Способ переработки горючих радиоактивных отходов Советский патент 1992 года по МПК G21F9/32 

лящего вещества. Соотношение сажи и ЭОЛЫ в камере дожита составляет 10- 20 о6.%. Бункер сбора и выгрузки саж из регенерируемых фильтров системы газоочистки снабжен дозатором сажи и соединен с камерой дожига золы герметичнь м каналом с механизмом транспортирования сажи (например, виброканалом), при этом канал на входе и выходе снабжен гермоклапа- нами.

Продукт дожигания сажи и золы получают в виде стеклоподобиого вещества, значительно более радиа- ционно безопасного нз-за отсутствия пыпения, чем продукты, полученные без совместного дожигания.

Наличие гермоканала с гермокла- панами и механизмом транспортирования позволяет подавать сажу в камеру дожига золы в любое время, например после окончания цикла сжигания ра- диоактивных отходов и регенерации фильтров газоочистки или после окончания нескольких циклов сжигания отходов и регенераций фильтров.

На чертеже показана установка сжигания радиоактивных отходов для. реализации предлагаемого способа.

Установка состоит из двухкамерной печи сжигания 1, снабженной шлюзовым каналом 2 загрузки отходов, камерой сжигания 3, топливной форсункой 4, поворотными иоздухоохлаждаемыми перфорированными колосниками 5, камерой дожига 6 золы, оборудованной поворотными воздухоохлаждаемыми и перфорированными колосниками 7, боксом выгрузки 8 золы и патрубками 9 ввода сажи и 10 вывода золы. Вне печи раз- мещены газоходы 11 и система газоочистки, включающая фильтр 12 грубой очистки, оборудованный регенерируемыми металлотканевыми фильтрующими элементами 13, бункером 14 сбора и выгрузки сажи с патрубком-дозатором 15, кожухотрубный водоохлаждаемый теплообменник 16, конденсатосборник 17 с водоотделителем 18, электронагреватель 19, абсолютный фильтр 20, вытяжной вентилятор 21, соедитттель- ный герметичный виброканап 22 с электроприводом 23, имеющий на входе и выходе гермоклапаны 24 и 25, соответстве шо, и выбросную трубу 2

Установка работает следующим образом.

В камере сжиг-ямия 3 производят зажигание жидкого топлива, подводимого через форсунку 4, и за счет тепла выделяемого при его сгорании, уста- новку выводят на рабочий режим с температурами: 950-1ПОО С в камере сжигания 3, 7ПО-750°С в камередожига 6, 22П-250°С на выходе из камеры фильтра 12. Затем отходы порционно через канал 2 подают в сжигания 1 на колосники 5, на которых происходит их сгорание с образованием золы и отходящих газов, причем воздух, необходимый для горения отходов подают через форсунку 4 и перфорации колосников 5 и 7. Отходящие газы, следуя по газоходам 11, проходят очистку сначала в фильтре 12, где на фильтрующих поверхностях элементов 13 оседают сажистые аэрозоли, затем в теплообменнике 16, в котором происходит отделение от газов конденсируемой фазы, стекающей в коиден сатосборник 17, после чего, проходя через водоотделитель 18, предотвращающий капельный унос жидкой фазы с газами, последние подогреваются электронагревателем 19 вьщ1е их точки росы и, окончательно очищаясь от ультрамелких аэрозолей в фильтре 20, выбрасываются вентилятором 21 в атмосферу через трубу 26, В процессе очистки топочных газов производят периодическую регенерацию фильтрующих элементов 13 путем обратной продувки их сжатым воздухом, при этом сажа отряхивается с поверхности элементов 13 и падает в бункер 14 сбора и выгрузки сажи, постепенно скапливаясь в патрубке-дозаторе 15. После сжигания партии отходов колосники 5 поворачивают на 90° вокруг их оси и выгружают горящую золу в камеру до- лсига 6 на колосники 7, после чего колосники 5 возвращают в исходное положение и приводят в действие электропривод 23, одновременно открыв входной гермоклалан 24. Порция сажи из патрубка-дозатора 15 поступает в виброкаиал 22 и с помощью пибра ши канала транспортируется вдоль него к камере дожига 6, Гермоклапаи 24 закрывают и открывают выходной гермо- клапан 25. Сажа через патрубок 9 поступает D камеру дожига 6 на слой дожигаемой золы, после чего закрывают гермоклапан 25. Переключение гермоклапанов 25 и 24 в указанной

последовательности предотвращает опрокидывание вентиляционных потоков отходящих газов и возможное воспламенение сажи в виброканале 22, В камере дожита 6 в присутствии открытого огня от дожигаемой золы происходит воспламенение и сгорание сажи с выделением значительного количества тепла за счет выгорания углерода. Температура сгораемой смеси золы с сажей поднимается до 1200°С, обеспечивая полное дожигание золы и сажи, их превращение в стеклоподоб- ное вещество, что влечет за собой сокращение их объема.

После окончания процесса дожигания и снижения температуры в камере до- жига 6 до 50-80 колосники 7 поворачивают на,90 вокруг их оси, выгружают стеклоподобный продукт в бокс выгрузк и 8 и из него через патрубок 10 направляют на затаривание и далее на захоронение.

Примеры реализации способа приве- деуты р таблице.

Как следует иэ приведенных даннЫх, сжигание радиоактивных отходов без совместного дожигания сажи и золы приводит к низкому (лЗб) коэффициенту сокращения объема и возможному запы- лению воздуха и поверхностей рабочих помещений радиоактивными аэрозолями при операциях выгрузки и затаривания сыпучих золы и сажи (пример 1).

