12.5. Аэрозоли.
При переработке топлива значительные количества РАО поступают в воздушную среду в виде аэрозолей. Основная масса аэрозолей представляет собой солевые туманы, а также туманы кислот с содержанием дисперсной фазы от десятков миллиграммов до нескольких граммов на 1 м3.
Значительная часть аэрозолей, содержащих токсичные -радионуклиды отделяют на стадии кислотной промывки для улавливания оксидов азота. Затем газовые выбросы очищают от аэрозолей с помощью фильтров предварительной и тонкой очистки. Для этого используют волокнистые самоочищающиеся фильтры. В низкоскоростных высокоэффективных самоочищающихся фильтрах жидкие частицы осаждаются на волокнах, перемещаются в фильтрующем слое и удаляются из фильтра.
Для улавливания сухой пыли используют фильтры из металлотканей и металлокерамики. В качестве фильтрующей ткани используют сетки из термически обработанной проволоки из нержавеющей стали диаметром 0,09-0,055 мм и 0,064-0,032 мм. Эффективность очистки на таких фильтрах достигает 95-99% для частиц диаметром менее 1 мкм и 99,5-99,9% - диаметром 2,5-3 мкм.
12.6. Система газоочистки на радиохимических заводах.
Радиохимические заводы имеют две вентиляционные системы: общеобменную вентиляцию, обслуживающую помещения, где не работают с радиоактивными материалами, а также отделения приема и хранения топлива, и систему очистки отходящих газов из основных технологических узлов и аппаратов, включая баки-хранилища жидких ВАО.
Вентиляционная система второго типа обеспечивает удержание всех радионуклидов, аэрозолей и твердых частиц. Она включает:
скруббер ядерно-безопасной конструкции для улавливания пыли,
ловушку для аэрозолей (каплеотбойник),
конденсатор,
колонну поглощения оксидов азота, в которую вводят кислород,
колонну поглощения оксидов азота NOx,
скрубберы для улавливания иода,
твердый поглотитель иода (серебряный цеолит),
аппарат для удаления оксидов азота каталитическим восстановлением до аммиака,
аппарат для восстановления кислорода водородом,
сушилку для улавливания воды на молекулярных ситах,
систему низкотемпературной дистилляции криптона,
два высокоэффективных фильтра.
Принципиальная схема газоочистки приведена на рис.1.
Насыщенные парами газообразные отходы из аппарата-растворителя проходят через конденсатор, причем в аппарат-растворитель с потоком газа-носителя поступают также газообразные отходы от операции резки топлива. Конденсат частично растворяет йод и поэтому перед рециклом должен быть пропущен через йод-десорбционную колонну. ГРАО в колонне рекомбинации оксидов азота промывают водой, образующаяся кислота перед возвратом в аппарат-растворитель поступает в колонну, а газовая фаза фильтруется через фильтры грубой, тонкой и контрольной очистки для отделения аэрозолей. Колонна 4 должна иметь значительный объем, чтобы обеспечить возможность завершения реакций рекомбинации оксидов азота, которые при низкой концентрации протекают медленно.
Рис.1. Принципиальная схема газоочистки.
1 – узел резки топлива; 2 – аппарат–растворитель; 3 – конденсатор; 4 – рекомбинационная колонна; 5 – десорбционная колонна; 6 – система фильтров грубой, тонкой и абсолютной очистки; 7 – серебряный фильтр; 8 – реактор для удаления кислорода и остатков оксидов азота; 9 – фильтр, заполненный молекулярным ситом; 10,11 – ректификационные колонны для выделения и разделения криптона и ксенона;
В колонне 5 десорбция йода протекает вследствие пропускания через кислоту газовых отходов, очищенных от йода на фильтре 7. После очистки от аэрозолей газовые отходы очищают от элементарного йода и алкилиодидов на силикагелевых пористых фильтрах, пропитанных нитратом серебра. Освобожденный от йода газ проходит стадию доочистки от остатков оксидов азота, кислорода, водорода и 14С, а затем из него с помощюь низкотемпературной дистилляции выделяют криптон и ксенон.
На рис.2 приведена схема очистки газообразных отходов завода (Япония) по остекловыванию РАО. Схема включает скруббер для улавливания пыли, конденсер для охлаждения газовых отходов и осаждения летучих радионуклидов, скруббер Вентури для отделения частиц, скруббер для вымывания из газового потока водорастворимых примесей, каплеотбойник, поглотитель рутения, фильтры для удаления аэрозолей.
Рис.2. Система газоочистки установки по остекловыванию высокоактивных отходов.
1 – плавильная печь; 2 – фильтр; 3 – водяной скруббер; 4 - холодильник; 5 – каплеотбойник; 6 – нагреватель; 7 – поглотитель рутения; 8 – высокоэффективный фильтр; 9 – воздуходувка; 10 – воздуходувка для разбавления газовых отходов; 11 – труба; 12 – бак для жидких отходов; 12 – водяной скруббер с перфорированными тарелками; 14 – скруббер Вентури; 15 – конденсатор; 16 – скруббер для улавливания пыли;