Brevet FR2147995A1 — publié le 19730311

L'invention concerne un procédé d'élimination d'hydrogène à partir d'air, en particulier de tritium à partir des déchets gazeux des installations nucléaires. Dans l'état actuel de la technique, le tritium actif qui est produit dans les installation nucléaires, par exemple dans les générateurs de neutrons, est évacué dans l'atmosphère par les conduits des gaz perdus. Le tritium contaminP l'atmosphère et comme le tritium se fixe sur la vapeur d'eau ou s'y incorpore, son activité est ramenée sur la surface de la terre, par l'eau de pluie par exemple et est peut entre l'origine d'une détérioration des conditions environnantes. L'invention a pour objet un procédé qui permette d'éliminer quantitativement le tritium des gaz perdus et assure ainsi le maintien de la pureté de l'air. A cet effet, l'invention concerne un procédé pour éliminer l'hydrogène tel que le tritium de l'air, en particulier des gaz perdus d'installations nucléaires, caractérisé en ce que l'hydrogène est transformé en eau au moyen d'un catalyseur, d'oxyde de cuivre par exemple, et que cette eau est liée sur des substances solides par exemple du pentoxyde de phosphore servant de dessicateur. De même, l'oxygène et l'azote qui sont produits dans l'installation nucléaire peuvent être liés chimiquement, de sorte que l'installation nucléaire n'émet aucun gaz perdu. la figure 1 illustre un modèle d'exécution donné à titre d'exemple une installation destinée à l'exé- cution du procédé suivant l'invention. le gaz, sortant d'une ins tallationnucléaire qui n'est pas représentée, est envoyé d'abord dans un séparateur d'huile 2, où l'on sépare l'huile du gaz. Le gaz perdu est envoyé par un compresseur 3 dans un réservoir 4 pour que l'on puisse emmagasiner de grandes quantités de gaz. De ce réservoir, le gaz peut titre envoyé en passant par un détendeur 5, sur le catalyseur 6 (CuO, 40onc), où l'hydrogène est transformé par oxydation en eau, en particulier sous la forme de vapeur d'eau. Du catalyseur, le mélange de gaz et de vapeur d'eau est envoyé dans un dessicateur 7 qui est constitué par exemple d'un récipient d'un modèle connu rempli de P05. La vapeur d'eau est ici liée. Le récipient est enlevé à intervalles réguliers et l'eau active est emmagasinée d'une façon qui donne toute sécurité pour le rayonnement. Le gaz perdu d'où le tritium a été éliminé peut alors, sana dommage pour l'environnement, entre envoyé dans l'atmosphère, l'activité résiduelle éventuelle étant contrôlée par un moniteur 8. Un modèle amélioré d'exécution de l'appareillage décrit ci-dessus est représenté à titre d'exemple dans la figure 2. Alors que dans le première modèle, le gaz perdu ne peut titre envoyé qu'une seule fois sur le catalyset#, dans le second modèle d'appareillage, le mélange gazeux contaminé par du tritium provenant de l'installation nucléaire est envoyé > plusieurs reprises sur le catalyseur. Dans ce modèle d'installation aussi, le gaz est envoyé suivant la figure 2 sur un séparateur d'huile 9 et par une soupape 10 à un compresseur 11, puis par une soupape 12 à un réservoir 13. En donnant au réservoir 13 une dimension appropriée, on obtint la possibilité d'emmagasiner le gaz perdu. Pendant les arrêts du fonctionnement ou pendant la nuit, on effectue la liaison de l'hydrogène sous forme d'eau dans le dessicateur 15 en faisant passer le mélange gazeux sur un catalyseur 14 constitué de CuO. Le gaz désormais exempt d'activité est ensuite retourné par la canalisation 16 et par une soupape 17 dans le réservoir 13. Il peut effectuer ici une rotation répétée, car le meme gaz parcourt plusieurs fois le circuit, et pratiquement toute activité est éliminée. Le gaz perdu purifié est envoyé par pompage dans l'atmosphère en ouvrant les soupapes 18, 17 et 19, le contrôle étant assuré par un moniteur à tritium 20. L'appareillage représenté à titre d'exemple dans la figure 3 permet d'effectuer la liaison de la totalité du gaz perdu provenant de l'installation nucléaire, et de ne rien évacuer dans l'atmosphère. A cet effet, il est monté dans le dispositif décrit dans la figure 2 un circuit supplémentaire à l'aide duquel on peut lier chimiquement,efficacement, l'azote Le gaz à purifier est à nouveau envoyé, en passant par une pompe 21, un séparateur huile 32 et un compresseur 23, dans un réservoir 24. Ce gaz parcourt un circuit À qui correspond au modèle d'exécution de la figure 2. On dispose ici d'oxyde de cuivre catalyseur auquel est raccordé un dessicateur 26. L'oxygène restant est lié dans un récipient rempli de Ou. Des gaz perdus, il ne reste plus alors, abstraction faite de quantités négligeables de gaz rares, Rue de l'azote. Celui-ci est envoyé dans un circuit 3 pour se lier dans le récipient 28 à du lithium chaud, formant ainsi du nitrure de lithium. Cé nitrure est retiré du récipient à intervalles réguliers, tous les six mois par exemple. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1'invention. REVENDICA2IONS 10) Procédé pour éliminer l'hydrogène tel que le tritium de l'air, en particulier des gaz perdus d'installa- tions nucléaires, caractérisé en ce que l'hydrogène est transformé en eau au moyen d'un catalyseur, d'oxyde de cuivre par exemple, et que cette eau est liée sur des substances solides, par exemple du pentoxyde de phosphore servant de dessicateur. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, s'il est produit par à-coups des quantités plus importantes de gaz, on effectue un passage forcé sur une installation de stockage du gaz. 30) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la concentration en tritium est mesurée par un moniteur et que si la concentration en tritium augmente, il s'effectue une commutation automatique vers l'installation de stockage, pendant que cette installation est de nouveau vidangée quand le taux de tritium est normal. 40) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tritium transformé en eau est recueilli dans un récipient et est manipulé de façon à assurer la protection contre le rayonnement. 50) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz qui est produit par à-coups circule dans-le circuit de purification (8), c'est à dire est renvoyé sur le catalyseur, jusqu'à ce que le tritium gazeux soit transformé quantitativement en eau. 60) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit en plus du CuO qui est dans le four, du Ou pur, pour lier l'oxygène présent dans l'air évacué par transformation du Ou en CuO. 70) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit un circuit supplémentaire(B) dans lequel l'azote est lié chimiquement, par exemple par combinaison avec des métaux formant des nitrures.