Композиция для пылеподавления и локализации продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором

Изобретение относится к средствам защиты окружающей среды от последствий пожаров, осложненных радиационным фактором. Композиция для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором в качестве поверхностно-активного вещества содержит смесь анионоактивного, неионогенного и амфотерного поверхностно-активных веществ при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

Водный раствор поливинилового спирта (в пересчете на массовую долю сухого продукта) 3,0-7,0 Пластификатор 0,1-0,3 Поверхностно-активное вещество 11,0-29,0 Вода остальное

Изобретение позволяет произвести пылеподавление и локализацию радиоактивных продуктов горения, образовавшихся после тушения пожара на поверхностях, в том числе и с повышенными температурами. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к средствам защиты окружающей среды от радиоактивных загрязнений, а именно к пылеподавляющим и локализирующим полимерным композициям на основе водного раствора поливинилового спирта.

При радиационных авариях, сопровождающихся пожарами, на поверхностях образуются радиоактивно загрязненные продукты горения и происходит разнос в окружающую среду радиоактивных пылевидных загрязнений с этих поверхностей.

Известен огнегасящий состав, который представляет собой гомогенную водную дисперсию тонкоизмельченного карбонатного материала и может дополнительно содержать гелеобразующие и пенообразующие добавки. Патент РФ №2414273, МПК A62D 1/00, 20.03.2011. Нанесенный слой состава немедленно тушит пожар, но при этом на поверхности не образуется полимерное локализирующее покрытие, препятствующее вторичному радиоактивному загрязнению.

Известен способ локализации поверхностных радиоактивных загрязнений, предлагаемый для осуществления работ по выводу из эксплуатации объектов атомной энергетики. При реализации данного способа на поверхности, загрязненные радиоактивными веществам и подлежащие локализации, через пеногенератор наносится пена, содержащая 5% поливинилового спирта, 1% триполифостфата натрия, 1% сульфонола. Патент РФ №2194321, МПК G21F 9/28, G21F 9/34, 10.12.2002. После естественного разрушения пены на поверхностях формируется сплошное локализирующее покрытие, существенно снижающее снимаемую загрязненность. Причиной, препятствующей использованию данной пены, является тот факт, что данная пена не предназначена для нанесения на поверхности, покрытые тлеющими углями и золой и в этих условиях не образует сплошного покрытия.

Известна стабилизированная пена для обеззараживания, очистки и/или обезжиривания, состоящая из дисперсии пузырьков воздуха в пенообразующем водном растворе, содержащем от 0,1 до 7 моль одного или более обеззараживающего, очищающего и/или обезжиривающего реагента на литр раствора и от 0,01 до 25% относительно общей массы раствора твердых частиц одинаковой природы или смесей твердых частиц различной природы, обладающих пенообразующими свойствами. Патент РФ №2470068, МПК C11D 3/02, C11D 3/37, C11D 17/00, G21F9/00, 20.12.2012. Данную пену нельзя использовать для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара, осложненного радиационным фактором.

Известен способ предотвращения образования и распространения радиоактивных загрязнений при демонтаже строительных конструкций при выводе из эксплуатации преимущественно ядерных объектов, при осуществлении которого используется пена, содержащая пленкообразователь поливиниловый спирт в количестве 7-10%, пенообразующий препарат ОП-10 в количестве 1% и вода - остальное. Состав предотвращает образование и распространение радиоактивных загрязнений путем предварительного заполнения демонтируемого сооружения изнутри и снаружи вышеуказанной пеной. Пенный слой препятствует поступлению пыли в окружающую среду, при этом образуется локализирующая пленка. Патент РФ №2263984, МПК G21F 9/28, B08B 15/00, 10.11.2005. Данный состав принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является отсутствие образования сплошного покрытия на поверхностях, покрытых золой.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, и техническим результатом является создание композиции для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара, осложненного радиационным фактором.

