Спосіб дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі, що включає попереднє очищення високосольових радіоактивних розчинів на механічному фільтрі, кристалізацію з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину із заданим рівнем питомої радіоактивності, який відрізняється тим, що кристалізацію з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину з заданим рівнем питомої радіоактивності здійснюють шляхом періодичного подавання порціями заданого об'єму у підігрівач попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину, нагрівання попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину до заданої температури, накопичення порції заданого об'єму в окремій ємності та упарювання попередньо очищеної нагрітої та накопиченої порції високосольового радіоактивного розчину із заданою швидкістю відведення пари, яка здійснює утворення монолітного кристалічного осаду, при цьому після відведення заданої кількості пари у вигляді конденсату упарювання припиняють і операції подавання порцій високосольового радіоактивного розчину, нагрівання їх в підігріванні та накопичення і упарювання в окремій ємності повторюють до отримання маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю, і маточний розчин із заданою питомою радіоактивністю видаляють з поверхні монолітного кристалічного осаду на затвердіння, а залишки маточного розчину відмивають з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі, причому промивний розчин з поверхні монолітного кристалічного осаду видаляють на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином, а відмивання залишків маточного розчину з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі та видалення з поверхні монолітного кристалічного осаду промивного розчину на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином повторюють до отримання останнього промивного розчину з заданим рівнем активності.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що очищений на механічному фільтрі високосольовий радіоактивний розчин нагрівають до температури, більшої за 100 °C, але меншої від температури його кипіння, швидкість відведення пари, яка забезпечує утворення монолітного кристалічного осаду, регулюють створенням розрідження у окремій ємності, або зміненням температури робочого об'єму окремої ємності шляхом безперервного подавання повітря заданої температури при заданій витраті з безперервним відведенням утвореної пароповітряної суміші на конденсацію пари, та після відмивання поверхні від залишків маточного розчину монолітний кристалічний осад відправляють на використання в ролі хімічної сировини, наприклад, для отримання регенераційних розчинів кислоти та лугу, або на полігон для нерадіоактивних відходів.

Текст

Реферат: Винахід, що заявляється, належить до сфери переробки рідких радіоактивних відходів. Спосіб дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі включає періодичне подавання порціями заданого об'єму у підігрівач попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину, нагрівання, накопичення порції заданого об'єму в окремій ємності та упарювання із заданою швидкістю відведення пари. Після відведення заданої кількості пари у вигляді конденсату упарювання припиняють і операції подавання, нагрівання, накопичення і упарювання повторюють до отримання маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю, який видаляють з поверхні монолітного кристалічного осаду на затвердіння. Залишки маточного розчину відмивають з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту. Промивний розчин з поверхні монолітного кристалічного осаду видаляють на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином. Технічним результатом винаходу є зниження утворення ТРВ при переробці РРВ до мінімально можливих обсягів за рахунок підвищення селективності розділення радіоактивних та нерадіоактивних компонентів. UA 114955 C2 (12) UA 114955 C2 UA 114955 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід, що заявляється, належить до сфери переробки рідких радіоактивних відходів атомних електростанцій, а саме до способів обробки матеріалів з радіоактивним зараженням шляхом випарювання і кристалізації і може бути використано для переробки високосольових радіоактивних розчинів (ВСРР), зокрема кубових залишків (КУЗ), накопичених в ємностях тимчасового зберігання та/або поточного виробництва, і які містять радіоактивні