Главная
страница
Сведения об авторах
ИССЛЕДОВАНИЕ МАССОПЕРЕНОСА РАДИОНУКЛИДОВ ПРИ КОМПАКТИРОВАНИИ РАО ПИРОГАЗИФИКАЦИОННОЙ ТЕРМОПЕРЕРАБОТКОЙ
Гринько А. М.,
Токаревский В. В., ГСП «Техноцентр»,
Киев, Украина
Верюжский Ю. В.,
Научно-исследовательский институт
механики быстропротекающих
процессов, Киев, Украина
В Чернобыльской зоне
отчуждения накоплено значительное
количество аварийных
трудно-горючих РАО, в том числе
смеси высокоувлажненных
разнородных материалов, содержащих
неорганические (бетон, кирпич и
другие строительные материалы) и
органические (древесина, графит,
пластикат и др.) компоненты.
Задача сокращения объемов таких
РАО, особенно тех, которые
сосредоточены в ПВЛРО, выбор
принципа технологии, увеличение
коэффициентов компактирования,
коэффициентов перехода
радионуклидов в конечный продукт —
золу, имеет первостепенное
значение.
Созданные совместно ГСП
«Техноцентр» и НИИМБП лабораторные
и экспериментальная установки
производительностью
пиропереработки 30—50 кг/ч позволили
наряду с компьютерным
моделированием исследовать
особенности пиропереработки
аварийных РАО и массопере-носа
радионуклидов.
Оценка массопереноса
радионуклидов при пиропереработке
важна для достижения высоких
технологических показателей
оценки сегрегации, экологической
безопасности.
Моделирование и оптимизация
технологических параметров
выполнялись с использованием
программного комплекса Selector. Была
рассмотрена система C-Cs, Sr, U, Pu, Am, N, O,
Н, Cl, которая описывает продукты
взаимодействия органической
составляющей, воздуха-окислителя,
радионуклидов, добавок. Особое
внимание в расчетах было уделено
массопереносу за счет летучести
радионуклидов и их соединений.
Рассмотрено влияние на летучесть
радионуклидов различных
соотношений (топлива) углерод —
воздух, добавок хлора, паров воды,
дополнительного кислорода,
повышения общего давления и др.
Массоперенос основного
дозообразующего нуклида Cs
уменьшается при переходе от
восстановительных к окислительным
условиям; при росте температуры
массоперенос Cs возрастает за счет
образования гидроксидного
комплекса CsOH; добавка водяного пара
способствует значительному
массопереносу Cs и Sr за счет
формирования гидроксидных
комплексов; добавка кислорода в
окислительной области не влияет на
массоперенос радионуклидов.
При экспериментальных
исследованиях в качестве шихты для
пиропереработки использовались
загрязненные аварийными
радионуклидами Cs, Sr, U, Pu, Am материалы
(древесные порубочные смеси
разнородных материалов, аналогов
ПВЛРО, с влажностью до 60% и
содержанием неорганики до 80%).
Нуклидный состав шихты, золы и
других продуктов пиропереработки
исследовались радиохимическими
(гамма, бета, альфа),
спектрометрическими и
радиометрическими методами.
Изучили: влияние технологических
параметров на процесс
пиропереработки; коэффициент
компактирования; коэффициенты
массопереноса и перехода Cs, Sr, Pu, Am в
золу и различные узлы установки;
влияние на массоперенос добавок в
шихту и газовую фазу, в том числе
минеральных, на состав продуктов
деструкции строительных
материалов и минеральных добавок,
на формирование в золе стойких
химических соединений
радионуклидов.
Экспериментально установлено, что
коэффициент компактирования шихты
составляет 95—160, коэффициент
перехода в золу Cs и Sr — 90—98%.
Сравнительный нуклидный состав
шихты и загрязненной золы приведен
в таблице.
Таблица
Удельная активность радионуклидов, кБк/кг
Наименование препаратов |
137Cs |
90Sr |
238Pu |
230,240Pu |
241Am |
| Шихта | 0,13 |
2,5 | 0,000098 |
0,0002 | 0,00013 |
| Зола | 22 |
91 | 0,018 |
0,037 | 0,015 |
Показано, что
введение глинистых добавок
способствует повышению
коэффициента перехода Cs и Sr в золу и
формированию в ней стойких
химических соединений в виде
стеклокри-сталлических
алюмосиликатов и силикатов Cs и Sr.
Полученные данные могут быть
использованы для разработки и
создания промышленного комплекса
на «Векторе-2», включающего пиро- и
плазмопереработку,
компактирование РАО.
Работа выполнялась в рамках
проекта 3029.
Grinko A. M., Tokarevskiy V. V., SSC «Technocentre», Kiev, Ukraine Veruzhskiy Yu. V., Research Institute for Mechanics of Quick-Proceeding Processes, Kiev, Ukraine
Technical data on modeling and
experimental study of pyrogasification thermal treatment and
compaction of combustible radioactive materials of the Chernobyl
Exclusion Zone are presented. Influence of process factors on
burden compaction, mass transfer of nuclides to the ash and units
of the set-up, and non-organic materials, role of mineral
additives in increase of transfer of nuclides to ash and
formation of stable chemical compounds are examined.
Гринько Дмитро Володимирович, м. н. с, Державний науково-дослідний інститут «Еластик», вул. Празька, 5, Київ, 02090, Україна. Тел. (044) 552-21-55
Токаревский Владимир Васильевич, д. т. н., проф., начальник Киевского филиала, ГСП «Техноцентр», просп. Науки, 46, Киев, 03028, Украина. Тел./факс (044) 524-66-91. E-mail tokarevskydogtechnocentre.com.ua
© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 24.04.07