Положительный эффект достигается в примерах 2-5. Однако при совместном дожигания сажи и Эолы в соотношении 20 об,% и более, хотя коэффициент сокращения объема максимален, а стекfO

Наилучший результат достигается в примере 4. Так при сжигании 1,0 M-J горючих радиоактивных отходов произвольного состава образуется в среднем 5 0,025 м золы и 0,003 м сажи, коэффициент сокращения объема отходов составляет около 36.

При совместном дожигании сажи с золой в соотношении 20 o6.Z данный коэффициент равен 92, что позволяет сократить объем конечного продукта еще в 2,5 раза, а также существенно улучтить радиационную обстановку при сжигании радиоактивных отходов.

Технико-экономическая эффективность описываемого способа заключается в том, что снижение объема тфи сжигании отходов позволяет в хранилище одного и того объема захоронить в 2,5 раза больше радиоактивных про- дуктов от сжигания отхоГдов, чем при извес иых способах. Кроме того, южнo избежать дополнительного расхода жидкого топлива, что снижает затраты на проведение процесса сжигания отходов, а также повьипает радиационную безопасность персонала оа счет сокращения пыления конечного продукта,

15

20

25

30

Формула изобретення

Способ переработки горючих радио- активньЕХ отходов путем сжигания их 35 в печи с камерой дожига золы и очисткой отходящих газов в системе газоочистки с регенерируемыми фильтрами« отличающийся тем, что, с целью поньшения степени сокращения

лоподобное вещество от спекания золы объема вторичных отходов и радиацион- и сажи значительно улучшает радиа- ной безопасности за счет превращения ционную безопасность проведення ежи- конечного продукта в непылящее; стек- гання отходов, повышение температуры лоподобное вещество, сажу из систеьш в камере дожига золы превьппает предел газоочистки подают в камеру дохига в жаропрочности конструкционных материа-45 СООТНОШЕНИИ 10-20 об.Х к объёму золы лов, что влечет за собой быстрый выход и совместно сжигают с .ней, печи сжигания из строя (пример 5).

fO

49А793

Наилучший результат достигается в примере 4. Так при сжигании 1,0 M-J горючих радиоактивных отходов произвольного состава образуется в среднем 5 0,025 м золы и 0,003 м сажи, коэффициент сокращения объема отходов составляет около 36.

При совместном дожигании сажи с золой в соотношении 20 o6.Z данный коэффициент равен 92, что позволяет сократить объем конечного продукта еще в 2,5 раза, а также существенно улучтить радиационную обстановку при сжигании радиоактивных отходов.

Технико-экономическая эффективность описываемого способа заключается в том, что снижение объема тфи сжигании отходов позволяет в хранилище одного и того объема захоронить в 2,5 раза больше радиоактивных про- дуктов от сжигания отхоГдов, чем при извес иых способах. Кроме того, южнo избежать дополнительного расхода жидкого топлива, что снижает затраты на проведение процесса сжигания отходов, а также повьипает радиационную безопасность персонала оа счет сокращения пыления конечного продукта,

15

20

25

30

Формула изобретення

Способ переработки горючих радио- активньЕХ отходов путем сжигания их 35 в печи с камерой дожига золы и очисткой отходящих газов в системе газоочистки с регенерируемыми фильтрами« отличающийся тем, что, с целью поньшения степени сокращения

700 800

10

1000 1100

Беэ совместного дожигания саж}1 и золы

Превращение в стеклоподобное вещество с последующим уменьшением объема

Изобретение относится к нерера- ботке радиоактивных отходов методом сжигания и может быть испол1эзовано для дожигания ядовитых иромыгалеинъгх и бытовых отходов. Целью изобретения является повьшение степени сокращения объема вторичных отходов и раИзобретение относится к переработке радиоактивных отходов, точнее к сжиганию твердых горючих радиоактивных отходов, и может быть использовано в установках сжигания радиоактивных отходов, имеющих камеру дожига зольного остатка и систему газоочистки с pereHepHpyeMbthfn фильтpa п, Целью изобретения является повышение степени сокращения объема ВТОР1ГЧНЫХ продуктов сжигания отходов - золы и сажи без дополните шноtianiffts .гдгд дагд1 яяевдагдяа( aerngtyy/T-N wragT диациоиной бе чппагностп зп счет препрап.ения копсмчюго продук та в напыляш.ее стеклоподобное nt-nu .cTno. Cyi4TiocTb изобретения яаклпочается в согП 1егтном сжш пгии уолы и спжи в камере дожитл золы, При этом сажу ия системы га;юочистк1 по окончании пикла сжигания отходов. Для подачи сажи п камеру дожита буккер сбора и выгрузки сажи в системе} газоочис тки соедпиеп с камерой дожига герметичным каналом с гермо- клапанами на оходо и выходе и меха- 1П1змоь трапсг О П И юлки саки, выполненным в виде iiineKODOixi iiHTc vre.nn, либо сам канал снабжен виброприво- дом. Совместное сжигание сажи и золы приводит к умен(ч-1е1пгю объема остаточных продуктов и получению их в стеклоподобном виде. Кроме того, coKpai iaercH расход топлива и повышается радиацио1П1ая безопасность переработки радиоактип)1ьгк от содов, 1 Ш1,, 1 табл. го расхода топлива с одновремннным повышением радианионной безопасности в проиессе сжигания радиоактивных отходов и сбора вторичных продуктов. По предлагаемому способу сажу из системы газоочистки подают п процессе сжигания отходов в камеру дожига золы II дожигают вместе с золой. Сжигание сажи в камере дои1гл позволяет поднять температуру в камере дожига до 12ПО С( достаточн то для эгМ)ектив- ного сокрапснир объема золы и сажи и получения стеклоподобного ИРПЫW с 4 со 4; -xl СГ) :

Объем золы