Предлагаемая композиция для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения позволяет провести работы по пылеподавлению и локализации в конце пожара по горячим поверхностям, не допустив разнос пылевидных загрязнений после остывания углей и золы. При этом обеспечивается высокое пенообразование и равномерная смачиваемость поверхностей пеной из композиции. Кроме того, частицы верхнего слоя золы вбираются в стенки пузырьков и начинают интенсивно перемещаться под действием знакопеременных сил, вовлекая все больше и больше частиц золы. В результате образуется сплошное покрытие на углях и золе, причем верхний слой золы вбирается в покрытие.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что композиция для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором, включающая водный раствор поливинилового спирта, пластификатор и поверхностно-активное вещество, в качестве поверхностно-активного вещества содержит смесь анионоктивного, неионогенного и амфотерного поверхностно-активных веществ при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

водный раствор поливинилового спирта (в пересчете на
массовую долю сухого продукта) 3,0-7,0
пластификатор 0,1-0,3
поверхностно-активное вещество 11,0-29,0
вода остальное

В качестве пленкообразующего вещества используют водный раствор поливинилового спирта.

В качестве пластификатора используют глицерин.

В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) используют смесь анионоактивного, неионогенного и амфотерного поверхностно-активных веществ в соотношении, мас. %:

анионоактивное поверхностно-активное вещество -
алкилбензосульфонат сульфонол П 1,0-3,0
неионогенное поверхностно-активное вещество –
кокамидопропилдиметиламинооксид ОКСИ
ПАВ АП.30 8,0-22,0
амфотерное поверхностно-активное вещество -
кокамидопропилбетаин БЕТА ПАВ АП.45 2,0-4,0

Перечень технической документации на компоненты, входящие в состав предлагаемой композиции:

1. Поливиниловый спирт ГОСТ 10779-78;

2. Глицерин ГОСТ 6259-96;

3. Сульфонол П ТУ 2481-002-40245042-98;

4. ОКСИ ПАВ АП.30 ТУ 2482-007-04706205-2006;

5. БЕТА ПАВ АП.45 ТУ 2480-002-04706205-2004. Предлагаемую композицию получают путем смешения компонентов, качественный и количественный состав которых представлен в таблице 1.

Пример приготовления композиции

Изготовление композиции производится путем растворения полимерного пленкообразующего поливинилового спирта в воде (например, в варочном электрическом котле марки КПЭ-60) в течение 30 минут при температуре 60-80°C. После охлаждения при перемешивании производится последовательная загрузка глицерина, сульфонола П, ОКСИ ПАВ АП.30, БЕТА ПАВ АП.45. Перемешивание продолжается в течение 5 минут после загрузки каждого компонента.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Вязкость композиций определялась в соответствии с ГОСТ 9070-75.

Время защитного действия покрытий определялось по методике МИ ИРРТ-04-2014 Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) СПбГТИ (ТУ), разработанной в соответствии с ГОСТ Р 51037-97, ГОСТ Р 50773-95, ГОСТ 4.54-79, ГОСТ Р 19465-74. Измерения загрязненных радионуклидами образцов осуществлялись на радиометрической установке для регистрации α- и β- излучений УМФ 2000. На радиоактивно загрязненные образцы наносили композицию. После высыхания определялся уровень радиоактивного загрязнения наружной поверхности испытуемого покрытия посредством влажного мазка при периодичности измерений 24 часа; 15, 30, 60, 120, 180 сут.

Внешний вид покрытия на тлеющих углях с золой определялся визуально по наличию или отсутствию сплошного покрытия.

Диаметры пузырей и время их жизни определялись по методу контроля герметичности оборудования в диапазоне чувствительности средств течеискания от 1⋅10-5 до 1⋅10-7 м3Па/с на образце диффузионной контрольной течи СОП ДКТ-1 с расходом газа 3 мм3/сек, 4 атм.

Время начала и окончания разрушения пены определяли визуально наблюдением и замерами времени этих событий.

Кратность пены определяли как отношение объема пены к объему раствора композиции, полученного после синерезиса пены.

Степень окомкования определялась по методике МИ ИРРТ-05-2014 СПбГТИ(ТУ), разработанной в соответствии с ГОСТ Р 51037-97, ГОСТ 4.54-79, ГОСТ Р 19465-74. Определение степени окомковывания заключалось в следующих измерениях: измерении массовой доли фракции модельной пыли с диаметром частиц выше критического значения после нанесения композиции на пылеобразующую поверхность. В качестве критического значения был принят максимальный размер частиц 100 мкм. Массовая доля фракции модельной пыли выражалась в процентах от общего количества модельной пыли. После нанесения композиции на пылеобразующую поверхность рассчитывалась масса окомкованной фракции и далее доля окомкованной фракции по отношению к исходной сухой массе.

