Способ удаления радиоактивного иода из газов,содержащих окислы азота Советский патент 1981 года по МПК C01B7/14 B01J20/26 G21F9/02 

Изобретение относится к способу удаления радиоактивного иода из газов, содержащих окислы азота, который может быть использован в атомной промышленности.

Известный абсорбционный способ улавливания иода водными растворами сульфида аммония не пригоден для газовых систем, в которых присутствуют окислы азота и пары азотной кислоты. При контакте газовой фазы, содержащей окислы азота, с водным раствором в последнем образуется азотная кислота, под действием которой сульфид аммония разлагается.

Наиболее близким к изобретению является абсорбционный способ улавливания иода и метилиодида щелочными растворами (рН 9-10) с добавками солей.

Однако использовать этот способ для очистки газов, в которых присутствуют окислы азота и пары азотной кислоты, нецелесообразно, так как щелочь в основном расходуется на реакцию с ними. Кроме того, введенная в качестве добавки соль Na2S2O3 - в присутствии окислов азота и азотной кислоты разлагается. В процессе очистки газа от иода образуются большие объемы жидких радиоактивных отходов, что требует дополнительных мероприятий и затрат для их удаления и захоронения. Целью изобретения является уменьшеие объемов жидких радиоактивных отхоов Н сокращение расхода реагента.

Это достигается тем, что сбросные газы, одержащие радиоактивный иод и окислы азота, приводят в контакт с кремнийорганической жидкостью, из которой затем отувают растворенные окислы азота, после чего кремнийоргаиическую жидкость обрабатывают щелочным раствором, а регенерированную при этом кремнийорганическую жидкость направляют для контакта со сбросным газом.

Предпочтительно с целью ускорения процесса после отдувки окислов азота кремнийорганическую жидкость нагревать до 40-90°С и отдувать из нее иод, а регенериpoBanHyio при этом кремни 10рган1:ческую жидкость направлять для контакта со сбросным газом.

Пример 1. Газовую смесь, составленную из воздуха 10-40 об. %, окислов азота и пола, с концентрацией 200--31 мг/м пропускают через три последовательно соединенных барботера, заполненных иолиметилсилоксановой жидкостью ПА1С-10. В каждом барботере постоянно находится но 00 мл жидкости. Через барботеры осуществляют проток жидкости со скоростью 2,8-3,2 мл/мин. Температура жидкости 20-25°С. Расход газа через барботеры

составляет 1-2 л/мин (U 1,5-3 см/с).

В табЛ: 1 приведены полученные коэффициенты очистки (Коч концентрация иода в газе на входе барбстера

концентрация иода в газе на выходе барботера

При различных условиях.

Из приведенных данных видно, что во всех опытах были получены коэффициенты очистки выше 10, что является достаточным для предварительной грубой очистки газа от иода. По мере накопления в сборнике отработанную кремнийорганическую жидкость ПМС-10 переносят в сосуд для отдувки окислов азота. Через 100 мл отработанной жидкости в течение 10 мин барботируют чистый воздух со скоростью 2 л/мнн (3 см/с). Отдувку окислов азота проводят при температуре 20-25°С.

В табл. 2 приведены данные но уносу окислов азота и нода из отработанной крем нийорганической жидкости ПМС-10.

Примечание. Концентрация окислов азота в газовой смеси 41 об. %. Концентрация иода в пазе 411 мг/м

Учитывая, что при отдувке окислов азота небольшая часть нода выделяется в газовую фазу, поток дополнительного воздуха следует направлять на вход колонны, в которой происходит контакт сбросного газа с кремнийорганической жидкостью. В стационарном режиме между колонной и аппаратом для отдувки окислов азота будет циркулировать некоторое постоянное количество иода и окислов азота. Отработанную кремнийорганическую жидкость после отдувки окислов азота обрабатывают 10- 20%-ным раствором едкого натра. При однократной обработке ПМС-10 с концентрацией иода в ней 0,15-0,2 мг/мл в водную фазу извлекается 90-97% иода.

Полученные данные показывают, что

извлечение иода из кремнийорганической жидкости при непосредственной обработке раствором щелочи происходит с достаточной степенью. Регенерированную таким образом кремнийорганическую жидкость снова используют для улавливания иода из газа.

Пример 2. После отдувки окислов азота кремнийорганическую жидкость ПМС-10, содержащую 1 - 1,11 мг/мл иода,

пропускают через колонну, заполненную керамической насадкой. Диаметр колонки 30 мм. Высота слоя насадки 150 мм. Отдувку иода проводят в 20%-ный раствор едкого натра при температуре 90 и 50°С. Скорость газового потока (воздуха) 2 л/мин. Расход жидкости через колонну составляет 1,5-2 мл/мин. В нроцессе отдувки из кремнийорганической жидкости в газовую фазу нрн температуре 90°С выделяется более 99,9% иода, а при температуре 50°С - 94-95% иода. Регенерированную таким образом кремнийорганическую жидкость снова используют для улавлнвания иода по методике, описанной в примере I.

П р и м е р 3. Газовую смесь, составленную из воздуха, 7-10 об. % окислов азота и 350-400 .мг/м иода, пропускают через три последовательно соединенных барботера, заполненных полиэтилсилоксановыми

жидкостями ПЭС-7 или ВКЖ-94. В остальном методика нроведения опыта такая же, как и в примере 1.

В результате опыта установлено, что в течение 62 ч коэффициенты очистки остаются практичееки ностоянными. При скорости иротока жидкостей ПЭС-7 2,0 мл/мин и ВКЖ-94 - 1,8 мл/мин коэффициенты очистки в среднем соответственно равны 68 и 52.

При очистке 100 сбросного газа с содержанием в нем 10 об. % окислов азота н 400 мг/м радиоактивного иода использозание предлагаемого способа позволит уменьшить объемы жидких радиоактивных отходов в 1000-1200 раз и сократить во столько же раз расход реагентов.

Формула изобретения

1. Способ удаления радиоактивного иода нз газов, содержащих окислы азота, щелочным раствором, отличающийся

60 тем, что, с целью уменьшения объема жидких радиоактивных отходов и расхода реагента, газ контактируют е кремнийорганической жидкостью, отдувают из нее растворенные окислы азота и обрабатывают ще65 лочным раствором. 5 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, кремнийорганическую жидкость после удаления 6 окислов азота нагревают до температурь 40-90°С и отдувают пз нее под в щелочной раствор.