RU2251167C2 - Способ очистки радиоактивных нефтешламов - Google Patents
Способ очистки радиоактивных нефтешламов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2251167C2 RU2251167C2 RU2003116694/06A RU2003116694A RU2251167C2 RU 2251167 C2 RU2251167 C2 RU 2251167C2 RU 2003116694/06 A RU2003116694/06 A RU 2003116694/06A RU 2003116694 A RU2003116694 A RU 2003116694A RU 2251167 C2 RU2251167 C2 RU 2251167C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil sludge
- radioactive
- oil
- solution
- carbon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки жидких гетерогенных радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ очистки радиоактивных нефтешламов заключается в выщелачивании из них радия с помощью горячей воды, кислых или щелочных растворов. При этом радиоактивные нефтешламы предварительно подвергают восстановительному отжигу при недостатке кислорода в атмосфере неполного сгорания углерода и углеводородов, для получения которых используют нефтепродукты. Температуру восстановительного отжига выдерживают в диапазоне 700-900°С от 1 до 3 часов. Отожженный нефтешлам обрабатывают горячим паром и повторно подвергают его обработке горячим паром с соляной кислотой при концентрации соляной кислоты от 5 до 10% по отношению к массе выщелачивающего раствора. Преимущества изобретения заключаются в обеспечении качественной обработки радиоактивных отходов. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов, в частности, к способам очистки радиоактивных нефтешламов пластовых вод и солей месторождений углеводородов.
Известен способ переработки жидких радиоактивных отходов, охарактеризованный в патенте РФ №2112289, кл. G 21 F 9/04, В 01 J 20/02, опубл. 27.05.1998. В этом источнике изложен способ постадийной переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих радионуклиды цезия и стронция. Первоначально жидкие радиоактивные отходы подают на стадию предочистки, затем их пропускают через селективный неорганический сорбент на основе ферроцианидов переходных металлов и пропускают через обратноосмотический модуль. Доочистку осуществляют на сорбенте. Недостатком известного способа является невозможность его использования для гетерогенных радиоактивных отходов.
Наиболее близким источником информации к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является способ очистки шлама от нефтяного и радиоактивного загрязнения, изложенный в патенте РФ №2065776, кл. В 03 В 9/02, Е 21 В 21/06, опубл. 27.08.1996 (прототип).
В прототипе осуществляют выщелачивание радия из шламов с помощью горячих растворов. Шлам обрабатывают неполярным органическим растворителем, затем растворитель отделяют, а шлам последовательно обрабатывают 20%-ным водным раствором кальцинированной соды и 10%-ным водным раствором хлористого аммония. Обработку шлама вышеуказанными растворами осуществляют при температуре кипения в течение 2-4 часов в каждом растворе.
Известный способ обладает следующими недостатками. Радий, содержащийся в радиоактивных нефтешламах в виде радиобарита, практически не выщелачивается горячими растворами кислот и щелочей. Процесс очистки очень длительный и несет в себе опасность для окружающей среды.
Задачей заявленного изобретения является создание способа очистки радиоактивных нефтешламов естественного или искусственного происхождения.
Технический результат заключается в снижении уровня средней удельной активности, уменьшении массы отходов при очистке, а также получение конечного продукта, пригодного для безопасного хранения и использования.
Технический результат достигается тем, что способ очистки радиоактивных нефтешламов заключается в выщелачивании из них радия с помощью горячей воды, кислых или щелочных растворов. При этом радиоактивные нефтешламы предварительно подвергают восстановительному отжигу при недостатке кислорода в атмосфере неполного сгорания углерода и углеводородов, для получения которых используют нефтепродукты. Температуру восстановительного отжига выдерживают в диапазоне 700-900°С от 1 до 3 часов. Отожженный нефтешлам обрабатывают горячим паром и повторно подвергают его обработке горячим паром с соляной кислотой при концентрации соляной кислоты от 5 до 10% по отношению к массе выщелачивающего раствора.
Кроме того, в смесь, подвергаемую восстановительному отжигу, добавляют хлорид кальция в соотношении 1:10-1:20 по отношению к массе отжигаемого нефтешлама.
В выщелачивающий водный и солянокислый раствор может быть добавлен хлорид кальция в соотношении 1:5-1:20 по отношению к массе выщелачивающего раствора.
Количество углерода добавляется исходя из соотношения массы радиоактивного нефтешлама и углерода 1:3-1:5.
Способ очистки радиоактивных нефтешламов поясняется с помощью технологической схемы.
Для проведения процесса очистки нефтешламов осуществляют следующие операции:
1. Определяют суммарное количество углеводородов в нефтешламе.
2. Нефтешлам помещают во вращающееся устройство для высокотемпературной обработки.
3. В устройство для высокотемпературной обработки нефтешлама засыпают парафин по массе, составляющей величину, равную разности между 15-25% от массы нефтешлама и процентным содержанием углеводородов в нефтешламе.
4. В устройство для высокотемпературной обработки нефтешлама засыпают хлорид кальция или заливают его раствор.
5. Смесь подвергают нагреву до 700-900°С при недостаточном доступе воздуха.
6. Время нагревания составляет не менее 1 часа и не превышает 3 часов.
7. Обрабатывают нефтешлам перегретым паром с хлоридом кальция. При этом количество раствора, образовавшегося при конденсации пара, должно превышать массу нефтешлама в 3-10 раз.
8. Радиоактивный раствор сливают, а нерастворившийся радиоактивный осадок обрабатывают горячим паром и раствором соляной кислоты. При этом концентрация кислоты в образовавшемся растворе должна составлять не менее 5% и не превышать 10%.
9. Для повышения эффективности выщелачивания в нефтешлам добавляют хлорид кальция.
При выполнении вышеуказанной последовательности действий происходит следующее.
При нагревании нефтешлама выше 100°С парафин или другой углеводород расплавляется и пропитывает нефтешлам. Жидкий раствор хлорида кальция также пропитывает нефтешлам. При дальнейшем нагревании нефтешлама парафин возгоняется и разлагается на водород и угарный газ. После образования указанных восстановителей происходит разложение некоторых минералов и солей нефтешлама в соответствии со следующими реакциями:
1. (Ва, Ra)SО4+4СО=(Ва, Ra)S+4СО2 (600-800°С)
2. (Ва, Ra)SО4+4Н2=(Ва, Ra)S+4H2O (900-1000°С)
3. (Ва, Ra)SО4+2С+СаСl2=(Ва, Ra)Cl2+CaS+2С02
4. (Ва, Ra)SО4+CaCl2=(Ва, Ra)Cl2+CaSО4
Радиобарит (Ва, Ra)SО4 при восстановлении продуктами распада парафина и других углеводородов превращается в растворимые в горячей воде и растворах соляной кислоты соединения (Ra, Ba)O и (Ra, Ba)S, которые, в свою очередь, реагируют с хлористым кальцием и частично превращаются в легкорастворимый в горячей воде хлористый барий.
Радиокальцит (Ra, Ва)СО3 при восстановлении продуктами распада парафина и других углеводородов превращается в растворимый в горячей воде и растворах соляной кислоты оксид кальция (Ra, Ва)O.
Вышеприведенные реакции протекают начиная с температуры 500°С.
При температуре выше 800°С парафин и нефть быстро выгорают, и начинается реакция ревосстановления минералов. Поэтому температура и время реакции ограничены следующими параметрами.
Таблица 1 | ||||||
Температура отжига, °С | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
Время отжига, час | >6 | 5-6 | 4-5 | 3 | 2 | 1 |
При температуре выше 500°С наблюдается эффект перестройки кристаллической структуры минералов, в нарушениях которой может содержаться радий. При повышении температуры радий вытесняется, и нарушения в кристаллической структуре исчезают. В процессе высокотемпературной обработки масса нефтешлама уменьшается из-за выделения углекислого и других газов. Большая часть радия переходит в растворимую в горячей воде форму, поэтому следующей операцией является обработка нефтешлама перегретым паром. Для повышения эффективности выщелачивания в выщелачивающий раствор добавляют CaCl2 в соотношении, обеспечивающем его концентрацию в растворе 50-100 г/л. В среднем около 60-70% радия переходит в раствор. При этом масса нефтешлама уменьшается в два и более раз. Оставшуюся часть нефтешлама подвергают обработке горячим раствором соляной кислоты с концентрацией не менее 5% и не более 10% и хлоридом кальция в соотношении, обеспечивающем его концентрацию в растворе 50-100 г/л. После обработки около 90% радия от первоначального количества переходит в раствор. Нефтешлам промывают раствором соды до достижения нейтральной или слабощелочной реакции для подготовки к дальнейшей переработке.
Пример. Очистке подвергают 100 тонн радиоактивных нефтешламов со средней удельной активностью 12 кБк/кг. Содержание нефтепродуктов в нефтешламе в среднем составляет 10-15%.
В нефтешлам добавляют парафин в количестве 10-15% по массе и жидкий 20% раствор хлорида кальция в соотношении 10-20% от массы нефтешлама. Смесь подвергают высокотемпературной обработке во вращающейся газовой печи при температуре около 800°С в течение 3 часов. При этом масса нефтешлама уменьшается в среднем в 3-5 раз. После остывания до 100°С нефтешлам подвергают обработке горячим паром совместно с хлоридом кальция в течение 3 часов. При этом 70% радия переходит в раствор, удельная активность нефтешлама уменьшается в 1,5 раза, а масса уменьшается в среднем в 1,5 раза. После слива радиоактивного раствора оставшаяся часть нефтешлама подвергается обработке горячим паром в течение 3 часов с добавлением в образовавшийся раствор соляной кислоты с концентрацией 10% и хлорида кальция с концентрацией 100 г/л.
После проведенной обработки в среднем 90% от первоначального количества радия перейдет в раствор, а масса нефтешлама уменьшается еще в 1,5 раза. Радиоактивный раствор сливается, а оставшаяся часть нефтешлама с удельной активностью около 10% от первоначальной и массой около 12% от первоначальной направлена на разубоживание и захоронение.
Таким образом, при осуществлении способа происходит уменьшение массы нефтешламов, а средняя удельная активность (12 кБк/кг) уменьшается в 10 раз и составляет 1,2 кБк/кг.
Claims (4)
1. Способ очистки радиоактивных нефтешламов, заключающийся в выщелачивании из них радия с помощью горячей воды, кислых или щелочных растворов, отличающийся тем, что радиоактивные нефтешламы предварительно подвергают восстановительному отжигу при недостатке кислорода в атмосфере неполного сгорания углерода и углеводородов, для получения которых используют нефтепродукты, при этом температуру восстановительного отжига выдерживают в диапазоне 700-900°С 1-3 ч, а отожженный нефтешлам обрабатывают горячим паром и повторно подвергают его обработке горячим паром с соляной кислотой при концентрации соляной кислоты 5-10% по отношению к массе выщелачивающего раствора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в смесь, подвергаемую восстановительному отжигу, добавляют хлорид кальция в соотношении 1:10-1:20 по отношению к массе отжигаемого нефтешлама.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в выщелачивающий водный и соляно-кислый раствор добавляют хлорид кальция в соотношении 1:5-1:20 по отношению к массе выщелачивающего раствора.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество углерода добавляют, исходя из соотношения массы радиоактивного нефтешлама и углерода 1:3-1:5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003116694/06A RU2251167C2 (ru) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Способ очистки радиоактивных нефтешламов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003116694/06A RU2251167C2 (ru) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Способ очистки радиоактивных нефтешламов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003116694A RU2003116694A (ru) | 2004-12-10 |
RU2251167C2 true RU2251167C2 (ru) | 2005-04-27 |
Family
ID=35636296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003116694/06A RU2251167C2 (ru) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Способ очистки радиоактивных нефтешламов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2251167C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108428485A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-21 | 岭东核电有限公司 | 百万千瓦级核电厂放射性废油的再生方法 |
CN108511100A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-07 | 岭东核电有限公司 | 压水堆核电厂放射性废油的处理方法 |
RU2714309C1 (ru) * | 2019-07-11 | 2020-02-14 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть" | Способ очистки нефтезагрязненных грунтов от естественных радионуклидов |
-
2003
- 2003-06-04 RU RU2003116694/06A patent/RU2251167C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СОБОЛЕВ И.А., ХОМЧИК Л.М. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. - М.: Энергоатомиздат, 1983, гл.5. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108428485A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-21 | 岭东核电有限公司 | 百万千瓦级核电厂放射性废油的再生方法 |
CN108511100A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-07 | 岭东核电有限公司 | 压水堆核电厂放射性废油的处理方法 |
RU2714309C1 (ru) * | 2019-07-11 | 2020-02-14 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть" | Способ очистки нефтезагрязненных грунтов от естественных радионуклидов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100196084B1 (ko) | 질소 화합물로부터 질소를 수성상으로 제거시키는 방법 | |
WO2009024014A1 (fr) | Procédé pour éliminer de l'ammoniac à partir d'eau usée de cokéfaction | |
JP4549579B2 (ja) | 塩素分および鉛分の含有量が高い廃棄物の処理方法 | |
JPH04277074A (ja) | 硫化水素、シアン化水素及びアンモニアを含む水溶液の処理方法 | |
US4993873A (en) | Process for treating contaminated earth | |
FR2575149A1 (fr) | Procede pour recuperer des produits de valeur des boues rouges du procede bayer | |
RU2251167C2 (ru) | Способ очистки радиоактивных нефтешламов | |
JP4747382B1 (ja) | 排煙浄化処理方法 | |
CA1067679A (en) | Method for removing hydrogen chloride from exhaust gas containing same | |
JPS6219494B2 (ru) | ||
JP4591708B2 (ja) | 実験廃液の処理方法 | |
JP2007137716A (ja) | ゼオライトの製造方法 | |
RU2003116694A (ru) | Способ дезактивации твердых радиоактивных отходов | |
RU2264998C1 (ru) | Способ получения органоминеральных удобрений из осадков сточных вод | |
JP2000107559A (ja) | 飛灰および排煙処理方法 | |
JP2004223315A (ja) | リン酸塩およびゼオライトの回収方法 | |
JP5638456B2 (ja) | 過塩素酸イオン含有液の処理方法及び過塩素酸イオン含有液の処理装置 | |
JPH07187660A (ja) | 煙道ガス残渣からのアンモニアの回収方法 | |
JPS5631497A (en) | Treatment of concentrated liquid from desalting apparatus | |
RU2006456C1 (ru) | Способ получения элементарной серы | |
SU659533A1 (ru) | Способ переработки концентрированных растворов аммонийных солей, образующихс при выпарке газосборниковой воды | |
JPH02218417A (ja) | 排煙ガス中の硫化水素の除去法 | |
JPS60183087A (ja) | 水銀含有廃水の処理方法 | |
RU2230601C1 (ru) | Способ комплексной переработки отходов титано-магниевого производства | |
SU947032A1 (ru) | Способ получени двуокиси серы и портландцемента |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090605 |