями.

 

Область применения: подготовка твердой фазы жидких радиоактивных отходов (ЖРО) к захоронению.

Сущность изобретения - твердую фазу ЖРО, состоящую преимущественно из ионообменной смолы, перлита и продуктов коррозии, после отделения от жидкой фазы смешивают с мелкодисперсным неорганическим гидрофильным порошком, с размером частиц менее 100 мкм, причем количество порошка составляет не более 20% от массы твердой фазы, полученную смесь выдерживают при перемешивании и затем направляют в упаковку для дальнейшего захоронения.

Технический эффект - получение подлежащего захоронению продукта заданной влажности в соответствии с нормативными требованиями.

Заявляемый способ подготовки твердой фазы жидких радиоактивных отходов к захоронению относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов.

Известен способ подготовки радиоактивных ионообменных смол для захоронения путем включения в связующие, работающие при комнатной температуре (например, связующие на основе цементов) [А.С. Никифоров, В.В. Куличенко, М.И. Жихарев, «Обезвоживание жидких радиоактивных отходов», Москва, Энергоатомиздат, 1985, с. 115], включающий предварительное механическое обезвоживание РИОС и удаление остаточной влаги из них сушкой.

Недостатками известного способа являются повышенная продолжительность процесса (снижение производительности), а также то, что подготовленные таким образом смолы плохо совместимы с цементными матричными материалами, т.к. не происходит изменений в их способности к водопоглощению и набухаемости.

Известен способ подготовки радиоактивных смол к иммобилизации в цементоподобный матричный материал (RU 2089950 C1, МПК6, G21F 9/30, опубл. 10.09.1997), включающий их обработку гидрооксидом натрия. Полученную в результате обработки смесь смешивают с водой и измельченным гранулированным доменным шлаком и выдерживают до образования твердого монолитного продукта.

Недостатком известного способа является то, что подготовленные таким образом смолы плохо совместимы с цементоподобными матричными материалами, т.к. не происходит изменений в их способности к водопоглощению и набухаемости.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ подготовки радиоактивных ионообменных смол к захоронению путем центрифугирования (Хранение отработавших ионообменных смол низкого и среднего уровня удельной активности в контейнерах типа НЗК без включения в матрицу. Сорокин В.Т., Демин А.В., Прохоров Н.А., Великина С.А., Гатауллин P.M., Меделяев И.А., Перегудов Н.Н., Шарафутдинов Р.Б. Ядерная и радиационная безопасность. №4(54) 2009 г. Официальное издание федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.).

Недостатками известного способа являются низкая надежность при переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО) сложного состава, содержащих ионообменную смолу, фильтр-перлит, продукты коррозии, нефтепродукты и другие взвешенные вещества.

Учитывая сложный состав подлежащих переработке ЖРО, концентрация свободной влаги в твердой фазе может превысить нормативный показатель - 3% (НП-020-2000 «Сбор, переработка, хранение и кондиционирование твердых радиоактивных отходов», п. 5.12).

Кроме того, даже при переработке только ионообменной смолы, как следует из представленных в описании известного способа данных, влажность полученного продукта может превышать влажность суховоздушной смолы более чем на 10%, что не соответствует нормативу (3%).

Техническим результатом заявляемого способа подготовки твердой фазы жидких радиоактивных отходов к захоронению является устранение недостатков прототипа, заключающееся в повышении надежности процесса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что ЖРО разделяют на твердую и жидкую фазы, жидкую фазу направляют на дальнейшую переработку, твердую фазу, состоящую преимущественно из ионообменной смолы, перлита и продуктов коррозии, смешивают с мелкодисперсным неорганическим гидрофильным порошком, с размером частиц менее 100 мкм, причем количество порошка составляет не более 20% от массы твердой фазы, полученную смесь выдерживают при перемешивании и направляют в упаковку для дальнейшего захоронения.

Отличительными признаками заявляемого способа являются следующие:

- твердую фазу ЖРО после разделения с жидкой фазой направляют в смеситель для смешения с мелкодисперсным неорганическим гидрофильным порошком, с размером частиц менее 100 мкм, причем масса дозируемого порошка не превышает 20% от массы отделенной твердой фазы;

- полученную при перемешивании смесь направляют в упаковку для последующего захоронения.

При смешении отделенной твердой фазы с неорганическим гидрофильным порошком происходит связывание свободной влаги, причем за счет малого размера частиц порошка происходит частичное его проникновение в поры присутствующей в твердой фазе ионообменной смолы и их закупорка, препятствующая выходу находящейся в них влаги на поверхность. Кроме того, происходит взаимодействие мелких частиц твердой фазы и порошка, сообразованием агломератов.

В качестве неорганического гидрофильного порошка может использоваться цемент, бентонит, геоцемент и т.п.

Способ может быть реализован следующим образом.

Жидкие радиоактивные отходы откачиваются из емкостей хранения и направляются в дозирующий отстойник объемом 3 м3.

В отстойнике происходит отстаивание твердой фазы до накопления 300 литров, что соответствует 150 кг в пересчете на сухой продукт.

После накопления заданного объема твердой фазы в отстойнике проводится ее взрыхление для получения равномерной суспензии с концентрацией твердой фазы 10%, которая гидротранспортом подается на разделение в осадительную центрифугу.

Отделенная жидкая фаза возвращается в емкости хранения, отделенная твердая фаза с концентрацией свободной влаги 30-60% сбрасывается в смеситель, в который подается 15 кг мелкодисперсного неорганического гидрофильного порошка, с размером частиц менее 100 мкм, например цемент, гипс, бентонит и т.п.

