Способ отверждения жидких радиоактивных отходов и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G21F9/16 

Изобретение касается охраны окружающей среды и относится, в частности, к переработке жидких радиоактивных отходов с применением неорганических вяжущих материалов типа цементов. Наиболее эффективно способ и устройство могут быть реализованы на пунктах пе- реработки -и захоронения радиоактивных отходов,-а также на предприятиях, имеющих цех по переработке радиоактивных- отходов с помощью неорганических вяжущих материалов.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса цементирования за счет сокращения времени предварительной выдержки цементного теста в бочках при одновременном повышении безопасности процесса хранения отвержденных жидких пяпипдкхивных отходов за счет увеличения абсолютной прочности цементного камня.

Сущность предлагаемого способа заключается в тангенциальной подаче жидких радиоактивных отходов под давлением в зону предварительного смешения через кольцевой зазор устройства, после чего полученное в результате .предварительного смешения цементное тесто обрабатывают в вихревом слое. Полученное таким образом радиоактивное цементное тесто под действием собственного веса удаляется из зоны вихревого слоя через решетку и заливается в бочки.

При, подаче потока жидких радиоактивных отходов под давлением через |кольцевой зазор он закручивается и, (поступая з зону предварительного гмеcfcсо о

4

00

оо

шения, создаст в ней разряжение. При поступлении цемента в зону предвари- тельного смешения и образования цементного теста созданное разряжение способствует дегазации последнего, причем процесс дегазации значительно интенсифицируется при окончательной обработке цементного теста в зоне вихревого слоя (степень дегазации при этом составляет 60-90%), что способствует повышению скорости твердения цементного теста и увеличивает прочность образовавшегося цементного камня.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит полый цилиндр из немагнитного материала, размещенный внутри индукторной обмоткиf причем в верхней части полого цилиндра имеется тангенциально расположенный штуцер для подвода жидких радиоактивных отходов, и кольцевой эазор, при этом выходная часть кольцевого зазора имеет форму усеченного конуса, своей вершиной направленного в зону предварительного смешения, а выходная часть полого цилиндра перекрыта решеткой. Во внутреннем объеме полого цилиндра, между обмотками индуктора, расположе- ны рабочие тела вращения, выполненные из ферромагнитного материала.

П р и м е р. Жидкие радиоактивные отходы с солесодержанием Юи-300 г/л к удельной активностью 5-10 Вк/л гомогенизируют и подают тангенциально под давлением 2-4 атм через штуцер в кольцевой зазор цилиндра. Поток жидких радиоактивных отходов, закручиваясь, поступает в зону предваритель - кого смешения о цементом, создавая разряжение в цилиндре. Расход цемента и жидких радиоактивных отходов регулируют так, чтобы раствороцементное отношение составляло 0,6-0,65. После предварительного смешения жидких радиоактивных отходов с цементом смесь поступает в зону вихревого слоя, где обрабатывается в течение 5-30 с. После обработки в вихревом слое полученное цементное тесто под действием собственного веса удаляется из зоны вихревого слоя через решетку

и направляется на затаривание в бочки. ( На чертеже схематично изображено Устройство для реализации предлагаемо- го способа.

Устройство состоит из полого ци- ( днндра I, изготовленного из нсмагннт5

Q 5 Q

0 ,Q

5

5

ного материала, помещенного внутрь индуктора 2, в верхней части полого цилиндра 1 расположен кольцевой зазор 3, к которому тангенциально подсоединен штуцер 4 подачи жидких радиоактивных отходов, а нижняя выходная часть 5 кольцевого зазора 3 имеет форму усеченного конуса, направленного своей вершиной в сторону зоны 6 предварительного смешения и зоны 7 вихревого слоя смесителя. Непосредственно под зоной 7 вихревого слоя смесителя находится решетка 8, а в зоне 7 вихревого слоя расположены рабочие тела 9 вращения.

Устройство работает следующим образом.