Анализ результатов

Как видно из таблиц 1 и 2, примеры №1-3, при массовой доле сухого продукта пленкообразующего поливинилового спирта в диапазоне 3,0-7,0% композиция равномерно покрывает угли и пропитывает верхний слой золы, образуя сплошное покрытие. По области использования покрытие соответствует предъявляемым к нему требованиям по ГОСТ Р 51037-97 - имеет значения времени защитного действия более 180 суток.

При содержании пластификатора глицерина в диапазоне 0,1-0,3% композиция имеет устойчивое пенообразование при больших значениях времени жизни пузырей, кратности пены и степени окомкования.

При содержании ПАВ сульфонола П в диапазоне 1,0-3,0% композиция при высыхании дает сплошное покрытие, обладает необходимым временем защитного действия.

При содержании ПАВ ОКСИ ПАВ АП.30 в диапазоне 8,0-22,0% композиция при нанесении не «проваливается» в слой золы, имеет стабильное пенообразование и образует сплошное покрытие.

При содержании ПАВ БЕТА ПАВ АП.45 в диапазоне 2,0-4,0% композиция имеет стабильную смачиваемость, равномерно наносится на угли и пропитывает верхний слой золы.

Примеры использования композиций с количественным составом, отличающимся от заявленного в формуле изобретения (№4-13).

При величине массовой доли сухого продукта пленкообразующего поливинилового спирта, меньшей 3%, покрытие не образуется.

При величине массовой доли сухого продукта пленкообразующего поливинилового спирта, большей 7%, процесс пенообразования замедляется из-за увеличивающейся вязкости раствора, образующееся покрытие имеет неудовлетворительное значение времени защитного действия.

При содержании пластификатора глицерина менее 0,1% происходит уменьшение времени жизни пузырей, что ведет к уменьшению втягивания частиц золы в пену, уменьшению времени защитного действия покрытия.

При содержании пластификатора глицерина более 0,3% происходит снижение пенообразования, продукты горения неравномерно пропитываются, что приводит к уменьшению времени защитного действия покрытия.

При содержании ПАВ сульфонола П меньше 0,2% уменьшается время защитного действия покрытия, сформированного из композиции.

При содержании ПАВ сульфонола П больше 3,0% наблюдается увеличение размеров пузырей, что ведет к пустотам внутри высыхающего покрытия, т.е. к несплошности покрытия и резкому уменьшению времени защитного действия покрытия.

При содержании ПАВ ОКСИ ПАВ АП.30 меньше 8,0% сформированное покрытие имеет неудовлетворительное значение времени защитного действия.

При содержании ПАВ ОКСИ ПАВ АП.30 больше 22,0% процесс пенообразования остается на прежнем уровне, поэтому не имеет смысла расходовать больше материала из-за экономических соображений.

При содержании ПАВ БЕТА ПАВ АП.45 меньше 2,0% уменьшается время защитного действия покрытия, сформированного из композиции.

При содержании ПАВ БЕТА ПАВ АП.45 больше 4,0% смачиваемость пены остается на прежнем уровне, поэтому не имеет смысла расходовать больше материала из-за экономических соображений.

Композиция по прототипу (пример №14) при нанесении на продукты горения «проваливается» в верхнем слое золы, не смачивая равномерно поверхность и не образует сплошное покрытие.

Результаты испытаний подтверждают, что предлагаемая композиция направлена на решение поставленной задачи и соответствует всем критериям охраноспособности по действующему законодательству.

1. Композиция для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором, включающая водный раствор поливинилового спирта, пластификатор и поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества она содержит смесь анионоактивного, неионогенного и амфотерного поверхностно-активных веществ при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

водный раствор поливинилового спирта (в пересчете на
массовую долю сухого продукта) 3,0-7,0
пластификатор 0,1-0,3
поверхностно-активное вещество 11,0-29,0
вода остальное

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора используют глицерин в количестве 0,1-0,3 мас. %.

3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют смесь анионоактивного, неионогенного и амфотерного поверхностно-активных веществ в количестве 11,0-29,0 мас. %.

4. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества в смеси используют анионоактивное поверхностно-активное вещество сульфонол П в количестве 1,0-3,0 мас. %.

5. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества в смеси используют неионогенное поверхностно-активное вещество ОКСИ ПАВ АП.30 в количестве 8,0-22,0 мас. %.

6. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества в смеси используют амфотерное поверхностно-активное вещество БЕТА ПАВ АП.45 в количестве 2,0-4,0 мас. %.



 

Похожие патенты:

Способ может быть использован для проведения глубокой дезактивации металлических изделий, на поверхности которых находятся трудноудаляемые радиоактивные загрязнения.

Изобретение относится к области радиохимической технологии и может быть использовано в технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Способ извлечения металлов платиновой группы из осадков после осветления продукта кислотного растворения волоксидированного отработавшего ядерного топлива включает окислительную трансформацию осадка, восстановительную обработку.
Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано при переработке отработанного ядерного топлива (ОЯТ) атомных электростанций (АЭС) на операциях растворения.

Изобретение относится к технологии вывода из эксплуатации уран-графитовых ядерных реакторов. Способ формирования барьеров безопасности при создании пункта захоронения особых радиоактивных отходов включает подачу барьерного материала через трубу под собственным весом и перемещение в горизонтальном направлении струей сжатого воздуха, проходящего через воздуховод.

Изобретение относится к технологии обращения с радиоактивными отходами, в частности с низко- и среднеактивными жидкими радиоактивными отходами (ЖРО) с получением продукта, пригодного для долгосрочного хранения.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при снятии с эксплуатации реакторов с графитовым замедлителем. Облученный графит перед термообработкой подвергают воздействию реагентов, разрушающих его поверхностный слой, содержащий радиоактивные нуклиды, и удаляют полученный продукт с поверхности графита.

Изобретение относится к пригодному для обработки ядерных отходов способу обработки оболочки для проведения ядерных реакций, содержащей прокаленный материал, состоящий полностью или частично из прокаленного гидрида кальция.

Изобретение относится к переработке отходов, включающих органические компоненты и радиоактивные агенты. Способ переработки отходов включает газифицирование отходов, включающих органические компоненты и радиоактивные агенты, которые представляют собой радиоактивные агенты с низким и/или средним уровнем активности, в реакторе с псевдоожиженным слоем при температуре от 600 до 950°С с помощью воздуха, так что коэффициент избытка воздуха составляет ниже 1, с получением газообразного материала, охлаждение газообразного материала путем быстрого охлаждения водой так, что температура после охлаждения составляет от 300 до 500°С, и удаление твердой фракции, включающей радиоактивные агенты, из газообразного материала на стадии очистки газа с получением переработанного газообразного материала.
Изобретение относится к способу сверхкритической флюидной экстракции комплексов урана. Способ включает создание сверхкритического растворителя в реакторе и растворение комплексов урана с лигандами в присутствии воды, экстракцию растворенных комплексов урана с лигандами из реактора.

Изобретение относится к изготовлению тепловыделяющих элементов ядерных реакторов с урановым и МОКС-топливом. Дезактивация осуществляется методом протягивания твэла через картридж, содержащий чистящий материал, не оставляющий следов на поверхности твэла.

Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов, в частности радиоактивных ионообменных смол (ИОС). Устройство для кондиционирования радиоактивных ИОС состоит из контейнера для отверждения ИОС с датчиком контроля заполнения, емкости пульпы ИОС, снабженной трубопроводом загрузки пульпы ИОС и трубопроводом транспортировки пульпы ИОС.

Изобретение относится к области компактификации жидких радиоактивных отходов (ЖРО) с целью их последующего безопасного хранения или утилизации. Система СВЧ обработки жидких радиоактивных отходов непосредственно в стальных контейнерах с их последующей герметизацией с целью долгосрочного безопасного хранения содержит СВЧ генератор, крышку с входным патрубком и сменный контейнер, образующие резонатор, волноводный тракт, соединяющий СВЧ генератор и резонатор, ЕН-тюнер, включенный в волноводный тракт, и блок автоподстройки, отличается тем, что к крышке резонатора присоединен ряд подвижных волноводных плунжеров, в волноводный тракт включены два направленных ответвителя с обеих сторон от ЕН-тюнера, в волноводный тракт включен циркулятор с волноводной нагрузкой между ЕН-тюнером и СВЧ генератором, крышка резонатора снабжена дросселем для присоединения к контейнеру.
Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла и может быть использовано в процессе переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО).
Изобретение относится к области переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) атомных станций (АЭС), в частности к технологии обращения с высокоактивным рафинатом экстракционного цикла переработки продукта кислотного растворения ОЯТ на стадии его концентрирования перед утилизацией путем отверждения.