В смесителе проходит смешение твердой фазы с порошком, при этом свободная влага связывается с порошком, мелкие фракции порошка частично проникают в поры присутствующей в твердой фазе ионообменной смолы, частично образуют агломераты с мелкой фракцией ионообменной смолы и других составляющих, например гидроксидов железа, перлита и т.п.

После выдержки при перемешивании образовавшаяся смесь, не содержащая свободной влаги, помещается в упаковку твердых радиоактивных отходов для захоронения.

Способ подготовки твердой фазы жидких радиоактивных отходов к захоронению, включающий разделение жидких радиоактивных отходов на жидкую и твердую фазы, отличающийся тем, что твердую фазу жидких радиоактивных отходов, состоящую преимущественно из ионообменной смолы, перлита и продуктов коррозии, смешивают с мелкодисперсным неорганическим гидрофильным порошком, с размером частиц менее 100 мкм, причем количество порошка составляет не более 20% от массы твердой фазы, полученную смесь выдерживают при перемешивании и направляют в упаковку для последующего захоронения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования низко- и среднеактивных отработанных ионообменных смол (ИОС).

Изобретение предпочтительно относится к способу уменьшения количества тритиевого водорода, выделяемого атомной промышленностью в процессе работы с радиоактивными отходами.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к переработке высокоактивных отходов, получаемых при переочистке диоксида плутония, используемого при изготовлении смешанного уран-плутониевого топлива.

Изобретение относится к устройству для сушки сверхвысокими частотами отработанных радиоактивных ионообменных смол. Заявленное устройство содержит основание (1), емкость загрузочную (2), кран шаровой (3), дозатор (4), камеру загрузочную (14) с патрубками (15) и ротором (20), реактор с прямоугольным волноводом (27), патрубком (26) и съемным вкладышем - обечайкой (28), переходник (35), шиберы (29, 30), подъемник (41), приводы (31), емкость для сбора обработанного материала (42), термоскоп (16), влагомер (18), вакуумный насос, конденсатор пара, тензометрические датчики веса, генератор ЭМП СВЧ диапазона (36), волноводный ферритовый вентиль (37), источник тока (40), стойку управления с аппаратурой управления и контроля (37), устройство снабжено вертикальным поршневым дозатором (4), состоящим из корпуса, штока, поршня, клапана впускного, фланца клапана впускного, пружины клапана впускного, выпускного клапана, пружины выпускного клапана, привода подачи поршня, выводным патрубком загрузочной камеры с влагомером, выводным патрубком загрузочной камеры с термоскопом, выводным патрубком реактора (25) с вакуумным насосом, конденсатором пара, соединенным с вакуумным насосом, установленным внутри реактора съемным вкладышем-обечайкой, не менее чем тремя тензометрическими датчиками веса, переходником, нижний фланец которого имеет внутреннюю кольцевую конусную проточку, системой блокировки привода пиноли ротора, системой блокировки привода заслонки шибера.

Изобретение относится к средствам обращения с жидкими радиоактивными отходами. Способ переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) содержит следующие основные стадии: подача исходного раствора ЖРО, выпаривание ЖРО, корректировка рН исходного раствора, добавление активированного пиролюзита к исходному раствору, перемешивание полученной суспензии, нагрев суспензии, отвод выделяющегося пара с последующей его конденсацией, отбор проб выделяющихся газов и их хроматографический анализ, образование сухого остатка, а также цементирование сухого остатка.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к ионообменной технологии переработки борсодержащих вод в системе регенерации борной кислоты из теплоносителя на АЭС с реакторами типа ВВЭР.

Изобретение относится к способу иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов. Способ заключается в отверждении жидких содержащих тритий радиоактивных отходов в устойчивой кристаллической матрице, получаемой путем обезвоживания кристаллогидрата соли металла, удаления кристаллизационной воды.

Изобретение относится к технологии радиационной обработки различных объектов и может быть использовано в области медицины, пищевой промышленности и обработки различных материалов.

Изобретение относится к области дезактивации оборудования, используемого при переработке облученного ядерного топлива атомных электростанций (ОЯТ АЭС). Способ дезактивации экстракционного оборудования путем его промывки раствором комплексона кислотного характера в разбавленной азотной кислоте заключается в том, что в многоступенчатый экстрактор или каскад экстракторов, работающий в режиме противоточной кислотной промывки, после полной реэкстракции и вытеснения радионуклидов вводят водный раствор комплексона или соли комплексона.

Изобретение относится к средствам переработки жидких радиоактивных отходов, в частности ионообменных смол (ИОС), путем их включения в полимерную матрицу. Способ включает предварительную обработку радиоактивных отходов посредством сушки ИОС электромагнитным полем (ЭМП) сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и касается, в частности, вопросов обращения с жидкими радиоактивными отходами, образующимися при работе атомных электростанций. Устройство для окислительной деструкции металлоорганических комплексов жидких радиоактивных отходов содержит фотохимический реактор с импульсной ксеноновой лампой и блок питания с накопительным конденсатором, высоковольтным выпрямителем, блоком инициирования и блоком управления. Импульсная ксеноновая лампа подключена к блоку питания так, что импульсная ксеноновая лампа и накопительный конденсатор образуют разрядный контур. Колба импульсной ксеноновой лампы выполнена в виде шара или иного тела вращения. В импульсной ксеноновой лампе наименьший внутренний радиус колбы превышает расстояние между электродами не менее чем в 5 раз, а параметры импульсной ксеноновой лампы и разрядного контура связаны расчетным соотношением. Изобретение позволяет повысить эффективность и производительность процесса очистки жидких радиоактивных отходов от металлоорганических комплексов путем интенсификации УФ обработки. 2 ил.
Наверх