СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2003 года по МПК G21F9/06 G21C19/46 

Описание патента на изобретение RU2217824C2

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно для утилизации радиоактивных жидких органических и неорганических веществ. Кроме того, изобретение может быть использовано в химической промышленности в экстракционных схемах по извлечению различных элементов или неорганических веществ.

Известные традиционные способы переработки радиоактивных отходов путем открытого сжигания при температурах выше 1000oС в случае переработки органических отходов экстракционной технологии неприемлемы, т.к. требуют сложной системы газоочистки и дальнейшей переработки образующихся жидких отходов. Кроме того, в процессе сжигания хлорсодержащих органических отходов образуются чрезвычайно опасные летучие токсиканты, такие как хлорированные дибензодиоксин и дибензофуран, предельно допустимая концентрация которых в воздухе составляет 0,1 нг/м3 (см. Егоров Г.Ф. "Радиационная химия экстракционных систем". - М.: Энергоатомиздат, 1986 г.)
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ переработки жидких органических отходов, содержащих 30% трибутилфосфата в н- парафиновых углеводородах, путем сжигания и переведения в твердые фосфаты, включающий отделение разбавителя от экстрагента с последующим термическим разложением экстрагента (см. Патент США 4039468, кл. 252-30.1, опублик. 1977 г.), которое заявителем и принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе жидкие органические отходы переводятся в жидкие неорганические отходы, которые в дальнейшем снова должны быть подвергнуты обработке, что ведет к дополнительным затратам, так как расходуется значительное количество дорогостоящей фосфорной кислоты.

Цель изобретения - упрощение процесса и полнота перевода радиоактивных отходов в стабильную форму, пригодную для длительного хранения с последующим захоронением.

Технический результат - получение сыпучей порошкообразной массы, подготовленной к длительному хранению уже в результате процесса термического разложения экстрагента.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих 30% трибутилфосфата в разбавителе, включающем отделение разбавителя от экстрагента с последующим термическим разложением экстрагента, особенностью является то, что отделение экстрагента от разбавителя проводят путем отгонки с острым паром, а термическое разложение осуществляют путем смешивания экстрагента с пористым материалом в присутствии катализатора при следующем объемном соотношении компонентов:
Экстрагент - 1,0
Пористый материал - 0,4-1,0
Катализатор - 1,5-2,0
и процесс термического разложения ведут при температуре 80-140oС.

Учитывая особые условия использования, способ отличается тем, что в качестве пористого материала используют активированный уголь, а в качестве катализатора применяют щавелевую кислоту.

При исследовании отличительных признаков описываемого способа не выявлено каких-либо известных аналогичных решений, касающихся их использования при реализации способа переработки.

Проведенный заявителем анализ уровня техники по имеющимся патентным и научно-техническим источникам информации позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, заявителем не обнаружен. Определение из выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения, что, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения условию "новизна".

Результаты дополнительного поиска известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного устройства, показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из определенного заявителем уровня техники не выявлено влияние преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения, на достижение технического результата. Поэтому заявитель предполагает соответствие данного изобретения критерию "изобретательский уровень"
Процесс каталитического обезвреживания органических отходов может быть представлен в следующем виде. Компоненты органических отходов при температуре 80-140oС вступают во взаимодействие с катализатором (смесь органических кислот). При этом органическая составляющая трибутилфосфата и катализатор переходят в газообразные продукты, а минеральная часть трибутилфосфата (фосфаты) и радионуклиды адсорбируются поверхностью дисперсного материала. При температуре ниже 80oС взаимодействия трибутилфосфата и катализатора не происходит, а при температуре выше 140oС образуются высокотоксичные и взрывоопасные газы. При объемном соотношении дисперсного материала и жидких органических отходов (трибутилфосфата) более чем 1,0:1,0 происходит неполное заполнение пористого материала фосфатами, при объемном соотношении менее чем 1,0:0,4 минеральная часть отходов адсорбируется не полностью и не происходит образования сыпучей порошкообразной массы. При объемном соотношении трибутилфосфата и катализатора более чем 1,0:2,0 происходит неполное разложение катализатора. При объемном соотношении менее чем 1,0:1,5 взаимодействие катализатора и трибутилфосфата не происходит.