і нерадіоактивні механічні домішки, а також нерадіоактивні органічні компоненти та/або органічні комплекси радіонуклідів. Відомий спосіб комплексної дезактивації рідких радіоактивних відходів атомних електростанцій (див., наприклад, патент України UA № 100675. МПК (2015.01) G21F9/00, 9/04, 9/06, 9/08, 9/10, 9/12, 9/14, 9/16, 9/20, 9/22). Даний спосіб включає подавання на попередню обробку розчину кубових залишків, попередню обробку розчину, що подається, кристалізацію попередньо обробленого розчину, затвердіння РАВ, що утворюються, та транспортування радіоактивних та нерадіоактивних відходів на зберігання. При попередній обробці розчину, що подається, на органічних сорбентах уловлюють механічні домішки і органічні сполуки, замінюючи відпрацьовані органічні сорбенти і скидаючи їх на дезактивацію спільно з відпрацьованими фільтруючими матеріалами з ємностей тимчасового зберігання. При кристалізації попередньо обробленого розчину його спочатку упарюють, а потім отриману гарячу суспензію охолоджують і відмивають кристалічний продукт до рівня активності, що забезпечує звільнення від регулюючого контролю або регульований скид (викид) відходів у навколишнє середовище, а накопичені промивні розчини знову упарюють і охолоджують, повторюючи цикл операцій до отримання відмивного розчину з заданим рівнем питомої активності, відводячи його на затвердіння. При транспортуванні радіоактивних і нерадіоактивних відходів на зберігання нерадіоактивні відходи направляють на нелімітоване захоронення або на використання в ролі хімічної сировини, а капсульовані затверділі радіоактивні відходи - в сухе сховище перероблених радіоактивних відходів для розміщення їх в спецконтейнері тривалого зберігання. Дезактивацію кубових залишків, відпрацьованих фільтруючих матеріалів, радіоактивних донних відкладень і трапних вод спецпралень проводять незалежно один від одного, отримуючи радіоактивні залишки у вигляді радіоактивних розчинів і радіоактивних водомасляних суспензій, а також відпрацьовані органічні сорбенти і відпрацьовані іонообмінні смоли. Радіоактивні залишки, що одержані незалежно один від одного, накопичують спільно і піддають спільному комплексному затвердінню, отримуючи тверді радіоактивні відходи у вигляді капсульованих РАВ. Відпрацьовані фільтруючі матеріали, які утворюються при переробці РРВ, дезактивують спільно з відпрацьованими фільтруючими матеріалами з ємностей тимчасового зберігання. При дезактивації відпрацьованих фільтруючих матеріалів і радіоактивних донних відкладень їх обробляють дезактивуючими розчинами, накопичуючи, нейтралізуючи і відводячи відпрацьовані дезактивуючі розчини на затвердіння радіоактивних залишків. Дезактивовані залишки з рівнем активності, що забезпечує звільнення від регулюючого контролю або регульований скид (викид) відходів у навколишнє середовище, направляють на полігон для нерадіоактивних відходів. При дезактивації трапних вод спецпралень їх попередньо очищають від механічних домішок та органічних речовин методом флотації, відводячи концентрат механічних домішок та органічних речовин на затвердіння радіоактивних залишків. Остаточне очищення від механічних домішок та органічних речовин здійснюють адсорбційним методом на органічних сорбентах, скидаючи відпрацьовані органічні сорбенти на дезактивацію і повертаючи в технологічний процес нерадіоактивну оборотну воду. При доочищенні конденсату і накопиченні дистиляту його пропускають через іонообмінні смоли, накопичуючи і повертаючи одержуваний дистилят на технологічні потреби комплексної дезактивації рідких радіоактивних відходів атомних електростанцій. Відпрацьовані іонообмінні смоли скидають на дезактивацію. При затвердінні радіоактивних залишків, що утворюються, їх упарюють, змішують з приготованою для затвердіння шихтою, зневоднюють утворену суміш до сухого залишку, здійснюють термообробку сухого залишку і охолоджують термооброблений сухий залишок до утворення затверділого склоподібного продукту, а водяні конденсати, що утворюються, відводять на їх доочищення і накопичення дистиляту, причому всі операції затвердіння здійснюють у капсулі для компаундування. Даний спосіб комплексної дезактивації рідких радіоактивних відходів атомних електростанцій є найбільш близьким за технічною суттю і за ефектом, що досягається, до способу, що заявляється, дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі, і