RU2616447C1 - Method for cleaning liquid containing radionuclides, and device for its implementation - Google Patents
Method for cleaning liquid containing radionuclides, and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616447C1 RU2616447C1 RU2016126347A RU2016126347A RU2616447C1 RU 2616447 C1 RU2616447 C1 RU 2616447C1 RU 2016126347 A RU2016126347 A RU 2016126347A RU 2016126347 A RU2016126347 A RU 2016126347A RU 2616447 C1 RU2616447 C1 RU 2616447C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- contaminated
- water
- hydrophilic
- wick
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к атомной и радиохимической промышленности, а именно к очистке загрязненных радионуклидами жидкостей, содержащих органические вещества, в частности нефтепродукты, и может быть использована для очистки жидких радиоактивных отходов.The group of inventions relates to the nuclear and radiochemical industries, namely to the purification of radionuclide-contaminated liquids containing organic substances, in particular petroleum products, and can be used to purify liquid radioactive waste.
Доля органических веществ в загрязненных жидкостях может составлять от нескольких единиц до 100%. Например, отработанные органические жидкости (нефтепродукты: осветительный керосин, реакторные рабочие жидкости РЖ-3 и РЖ-8, жидкость JonoPlus IME-MH), используемые при электроэрозионной обработке изделий с радиоактивными элементами, практически не содержат воды. Концентрация в сбросных водах атомной электрической станции органических соединений, например минеральных масел и керосина, смазочно-охлаждающих жидкостей, может достигать десятка процентов. Органические соединения также могут входить и в состав растворов для дезактивации. Способ переработки таких отходов зависит от соотношения в них органических и неорганических компонентов. Наиболее распространенный метод очистки жидкости от нефтепродуктов - пропускание такой жидкости через обезмасливающие угольные фильтры, срок службы которых непродолжителен, и угли которых с накопившимися в них нефтепродуктами и радионуклидами сжигают.The proportion of organic substances in contaminated liquids can range from several units to 100%. For example, spent organic liquids (petroleum products: lighting kerosene, reactor fluids RZh-3 and RZh-8, JonoPlus IME-MH fluid) used in electrical discharge machining of products with radioactive elements, practically do not contain water. The concentration in the waste water of a nuclear power plant of organic compounds, for example, mineral oils and kerosene, cutting fluids, can reach ten percent. Organic compounds can also be included in decontamination solutions. The method of processing such waste depends on the ratio of organic and inorganic components in them. The most common method for purifying a liquid from oil products is by passing such a liquid through de-oiling charcoal filters, whose service life is short, and whose coals are burned with oil products and radionuclides accumulated in them.
Присутствие нефтепродуктов в водных отходах, используемых в качестве воды затворения при приготовлении цементного компаунда, приводит к расслоению подготовленной к отверждению смеси и усложняет изготовление монолитных блоков с необходимыми прочностными свойствами для захоронения. Так, например, введение без предварительной подготовки органических отходов в составы для получения цементного раствора ограничено четырьмя-пятью процентами по массе. Размещение загрязненных нефтепродуктов в твердых матрицах при таких ограничениях приводит к существенному увеличению объемов материала, который требуется на захоронение. Примеры обращения с органическими жидкими радиоактивными отходами приведены в работе Варлакова А.П., Германова А.В. «Иммобилизация органических жидких радиоактивных отходов методом пропитки пористых цементных матриц». Журнал «Атомная энергия», т. 113, вып. 2, 2012, стр. 83-87.The presence of petroleum products in water wastes used as mixing water during the preparation of the cement compound leads to delamination of the mixture prepared for curing and complicates the manufacture of monolithic blocks with the necessary strength properties for disposal. For example, the introduction without preliminary preparation of organic waste into the compositions for the production of cement mortar is limited to four to five percent by weight. The placement of contaminated oil products in solid matrices under such restrictions leads to a significant increase in the volume of material required for disposal. Examples of the treatment of organic liquid radioactive waste are given in the work of Varlakova A.P., Germanova A.V. "The immobilization of organic liquid radioactive waste by the method of impregnation of porous cement matrices." Journal of Atomic Energy, vol. 113, no. 2, 2012, pp. 83-87.
Применение сжигания или пиролиза для переработки жидких радиоактивных отходов с органическими фракциями позволяет уменьшить количество материала на захоронение, однако существенно усложняет и увеличивает стоимость переработки из-за необходимости очистки газообразных продуктов сгорания.The use of incineration or pyrolysis for processing liquid radioactive waste with organic fractions can reduce the amount of material for disposal, however, it significantly complicates and increases the cost of processing due to the need to clean the gaseous products of combustion.
При обоих подходах к утилизации жидких радиоактивных отходов безвозвратно теряются полезные органические материалы, которые могут быть использованы повторно.With both approaches to the disposal of liquid radioactive waste, useful organic materials that can be reused are irretrievably lost.
Известен способ переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих воду и органические материалы (нефтепродукты), заключающийся во введении в жидкие радиоактивные отходы гидрофобного пористого поглотителя, обладающего сорбционными по отношению к радионуклидам свойствами, после чего выдерживают полученную смесь до полного поглощения нефтепродуктов поглотителем (патент RU №2312415 «Способ иммобилизации жидких радиоактивных отходов, содержащих воду и нефтепродукты», МПК G21F 9/16 и G21F 9/20 (2006.01), опубликовано 10.12.2007). Далее полученную твердую фазу с поглощенными нефтепродуктами смешивают в необходимых пропорциях с цементом, а очищенную от органики воду используют в качестве воды затворения. В качестве поглотителя (нефтепоглатителя) применяют природный углеродный сорбент, например вспененный, расщепленный графит, резиновую крошку, шлаки и тому подобное. Устройство для осуществления известного способа состоит из резервуара для жидких радиоактивных отходов, смесителя, насоса для перекачки жидких радиоактивных отходов в смеситель, бункера с дозатором для подачи в смеситель поглотителя, бункера с дозатором для подачи в смеситель цемента, контейнера для формования и сушки геоцементного камня.There is a method of processing liquid radioactive waste containing water and organic materials (petroleum products), which consists in introducing into the liquid radioactive waste a hydrophobic porous absorber having sorption properties with respect to radionuclides, after which the mixture is kept until the oil products are completely absorbed by the absorber (patent RU No. 2312415 “Method for the immobilization of liquid radioactive waste containing water and oil products”, IPC G21F 9/16 and G21F 9/20 (2006.01), published on December 10, 2007). Then, the obtained solid phase with absorbed oil products is mixed in the required proportions with cement, and the water purified from organic matter is used as mixing water. As a scavenger (oil scavenger), a natural carbon sorbent is used, for example, foamed, split graphite, crumb rubber, slags, and the like. A device for implementing the known method consists of a tank for liquid radioactive waste, a mixer, a pump for pumping liquid radioactive waste into the mixer, a hopper with a dispenser for supplying an absorber to the mixer, a hopper with a dispenser for supplying cement to the mixer, a container for molding and drying geo-cement stone.
Известные способ и устройство имеют следующие недостатки - имеет место повышенный объем твердых отходов на захоронение, связанный с введением в жидкость наполнителя, невозможность выделения полезных продуктов для повторного использования.The known method and device have the following disadvantages - there is an increased volume of solid waste for disposal associated with the introduction of a filler into the liquid, the inability to isolate useful products for reuse.
Известен способ очистки сточных вод, в состав которых входит вода, минеральное масло (растворенное и/или в виде эмульсии), растворенные и твердые частицы радиоактивных компонентов урана и продуктов его распада, заключающийся в концентрировании радиоактивных компонентов и минерального масла (патент RU №2305335 «Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла», МПК G21F 9/00 и G21F 9/20 (2006.01), опубликовано 27.08.2007). При высоком содержании масла загрязненные воды не поддаются очистке методом выпарки, поэтому перед переработкой сточные воды подкисляют до рН 2,5÷3,0; далее вводят коагулянт на основе солей железа, затем катионоактивный флокулянт на основе модифицированного полиакриламида, после чего состав нейтрализуют щелочью до рН больше 7 и проводят его центрифугирование с получением после центрифугирования очищенной воды и концентрата, содержащего радиоактивные компоненты и минеральное масло.A known method of wastewater treatment, which includes water, mineral oil (dissolved and / or in the form of an emulsion), dissolved and solid particles of radioactive components of uranium and its decay products, which consists in concentrating radioactive components and mineral oil (patent RU No. 2305335 " The method of wastewater treatment from radioactive components and oil ", IPC G21F 9/00 and G21F 9/20 (2006.01), published on 08.27.2007). At a high oil content, contaminated waters cannot be cleaned by evaporation; therefore, before treatment, the wastewater is acidified to pH 2.5 ÷ 3.0; then a coagulant based on iron salts is introduced, then a cationic flocculant based on a modified polyacrylamide, after which the composition is neutralized with alkali to a pH of more than 7 and centrifuged to obtain purified water and a concentrate containing radioactive components and mineral oil after centrifugation.
Известный способ имеет следующие недостатки - имеет место повышенный объем отходов на захоронение из-за добавок коагулянта и флокулянта, необходимость химической обработки загрязненной воды перед отделением органической жидкости, невозможность доочистки органической жидкости на том же устройстве после ее отделения от воды.The known method has the following disadvantages - there is an increased volume of waste for disposal due to the addition of coagulant and flocculant, the need for chemical treatment of contaminated water before separation of the organic liquid, the inability to purify the organic liquid on the same device after it is separated from the water.
В качестве прототипа выбран наиболее близкий к заявляемому способу и устройству по решаемой задаче и достигаемому при использовании техническому результату способ очистки жидкостей, содержащих радионуклиды, и устройство для его осуществления (патент RU №2550367 «Способ очистки жидкостей, содержащих радионуклиды, и устройство для его осуществления», МПК G21F 9/16 (2006.01), опубликовано 10.05.2015). Способ заключается в очистке загрязненной жидкости путем размещения в ней элемента из пористого материала, один конец которого частично погружают в загрязненную жидкость, а на другом путем пропускания через жидкость электрического тока создают зону выпаривания, в которую транспортируют загрязненную жидкость за счет капиллярных свойств пористого материала, и где путем нагрева жидкости до кипения осуществляют компактирование загрязнений, а образовавшийся пар конденсируют с получением очищенной жидкости. Устройство для очистки загрязненной жидкости представляет собой рабочую емкость для такой жидкости с размещенным в ней элементом из пористого материала, который снабжен электродами. Элемент из пористого материала по существу представляет собой фитиль, нижняя часть которого погружена в жидкость, а верхняя часть размещена между электродами с обеспечением контакта.As a prototype, the method of purification of liquids containing radionuclides and the device for its implementation (patent RU No. 2550367 "Method for purification of liquids containing radionuclides, and a device for its implementation), which is closest to the claimed method and device for the problem to be solved and achieved using the technical result, were selected. ”, IPC G21F 9/16 (2006.01), published on 05/10/2015). The method consists in cleaning the contaminated liquid by placing an element of a porous material in it, one end of which is partially immersed in the contaminated liquid, and on the other by passing an electric current through the liquid, an evaporation zone is created into which the contaminated liquid is transported due to the capillary properties of the porous material, and where by heating the liquid to a boil, compacting the contaminants is carried out, and the resulting vapor is condensed to obtain a purified liquid. A device for cleaning contaminated liquid is a working container for such a liquid with an element of porous material placed in it, which is equipped with electrodes. An element of a porous material is essentially a wick, the lower part of which is immersed in a liquid, and the upper part is placed between the electrodes to ensure contact.
Известный способ и устройство имеют следующие недостатки - невозможность очистки неэлектропроводных (диэлектрических) жидкостей, к которым относятся органические жидкости, используемые в технологических операциях с радиоактивными материалами (керосин, РЖ-3 и тому подобное), а также невозможность разделения и извлечения органических и неорганических составляющих, например, воды и масла, распределенного в воде в виде эмульсии.The known method and device have the following disadvantages - the inability to clean non-conductive (dielectric) fluids, which include organic fluids used in technological operations with radioactive materials (kerosene, RZh-3 and the like), as well as the inability to separate and extract organic and inorganic components for example, water and oil, distributed in water in the form of an emulsion.
Задача и достигаемый при использовании группы изобретений технический результат - повышение эффективности переработки жидкости, содержащей радионуклиды, с высокой концентрацией органических веществ, разделение и извлечение их компонентов для повторного использования, снижение объема отходов на захоронение.The task and the technical result achieved by using the group of inventions is to increase the efficiency of processing a liquid containing radionuclides with a high concentration of organic substances, separation and extraction of their components for reuse, and reduction of waste volume for disposal.
Технический результат достигается тем, что в способе очистки жидкости, загрязненной радионуклидами и состоящей из таких компонентов, как вода и органическая составляющая, включающем размещение в загрязненной жидкости элемента из пористого материала, один конец которого частично погружают в загрязненную жидкость, а на другом путем пропускания (через жидкость) электрического тока создают зону выпаривания, в которую транспортируют загрязненную жидкость за счет капиллярных свойств пористого материала, и где путем нагрева жидкости до кипения осуществляют компактирование загрязнений, а образовавшийся пар конденсируют с получением очищенной жидкости. Согласно изобретению предлагается в загрязненной жидкости размещать как минимум по одному элементу из разных пористых материалов - гидрофильному и гидрофобному, причем воду предлагается транспортировать по элементу из гидрофильного материала, а органическую составляющую - по элементу из гидрофобного материала. Компактирование предлагается осуществлять последовательным нагревом до полного выпаривания воды, затем - до полного выпаривания органической составляющей или наоборот.The technical result is achieved in that in a method for purifying a liquid contaminated with radionuclides and consisting of components such as water and an organic component, comprising placing an element of a porous material in the contaminated liquid, one end of which is partially immersed in the contaminated liquid, and on the other by passing ( through a liquid) of an electric current, an evaporation zone is created, into which the contaminated liquid is transported due to the capillary properties of the porous material, and where by heating the liquid to bales Nia compaction carried contaminants and the resulting vapor is condensed to obtain a purified liquid. According to the invention, it is proposed to place at least one element from different porous materials — hydrophilic and hydrophobic — in the contaminated liquid, it is proposed to transport water through the element from the hydrophilic material, and the organic component through the element from the hydrophobic material. Compaction is proposed to be carried out by sequential heating until the water is completely evaporated, then - until the organic component is completely evaporated or vice versa.
Последовательность нагрева до полного выпаривания компонентов (воды и органической составляющей) предлагается устанавливать в порядке роста их температуры кипения.It is proposed that the sequence of heating to complete evaporation of the components (water and the organic component) be established in the order of increase in their boiling point.
В качестве гидрофильного материала предлагается использовать пористую керамику из окиси алюминия, а в качестве гидрофобного материала, обладающего сорбирующими свойствами по отношению к радионуклидам, - графитовый войлок.It is proposed to use porous alumina ceramics as a hydrophilic material, and graphite felt as a hydrophobic material with sorbing properties with respect to radionuclides.
Загрязненную жидкость согласно изобретению предлагается предварительно фильтровать с целью отделения ее крупных частиц.It is proposed to pre-filter the contaminated liquid according to the invention in order to separate its coarse particles.
Заявленный способ очистки жидкости, загрязненной радионуклидами и состоящей из таких компонентов, как вода и органическая составляющая, реализуется с помощью устройства, включающего внешнюю и рабочую емкости, связанные друг с другом посредством канала (в нижней части), размещенный в рабочей емкости элемент из пористого материала, снабженный электродами. Элемент из пористого материала по существу представляет собой фитиль, нижняя часть которого погружена в жидкость, а верхняя часть размещена между электродами с обеспечением контакта. Согласно изобретению предлагается в рабочей емкости разместить как минимум по одному фитилю из разных пористых материалов - гидрофильному и гидрофобному. Также устройство предлагается дополнительно снабдить охлаждаемой камерой, в которую поместить рабочую емкость, а охлаждаемую камеру оборудовать в нижней части патрубком для слива очищенной жидкости в емкость для сбора. Охлаждаемую камеру и внешнюю емкость предлагается соединить трубопроводом.The claimed method of purification of a liquid contaminated with radionuclides and consisting of components such as water and an organic component is implemented using a device comprising an external and a working tank connected to each other through a channel (in the lower part), an element made of a porous material placed in the working tank equipped with electrodes. An element of a porous material is essentially a wick, the lower part of which is immersed in a liquid, and the upper part is placed between the electrodes to ensure contact. According to the invention, it is proposed that at least one wick of different porous materials — hydrophilic and hydrophobic — be placed in a working vessel. It is also proposed that the device is additionally equipped with a cooled chamber in which to place the working container, and the cooled chamber should be equipped with a pipe in the lower part for draining the purified liquid into the collection container. It is proposed to connect the cooled chamber and the external container with a pipeline.
Внешнюю емкость предлагается снабдить съемным фильтром, через который пропускают жидкость, загрязненную радионуклидами, а также предлагается снабдить ее указателем уровня.It is proposed to provide an external container with a removable filter through which liquid contaminated with radionuclides is passed, and it is also proposed to provide it with a level indicator.
Рабочую емкость предлагается снабдить огнепреградительной вставкой.It is proposed to equip the working capacity with a fire protection insert.
В частных случаях исполнения охлаждаемую камеру предлагается выполнить герметичной, что позволит сделать процесс очистки жидкости менее энергоемким (позволит работать в режиме энергосбережения).In special cases of execution, the cooled chamber is proposed to be sealed, which will make the process of cleaning the liquid less energy-intensive (will allow you to work in energy saving mode).
Трубопровод, соединяющий охлаждаемую камеру и внешнюю емкость, предлагается соединить с баллоном высокого давления.It is proposed to connect the pipeline connecting the cooled chamber and the external container to a high-pressure cylinder.
Фитиль из гидрофобного материала предлагается снабдить устройством для измерения температуры с точки зрения информативности происходящего процесса.A wick made of hydrophobic material is proposed to be equipped with a device for measuring temperature from the point of view of the information content of the ongoing process.
Предлагаемая конструкция устройства позволяет реализовать заявляемый способ без использования дополнительного контура для органической составляющей, разделяя компоненты жидкости, содержащей радионуклиды, во времени, то есть сделав процесс очистки прерывным во времени.The proposed design of the device allows you to implement the inventive method without using an additional circuit for the organic component, separating the components of the liquid containing radionuclides in time, that is, making the cleaning process discontinuous in time.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства для очистки жидкости, загрязненной радионуклидами, а на фиг. 2 - рабочая емкость с узлом для термической обработки загрязненной жидкости.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a device for purifying a liquid contaminated with radionuclides, and FIG. 2 - working tank with a node for the thermal treatment of contaminated liquids.
Устройство для очистки жидкости, загрязненной радионуклидами, состоит из герметичной разборной охлаждаемой камеры 1, внутри которой размещена рабочая емкость 2 с установленными в ней электродами 3 и как минимум одним фитилем 4 из капиллярно-пористого гидрофобного материала и одним фитилем 5 из капиллярно-пористого гидрофильного материала, проницаемой огнепреградительной вставки 6 из пористого керамического материала. В материале фитиля 4 размещено устройство для измерения температуры, представляющее собой термопару 7. Охлаждаемая камера 1 охлаждается посредством охлаждаемой жидкости (воды). Рабочая емкость 2 связана каналом 8 с внешней емкостью 9, предназначенной для залива загрязненной жидкости. В верхней части внешней емкости 9 размещен съемный фильтр 10, снаружи внешней емкости 9 установлен указатель уровня 11 в виде водомерного стекла, а сама внешняя емкость 9 закрыта крышкой 12, в которой имеется патрубок для залива 13 жидкости, загрязненной радионуклидами.A device for cleaning a liquid contaminated with radionuclides consists of a sealed collapsible cooled
Охлаждаемая камера 1 и внешняя емкость 9 снабжены трубопроводом 14 с кранами 15, 16 и 17 для выравнивания давления в охлаждаемой камере 1 и внешней емкости 9. Трубопровод 14 также соединен с баллоном высокого давления 18. Внизу охлаждаемой камеры 1 размещен патрубок 19 с краном 20 для слива очищенной жидкости в емкость для сбора 21.The cooled
Устройство работает следующим образом: очищаемую жидкость, загрязненную мелкодисперсными твердыми частицами и водой с солями, заливают во внешнюю емкость 9 через патрубок для залива 13 в крышке 12 и пропускают через съемный фильтр 10, контролируя уровень по указателю уровня 11. Крупные частицы (более 0,2 мм) удерживаются съемным фильтром 10. Положение кранов 15, 16 и 20 - «открыто», а крана 17 - «закрыто». Далее очищаемая жидкость по каналу 8 поступает в рабочую емкость 2.The device operates as follows: the liquid to be cleaned, contaminated with fine solid particles and water with salts, is poured into the external container 9 through the nozzle for the
По фитилю 4 из гидрофобного углеродного материала за счет капиллярных сил органическая составляющая загрязненной жидкости поступает в зону выпаривания, находящуюся между электродами 3. Нагрев жидкости до кипения и ее выпаривание осуществляется пропусканием тока между электродами 3 сначала по материалу фитиля 4. Температура в зоне выпаривания определяется с помощью термопары 7, размещенной в материале фитиля 4. Газообразные продукты выпаривания через огнепреградительную вставку 6 поступают в полость охлаждаемой камеры 1, конденсируется на ее охлаждаемых стенках и стекают на дно, и далее по патрубку 19 очищенная жидкость сливается в емкость для сбора 21. Твердые мелкодисперсные частицы, содержащие радионуклиды, собираются на дне рабочей емкости 2, а ультрадисперсные частицы (менее 10 нм) вместе с жидкостью попадают в материал фитиля 4 и остаются там после выпаривания. При переработке нефтепродуктов в материале фитиля 4 также могут накапливаться смолы.According to
После полной переработки органической составляющей жидких радиоактивных отходов электрический ток переключают на пару электродов 3, между которыми помещен фитиль 5 из гидрофильного материала. Вода с растворенными в ней солями по фитилю 5 поступает в зону выпаривания, пар проходит через огнепреградительную вставку 6, поступает в полость охлаждаемой камеры 1, конденсируется на ее охлаждаемых стенках и стекает на дно, и далее по патрубку 19 сливается в емкость для сбора 21. Соли, содержащие радионуклиды, остаются при этом в материале фитиля 5.After the organic component of the liquid radioactive waste is completely processed, the electric current is switched to a pair of
В зависимости от вида, ценности и экономической целесообразности накопленные на съемном фильтре 10, в фитилях 4 и 5 материалы вместе с самими фитилями 4, 5 передают на захоронение либо на дальнейшую переработку для извлечения из них радиоактивных металлов.Depending on the type, value and economic feasibility, the materials accumulated on the
Примеры конкретного осуществления способа.Examples of specific implementation of the method.
Пример 1. Электроэрозионная размерная резка тепловыделяющих элементов реакторов ведется в органической жидкости РЖ-3 - фракции, выделяемой из сернистой нефти. При резке в жидкости накапливаются частицы урана, циркония и их карбидов. Размеры частиц составляют от сотен микрон до единиц нанометров, а преобладающее количество (до 80%) частиц находится в диапазоне 0,01÷10 мкм. Мелкие частицы могут объединяться в конгломераты и вместе с крупными собираться в осадке, частицы же размером менее 100 нм образуют коллоидные системы в жидкости, не выпадающие в осадок. Помимо частиц в жидкости под действием искровых электрических разрядов накапливаются продукты разложения углеводородов в виде смол и воды.Example 1. Electroerosive dimensional cutting of fuel elements of reactors is carried out in an organic liquid RZh-3 - a fraction extracted from sulfur dioxide. During cutting, particles of uranium, zirconium and their carbides accumulate in the liquid. Particle sizes range from hundreds of microns to units of nanometers, and the predominant amount (up to 80%) of particles is in the range of 0.01 ÷ 10 microns. Small particles can be combined into conglomerates and, together with large ones, can be collected in the sediment, while particles smaller than 100 nm in size form colloidal systems in liquids that do not precipitate. In addition to particles in the liquid, spark decomposition products accumulate the decomposition products of hydrocarbons in the form of resins and water.
Отработанную жидкость с осадком заливают во внешнюю емкость 9 через патрубок для залива 13 в крышке 12, далее жидкость проходит через съемный фильтр 10, на котором в процессе залива жидкости собирается часть осадка (предварительное фильтрование). Предварительно очищенная от крупных частиц жидкость по каналу 8, связывающему внешнюю емкость 9 и рабочую емкость 2, самотеком поступает в рабочую емкость 2, представляющую собой цилиндр диаметром 200 мм и глубиной 200 мм. Три электрода 3 в виде пластин из нержавеющей стали 2×100×100 мм устанавливают в рабочей емкости 2 вертикально, а между ними размещают фитили 4, 5 с размерами 40×120×120 мм - один из гидрофобного материала (графитового войлока) (фитиль 4), другой - из гидрофильного (окиси алюминия) (фитиль 5). Электроды 3 прижаты к верхней части фитилей 4, 5 с обеспечением электрического контакта. Крайние из трех электродов 3 соединяют с одним полюсом источника питания, а средний - с другим полюсом (не показаны). Нижнюю часть фитилей 4, 5 размещают в очищаемой жидкости так, чтобы она достигала дна рабочей емкости 2. Толщина фитилей 4, 5 соответствует расстоянию между электродами 3, что составляет 40 мм. Нагрев жидкости РЖ-3 до температуры 380÷400°С осуществляют пропусканием переменного тока 40÷60 А и напряжения до 20 В по фитилю 4 из графитового войлока, размещенному между крайним слева и средним из трех электродов 3 (фиг. 1). Регулирование температуры выполняют изменением тока в автоматическом режиме по сигналу от термопары 19. Кипение жидкости начинается при температуре 265°С, и при температуре 400°С жидкость выкипает полностью. Пары жидкости через огнепреградительную вставку 6 из пористой керамики, например из пенокорунда, проходят в полость охлаждаемой камеры 1, конденсируются на ее стенках и через отверстие в дне охлаждаемой камеры 1 по патрубку 19 стекают в емкость для сбора 21 очищенной жидкости с целью дальнейшего повторного использования полученной жидкости. Охлаждаемую камеру 1 охлаждают посредством жидкости (воды). Объем очищенной жидкости после переработки составляет не менее 0,9 исходного объема.The spent liquid with sediment is poured into the external container 9 through the nozzle for the
После полного выпаривания органической составляющей электрический ток переключают на вторую пару электродов 3 (на средний и крайний справа из трех электродов 3) (фиг. 1), между которыми размещен фитиль 5 из гидрофильного материала (пористой керамики). Вода, накопившаяся после выпаривания одной или нескольких заливок отработанной жидкости, по фитилю 5 поступает в зону выпаривания и выпаривается при температуре 100÷110°С. Вода в фитиле 5 нагревается путем пропускания через нее тока 1÷5 А при напряжении 100÷150 В. Пары жидкости через огнепреградительную вставку 6 проходят в полость охлаждаемой камеры 1, конденсируются на ее стенках и через отверстие в дне охлаждаемой камеры 1 по патрубку 19 стекают в новую емкость для сбора 21 очищенной жидкости с целью дальнейшего повторного использования полученной жидкости.After complete evaporation of the organic component, the electric current is switched to the second pair of electrodes 3 (to the middle and rightmost of the three electrodes 3) (Fig. 1), between which a
Применяемый в качестве материала для фитиля 4 графитовый войлок имеет открытую пористость 0,80÷0,90 и при размерах фитиля 4, приведенных в примере конкретного использования, способен собрать до 0,5 дм твердых частиц, в том числе частиц из коллоидных взвесей, остающихся в материале фитиля 4 после выпаривания.The graphite felt used as a material for
Отработанный фитиль 4 из графитового войлока с накопленными в нем смолами сжигают, а зольный остаток передают либо на захоронение, либо на извлечение радионуклидов. Фитиль 5 из пористой керамики передают на захоронение.The spent
Пример 2. Вода, полученная после механической обработки материала, содержащего радионуклиды, помимо загрязнений взвесями твердых мелкодисперсных частиц содержит также органическую жидкость, например, минеральное масло, которое распределено в воде в виде эмульсии. Отделить масло отстаиванием в такой жидкости практически невозможно. Однако переработка такой жидкости по предлагаемому способу и устройство для осуществления такого способа позволяют разделить воду и масло и очистить их от радионуклидов.Example 2. Water obtained after machining a material containing radionuclides, in addition to contaminants from suspended solids of fine particles also contains an organic liquid, for example, mineral oil, which is distributed in water in the form of an emulsion. It is almost impossible to separate the oil by settling in such a liquid. However, the processing of such a liquid according to the proposed method and a device for implementing such a method make it possible to separate water and oil and clean them of radionuclides.
Загрязненную жидкость заливают во внешнюю емкость 9 через патрубок для залива 13 в крышке 12. Далее жидкость проходит через съемный фильтр 10, на котором в процессе залива жидкости собирается часть осадка и задерживаются механические примеси (частицы или конгломераты частиц крупнее 0,2 мм). Далее жидкость через канал 8 самотеком поступает в рабочую емкость 2, в которой устанавливают четыре электрода 3 2×100×100 мм. Между электродами 3 размещают два фитиля 4 из гидрофобного и один фитиль 5 из гидрофильного капиллярно-пористого материала (фиг. 2). Размеры фитилей 4, 5 - 40×120×120 мм. Переработку компонентов жидкости ведут последовательно. Сначала подают ток на электроды 3, между которыми размещен фитиль 5 из гидрофильного материала (пористой керамики), и регулировкой тока устанавливают в зоне выпаривания необходимую для испарения воды температуру (100÷110°С). Загрязненную солями и мелкодисперсными твердыми частицами с радионуклидами воду подают в зону нагрева только по гидрофильному фитилю 5, при этом она не попадает в гидрофобные фитили 4. Процесс ведут до полного выпаривания воды в рабочей емкости 2. Затем ток переключают на электроды 3, между которыми размещены фитили 4 из гидрофобного материала, и нагревают материал в зоне выпаривания до температуры примерно 125°С, что соответствует началу выделения легких фракций, затем постепенно повышают температуру до начала разложения масла (400÷500°С). Пары жидкости через огнепреградительную вставку 6 проходят в полость охлаждаемой камеры 1, конденсируются на ее стенках и через отверстие в дне охлаждаемой камеры 1 по патрубку 19 стекают в емкости для сбора 21 очищенной жидкости с целью дальнейшего повторного использования полученной жидкости.The contaminated liquid is poured into the external container 9 through the nozzle for the
Отработанные фитили 4 из графитового войлока с накопленными в них смолами сжигают, а зольный остаток передают либо на захоронение, либо на извлечение радионуклидов. Фитиль 5 из пористой керамики передают на захоронение.The spent
Предложенные способ и устройство позволяют разделить органические и неорганические составляющие жидкости, содержащей радионуклиды, и возвратить эти составляющие на повторное использование, снизив при этом объем отходов на захоронение.The proposed method and device allows you to separate the organic and inorganic components of the liquid containing radionuclides, and return these components for reuse, while reducing the amount of waste for disposal.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126347A RU2616447C1 (en) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | Method for cleaning liquid containing radionuclides, and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126347A RU2616447C1 (en) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | Method for cleaning liquid containing radionuclides, and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2616447C1 true RU2616447C1 (en) | 2017-04-17 |
Family
ID=58642516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016126347A RU2616447C1 (en) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | Method for cleaning liquid containing radionuclides, and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2616447C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4363757A (en) * | 1978-04-29 | 1982-12-14 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Method for noncontaminating solidification for final storage of aqueous, radioactive waste liquids |
| GB2160009A (en) * | 1984-04-21 | 1985-12-11 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | Apparatus for the vitrification of fluid highly radioactive wastes |
| RU2099803C1 (en) * | 1996-04-01 | 1997-12-20 | Свердловский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники | Method and device for cleaning process and natural water from radionuclides |
| RU2271586C2 (en) * | 2004-04-01 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского" | Method for immobilizing concentrated liquid radioactive wastes (alternatives) |
| RU2550367C1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Method of purifying liquids containing radionuclides and apparatus therefor |
-
2016
- 2016-06-30 RU RU2016126347A patent/RU2616447C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4363757A (en) * | 1978-04-29 | 1982-12-14 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Method for noncontaminating solidification for final storage of aqueous, radioactive waste liquids |
| GB2160009A (en) * | 1984-04-21 | 1985-12-11 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | Apparatus for the vitrification of fluid highly radioactive wastes |
| RU2099803C1 (en) * | 1996-04-01 | 1997-12-20 | Свердловский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники | Method and device for cleaning process and natural water from radionuclides |
| RU2271586C2 (en) * | 2004-04-01 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского" | Method for immobilizing concentrated liquid radioactive wastes (alternatives) |
| RU2550367C1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Method of purifying liquids containing radionuclides and apparatus therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102627381B (en) | Two-step method resource treatment process for sludge containing oil | |
| CN101254984B (en) | Centralized processing technique for slop oil and acidic oil and processing system thereof | |
| CN103420532A (en) | Processing method of sewage in oil fields by using film evaporator | |
| RU2577512C1 (en) | Method of processing liquid radioactive wastes and recycling thereof | |
| CN107555692A (en) | A kind of water oil separating method of emulsion waste liquid | |
| CN109161433A (en) | A kind of process of waste mineral oil regenerated resourcesization disposition | |
| Li et al. | Thermal treatment of heavy oily sludge: resource recovery and potential utilization of residual asphalt-like emulsion as a stabilization/solidification material | |
| RU2616447C1 (en) | Method for cleaning liquid containing radionuclides, and device for its implementation | |
| RU2550367C1 (en) | Method of purifying liquids containing radionuclides and apparatus therefor | |
| Tang et al. | Study on reutilization of pyrolytic residues of oily sludge | |
| CN207608431U (en) | The siliceous water composite handling arrangement in oil field | |
| CN207811527U (en) | A kind of Sludge in Oilfields recovery and processing system | |
| Nikolaeva | Treatment of a TPP’s water from oil products with hydrophobic carbonate sludge | |
| CN109081479A (en) | Coking is vented tower oil-containing waste water treating device and method | |
| CN108178477A (en) | A kind of Sludge in Oilfields recovery and processing system | |
| CN104310643A (en) | Combined device for oily sewage treatment | |
| SK50262010U1 (en) | Device for waste disposal | |
| KR102312351B1 (en) | The modularized Underground thermal desorption aftertreatment System | |
| Chao et al. | Adsorbent Preparation from Oily Scum for Oily Wastewater Treatment. | |
| Polad | Wastewater treatment from heavy metal ions using nanoactivated complexes of natural zeolite and diatomite | |
| Ali et al. | Multifunctional water treatment system for oil and gas-produced water | |
| CN207391187U (en) | A kind of emulsion waste liquid water oil piece-rate system | |
| RU2223832C2 (en) | Method of utilization of industrial wastes | |
| RU2724925C1 (en) | Method of purifying liquid radioactive wastes, contaminated with oil products, corrosion products and slurries | |
| CN210595734U (en) | Oily sludge treatment system |