Индуктор 2 устройства для отверждения жидких радиоактивных отходов подключают к источнику электрического тока, в результате чего происходит образование вращающегося электромагнитного поля, под действием которого ферромагнитные тела 9 вращения приходят в сложное движение, создавая вихревой слой. Жидкие радиоактивные отходы через штуцер подачи жидких радиоактивных отходов 4 подают тангенциально под давлением в кольцевой зазор 3. Закручиваясь в кольцевом зазоре 3, жидкие радиоактивные отходы через нижнюю выходную часть 5 кольцевого зазора 3 поступают в зону 6 предварительного смешения смесителя, где происходит их предварительное смешивание с цементом, который поступает сверху под действием собственного веса. После этого указанная смесь перемещается в зону 7 вихревого слоя смесителя, где подвергается воздействию вихревого слоя и через решетку 8 удаляется из устройства в емкости (бочки) для отверждения.

Использование изобретения (способа отверждения жидких радиоактивных отходов и устройства для его осуществления) позволяет по сравнению с прототипом улучшить физико-механические свойства радиоактивного теста за счет повышения его скорости твердения при одновременном повышении абсолютной прочности образующегося цементного камня.

Экспериментальные результаты приведены з таблице.

Из таблицы видно, что изобретение позволяет обеспечить увеличение скоростм твердения цементной о 1еста, а также абсолютной прочности цементного камня по сравнению с прототипом в 2-3 раза, из чего следует, что время, необходимое на промежуточное хране- ,ние, снижается ц 2-3 раза, следствием чего является повышение экономичности процесса переработки жидких радиоактивных отходов при одновременном ПОВЫтении безопасности процесса хранения отвержденных жидких радиоактивных отходов ,

15

Формула изобретения

1. Способ отверждения жидких радиоактивных отходов, включающий их предварительную гомогенизацию, подачу в смеситель, смешение с цементом в сме- 20 сителе, выгрузку полученного цементного теста в бочки, предварительную выдержку цементного теста в бочках до отверждения и транспортировку отверж- денного цементного теста в бочках к месту захоронения, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса цементирования за счет сокращения времени предварительной выдержки цементного теста зо в бочках и повышения безопасности процесса хранения отвержденных жидких

25

Q

5

0 о

радиоактивных отводов я чгг упемнчс ния абсолютной прочности цементно)о камн 1, жидкие радиоактивные отходи подают в смеситель тангенциально под давлением, после чего осуществляют обработку полученного цомгнтнпго теста в вихревом слое.

2. Устройство дтя отверждения жидких радиоактивны отходов, включаыгаее смесительный лпемент, расположенный внутри полого цилиндра, штуцеры для подачи жидких радиоактивных отходов, цемента и выгрузки цементного теста, отличающееся тем, что.по- цилиндр изготовлен из немагнитного материала и им ее1 в верхней части кольцевой зазор, к которому тангенциально присоединен штуцер подачи жидких радиоактивных отходов, нижняя выходная часть кольцевого зазора имеет форму усеченного конуса и направлена своей вершиной в сторону зоны предварительного смешения, причем пот и ци

линдр размещен внутри индуктора, нижняя часть полого цилиндра перекрыта рететкой, а вьутри цилиндра, в прост-1 ранстве, ограниченном нндуктопом, в качестве смеснтетьно и элемента размещены тела вращенгя, представляющие собой частицы, ичготоьленн .ie из ферромагнитного материала.

Изобретение относится к переработке жидких радиоактивны:: отходов с помощью гидравлических вяжущих материалов. Целью изобретения ЯРШЯСТСЯ повышение экономичности процесса и безопасности хранения. Цель достигается благодаря тангенциальной подаче жидких радиоактивных отходов под давлением в зону предварительного смешения с цементом через кольцевой запор устройства, после чего полученное в результате предварител чого смешения цементное тесто оРрабатыт- т1 в них- ревом слое. Изобретение позволяет увеличить скорост - тлердени т цементного теста, а такко абсолютной прочности в 2-3 раза, 2 с.п. ф-пы, 1 табл., 1 ил. 8

ЖРО - жидкие радиоактивные отходы.