Спосіб руйнування іонітних смол спецводоочисток

0Q0080 ЛЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ N» СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 F \/hl ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ И305РЕТЕ1 Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) ^^7196^/2^4-26 (22) 01.08.88 (71) Предприятие "Донтехэнерго" Производственного объединения по наладк е , совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзтехэнерго" (72) С.П.Высоцкий, В.Н.Ружинский и Г.А.Заблуда (53) 5 ^ 1 . 1 8 3 . 1 2 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Информационный материал фирмы "JGC. Corporation" wet oxidation of radioactive sludges using hydrogen peroxide, p. 5, 1980. (5*0 СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ИОНИТНЫХ СМОЛ СПЕЦВОДООЧИСТОК (57) Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов атомных электростанций и позволяет повысить степень разрушения ионитовых смол при одновременном снижении расхода перекиси водорода в качестве окислителя. Способ разрушения ионитовых смол спецводоочисток атомных электростанций осуществляют путем их окисления перекисью водорода в присутствии катализатора, которым насыщают влажную смолу перед окислением, а ввод окислителя осуществляют ступен Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов атомных электростанций и может быть использовано в атомной энергетике и на водоочистных установках среднего машиностроения. 31-50 мато до полного растворения ионита. При окислении катионита в качестве катализатора используют F e Z f в количестве 0,1 моль/дм 3 влажного катионита, при окислении высокоосновного анионита-ионы меди з количестве 0,35 моль/дм 3 влажного ионита, а при окислении низкоосновного анионита - 0,0^ моль/дм ъ. Перекись водорода при разрушении катионита вводят сначала в количестве 10-20% от объема пульпы, а после резкого повышения температуры смеси дозирования перекиси водорода осуществляют с объемной скоростью 0,25-0,50 дм /^ кг; сухого ионита или 0,^-0,8 дмэ/(ч-дм3) влажного ионита. При разрушении высокоосновных анионитовых смол перекиси водорода дозируют сначала со скоростью 0,15 д м V M КГ сухого ионита или 0,30 дм /ч дм влажного ионита, а при появлении обильной пены скорость дозирования окислителя снижают в три раза. При разрушении низкоосновных смол перекись водорода сначала вводят в количестве 70 25% от объема пульпы, а после повышения температуры окислитель дозируют со скоростью 0,1 д м 3 (ч*кг) сухого ионита или 0 * дм 5 /{ч-дм 3 ) влажного ,4 ионита. h з.п. ф-лы, 1 табл. Цель изобретения - повышение сте* пени разрушения ионитных смол при одновременном снижении расхода перекиси водорода на их разрушение. Способ разрушения ионитных смол (катионитов или анионитов) спецво ел 00 1587851 тепла, которое достаточно для автомадоочисток атомных электростанции тического протекания реакции. Вследосуществляют путем их окисления пествие этого исключается необходирекисью водорода в присутствии камость выполнения сложных операций тализатора в виде соли двухвалентпо предварительному разогреву ионитного металла, при этом смолу перед ной пульпы. Первоначальный ввод перевводом окислителя насыщают каталикиси водорода в количестве, необходизатором, а ввод окислителя в обрамом для начала реакции, например батываемую смолу осуществляют ступен1/6 об. от исходного объема влажного чато, сначала в количестве, достаионита, обеспечивает спокойное проточном для начала реакции, а затем хождение реакции бея сильного расогпосле истечения индукционного перева, появления обильной пены и выбриода - остальную часть ЬЦО^ до росов продуктов реакции из реактора. полного растворения ионита. В каЭтому же способствует выдержка ионитчестве катализатора при окислении ,ной загрузки с частью перекиси в катионита используют соль двухватечение индукционного периода, наприлентного сернокислого железа в колимер 3~5 ч, и последующая подача печестве 0,1 моль/дм влажного катио+a рекиси водорода с объемным расходом нита в пересчете на F e , а при [0,25-0,5 дм /ч на 1 кг первоначальной^ окислении