Переработка отходов атомной энергетики методом упарки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ства сплава ВТ1-0 [15]:
Марка сплаваСвойстваПредел прочности, кг/мм2Предел текучести, кг/мм2Относительное удлинение, %Относительное сужение, %Ударная вязкость, кг/см2ВТ1-045-6038-50не менее 25не менее 507
Однако и титановый сплав в высоко кипящих растворах азотной кислоты может корродировать со скоростью 0,5-1,0 мм/год.
Снижение скорости коррозии титана может быть достигнуто только при введении в раствор ингибитора.
Наиболее эффективным ингибитором является хром (Сг+6). Путем растворения соли бихромата натрия или бихромата калия получают раствор ингибитора с массовой концентрацией (1,0-1,5) г/л. Продукт ингибитора через дозирующее устройство добавляется во флегму с расходом (12-15) л/ч. При этом массовая концентрация хрома во флегме составляет не менее 10 мг/л.
Добавка ингибитора снижает скорость коррозии титана до 0,02 мм/год.
При работе выпарного аппарата допускается не более чем на 0,5 часа прерывать подачу ингибитора во флегму [9].
ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТВОРА, ПОСТУПАЮЩЕГО НА УПАРИВАНИЕ
В процессе переработки твэлов получаются значительные объемы азотнокислых растворов, содержащих уран, плутоний, нептуний, америций, стронций-90, цезий-137 и другие радионуклиды. Концентрирование этих растворов методом упаривания позволяет получать минимальные объемы растворов и регенерировать содержащуюся в них азотную кислоту.
По данной технологии происходит сокращение объемов отходов методом упаривания рафинатов комплекса РТ, технологических растворов отделения резки и растворения твэлов, азотнокислых растворов комплекса С, сорбатов от переработки растворов твэлов БН, вторичных рафинатов и реэкстрактов от переработки упаренных растворов и сливов из химлаборатории.
В общем виде растворы поступающие на упаривание представляют собой системы типа азотная кислота - вода - нитраты металлов. Упаривание таких растворов является частным случаем процессов экстракционной дистилляции, т.е. процессов дистилляции двойной системы, компоненты которой летучи в присутствии третьего нелетучего компонента. В нашем случае летучими компонентами являются азотная кислота и вода, а роль нелетучего компонента играют нитраты металлов. В процессе упаривания азотная кислота отгоняется с водяным паром, а нитраты металлов концентрируются в кубовом остатке. Степень отгонки азотной кислоты в процессе упаривания и концентрация ее в кубовом остатке зависит от концентрации нитратов металлов и азотной кислоты в исходном растворе и разрежении в выпарном аппарате.
При высоком разрежении степень отгонки азотной кислоты уменьшается, однако мы сознательно повышаем разрежение с целью снижения температуры упаривания и соответственно, степени коррозии выпарных аппаратов.
Степень концентрирования при упаривании в системах азотная кислота - вода - нитраты металлов определяется растворимостью нитратов в растворах азотной кислоты, и могут ограничиваться коррозионным воздействием кубового остатка на материалы трубок греющей камеры. Процесс ведут таким образом, чтобы не происходило выпадение солей в осадок и, чтобы была приемлемая скорость коррозии материала выпарного аппарата.
В системе азотная кислота - вода концентрация азотной кислоты в равновесных парах меньше, чем в жидкости, а температура кипения (при постоянном давлении) повышается с увеличением концентрации азотной кислоты. В системе азотная кислота - вода - нитраты металлов концентрация азотной кислоты в равновесных парах выше из-за высаливающего действия нитратов металлов. При достаточно высоких концентраций нитратов металлов концентрация азотной кислоты в паре может увеличиваться на столько, что станет выше, чем ее концентрация в жидкости. Способность нитратов высаливать азотную кислоту в паровую фазу позволяет в процессе упаривания довольно полно отгонять ее, а также существенно уменьшать ее концентрацию в кубовом остатке.
Кроме нитратов металлов в растворах, поступающих на выпаривание, содержится ряд неорганических и органических микрокомпонентов, которые могут осложнить проведение процесса: вызвать пенообразование, выпадение осадков или инкрустацию греющей поверхности аппарата. В процессе упаривания ТБФ разлагается с образованием ДБФ, МБФ, фосфорной кислоты и их солей, которые могут вызывать образование осадков, что в свою очередь может привести к потере ценных компонентов.
Скорость разложения увеличивается с увеличением концентрации и температуры.
Если в растворе находятся катионы металлов, то происходит образование солей алкилфосфорных кислот. Составной частью осадков, образующихся при упаривании, являются алкилфосфаты циркония, железа, хрома, а также четырех валентного плутония и нептуния.
Для вывода осадков и накипи, отложившихся на стенках аппаратов и датчиков КИП, необходимо периодически проводить отмывку аппаратов щелочно-перекисными растворами и азотной кислотой.
ТБФ и ГХБД, содержащиеся в рафинатах в растворенном виде при упаривании более чем на 90% отгоняются с паром в конденсат. Оставшийся в кубовой части ТБФ накапливается в виде продуктов разложения [9].
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА УПАРИВАНИЯ
Первичный раствор (-1-) после регенерации твэлов поступает в баки АТ-08016 и АТ-08015, где происходит отстой в течение двух часов, для разделения органической и жидкой фаз, с целью обеспечения пожаровзрывобезопасности. Исходный раствор из аппаратов с заданной производительностью дозируется в