| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2279726
СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ОРГАНІЧНИХ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ
Ім'я винахідника: Терентьєв Олександр Іванович (RU); Александров Олександр Борисович (RU); Ковальов Ігор Віталійович (RU); Хлитін Олександр Леонідович
Ім'я патентовласника: Відкрите акціонерне товариство "Новосибірський завод хімконцентратів"
Адреса для листування: 630110, Новосибірськ, вул. Б. Хмельницького, 94, ВАТ Новосибірський завод хімконцентратів, патентно-інформаційний відділ
Дата початку дії патенту: 2004.07.15
Винахід відноситься до області переробки радіоактивних відходів. Суть винаходу: спосіб переробки органічних радіоактивних відходів, що включає спалювання відходів з подальшим витяганням радіонуклідів і очищенням газів, що відходять. Подачу відходів здійснюють дискретно через пневмофорсунку зверху на розігріте дно реактора. Випарувалися відходи спалюють в реакторі із застосуванням джерела запалення. Гарячі газоподібні продукти спалювання внаслідок розширення і подачі повітря в реактор охолоджуються у верхній частині реактора і далі барботируют в пастці з розчином гідроксиду натрію, очищаючись від фосфорного ангідриду, оксидів вуглецю та азоту. Далі гази очищають від аерозолів гідроксиду натрію на аерозольному фільтрі і потім окислюють на нагрітому до 250-300 ° С медьсодержащем каталізаторі, тверді відходи видаляють зі стінок нижньої частини реактора для подальшого вилучення радіонуклідів. Переваги винаходу полягають у збільшенні глибини очищення і спрощення способу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способів переробки органічних радіоактивних відходів, що забезпечує знешкодження органічної частини відходів до екологічно безпечних речовин і переведення радіонуклідів, зокрема урану, в компактну форму, зручну для подальшого вилучення радіонуклідів.
Відомий спосіб переробки радіоактивних відходів шляхом факельного спалювання з наступним багатостадійним вогневим знешкодженням рідких і газоподібних відходів, описаний в гл. 2.5 "Шахтні печі", Бернадінер М.Н., Шуригін А.П. / В книзі "Вогнева переробка і знешкодження промислових відходів", М., Хімія, 1990 г.
Спосіб полягає в спалюванні рідких і газоподібних відходів в печі шахтного типу ГИАП, що представляє собою вертикальну циліндричну камеру, обладнану в головній частині пальниковими пристроями для рідкого або газоподібного палива. Недоліками способу є: складність апаратурного оформлення, недостатня повнота спалювання, труднощі вилучення радіонуклідів.
Найбільш близьким за технологічною сутності і досягається результату - прототип - є спосіб переробки органічних радіоактивних відходів за патентом РФ №2130209, МПК 6 G 21 F 9/32, 9/14, F 23 G 7/00, 5/30, 1999 г.
Спосіб включає в себе розпорошення рідких радіоактивних відходів форсункою над псевдозрідженим шаром гранульованого каталізатора при температурі 600-700 ° С, охолодження гарячих газів, що відходять до 250-300 ° С за допомогою теплообмінника розташованого в самому реакторі, очищення газів, що відходять від крупнодісперсной фракції твердої фази, в процесі якої температура знижується до 200-230 ° С, очищення газів, що відходять від твердих частинок і токсичних компонентів оксиду сірки (IV) і фосфорного ангідриду в струменевому скруббере, очищення газів від твердих аерозолів і кислих газів в адсорбере-конденсаторі, доочистку газів від субмікронних твердих частинок на фільтрі.
Недоліками прототипу є: складне апаратурне оформлення, необхідність очищення газів від крупнодисперсних і середньодисперсні частинок, отруєння каталізатора, складність отримання і повернення у виробництво радіонуклідів, зокрема, урану.
Завдання винаходу: спрощення апаратурного оформлення, збільшення повноти згоряння і глибини очищення газів, що відходять і спрощення вилучення радіонуклідів з отриманих твердих відходів.
