Очистка технологических газов

Лекция 13. Технологии очистки газообразных радиоактивных отходов АЭС

При работе ядерного реактора основные источники образования радиоактивных продуктов и нейтральных газов следующие:

· образование осколочных радиоактивных продуктов: ксенон, криптон, йод, цезий, рубидий, рутений (высокой летучести).

· активация воздуха в нейтронном поле, в результате образования изотопов кислорода – 16, азота – 14 и аргона – 41 с наведенной радиоактивностью.

· радиолитическое разложение воды под давлением и химических добавок (аммиак, гидразин) – азот, водород (NH₃ – нашатырь, N₂H₂ – диамид).

· распыление продуктов коррозии конструкционных материалов.

Различают два основных направления газоочистки.

· очистка технологических газов в стационарном режиме работы, при перегрузке топлива, в ремонтах, в различных аварийных ситуациях;

· очистка вентиляционного воздуха, поступающего из технологических помещений АЭС.

Применяют систему газоочистки (СГО), основанную на выдержке в емкостях газгольдеров, или на сорбции радиоактивных благородных газов (РБГ) и йода (I) активированном углем.

Используется во всех случаях явление распада и снижения концентрации РГ.

Недостатки газгольдера:

· содержание в газах водорода;

· опасность образования гремучей смеси, разбавление инертным азотом увеличивает общий объем, а собственно доля радиоактивных газов снижается;

· опасность выхода РГ из газгольдера при разгерметизации.

Поэтому более эффективен метод сорбции РГ активированным углем, затем выдержка только очищенных слаборадиоактивных газов, выброс неактивных газов в атмосферу.

Применяют две схемы сорбции:

а) – разбавление радиолитического H₂ азотом N₂;

б) – дожигание H₂ на входе в технологическую линию очистки.

Обычно применяют 2–3 линии СГО с дублированием фильтров для проведения ремонтов и их встряхивания (очистки).

а)

1 – трубопровод подачи газов; 2 – теплообменник охлаждения до 10–20 ºС и конденсации водяных паров; 3 – аэрозольный стекловолокнистый фильтр; 4 – цеолитовый или силиконовый фильтр (осушка); 5 – адсорбер (хроматографическая колонна);
6 – газодувка; 7 – вентруба (большая часть схемы работает над разряжением).

б)

1 – дегазатор; 2 – нагреватель (на 30–40 ºС выше t_s); 3 – рекомбинатор (платиновый
или палладиевый); 4 – конденсатор; 5 – охладитель; 6 – аэрозольный фильтр;
7 – цеолитовый фильтр; 8 – фильтр-адсорбер; 9 – газодувка; 10 – вентрубы;

Рис. 13.1. Схемы сорбции радиоактивных газов:

а – с разбавлением газов азотом; б – с дожиганием водорода на входе