Научные разработки РХТУ им. Д. И. Менделеева

17. Материалы и технологии для атомной энергетики

ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ СБРОСОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ ОТ ТРИТИЯ

Область применения и назначение: очистка газовых сбросов предприятий и объектов атомной отрасли от трития до его концентрации, не превышающей уровня вмешательства.

Краткое описание и основные технические характеристики:

Тритий в газовых потоках объектов атомной отрасли содержится, в основном в форме воды и (или) молекулярного водорода. В основе разработанной технологии очистки (рис. 1) лежит противоточный процесс фазового изотопного обмена тритированной воды, пары которой содержатся в газовом потоке, с природной водой. Если в газе содержится тритий в виде водорода, он предварительно каталитически окисляется до воды, причем для этого процесса разработан специальный низкотемпературный катализатор (рис. 2). Газ, покидающий установку очистки, содержит тритий на уровне концентрации, не превышающей уровня вмешательства и, в случае воздуха, может быть сброшен в окружающую среду. Количество вторичных тритированных отходов в виде воды не превышает исходное содержание воды в очищаемом газе.


Рис. 1. Принципиальная технологическая схема процесса детритизации воздуха

Для примера: разделительная колонна фазового изотопного обмена для очистки газового потока в 1400м3/ч диаметром около 600мм и высотой около 10м, работающая при комнатной температуре, обеспечит степень очистки воздуха (отношение концентрации трития на входе и выходе колонны) не менее 1000. Количество вторичных отходов при 100% относительной влажности очищаемого газа – около 35кг/ч. Размеры аппарата каталитического окисления водорода зависят от его исходной концентрации в газе, но не превышают 0.5м3.

Преимущества:

В настоящее время для удаления тритированных паров воды из газовых потоков используется процесс адсорбции на цеолитах. Необходимой его стадией является регенерация адсорбента, требующая значительных энергетических затрат и усложняющая технологическую схему всей установки очистки.

Заявляемая технология требует значительно меньших энергетических затрат, проста с точки зрения необходимой аппаратуры и управления. Для расчета процесса и контроля за ним разработана математическая модель и компьютерная программа (рис. 3).


Рис. 2. Низкотемператрный катализатор окисления водорода
 
Рис. 3. Первая страница компьютерной программы

Степень освоения:

В РХТУ им. Д.И. Менделеева создана пилотная установка детритизации воздуха производительностью 20м3/ч (рис. 4). Кроме того, разработаны технологии, позволяющие, при необходимости, переработать вторичные отходы вплоть до получения чистого трития.


Рис. 4. Пилотная установка детритизации воздуха в РХТУ им. Д.И. Менделеева

Внедрение:

Разработанная технология предложена для внедрения для очистки воздуха производственных помещений ФГУП ПО «Маяк».

Правовая защита:

Патент РФ №2307708 от 31.01.2006 год

Форма сотрудничества:

Разработка по заказам, обучение персонала, пуско-наладочные работы

Авторы:

Э.П. Магомедбеков, директор ИМСЭН-ИФХ, к.х.н., доцент

Ю.С. Пак, кафедра химии высоких энергий и радиоэкологии, доцент, к.т.н.

М.Б. Розенкевич, кафедра технологии изотопов и водородной энергетики, заведующий кафедрой, д.х.н., профессор

Ю.А. Сахаровский, кафедра технологии изотопов и водородной энергетики, профессор, д.х.н., профессор

Телефон: +7(495)944-3082

Электронная почта: rozenkev@rctu.ru