высокоосновного анионита 20 массы сухого ионита 0,^-0,8 д м 3 (ч*дм3) сернокислую медь в количестве исходного влажного ионита. Во влаж'0,35 моль/дм влажного ионита и низном катионите содержится такое коликоосновного анионита 0,0^ моль/дм 2 чество воды, которое обеспечивает в пересчете на Си' ''. При разрушении ]катионитных смол перекись водорода 25 заполнение межзернового объема заі— рузки - заполнение водой порозности вводят сначала в количестве 10-20% слоя. Применение в качестве каталиот объема пульпы и после истечения затора соединений меди, например, ' индукционного периода, сопровождаев количестве 0,35 моль/дм3 влажного мого резким повышением температуры высокоосновного анионита и 0,0*t моль/ смеси, осуществляют дозирование пе/дм 3 влажного низкоосновного анионирекиси водорода с объемной скорос3 та позволяет увеличить степень разтью 0,25-0,50 дм /(ч кг! сухого катиорушения анионитов и снизить расход нита или 0,0^-0,8 дм V ^ дм^; исходноперекиси водорода на его окисление. го влажного катионита. При этом процесс разрушения высокоосПри разрушении анионитных высоконовных анионитов сначала со скоростью 35 основных смол перекись водорода до0,15 дм 3 /(ч-кг) веса сухого анионита зируют поэтапно с выдержкой во вре(0,30 дм / ( ч м 3 ) исходного влажного мени вначале со скоростью не более ионита). При появлении обильной пены 0,15 Дм3/0-с- кп сухого з-нионита или скорость дозирования окислителя сни0,30 дм ^(ч-дм3) исходного влажного жают в три раза. При разрушении низанионита, а при появлении обильной коосновных смол перекись водорода пены скорость дозирования окислитесначала вводят в количестве 20-25% ля снижают в три раза. При разрушеот объема пульпы, а после повышения нии анионитных низкоосновных смол температуры окислитель дозируют со перекись водорода вводят сначала в скоростью 0,1 дм /(ч-кг) ионита.В ка45 честве примеров конкретного выполнеколичестве 2.0-25% от объема пульпы, а после повышения температуры окисния процесса окисления ионитов прилитель дозируют со скоростью 0,1 дм / ведены технологии разрушения катиониДч кг) сухого анионита или 0,4 дм / та КУ-2-8, высокоосновного анионита / ч дм ^исходного влажного анионита. ( АВ-18-8 и низкоосновного анионита Применение концентрации катали50 АН-31. затора. 0,1 моль/дм 3 влажного катионита с предварительным насыщением П р и м е р 1. Разрушение катиокатионита катализатором путем воздушнита КУ-2-8. Для разрушения было ного или другого типа перемешиаания взято 2 кг сухого (3.2 дм 3 влажного) 1 позволяет упростить технологию за 55 катионита КУ-2-8. К катиониту было счет вступления в реакцию большего добавлено 80 т FeSO^ 711^0, после количества частиц ионита с выделением чего катионит перемешивают с раствов процессе реакции такого количества ром сульфата железа в течение 15 мин 3 1587851 и в ионитную пульпу вводят 0,3 д м перекиси водорода. После выдержки в течение * ч началась реакция окисле4 ния катионита с выделением тепла, рез-,, ким повышением температуры и продуктов реакции. В реагирующую пульпу с объемным расходом 0,5 дм^/ч на 1 кг ионита подают перекись водорода до полного растворения катионита, при jg этом израсходовано 5,7 дм перекиси водорода. П р и м е р 2. Разрушение высокоосновного анионита ЛВ-17'8, Для разрушения взято t кг сухого ЛВ-17-8 15 (1,8 дм влажного). К влажному пниониту добавлено 1^0 г CuSO A ЬН 2 О. После перемешивания шихты в течение 15-20 мин к ней постепенно с объем3 ной скоростью 0,15 дм Дч.