Переработка отходов атомной энергетики методом упарки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ЗНАЧЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ И ЗАХОРОНЕНИЯ ОТХОДОВ В СВЯЗИ С РАЗВИТИЕМ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Рост промышленности и народонаселения земного шара неразрывно связан с увеличением потребности человечества в энергии.
В связи с постоянно увеличивающимися темпами энергопотребления и неизбежностью уменьшения запасов традиционных видов топлива одним из ведущих направлений энергетической политики в раiете на длительную перспективу является переход к атомной энергетике.
Атомная энергетика и ее топливный цикл представляют собой сложный многостадийный комплекс атомных электростанций и разнообразных производств.
На предприятиях атомного топливного цикла образуются жидкие, твердые и газообразные отходы, содержащие большое количество радионуклидов. При этом в отходах предприятий по добыче руды и переработке урана присутствуют в основном естественные радионуклиды (природный уран и продукты его распада), а в отходах атомных электростанций и при регенерации облученных твэлов - искусственные радионуклиды (продукты деления и трансурановые элементы), имеющие высокую активность.
Среди важнейших проблем ядерного топливного цикла наиболее сложная и неотложная - проблема обезвреживания радиоактивных отходов, и их безопасного хранения и удаления.
В процессе эксплуатации атомных электростанций и в процессе работы радиохимических заводов неизбежно образование жидких отходов, содержащих радионуклиды в количествах, не допускающих их сброс в окружающую среду.
Один из источников образования жидких радиоактивных отходов - нейтронная активация охлаждающего агента и содержащихся в нем примесей.
Другой источник образования жидких радиоактивных отходов - промывка контура для удаления отложений продуктов коррозии с его поверхности.
Больший объем жидких радиоактивных отходов образуется при регенерации отработавших твэлов.
В результате регенерации ядерного топлива образуются жидкие радиоактивные отходы различного уровня активности. Свыше 99% продуктов деления попадает в ВАО (высокоактивные отходы, растворы, при хранении которых необходимо охлаждение).
Наряду с ВАО при регенерации образуются отходы САО (среднеактивные отходы) и НАО (низкоактивные отходы). К ним относятся растворы от отмывки экстрагентов, пульпы и регенераты органических сорбентов, пульпы неорганических сорбентов, используемых для очистки вод бассейнов хранилищ твэлов, растворы после дезактивации технологического оборудования и помещений и другие. Эти отходы содержат менее 1% всех радионуклидов, попадающих на регенерационные заводы, однако их объем во много раз превышает объем высокоактивных отходов.
К САО относятся также отработавшие экстрагенты и разбавители. Происхождение САО и НАО определяет большое разнообразие их химического состава. В отличие от высокоактивных такие растворы могут содержать различные органические соединения, используемые для дезактивации [2].
Жидкие радиоактивные отходы должны быть сконцентрированы для обеспечения безопасности обработки и хранения. Это достигается за iет уменьшения их объема методом упаривания, сорбции на осадках малого объема и отвердения. Конечный продукт должен иметь устойчивость к механическим, химическим воздействиям и к собственному ионизирующему облучению, а также хорошо проводить генерируемую в отходах теплоту.
ВАО, образующиеся при экстракции урана и плутония в процессе переработки топлива, концентрируются путем выпаривания, при этом их объем уменьшается в десятки раз [3].
В настоящее время на радиохимических предприятиях схема переработки жидких ВАО предусматривает операцию выпаривания, как эффективный и относительно дешевый способ сокращения объемов жидких ВАО, концентрирование радиоактивных веществ в относительно малом объеме и отгонки основной массы воды в виде неактивного или малоактивного конденсата, обращение с которым намного проще.
Такое упаривание сокращает объем жидких ВАО, подлежащих последующему длительному хранению в емкостях, что имеет большой экономический эффект.
Достоинством процесса упаривания азотнокислых растворов является регенерация азотной кислоты, отгоняемой при упаривании и возвращаемой в цикл.
ВЫПАРИВАНИЕ
Выпариванием называется концентрирование растворов практически нелетучих или мало летучих веществ.
Выпариванию подвергаются растворы твёрдых веществ (водные растворы щелочей, солей и др.), а также высококипящие жидкости, обладающие при температуре выпаривания весьма малым давлением пара, - некоторые минеральные и органические кислоты, многоатомные спирты и другие. Выпаривание иногда применяют также для выделения растворителей в чистом виде.
При выпаривании обычно осуществляется частичное удаление растворителя из всего объёма раствора при его температуре кипения. Поэтому выпаривание принципиально отличается от испарения, которое, как известно, происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температуры кипения.
Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Однако в подавляющем большинстве случаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим, или первичным.
Первичным служит либо пар, получаемый из парогенератора, либо отработанный пар, или пар промежуточного отбора паровых турбин.
Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется