Способ выделения борной кислоты из теплоносителя
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 539833
Союз Советских
Социалистических
Республин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.08.74 (21) 2055381/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. С--01Â--35/00
В 01J 1/04
В 01Р 13/02
Государственный комитет
Совета Министров СССР (43) Опубликовано 30 03 78 Бюллетень № 12 (53) УДК 661.651(088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.78 (72) Авторы изобретения
Ф. В. Раузен, С. Н. Дудник и Н. П. Трушков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ
ИЗ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
Изобретение относится к технологии регенерации борной кислоты из теплоносителя водоводяного энергетического реактора атомной электростанции, Известен способ выделения борной кислоты из теплоносителя водо-водяного энергетического реактора атомной электростанции путем сорбции на сильноосновном анионите в
ОН-форме с последующей регенерацией анионита раствором едкого кали, объемом в два раза превышающим объем анионита в сорбционной колонне (т. е. двумя колоночными объемами). Затем анионит промывают тремя колоночными объемами воды и весь регенерат подвергают электродиализу в средней камере трехкамерного электродиализатора с анионообменной и катионообменной мембранами.
Недостатками известного способа являются сложность технологии из-за необходимости дополнительных операций с полученными после электродиализа растворами (выпаривание, битумирование, цементирование или хранение в специальных хранилищах), а также большие энергозатраты в процессе электродиализа за счет малой подвижности аниона тетр абората.
Целью изобретения является упрощение технологии процесса и снижения расхода электроэнергии.
Это достигается тем, что регенерацию ведут
1,8 — 2,0-кратным избытком щелочи относительно стехиометрии и собирают регенерат и промывную воду в три последовательно отбираемые фракции, электродиализ первой из них, обогащенной по борату, осуществляют в камере электродиализатора, образованной катионообменной мембраной и катионообменной стороной биполярной мембраны, второй, обогащенной по щелочи, — в камере электродиализатора, образованной анионообменной стороной биполярной мембраны и другой катионообменной мембраной, третью фракцию используют для промывки анионита. Для pere15 нерации анионита АВ-17 предлагается использовать едкое кали в количестве 0,64 кг на десорбцию 1 кг борной кислоты.
Первая фракция, более богатая борат-ионами, состоит из двух колоночных объемов регенерата.
Вторая фракция, богатая гидроксил-ионами, состоит из одного колоночного объема регенерата и двух колоночных объемов промывных
25 воД.
Третья фракция, содержащая незначительное количество борат- и гидроксил-ионов (менее 1%), состоит из одного колоночного объема промывных вод. Эта фракция возвращает30 ся для промывки анионита.
539833
Составитель Ф. Львович
Корректоры: E. Хмелева и Л. Денискина
Техред И. Михайлова
Редактор А. Бер
Подписное
Заказ 365/1 Изд. № 316 Тираж 655
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Первая и вторая фракции поступают на электродиализ.
При электродиализе по предложенному способу превращение тетрабората калия в борную кислоту за счет миграции имеющих высо-, кую подвижность ионов калия к катоду, а не тетраборатионов к аноду позволяет значительно сократить расход электроэнергии.
Пример. Предложенный сорбционно-электродиализный метод выделения борной кислоты из теплоносителя был проверен на НовоВоронежской АЭС, а также при работе с имитационными растворами. На анионите АВ-17 в ОН-форме происходит сорбция борной кислоты из теплоносителя более, чем на 99,5%.
Динамическая емкость по борной кислоте составляет 100 — 120 г/л .при концентрации ее в теплоносителе 2,2 — 2,5 г/л. Десорбция борной кислоты производилась едким кали, взятым в избытке к стехиометрии, равном 100%. При этом в первой фракции регенерата содержалось 80 90% борат-ионов, а в промывной воде (третьей фракции регенерата) — не более
3 — 5% борат-ионов; во второй — 98% избытка едкого кали и 10 — 20% борат-ионов и только 2% едкого кали содержалось в третьей фракции.
Процесс электродиализа осуществляют в двухкамерной ячейке с катионитовой и биполярной мембранами. В камере у катионитовой стороны биполярной мембраны протекала первая фракция регенерационного раствора (кислотная), а у анионитовой стороны — вторая фракция регенерационного раствора (щелочная). При проведении электродиализа из раствора тетрабората калия (1 фракция) извлекалось 98% отсорбированных борат-ионов в концентрат борной кислоты. В этом растворе содержится 42 г/л борной кислоты и 40—
50 мг/л ионов К.
Вторая фракция, возвращаемая на регенерацию, содержит до 90 — 95% едкого кали и
8 — 10 r/ë борат-ионов. Полученный раствор едкого кали используют для десорбции борной кислоты из анионита и наличие в нем борат-ионов не оказывает влияния на емкость анионита. Отходов при осуществлении спосо10 ба извлечения борной кислоты из теплоносителя не получают. Расход электроэнергии на
1 кг борной кислоты составляет 10 квт ч и при этом извлекалось 0,8 кг КОН. Энергозатраты на переработку 1 м регенерата состав15 ляют 140 квт ч.
Формула изобретения
Способ выделения борной кислоты из теплоносителя водо-водяного энергетического реактора атомной электростанции путем сорбции на сильноосновном анионите в ОН-форме с последующей регенер ацией анионита щелочью, промывкой его водой и электродиализом регенерата, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, снижения расхода электроэнергии, регенерацию ведут 1,8—
2,0-кратным избытком щелочи относительно стехиометрии и собирают регенерат и промывную воду в три последовательно отбираемые фракции, электродиализ первой из них, обогащенной по борату, осуществляют в камере электродиализатора, образованной катионообменной мембраной и катионообменной стороной биполярной мембраны, второй, обогащенной по щелочи, — в камере электродиализатора, образованной анионообменной стороны биполярной мембраны и другой катионообменной мембраной, третью фракцию используют для промывки анионита.
