Очистка высокотемпературных газов (втг)

ПАВ – пенный аппарат волокнистый – очистка ВТГ после прокалки диураната аммония с улавливанием U₃O₈. Внешний вид и принцип действия показан на рисунке 1.

Рисунок 1. – внешний вид и принцип действия аппарата ПАВ

Барботер- холодильник (на плутониевой цепочке) – охлаждение газа, конденсация паров воды и кислоты, улавливание твердых частиц. На плутониевой цепочке – безопасного объема, на остекловывании – большого объема. Жидкий абсорбент – разбавленная азотная кислота. Охлаждение водяной рубашкой.

Очистка газовых выбросов от рбг

К числу РБГ, наиболее часто встречающихся в атомной энергетике, относят Kr, Xe, Ar. Они являются β и γ-излучателями. Основные радионуклиды и периоды их полураспада представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Периоды полураспада радионуклидов Kr, Xe, Ar

Радионуклид	Период полураспада	Радионуклид	Период полураспада
41Ar	1,82 часа	88Kr	2,77 часа
77Kr	1,1 часа	131m Xe	очень мал
85m Kr	4,36 часа	133Xe	5,27 сут
85Kr	10,6 года	135Xe	часа
87Kr	1,3 часа

РБГ образуются в реакторе в результате деления ядер урана. Так, при работе реактора выделяется 11 изотопов Xe.

Основной путь проникновения РБГ в организм – через органы дыхания.

РБГ требуют сложных очистных устройств для удаления, так как при нормальных условиях не вступают в химические реакции и очень плохо адсорбируются. В то же время, основная особенность большей части указанных в таблице 1 – короткий период полураспада, поэтому для освобождения газовых выбросов от короткоживущих РБГ используют адсорбционные колонны и газгольдеры.

Газгольдеры бывают двух типов: емкостного и лабиринтового. Их используют при: 1) небольших расходах газовой фазы; 2) когда можно ограничиться невысокой степенью улавливания (80÷90%).

Адсорбционные методы работают при сверхнизких температурах (до -185ºС), в качестве адсорбента чаще всего используют активированный уголь, при этом достигаются высокие коэффициенты адсорбции РБГ (см. таблицу 2).

Таблица 2 – Коэффициенты адсорбции РБГ на активированном угле марки СКТ-М, м³/м³, при различной температуре

Температура, ºС	Коэффициент адсорбции, м3/м3		Температура, ºС	Коэффициент адсорбции, м3/м3
	Kr	Xe		Kr	Xe
+20	22	4,9·102	-75	1,86·102	8,9·103
0	43,2	8,09·102	-110	3,0·102	1,9·104
-25	93,1	2,45·103	-130	5,5·102	6,1·104
-35	1,2·102	4,3·103	-140	9,1·102	1,4·105

Коэффициент адсорбции показывает, какой объем газа, приведенный к н.у., адсорбируется в единичном объеме адсорбента. Он зависит от физико-химических свойств адсорбента и температуры процесса.

Адсорбционные методы позволяют достичь высокой степени улавливания (более 99%). Для короткоживущих нуклидов РБГ адсорбционные колонны используют обычно по принципу «вечных колонн», которые работают в непрерывном режиме и длительное время не требуют регенерации.

В колонне одновременно происходят два процесса: 1) улавливание РБГ; 2) распад уловленного РБГ. Если скорость второго процесса равна или превосходит скорость первого, то срок службы «вечных колонн» определяется износом сорбента и загрязнением его посторонними веществами и продуктами распада РБГ.

Схема очистки газовых выбросов от РБГ представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема очистки газовых выбросов от РБГ

1 – теплообменник; 2 – сепаратор влаги; 3 – цеолитовые колонны (доулавливание водяных паров); 4 – угольный адсорбер; 5 – электрокалорифер (подогрев воздуха); 6 – фильтр грубой очистки; 7 – фильтр тонкой очистки.