Промислова екологія - Апостолюк C.O. - 6.3.2. Знешкодження та перероблення газоподібних радіоактивних речовин

Газоподібними радіоактивними відходами зазвичай вважають відходи, розподілені в атмосфері у вигляді аерозолів, диму, туману, пилу й газів. Процеси перероблення газоподібних відходів можна поділити на три групи: перероблення (знешкодження) рідких аерозолів — туманів, очищення від пилу та очищення повітря від радіоактивних газів.

Рідкі аерозолі утворюються у деяких вузлах технологічного процесу перероблення тепловидільних елементів ядерних реакторів (ТВЕЛ). Для тонкого очищення від туманів використовують самоочисні тонковолокнисті фільтри безперервної дії типу "Фартос" продуктивністю до 500 м3/год. Кінцеве контрольне очищення здійснюють на так званих абсолютних фільтрах із спеціальної тканини.

Пил у значній кількості утворюється на стадії різання ТВБЛів, прожарювання солей. Проводять двостороннє вловлювання: на стадії грубого очищення використовують турбулентні промивні фільтри, а для очищення від дрібнодисперсного пилу — металеві або металокерамічні фільтри.

При переробленні високоактивних пилогазових відходів необхідно підвищувати концентрацію в них радіонуклідів і скеровувати на захоронення та зберігання. Цей спосіб оброблення придатний і для радіонуклідів з великим періодом піврозпаду.

Для звільнення вентиляційних викидів від радіоактивних інертних газів (РІГ) (ізотопи криптону, ксенону, а також аргону — 41) застосовують абсорбційні установки або газгольдери (рис. 6.7). Принцип роботи газгольдера базується на тому, що короткодіючі (короткоживучі) радіонукліди (період піврозпаду Т1/2 ^ 41Аг — 1,82; 77Кг — 1,14; 88Кг — 2,77) за час перебування в ньому знижують радіоактивність внаслідок радіоактивного розпаду. Розрахунок газгольдера полягає у визначенні часу перебування в ньому за формулою [1]

деАк,Ап — кінцева та початкова активність речовини; т — час витримування газу в газгольдері, год; 7т1/2 — період піврозпаду радіонукліда.

У розрахунках задається відношення Ап/А , а час витримування знаходять за формулою

За об'ємною витратою ЯрІЯ радіоактивного інертного газу, що надходить у газгольдер, визначають: об'єм газгольдера Vг довжи-

Рис. 6.7. Схема адсорбційної установки для вловлювання радіоактивних інертних газів: І — сепаратор; 2, 2' — теплообмінники; 3 — вентилі; 4 — цеолітові колони; 5 — адсорбер; 6* — електрокалорифер; 7 — передфільтр; 8 — аерозольний фільтр; 9 — вентилятор; 10 — збирач

ну та площу поперечного перерізу (визначають із конструктивних міркувань), прийнявши швидкість руху РІГ у газгольдері 0,3 м/с.

Адсорбційну установку застосовують для високоефективного (понад 0,99) очищення викидів від РІГ. Установка працює таким чином. Очищений газ подають для охолодження в теплообмінник 2, а потім у сепаратор вологи і та аерозольний фільтр 8. Після фільтра гази подаються у цеолітові колони 4 для глибокого висушування до такого рівня вологості, який відповідає вмісту насиченої водяної пари при температурі адсорбції. Оскільки процес висушування здійснюється з виділенням тепла, то після колони газ спочатку подається в теплообмінник 2, а потім у вугільний адсорбер 5. Рух газу в установці забезпечується вентилятором 9, а регулювання витрати в цеолітових колонах досягається за допомогою вентилів 3. Висушувальні цеолітові колони працюють періодично: в одній здійснюється висушування газів, в іншій — регенерація гарячим повітрям, яке нагрівається в електрокалорифері з передфільтром 7. Розрахунок адсорбційних колон ґрунтується на досягненні необхідного зниження активності РІГ з колони. Методика розрахунку колон наведена в роботі [35].