кг) исходного 20 я сухого анионита (0,30 д м * / ( ч д м ) исходного влажного ионита)в течение 8 ч подают перекись водорода. После выдержки во времени (16 и) повторно введено то же количество перекиси 25 водорода и с той же скоростью. Через 16 ч выдержки проведены еще три этапа в разрушении смолы, отличакхчиеся от двух описанных выше уменьшенной а три раза скоростью дозирования пере- 30 киси водорода, что было вызвано обильным пенообразованием. Растворение прошло за 7 сут. При этом израсходовано 6 дм перекиси водорода. ность ионообменных смол при переводе смол в растворенное состояние остается такой же, как и в прототипе. Однако предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить удельные объемы радиоактивных веществ, подлежащих захоронению в хранилищах, затраты на процесс переработки радиоактивных отходов и унифицировать процесс переработки за счет приведения отходов к одному гомогенному состоянию растворенные отходы. Далее эти отходы упариваются и отверждаются по известным технологиям. Ф о р м у л а I. и з о б р е т е н и я Способ разрушения ионитных смол спецводоочисток атомных электростанции путем их окисления перекисью водорода в присутствии катализатора в виде соли двухвалентного металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени разрушения смол при одновременном снижении расхода перекиси водорода, ионитную смолу перед вводом окислите* ля смешивают с катализатором, а ввод перекиси водорода в обрабатываемую смолу осуществляют ступенчато, сначала в количестве, достаточном для начала реакции окисления, а после истечения индукционного периода постепенно вводят остальную часть пере35 киси водорода до полного растворения * ионитной смолы. П р и м е р 3. Разрушение низкоосновного анионита АН-31- Для разрушения взято 1 кг сухого анионита АН-31 {2 дм 3 влажного). К влажному аниониту добавлено 2,5 г CuS0 4 5Н г 0. После перемешивания шихты в течение 40 15~20 мин к ней добавлено порциями 1,5 дм перекиси водорода, сначала 20-25% от объема пульпы, а после повышения температуры окислитель дозируют со скоростью 0,1 дмл/(Н кп сухо45 го ионита или 0,4 д м " / ( ч д м 3 ) влажного ионита, реакция растворения анионита заканчивается за 1,5 ч. В таблице приведены основные характеристики процесса разрушения 50 ионообменных смол, принятые в предлагаемом способен представлены сравнительные данные с прототипом. По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет осуществить без предварительного подогрева разрушение 55 ионообменных смол на Э9^ и значительно снизить расход дорогостоящего реагента перекиси водорода. Радиоактив 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве катализатора при окислении катионитной смолы используют соль двухвалентного железа в количестве 0,1 моль/дм 3 влажной смолы е пересчете на Fe a , a при окислении эысокоосновной или низкоосновной анионитной смолы - соль сернокислой меди в количестве 0,35 моль/дм^для влажной высокоосновной анионитной смолы и 0,04 моль/ /дм 1 для влажной низкоосновной анионитной смолы в пересчете на Си 7+. 3. Способ по пп. 1, 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при разрушении кэтионитных смол после истечения индукционного периода, сопровождаемого повышением температуры, осуществляют дозирование перекиси водорода с объемной скоростью 0,5П дм 5 / Дч кг) сухой смолы или 0,8 ям*Дч'Дм1 влажной. 8 1587851 h. Способ по п п . 1 , 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при разрушении анионитных высокоосновных смол перекись водорода дозируют со с к о ростью не более 0,15 Дм3Дч - к г ) сухой смолы или 0,30 дм VlH ДМ"3) [влажной. 5. Способ по п п . 1 , 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при разрушении анионитных низкоосновных смол і после повышения температуры окислитель дозируют со скоростью 0,1 д м 3 / Дч-кг; сухой смолы или 0,4 дм Д**дм^ влажной. Способ Параметры процесса известный предлагаемый Для катионита КУ-2-8чС Удельный расход перекиси, г / г , катионита Тип катализатора Концентрация катализатора 10 0,02 моль/дм Подогрев шихты, С Степень разрушения катиони__ _ о, т а , /о 2 FeSO4 0,1 моль/дм3 влажного ионита 100°С 95 Для анионита Удельный расход перекиси, г/г, анионита Тип катализатора Концентрация катализатора FeSO * з 0,02 моль/дм Подогрев шихты Степень разрушения ионита, % 100°С 95 10 6 CuS0 4 ; CuCl ь 0,35 моль/дм ионита влажного 99 Редактор Т.Шагова Составитель В.Вилинская Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская Заказ 2722/ДСП Тираж 578 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР П3935» Москва, Ж-35, Раушская наб. , д . Производственно-издательский комбинат "Патент 11 , г^Ужгорол, ул.Гагарина, 101