обраний в ролі найближчого аналога (прототипу). Недоліками даного способу комплексної дезактивації рідких радіоактивних відходів атомних електростанцій є: 1) низька селективність поділу радіоактивних та нерадіоактивних компонентів 1 UA 114955 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 РРВ, 2) застосування дорогого устаткування для здійснення технологічних процесів дезактивації РРВ, 3) утворення великого обсягу ТРВ при переробці РРВ. Все вищеперелічене зумовлює низьку технологічну та економічну ефективність способу комплексної дезактивації рідких радіоактивних відходів атомних електростанцій, тобто веде до підвищених фінансових витрат на виготовлення обладнання для дезактивації РРВ і на зберігання ТРВ, що утворюються у великому обсязі. Суттєвими ознаками способу комплексної дезактивації рідких радіоактивних відходів атомних електростанцій, які збігаються зі способом, що заявляється, дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі, є: - попереднє очищення високосольових радіоактивних розчинів на механічному фільтрі, - кристалізація з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину з заданим рівнем питомої радіоактивності. Незалежними суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється (способу дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі), які відрізняються від найближчого аналога (прототипу), є: - кристалізація з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину з заданим рівнем питомої радіоактивності шляхом періодичного подавання порціями заданого об'єму у підігрівач попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину, - нагрівання попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину до заданої температури, - накопичення порції заданого об'єму в окремій ємності, - упарювання попередньо очищеної нагрітої та накопиченої порції високосольового радіоактивного розчину із заданою швидкістю відведення пари, яка здійснює утворення монолітного кристалічного осаду, - припинення після відведення заданої кількості пари у вигляді конденсату упарювання і повторення операцій подавання порцій високосольового радіоактивного розчину, нагрівання їх в підігрівачі та накопичення і упарювання в окремій ємності до отримання маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю, - видалення маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю з поверхні монолітного кристалічного осаду на затвердіння, - відмивання залишків маточного розчину з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі, - видалення промивного розчину з поверхні монолітного кристалічного осаду на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином, - повторення відмивання залишків маточного розчину з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі та видалення з поверхні монолітного кристалічного осаду промивного розчину на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином до отримання останнього промивного розчину з заданим рівнем активності, а також - нагрівання очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину до температури, більшої за 100 °C, але меншої від температури його кипіння, - регулювання швидкості відведення пари, яка забезпечує утворення монолітного кристалічного осаду, створенням розрідження у окремій ємності, або зміненням температури робочого об'єму окремої ємності шляхом безперервного подавання повітря заданої температури при заданій витраті з безперервним відведенням утвореної пароповітряної суміші на конденсацію пари, - відправлення після відмивання поверхні від залишків маточного розчину монолітного кристалічного осаду на використання в ролі хімічної сировини, наприклад, для отримання регенераційних розчинів кислоти та лугу, або на полігон для нерадіоактивних відходів. В основу технічного рішення, що заявляється (способу дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі), поставлено задачу за рахунок підвищення селективності розділення радіоактивних та нерадіоактивних компонентів РРВ, зниження фінансових витрат на попередню обробку РРВ, а також на зберігання у великому обсязі ТРВ, що утворюються, шляхом максимального вилучення нерадіоактивних компонентів з РРВ знизити до мінімально можливих 2 UA 114955 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обсягів утворення ТРВ і тим самим підвищити технологічну та економічну ефективність способу дезактивації високосольових радіоактивних розчинів. Очікуваним технічним результатом технічного рішення, що заявляється (способу дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі), є зниження утворення ТРВ при переробці РРВ до мінімально можливих обсягів за рахунок підвищення селективності розділення радіоактивних та нерадіоактивних компонентів. Досягнення зазначеного технічного результату веде до підвищення ефективності способу, що заявляється, дезактивації високосольових радіоактивних розчинів. Зазначений технічний результат досягається за рахунок того, що в способі дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі, що включає попереднє очищення високосольових радіоактивних розчинів на механічному фільтрі, кристалізацію з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину із заданим рівнем питомої радіоактивності, відповідно до технічного рішення, що заявляється, - кристалізацію з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину з заданим рівнем питомої радіоактивності здійснюють шляхом періодичного подавання порціями заданого об'єму у підігрівач попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину, нагрівання попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину до заданої температури, накопичення порції заданого об'єму в окремій ємності та упарювання попередньо очищеної нагрітої та накопиченої порції високосольового радіоактивного розчину із заданою швидкістю відведення пари, яка здійснює утворення монолітного кристалічного осаду, - після відведення заданої кількості пари у вигляді конденсату упарювання припиняють і операції подавання порцій високосольового радіоактивного розчину, нагрівання їх в підігріванні та накопичення і упарювання в окремій ємності повторюють до отримання маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю, - маточний розчин із заданою питомою радіоактивністю видаляють з поверхні монолітного кристалічного осаду на затвердіння, - залишки маточного розчину відмивають з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі, - промивний розчин з поверхні монолітного кристалічного осаду видаляють на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином, - відмивання залишків маточного розчину з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі та видалення з поверхні монолітного кристалічного осаду промивного розчину на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином повторюють до отримання останнього промивного розчину з заданим рівнем активності, а також - очищений на механічному фільтрі високосольовий радіоактивний розчин нагрівають до температури, більшої за 100 °C, але меншої від температури його кипіння, - швидкість відведення пари, яка забезпечує утворення монолітного кристалічного осаду, регулюють створенням розрідження у окремій ємності, або зміненням температури робочого об'єму окремої ємності шляхом безперервного подавання повітря заданої температури при заданій витраті з безперервним відведенням утвореної пароповітряної суміші на конденсацію пари, - після відмивання поверхні від залишків маточного розчину монолітний кристалічний осад відправляють на використання в ролі хімічної сировини, наприклад, для отримання регенераційних розчинів кислоти та лугу, або на полігон для нерадіоактивних відходів. Суть технічного рішення, що заявляється (способу дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі), полягає в наступному. При кристалізації з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину з заданим рівнем питомої радіоактивності шляхом періодичного подавання порціями заданого об'єму у підігрівач попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину, при нагріванні попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину до заданої температури, при накопиченні порції заданого об'єму в окремій ємності, 3 UA 114955 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 при упарюванні попередньо очищеної нагрітої та накопиченої порції високосольового радіоактивного розчину із заданою швидкістю відведення пари, яка здійснює утворення монолітного кристалічного осаду, при припиненні після відведення заданої кількості пари у вигляді конденсату упарювання і повторення операцій подавання порцій високосольового радіоактивного розчину, нагрівання їх в підігрівачі та накопичення і упарювання в окремій ємності до отримання маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю, при видаленні маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю з поверхні монолітного кристалічного осаду на затвердіння, при відмиванні залишків маточного розчину з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі, при видаленні промивного розчину з поверхні монолітного кристалічного осаду на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином, при повторенні відмивання залишків маточного розчину з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі та видалення з поверхні монолітного кристалічного осаду промивного розчину на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином до отримання останнього промивного розчину з заданим рівнем активності, а також при нагріванні очищеного на механічному фільтрі високосольовий радіоактивний розчин до температури, більшої за 100 °C, але меншої від температури його кипіння, при регулюванні швидкості відведення пари, яка забезпечує утворення монолітного кристалічного осаду, створенням розрідження у окремій ємності, або зміненням температури робочого об'єму окремої ємності шляхом безперервного подавання повітря заданої температури при заданій витраті з безперервним відведенням утвореної пароповітряної суміші на конденсацію пари, при відправленні після відмивання поверхні від залишків маточного розчину монолітного кристалічного осаду на використання в ролі хімічної сировини, наприклад, для отримання регенераційних розчинів кислоти та лугу, або на полігон для нерадіоактивних відходів, відбувається зниження фінансових витрат на переробку РРВ і зберігання ТРВ, що утворюються. За рахунок підвищення селективності розділення радіоактивних та нерадіоактивних компонентів РРВ, зниження фінансових витрат на переробку РРВ, а також на зберігання ТРВ шляхом максимального вилучення нерадіоактивних компонентів з РРВ знижується до мінімально можливих обсягів утворення ТРВ і тим самим підвищується ефективність способу дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі. Таким чином, сукупність незалежних і залежних відмітних суттєвих ознак технічного рішення, що заявляється, (способу дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі) веде до досягнення вищевказаного технічного результату, тобто до зниження утворення ТРВ при переробці РРВ до мінімально можливих обсягів за рахунок підвищення селективності розділення радіоактивних та нерадіоактивних компонентів. А досягнення зазначеного технічного результату веде до підвищення ефективності способу, що заявляється, дезактивації високосольових радіоактивних розчинів. Крім того, суть способу, що заявляється, дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі ілюструється принциповою схемою апаратного оформлення технологічного процесу, наведеною на фіг. 1 і 2. На фіг. 1 зображена принципова технологічна схема дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі в початковий і проміжний періоди кристалізації, а на фіг. 2 - в кінцевий період. Умовні позначення на фіг. 1 і 2: ВССР - високосольовий радіоактивний розчин, Н/РВдх - нерадіоактивний відхід, ППСум - пароповітряна суміш, Р/АЗАЛ - радіоактивний залишок, Р/АПРн - радіоактивний промивний розчин, Р/РПРн - нерадіоактивний промивний розчин, СПов - стиснуте повітря заданої температури і заданої витрати. У початковий і проміжний періоди кристалізації окремої порції відбувається утворення протягом заданого проміжку часу монолітного кристалічного осаду (як при безперервній, так і 4 UA 114955 C2 5 10 15 20 25 30 35 періодичній або безперервно-періодичній подачі вихідного живлення) та подальше зростання об'єму окремої порції. Повторення операцій кристалізації окремих порцій здійснюється аж до заповнення окремої ємності шарами монолітних кристалічних осадів або до досягнення заданого рівня питомої радіоактивності маточного розчину, що утворюється при кристалізації окремих порцій. У кінцевий період, після заповнення окремої ємності шарами монолітних кристалічних осадів або по досягненні заданого рівня питомої радіоактивності маточного розчину, проводиться видалення утвореного маточного розчину і відмивання залишків маточного розчину з поверхні монолітного кристалічного осаду з видаленням утвореного радіоактивного розчину на кристалізацію сумісно з вихідним попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином. Здійснення способу, що заявляється, дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі, ілюструється наступним прикладом конкретного здійснення. Приклад