Завдання вирішується завдяки тому, що в способі переробки органічних радіоактивних відходів шляхом спалювання з наступним витяганням радіонуклідів і очищенням газів, що відходять, відповідно до формули винаходу подачу відходів здійснюють дискретно через пневмофорсунку зверху на розігріте дно реактора, випарувалися відходи спалюють в реакторі із застосуванням джерела запалення, гарячі газоподібні продукти спалювання внаслідок розширення і подачі повітря в реактор охолоджуються у верхній частині реактора і далі барботируют в пастці з розчином гідроксиду натрію, очищаючись від фосфорного ангідриду, оксидів вуглецю та азоту, далі гази очищають від аерозолів гідроксиду натрію на аерозольному фільтрі і потім направляють на розігрітий до 250-300 ° С медьсодержащий каталізатор, тверді відходи видаляють зі стінок нижньої частини реактора для подальшого вилучення радіонуклідів.
Зазначена сукупність ознак є новою невідомою рівня техніки, так як випаровування важко горючих рідких органічних радіоактивних відходів і їх іскрове займання газової фази практично повністю дозволяє спалити їх при короткочасно утворюються високих температурах і в великому надлишку кисню, при цьому повністю сконцентрувати уран в камері згоряння і в поглинальному розчині, знешкодити гази від токсичних компонентів до концентрацій нижче ПДВ (гранично допустимі викиди), отримати тверді відходи після зачистки камери згоряння в невеликих кількостях і придатних для вилучення урану для повернення у виробництво.
Розпилення пневмофорсункой застосовується внаслідок більш простого способу перекладу рідини в аерозоль і змішування органічних відходів з киснем повітря для збільшення повноти згоряння. Випаровування рідких відходів дозволяє легко запалити органічні відходи в порівнянні із запалюванням важко горючих рідких аерозолів. Полум'яний метод від усіх термічних методів відрізняється простотою виконання і більш високою санітарно-гігієнічної ефективністю знешкодження горючих рідких відходів. Барботаж через розчин гідроксиду натрію обраний як більш дешевий і простий в аппаратурном оформленні метод мокрою газоочистки. Термічне каталітичне окислення на медьсодержащем каталізаторі при температурі 250-300 ° С необхідно для знешкодження газів, що відходять від високої концентрації оксиду вуглецю (II), що утворюється при цьому способі спалювання, і дозволяє окислити 99,8-99,9% даного газу.
Спосіб здійснюється на установці, зображеній на кресленні.
Установка складається з реактора спалювання органічних радіоактивних відходів (1), що складається: з камери згоряння (2), розширювальної камери (3), пневмофорсункі (4), дна реактора спалювання (5), трубки подачі стисненого повітря (6), вихідного патрубка відходять газів (7), електросвечі (8) і нагрівального елементу (9); пневмозатвора (10), пастки з розчином гідроксиду натрію (11), аерозольного фільтра (12) і реактора термічного каталітичного окислення (13) з нерухомим шаром медьсодержащего каталізатора (14).
Спосіб переробки органічних радіоактивних відходів здійснюється наступним чином: рідкі органічні радіоактивні відходи під тиском дискретно розпилюють в реакторі (1) через пневмофорсунку (4) на розігріте нагрівальним елементом (9) дно реактора (5). Рідкі відходи випаровуються. Пари запалюють за допомогою джерела займання (8), що працює в режимі постійно включеної мережі, при цьому виникає короткочасно висока температура, в реактор (1) через трубку (6) зверху постійно подають повітря, а після займання проводять продування повітрям знизу, збільшуючи витрату повітря на пневмофорсунке (4), що дозволяє наситити реактор киснем, необхідним для горіння, компенсувати розрідження, що виникає після спалаху, і охолодити гази. Відходять гази після камери згоряння (2) потрапляють в розширювальну камеру реактора (3), де знижують свою швидкість і температуру, далі гази направляються через патрубок (7) в пневмозатвор (10), що перешкоджає можливому попаданню розчину гідроксиду натрію в реактор (1) внаслідок виникає після спалаху розрядження, потім потрапляють в пастку (11) і барботують через розчин гідроксиду натрію. При проходженні газів, що відходять через розчин гідроксиду натрію з газової фази віддаляється фосфорний ангідрид, значно знижуються концентрації діоксиду вуглецю і оксидів азоту. Далі гази проходять очистку на аерозольному фільтрі (12) від аерозолів гідроксиду натрію і потрапляють в реактор каталітичного термічного окислення (13) з нерухомим шаром медьсодержащего каталізатора (14), нагрітого до температури 250-300 ° C, де відбувається окислення оксиду вуглецю (II ) і його зміст в газах виявляється нижче ПДВ, що є безпечним для навколишнього середовища. Тверді відходи вивантажують з камери згоряння і направляють на вилучення радіонуклідів.
