Утилизация радиоактивных отходов
Отчет по практике - Экология
Другие отчеты по практике по предмету Экология
°кте с расплавом может образовывать азеотропные смеси отдельных компонентов и летучие соединения. Кроме того, происходит механический унос частиц смеси. Одним из вариантов технологического оформления является постепенная подача раствора в тигель, при переработке расплавленный материал покрыт слоем кальцинированного твердого остатка, который в свою очередь покрыт слоем кипящего раствора. Находящийся на поверхности расплава твердый продукт является сорбентом для летучих соединений, слой жидкости частично задерживает аэрозоли.
Использование керамического плавителя в одностадийном процессе приводит к необходимости увеличивать поверхность варочной зоны, т.к. необходимая для обезвоживания перерабатываемых отходов энергия подводится через поверхность расплава.
Недостатком существующих вариантов технологических схем и установок остекловывания РАО является отсутствие надежных малогабаритных дистанционно управляемых плавителей, способных работать длительное время при высоких температурах, что связано в первую очередь с низкой коррозионной устойчивостью керамических огнеупоров. В последнее время были разработаны индукционные плавители с холодным тиглем (ИПХТ), которые являются перспективными как в производстве стекол различного назначения, так и при остекловывании РАО (рис. 4).
Основные преимущества таких плавителей обусловлены бесконтактным вводом энергии и отсутствием необходимости использования керамических огнеупоров (футеровкой служит сама шихта). Отсутствие проблем, связанных с коррозией огнеупоров, позволяет легко достигать температур 2000 - 3000С. Использование более высоких температур и наличие в плавителе активного гидродинамического режима (перемешивание расплава вихревыми токами) обеспечивает высокую однородность получаемого расплава и отвержденного материала. Кроме того, использование высоких температур создает возможность включения РАО не только в боросиликатные и фосфатные, но и безборатные стекла на алюмосиликатной или титаносиликатной основе и минералоподобные материалы.
Рис. 4. Индукционный плавитель холодный тигель (1 - индуктор; 2 -
металлический водоохлаждаемый тигель; 3 - сливное устройство; 4 - расплав; 5 - крышка; 6 - технологический люк; 7 - посадочное место для измерительной аппаратуры; 8 - смотровой люк; 9 - патрубок для загрузки отходов; 10 - патрубок для отвода отходящих газов).
Плавитель ? холодный тигель, изготовленный из водоохлаждаемых медных трубок круглого или прямоугольного сечения, алюминия или нержавеющей стали, помещается внутри перемещаемого по высоте медного индуктора с зазором 12?20 мм. Параметры индуктора ? диаметр, количество витков ? рассчитываются с учетом емкости конденсаторной батареи. Плавитель снабжен водоохлаждаемой крышкой, в которой размещены технологический люк, патрубки и штуцера для установки контрольно-измерительных приборов, с помощью которых осуществляется контроль процесса.
Для тигля с полунепрерывным действием слив расплава производится через выпускное устройство. Слив может производиться с поверхности расплава (через боковую стенку или вертикально расположенное отверстие) или со дна (дистанционным открытием затвора, вертикальное и вращательное движение которого осуществляется электромеханическим приводом). Тигель непрерывного действия отличается наличием охлаждаемой водой перегородки, делящей его на зоны варки и выработки, как в КПДН. При необходимости тигель дополняется откидным (съемным) водоохлаждаемым дном.
Некоторые параметры процесса остекловывания радиоактивных отходов в аппарате ИПХТ показаны в Таблице 1.
Таблица 1. Состав и свойства стекол для иммобилизации эксплуатационных радиоактивных отходов АЭС с реакторами РБМК и ВВЭР в индукционном плавителе с холодным тигелем.
радиоактивный изотоп отходы утилизация
Таблица 2 показывает некоторые свойства остеклованных форм радиоактивных отходов, указывающие на исключительно высокую надежность удержания радионуклидов стеклом.
Важным элементом установки остекловывания среднеактивных ЖРО является система газоочистки, предназначенная для улавливания радионуклидов и макрокомпонентов отходов и шихты, продуктов их термического разложения, основную долю которых составляют оксиды азота. При выборе метода улавливания аэрозольного уноса из плавителя учитывается, что использование мокрых методов очистки приводит к образованию значительных объемов вторичных жидких отходов. Среди сухих методов улавливания наиболее предпочтительным является фильтрование газов, т.к. только оно способно обеспечить высокую эффективность очистки тонкодисперсных аэрозолей (около 1 мкм).
Возможны два варианта проведения очистки от оксидов азота: с регенерацией азотной кислоты и без нее. В первом случае отходящие газы сначала очищают от радионуклидов и макрокомпонентов ЖРО и шихты (аэрозольного уноса), затем улавливают оксиды азота с получением азотной кислоты; по второму варианту частичную денитрацию (около 90%) производят непосредственно в плавителе путем добавления в шихту органических соединений, затем очищают газы от аэрозольного уноса. Последней стадией обоих вариантов является дополнительная доочистка от оксидов азота до санитарных норм.
Таблица 2. Параметры остеклованных форм радиоактивных отходов.
В последние годы прорабатывается метод остекловывания зольного остатка от сжигания твердых радиоактивных отходов. Зольный ост