Вихідний високосольовий радіоактивний розчин (ВСРР) масою 450 кг, що представляє собою порцію надосадового розчину кубових залишків (КУЗ) з ємності тимчасового зберігання РРВ, склад якого наведено в табл. 1, пропускали в безперервному режимі з питомою витратою 3 0,5 дм /год. при температурі 20 °C через механічний фільтр (МФ), заповнений органічним сорбентом у вигляді активованого вугілля (БАВ). При проходженні ВСРР через МФ органічний сорбент (БАВ) адсорбував нерадіоактивні органічні сполуки, органічні комплекси радіонуклідів, а також радіоактивні та нерадіоактивні механічні домішки. Очищений ВСРР надходив спочатку в підігрівач для доведення температури до 40-50 °C, а потім - у Кристалізатор-Тару (КРТ), яка застосовувалася для відправлення монолітного кристалічного осаду на полігон для нерадіоактивних відходів, та/або на використання в ролі хімічної сировини, наприклад, в пластмасову ємність об'ємом 200 л, розміщену в Блоці дезактивації кубових залишків (БД-КУЗ). У KPT при безперервній подачі вихідного ВСРР протягом 1860 годин відбувався процес кристалізації з утворенням монолітного кристалічного осаду у вигляді монолітного агрегату. Утворення монолітного кристалічного осаду відбувалося за рахунок випаровування з очищеного ВСРР, що надходить, водяної пари. Швидкість відводу водяної пари у вигляді пароповітряної суміші регулювалася питомою витратою повітря, нагрітого до температури 20-50 °C (в залежності від температури навколишнього середовища). При подаванні повітря на дзеркало ВСРР, що упарюють, нагрітого до температури 20-50 °C, відведення пароповітряної суміші з 3 витратою 0,5-0,7 м /год. забезпечувало безперервну кристалізацію з утворенням монолітного кристалічного осаду. Швидкість кристалізації з утворенням монолітного кристалічного осаду становила 100 г/год. При цьому з пароповітряної суміші витягували 0,416 кг/год. водяної пари у вигляді конденсату. Таблиця 1 Склад і фізико-хімічні характеристики вихідного ВСРР Вихідний холодний ВСРР Склад Нерадіоактивна суміш солей (Na/K+NO3/B4O7) Радіоактивні солі (CsNO3) Вода Всього 3 Густина розчину, кг/м 3 Об'єм розчину, м Концентрація солей, % 20 °C кг 3 Кі/м Бк/л Питома радіоактивність, Апит 40 5 450 0,00000849 1800 2250 1123,2 2,003 20 0,25 9360000000 UA 114955 C2 Таблиця 2 Склад і фізико-хімічні характеристики маточного розчину Надосадовий маточний розчин Склад Нерадіоактивна суміш солей (Na/K+NO3/B4O7) Радіоактивні солі (CsNO3) Вода Всього 3 Густина розчину, кг/м 3 Об'єм розчину, м Концентрація солей, % 20 °C кг Ки/м Бк/л Питома радіоактивність, Апит 5 10 15 20 25 30 35 40 45 3 0,473 0,00000849 1,800 2,273 1128,9 0,0020 20,81 251,7 9,312E+12 Після утворення в КРТ монолітного кристалічного осаду в кількості 449,5 кг (об'єм осаду становив 200 л) відбувалося заповнення всього об'єму пластмасової ємності, розміщеної у Блоці дезактивації кубових залишків (БД-КУЗ). В результаті кристалізації ВСРР, очищеного від механічних домішок та органічних сполук, над монолітним кристалічним осадом отримували радіоактивний маточний розчин в кількості 2,273 кг, склад якого наведено в табл. 2. Отриманий в кількості 2,259 кг радіоактивний маточний розчин видаляли з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду і направляли на затвердіння в Блок затвердіння радіоактивних залишків (БО-РЗАЛ). Залишкова кількість (0,014 кг) радіоактивного маточного розчину відмивалася з поверхні монолітного кристалічного осаду шляхом введення нерадіоактивного промивного розчину в кількості 2,258 кг. Утворений на поверхні монолітного кристалічного осаду радіоактивний промивний (після введення нерадіоактивного промивного розчину) розчин видаляли на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином. В ролі промивного розчину використовували насичений розчин найбільш розчинної нерадіоактивної компоненти високосольового радіоактивного розчину - нітрату натрію, що подавався в кількості 2,258 кг при температурі 20 °C. Після шестиразового повторення відмивання залишкових кількостей (приблизно 0,014 кг) радіоактивних промивних розчинів з поверхні монолітного кристалічного осаду шляхом шестиразового введення нерадіоактивних промивних розчинів в кількості 2,258 кг і шестиразового видалення утворених на поверхні монолітного кристалічного осаду радіоактивних промивних розчинів отримували сумарно 13,465 кг радіоактивних промивних 3 розчинів із середньозваженою питомою радіоактивністю 9432000000 Бк/л (0,255 Кі/м ). При цьому питома радіоактивність останнього (шостого) промивного розчину становить 0,437 Бк/л -11 3 (1,182*10 Кі/м ), що відповідає рівню активності, що забезпечує звільнення від регулюючого контролю або регульований скид (викид) відходів у навколишнє середовище. Упарювання з утворенням монолітного кристалічного осаду, відмивання поверхні монолітного кристалічного осаду введенням нерадіоактивного промивного розчину, і повторення операцій відмивання поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням нерадіоактивного промивного розчину здійснювали в 200 л пластиковій ємності, яку використовували в ролі тари для відправлення закристалізованих солей на полігон для нерадіоактивних відходів та/або на використання в ролі хімічної сировини. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі, що включає попереднє очищення високосольових радіоактивних розчинів на механічному фільтрі, кристалізацію з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину із заданим рівнем питомої радіоактивності, який відрізняється тим, що кристалізацію з отриманням кристалічного продукту і радіоактивного розчину з заданим рівнем питомої радіоактивності здійснюють шляхом періодичного подавання порціями заданого об'єму у підігрівач попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину, нагрівання попередньо очищеного на механічному фільтрі високосольового радіоактивного розчину до заданої 6 UA 114955 C2 5 10 15 20 25 температури, накопичення порції заданого об'єму в окремій ємності та упарювання попередньо очищеної нагрітої та накопиченої порції високосольового радіоактивного розчину із заданою швидкістю відведення пари, яка здійснює утворення монолітного кристалічного осаду, при цьому після відведення заданої кількості пари у вигляді конденсату упарювання припиняють і операції подавання порцій високосольового радіоактивного розчину, нагрівання їх в підігріванні та накопичення і упарювання в окремій ємності повторюють до отримання маточного розчину із заданою питомою радіоактивністю, і маточний розчин із заданою питомою радіоактивністю видаляють з поверхні монолітного кристалічного осаду на затвердіння, а залишки маточного розчину відмивають з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі, причому промивний розчин з поверхні монолітного кристалічного осаду видаляють на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином, а відмивання залишків маточного розчину з поверхні утвореного монолітного кристалічного осаду введенням дистиляту в заданій кількості і при заданій температурі та видалення з поверхні монолітного кристалічного осаду промивного розчину на упарювання сумісно з попередньо очищеним високосольовим радіоактивним розчином повторюють до отримання останнього промивного розчину з заданим рівнем активності. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що очищений на механічному фільтрі високосольовий радіоактивний розчин нагрівають до температури, більшої за 100 °C, але меншої від температури його кипіння, швидкість відведення пари, яка забезпечує утворення монолітного кристалічного осаду, регулюють створенням розрідження у окремій ємності, або зміненням температури робочого об'єму окремої ємності шляхом безперервного подавання повітря заданої температури при заданій витраті з безперервним відведенням утвореної пароповітряної суміші на конденсацію пари, та після відмивання поверхні від залишків маточного розчину монолітний кристалічний осад відправляють на використання в ролі хімічної сировини, наприклад, для отримання регенераційних розчинів кислоти та лугу, або на полігон для нерадіоактивних відходів. 7 UA 114955 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: G21F 9/08, G21F 9/16, G21F 9/04, G21F 9/12, G21F 9/00, G21F 9/06

Мітки: радіоактивних, дезактивації, режимі, розчинів, періодичному, отриманням, спосіб, високосольових, кристалічного, кристалізацією, монолітного, осаду

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/10-114955-sposib-dezaktivaci-visokosolovikh-radioaktivnikh-rozchiniv-kristalizaciehyu-z-otrimannyam-monolitnogo-kristalichnogo-osadu-v-periodichnomu-rezhimi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб дезактивації високосольових радіоактивних розчинів кристалізацією з отриманням монолітного кристалічного осаду в періодичному режимі</a>

Подібні патенти