Приклад здійснення способу.
Рідкі органічні радіоактивні відходи з концентрацією урану 0,3 г / л під тиском близько 0,8-1 ати дискретно распиляляют через пневмофорсунку на розігріте до 150-200 ° С дно камери згоряння, нагрівають і випаровують. Пари запалюють за допомогою іскри. Відходять гази після камери згоряння потрапляють в розширювальну камеру реактора спалювання, де знижують свій тиск до 0,3-0,5 ати і температуру до 40-90 ° С. Для насичення киснем камери згоряння і можливості подальшого ініціювання реакції займання в розширювальну камеру додатково подають стиснене повітря. Подальша реакція займання додатково спалює і і вуглець, що накопичується на стінках камери згоряння, знижуючи кількість утворилася сажі і збільшуючи концентрацію урану в твердих відходах; далі відходять гази, проходячи пневмозатвор, потрапляють в пастку і в ній барботують через розчин гідроксиду натрію з концентрацією 50-120 г / л. При проходженні газів, що відходять через розчин гідроксиду натрію з газової фази практично повністю видаляється фосфорний ангідрид, значно знижується концентрація діоксиду вуглецю і оксидів азоту. Далі гази очищаються від аерозолів гідроксиду натрію на аерозольному фільтрі, направляють в реактор каталітичного термічного окислення, де відбувається попереднє нагрівання газів і подальше окислення оксиду вуглецю (II). При проходженні газів через нерухомий шар медьсодержащего каталізатора, нагрітого до температури 250-300 ° С, гази очищаються до концентрацій нижче гранично допустимої концентрації робочої зони - 20 мг / м 3.
Концентрація урану в твердих залишках становить 6,69-16,27%, а в відпрацьованих розчинах гідроксиду натрію 0,9-18 мг / л в залежності від об'єму розчину і обсягу газів, що відходять, які пройшли барботаж. Зміст вуглецю в урансодержащіе сажі становить близько 17%.
Параметри процесу і результати аналізів представлені в таблиці 1.
Таким чином, пропонований спосіб дозволяє спростити апаратурне оформлення, зменшити кількість які виникають твердих відходів, підвищити ступінь спалювання рідких органічних радіоактивних відходів, знизити температуру газів, що відходять, знешкодити гази від токсичних компонентів до безпечних концентрацій і отримати концентрат урану, придатний для повернення у виробництво.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб переробки органічних радіоактивних відходів шляхом спалювання з наступним витяганням радіонуклідів і очищенням газів, що відходять, що відрізняється тим, що подачу відходів здійснюють дискретно через пневмофорсунку зверху на розігріте дно реактора, випарувалися відходи спалюють в реакторі із застосуванням джерела запалення, гарячі газоподібні продукти спалювання внаслідок розширення і подачі повітря в реактор охолоджують у верхній частині реактора і далі барботируют в пастці з розчином гідроксиду натрію, очищаючи від фосфорного ангідриду, оксидів вуглецю та азоту, далі гази очищають від аерозолів гідроксиду натрію на аерозольному фільтрі і потім окислюють на нагрітому до 250-300 ° с медьсодержащем каталізаторі, тверді відходи видаляють зі стінок нижньої частини реактора для подальшого вилучення радіонуклідів.
Версія для друку
Дата публікації 20.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.