Способы очистки атмосферы от летучих веществ
Информация - Экология
Другие материалы по предмету Экология
°створимого осадка в виде ионов AgI или PbI2 или HgI2. Так происходит практически до полного осаждения йода и полной очистки атмосферы.
Жидкая фаза водный раствор работает как насос по отношению к летучим компонентам в атмосфере, а твердая фаза образующегося осадка выполняет роль накопителя по отношению к растворенным в воде компонентам. Чем больше поверхность фаз, тем больше массоперенос через эту поверхность, тем быстрее наступает равновесие и очищается атмосфера. Поэтому ввод в очищаемый объем осадкообразующих веществ наиболее эффективен в мелкодисперсной аэрозоли. При этом так же, как было сказано выше, для выбранных веществ активнее идут процессы конденсации и осаждения. Размер частиц должен быть достаточно мал, чтобы диффузия йода из атмосферы успевала пройти. Это время ж определяется характерным временем выравнивания концентраций в капле радиусом R:
ж~R2/Dж, (1),
где Dж коэффициент диффузии йода в воде.
Этим же временем определяется поступление свежего реагента из центра аэрозольной частицы в обеденные в процессе поглощения йода поверхностные слои. Например, для R 25 30 мкм и Dж 10-9м2/с ж~1 сек Таким образом, диффузионное перемешивание в капле является достаточно быстрым процессом.
Время конденсации пара существенно, минимум на три порядка, меньше времени гравитационного осаждения tg аэрозольных частиц.
Для варианта ввода в очищаемый объем осадкообразующих веществ в концентрированном виде, например в виде частиц аэрозоли, их средний размер должен быть порядка 5 мкм.
Чем в более концентрированной форме будут вводиться в очищаемый объем и, соответственно, приготавливаться и храниться осадкообразующие вещества, тем больше их эффективность. Наиболее оптимальный вариант выбора и их приготовления и хранения будет зависеть от условий хранения, которые могут быть различны для объектов, контейнменты реакторов ВВЭР, РБМК, страховочный корпус ВПБЭР и др.
Для тяжелых аварий реакторов типа ВПБЭР, для которых характерно значительное заполнение водой пространства внутри страховочного корпуса, или для подобных аварий в других системах более целесообразным может оказаться ввод осадкообразующих веществ не в атмосферу, а непосредственно в объем, заполненный водой, причем возможно путем барботажа. Даже при полном исправлении воды осажденный в ней йод остается в нелетучем состоянии. Температуры кипения образующихся йодидов лежат в интервале 350 1500oC. Для систем, в которых возможен большой перегрев, более предпочтительным является использование в качестве исходного осадкообразующего вещества нитрата серебра.
Кроме йода, наиболее радиологически опасного, происходит очистка атмосферы и от других радионуклидов, находящихся в ней в газовой фазе или в конденсированном состоянии в виде аэрозолей. Принцип межфазного термодинамического насоса, описанный выше, работает в той или иной степени и по отношению к другим, например бромсодержащим веществам. При этом очистка атмосферы и водного раствора от йода способствует также смещению фазового равновесия и для других веществ, что сопровождается, в целом, уменьшением их содержания в атмосфере.
При облучении ультразвуками атмосферы очищаемого объема, содержащей аэрозоли, ускоряются процессы коагуляции аэрозольных частиц и капелек жидкости и, соответственно, их осаждение, а также диффузия йода и других газов из атмосферы к границе раздела фаз (поверхность аэрозольных частиц, поверхность накапливающейся жидкости) [7] Тем самым увеличивается скорость очистки атмосферы. Частота излучения (длина волны) должна соответствовать характерному размеру частиц аэрозолей ( 5 50 мкм) и находиться в интервале 106 108 Гц.
Ультразвук в жидкой фазе (водном растворе) ускоряет протекание процессов диффузии, растворения и химических реакций (главным образом за счет образования свободных ионов), что также в целом способствует ускорению процесса очистки атмосферы. Приемлемая частота излучения в этом случае находится в интервале 1010 1012 Гц.
ЛИТЕРАТУРА
1.Скрипов В.П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1976.
2.Шлёнский О.Ф.// Журн. физ. химии. 2001. Т. 75, № 2. С. 221
.Шлёнский О.Ф. // Докл. АН. 2001. Т. 377. № 4. С. 472-476.
.Аскадский А.А., Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свойства полимеров. М.: Химия, 1983.
.Вайнштейн Э.Ф., Шлёнский О.Ф. // Пласт. массы. 1986. № 11. С. 13-14.