Изобретение относится к атомной промышленности в части консервации емкостей-хранилищ радиоактивных отходов. Способ консервации остатков радиоактивных отходов в емкостях-хранилищах включает заполнение емкости-хранилища бетоном с использованием штатных технологических отверстий и пробуренных скважин, в которых установлены вертикально перемещаемые бетоноводы, через которые в емкость-хранилище укладывают бетон-консервант последовательными слоями и откачку жидких радиоактивных отходов.

Изобретение относится к области разделения жидких сред. Выпарная установка для концентрирования жидких растворов содержит, по меньшей мере, одну ступень выпаривания, включающую барабан с приводом вращения, трубкой подачи исходного раствора в его внутреннюю полость, трубкой отвода упаренного раствора и приспособлением для очистки его внутренней поверхности.
Изобретение относится к технологиям обработки материалов с радиоактивным загрязнением и может быть использовано при очистке жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ очистки жидких радиоактивных отходов включает подачу жидких радиоактивных отходов в емкость, внесение в указанную емкость сорбентов, перемешивание жидких радиоактивных отходов и сорбентов в емкости, отделение отработанного сорбента от раствора, отличающийся тем, что сорбент вносят в емкость в упаковке, выполненной из растворимых в водной среде материалов.

Изобретение относится к средству дезактивации радиоактивного углеродсодержащего материала, в частности графита. Предложенный способ включает инжекцию водяного пара в указанный материал одновременно с первой термической обработкой, осуществляемой путем обжига материала при температуре в интервале от 1200 до 1500°С.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, может быть использовано для переработки радиоактивных отходов путем их иммобилизации. Способ остекловывания радиоактивного шлака включает его смешение с флюсующей добавкой, кальцинацию, нагрев смеси до температуры плавления, выдержку при этой температуре для гомогенизации и последующую кристаллизацию путем охлаждения расплава для получения химически и радиационно-устойчивой стеклокерамики, в качестве флюсующей добавки к кальцинированному шлаку используют тетраборат натрия (Na2B4O7) при следующем соотношении компонентов, масс.

Изобретение относится к экологии, в частности к защите окружающей среды, и может найти применение при восстановлении плодородия и снижении радиоактивности почв. Способ ремедиации радиоактивных почв включает посев радиоаккумулирующих растений, природное минеральное сырье.

Изобретение относится к ядерной физике, а именно к технологии переработки жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов включает подачу смеси жидких радиоактивных отходов и хлорида натрия в зону смешения плазмохимического реактора. Смесь жидких радиоактивных отходов диспергируют внутрь плазмохимического реактора путем подачи их на форсунки, расположенные в верхней части плазмохимического реактора, и одновременно с водоохлаждаемого медного электрода генерируют моноэлектродный высокочастотный факельный разряд, направленный вертикально вниз в плазмохимический реактор. При этом в качестве плазмообразующего газа используют атмосферный воздух. Обрабатывают смесь жидких радиоактивных отходов с хлоридом натрия в воздушно-плазменном потоке при массовом отношении смесь - воздух, равном 1:3, причем температуру в объеме плазмохимического реактора поддерживают не менее 800°C. Затем образующиеся продукты плазмохимической переработки в газовой фазе отводят и очищают в блоке очистки отходящих газов, а продукты плазмохимической переработки в конденсированной фазе в виде расплава хлорида натрия, включающего оксидные соединения металлов, осаждают с последующим извлечением из плазмохимического реактора. Изобретение позволяет уменьшить объем образующихся радиоактивных отходов. 1 ил.

Изобретение относится к средствам защиты окружающей среды от последствий пожаров, осложненных радиационным фактором. Композиция для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором в качестве поверхностно-активного вещества содержит смесь анионоактивного, неионогенного и амфотерного поверхностно-активных веществ при следующих соотношениях компонентов, мас. : Водный раствор поливинилового спирта 3,0-7,0 Пластификатор 0,1-0,3 Поверхностно-активное вещество 11,0-29,0 Вода остальное Изобретение позволяет произвести пылеподавление и локализацию радиоактивных продуктов горения, образовавшихся после тушения пожара на поверхностях, в том числе и с повышенными температурами. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх