TECHNOLOGY AND EQUIPMENT ENHANCEMENT FOR PYRO-TREATMENT OF RADIOACTIVE WASTES

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ПИРОПЕРЕРАБОТКИ РАО

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 накоплены значительные количества радиоактивных отходов, состоящих из смеси разнородных материалов: на основе органики — древесина, ядерный графит, резинотехнические и полимерные материалы, строительные материалы. По критериям принятия отходов на захоронение они должны быть компактированы, органическая горючая часть удалена. Существующие технологии пиропереработки РАО адаптированы, в основном, к переработке регулярных отходов.
В ГСП «Техноцентр» проведен комплекс работ по созданию установки производительностью 30—50 кг шихты/ч для пирогазификационной переработки отходов из разнородных материалов; определены оптимальные режимы их переработки, коэффициенты компактирования, коэффициенты перехода радионуклидов в золу и другие узлы установки, влияние добавок на минералообразование непосредственно в процессе пиропереработки с формированием химически стойких иммобилизованных соединений.
Учитывая дисперсность аэрозолей до 0,01—0,1 мкм, в системе газоочистки использовали высокоэффективный высокотемпературный фильтр ФАРТОС-2500 с фильтрующими элементами Ц-500. Установка укомплектована водяным котлом, в котором утилизируется тепло дожигания пирогаза мощностью 50 кВт.
Исследовались особенности пиропереработки радиоактивно загрязненных материалов ЧЗО: древесины, смеси разнородных материалов древесины с графитом, бетоном, кирпичом, древесины с пластикатом, рецептура 57/40, древесины с введенными минеральными добавками и др.
Оценивалось также влияние добавок паров воды, галогенов хлора и фтора, вводимых в шихту или газовую фазу, на технологические показатели процесса. Основными показателями процесса пиропереработки горючих РАО являются коэффициенты компактирования, перехода радионуклидов в золу, очистки от газообразных мелкодисперсных продуктов переработки, возможность связывания радионуклидов в стойкие химические соединения непосредственно в процессе пиропереработки или золе. Исследования показали возможность пиропереработки РЗМ на основе древесины с коэффициентом компактирования до 99 раз; при пиропереработке древесины с исходной удельной активностью основных дозообразующих радионуклидов до 1 кБк/кг зола содержит цезия и стронция более 10 кБк/кг и относится к низкоактивным РАО.
Коэффициент перехода цезия в золу при высоких температурах пиропереработки и введении паров воды достигает 70%; при пониженной температуре компактирования, введении галогенидов, минеральных добавок он достигает 98% за счет образования низколетучих соединений и минералов типа полуцита.
Введение в древесину неорганических строительных материалов с объемной долей до 80% показало возможность пиропереработки разнородной шихты. Исследованы продукты термодеструкции. В связи с более высокими теплопоглощающими характеристиками неорганических добавок по сравнению с древесиной при их введении отмечается стабилизация процесса термопереработки и возможность использования высокоувлажненной (более 50% влажности) шихты. Высокий столб шихты в реакторе установки, скруберные потоки в зоне сушки и пиролиза, минеральные добавки, газоочистка (циклон, стекловолокнистые фильтры Ц-500 с коэффициентом улавливания радионуклидов 99,95%, тканевый фильтр) обеспечивают требования по выбросам аэрозолей в атмосферу. В связи с выпуском новых фильтров Обнинского центра науки и технологий типа ФАС-350-Д, работающих при влажности 100% и повышенной температуре, тканевый фильтр ФПП-15 будет заменен на ФАС-355-Д.
Работа выполнялась при поддержке проекта 3029.

Grinko A. M., Tokarevskiy V. V., SSE «TechnoCentre», Kyiv, Ukraine
Veruzhskiy Yu. V., Research Institute for Mechanics of High-Speed Processes, Kyiv, Ukraine

Radioactive wastes accumulated in the Chernobyl exclusion zone represent a mix of different materials, including wooden waste, nuclear graphite, rubber and polymeric materials, and construction materials. They can only be accepted for disposal after the compaction and removal of combustible organic components. Existing pyro-treatment technologies for radioactive wastes are mainly designed to treat homogenous waste materials.
The SSE «Technocentre» has developed the pyro-gasification treatment plant to handle heterogeneous materials with the capacity of at least 30-50 kg of mixed charge per hour. As part of this work, optimum performance characteristics of this plant have been determined, including compaction ratio, radionuclide/ash transfer ratio, other technical characteristics, input rates for mineral additives required to produce stable chemical compounds.
Taking into account the dispersion rate of aerosols (up to 0,01-0,1 micrometer) in the gas-treatment unit, the high-efficiency high-temperature FARTOS 2500 filter with C500 filter components has been proposed. The treatment plant has a 50 kW heat recovery boiler to utilize heat generated in the pyro-gas afterburning process.

Главная страница

Сведения об авторах

Гринько Александр Максимович, канд. техн. наук, нач. отдела, ГСП «Техноцентр», просп. Науки, 46, Киев, 03028, Украина. Тел. (044) 524-67-02, тел./факс (044) 524-66-91
Токаревский Владимир Васильевич, д-р физ.-мат. наук, проф., директор, ГСП «Техноцентр», просп. Науки, 46, Киев, 03028, Украина. Тел. (044) 527-93-71, тел./факс (044) 524-66-91
Верюжский Юрий Васильевич, д-р физ.-мат. наук, проф., директор, Научно-исследовательский институт механики быстропротекающих процессов, просп. Комарова, 1, Киев, 03058, Украина. Тел. (044) 455-49-83, тел./факс: (044) 497-72-17, 406-74-24. E-mail

Последние изменения внесены 10.07.07