ПРИМЕР
В стеклянный аппарат объемом 200 см3 с газоотводной трубкой загружали предварительно взвешенные определенные объемы активированного угля фракции 0,5-1,0 мм, катализатора (кристаллическая Н2С2O4) и раствор трибутилфосфата после отгонки разбавителя (гексахлорбутадиена). Газоотводную трубку аппарата соединяли с газосборником, аппарат нагревали до температуры исследуемого диапазона, выдерживали при этой температуре до образования сыпучей порошкообразной массы. По окончании каждого эксперимента определяли объем и состав конечного продукта, а также объем и состав газовой фазы. В тех же условиях проводили опыт по прототипу. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Как показывают результаты опытов, представленные в таблице, процесс разложения трибутилфосфата после отгонки гексахлорбутадиена из отработанной экстракционной смеси в присутствии активированного угля и катализатора до минеральной основы при температуре 80-140oС происходит в среднем за 2 часа. В результате образуется сыпучая порошкообразная масса, подготовленная к длительному хранению и пригодная для дальнейшего перевода в стеклоподобную матрицу, включения в органические связующие (битум) или создания на ее основе углеграфитового композита. Разложение трибутилфосфата в присутствии фосфорной кислоты при температуре 180oС (по прототипу) проходит за 6 часов до жидкого минерального остатка и смеси горючих газов.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- заявленный способ при его осуществлении предназначен для использования в промышленности, а именно в атомной энергетике и в технологии переработки радиоактивных отходов;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения с помощью описанных в заявке средств и методов;
- способ, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Похожие патенты RU2217824C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЭКСТРАГЕНТА, СОДЕРЖАЩЕГО ТРИБУТИЛФОСФАТ 2022
  • Алексеенко Владимир Николаевич
  • Аксютин Павел Викторович
  • Барцева Юлия Валерьевна
  • Кузьмин Владимир Иванович
  • Кузьмин Дмитрий Владимирович
  • Гудкова Наталья Владимировна
RU2791103C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОКСИДОВ УРАНА ОТ ПРИМЕСЕЙ 2009
  • Дорда Феликс Анатольевич
  • Лазарчук Валерий Владимирович
  • Сильченко Андрей Иванович
  • Тинин Василий Владимирович
  • Шикерун Тимофей Геннадьевич
RU2384902C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОБЛУЧЕННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА 2007
  • Ревенко Юрий Александрович
  • Кудрявцев Евгений Георгиевич
  • Романовский Валерий Николаевич
  • Федоров Юрий Степанович
  • Шадрин Андрей Юрьевич
  • Бондин Владимир Викторович
  • Бычков Сергей Иванович
  • Ефремов Игорь Геннадьевич
  • Мурзин Андрей Анатольевич
  • Бабаин Василий Александрович
  • Хаперская Анжелика Викторовна
  • Волк Владимир Иванович
RU2366012C2
Установка для регенерации радиационно-деградированных экстракционных смесей 2022
  • Скворцов Иван Владимирович
  • Белова Елена Вячеславовна
  • Серенко Юлия Владимировна
RU2781913C1
СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ 1999
  • Балахонов В.Г.
  • Дорда Ф.А.
  • Загуменнов В.С.
  • Комиссаров В.Г.
  • Короткевич В.М.
  • Лазарчук В.В.
  • Ледовских А.К.
  • Портнягина Э.О.
RU2170964C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА, ОБОГАЩЕННОГО ДЕЛЯЩИМСЯ МАТЕРИАЛОМ 1999
  • Круглов С.Н.
  • Волк В.И.
  • Кондаков В.М.
  • Короткевич В.М.
RU2171507C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ 1993
  • Кирпиченко Л.И.
  • Овсянникова К.П.
  • Плетнев А.П.
  • Манаков С.А.
  • Ревенко Ю.А.
  • Савельев В.Г.
RU2083009C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАЛЬТОЛА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 1992
  • Алексеенко С.Н.
  • Трофименко В.А.
  • Боков О.А.
  • Ревенко Ю.А.
RU2063420C1
СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ 1997
  • Хандорин Г.П.
  • Короткевич В.М.
  • Дорда Ф.А.
  • Дедов Н.В.
  • Деменко А.А.
  • Белов В.А.
  • Голощапов Р.Г.
  • Загуменнов В.С.
RU2114469C1
СПОСОБ ХРАНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ 1997
  • Голосовский А.П.
  • Косарева И.М.
  • Костин Э.М.
  • Кудинов К.Г.
  • Левит М.Г.
  • Разыграев В.П.
  • Ревенко Ю.А.
  • Савушкина М.К.
RU2143757C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 217 824 C2

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно для утилизации радиоактивных жидких органических и неорганических веществ. Способ включает отделение разбавителя от экстрагента с последующим термическим разложением экстрагента. Отделение экстрагента от разбавителя проводят путем отгонки с острым паром, а термическое разложение осуществляют при температуре 80-140oС путем смешивания экстрагента с пористым материалом в присутствии катализатора при следующем объемном соотношении компонентов: экстрагента 1,0, пористый материал 0,4-1,0, катализатор 1,5-2,0. Технический результат: получение сыпучей порошкообразной массы, подготовленной к длительному хранению уже в результате процесса термического разложения экстрагента. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 217 824 C2

1. Способ переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих 30% трибутилфосфата в разбавителе, включающий отделение разбавителя от экстрагента с последующим термическим разложением экстрагента, отличающийся тем, что отделение экстрагента от разбавителя проводят путем отгонки с острым паром, термическое разложение ведут при 80-140°С, смешивая экстрагент с пористым материалом в присутствии катализатора при следующем объемном соотношении компонентов:

Экстрагента 1,0

Пористый материал 0,4-1,0

Катализатор 1,5-2,0

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пористого материала используют активированный уголь.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют щавелевую кислоту.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2217824C2

US 4039468 A, 02.08.1977
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ 1996
  • Борисова Л.И.
  • Карельская Т.В.
  • Разина В.Н.
  • Сухаренко В.И.
RU2138087C1
СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЭКСТРАГЕНТА 1999
  • Иложев А.П.
  • Баранов С.М.
  • Евсеева Т.И.
  • Кипяткова Е.А.
  • Колтунов В.С.
RU2164360C1
Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом 1987
  • Борисенко Анатолий Николаевич
  • Колыбин Юрий Николаевич
  • Соболь Валентин Николаевич
  • Заславский Ефим Григорьевич
SU1460379A1
GB 1051978 А, 21.12.1966
Электростимулятор 1983
  • Мироненко Юрий Павлович
  • Мееркоп Геннадий Евсеевич
  • Москалев Виталий Алексеевич
SU1242185A1

RU 2 217 824 C2

Авторы

Воробьев А.В.

Зубов В.Н.

Кривицкий Ю.Г.

Мацеля В.И.

Даты

2003-11-27Публикация

2001-08-21Подача