Подбор условий для повышения эффективности расслаивания фаз в процессе реэкстракции 137Сs из отработанных вакуумных масел

После прохождения защитной колонки газовый поток, очищенный от радиоактивного метилйодида, выбрасывается мембранным насосом (9) в вытяжной шкаф.

Стенд прошел аттестацию во ФГУП ВНИИФТРИ. В результате были подтверждены все рабочие параметры стенда.

Таким образом, в результате проведенных работ впервые в России создан аттестованный йодный стенд, на котором будут проводиться научные исследования, а также обучение студентов.

Список литературы

1. Сорбенты. Методы испытаний. ГОСТ 16187-70 - ГОСТ 16190-70. Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, М., 1970, 19 с.

2. Standard Test Method for Nuclear-Grade Activated Carbon. Designation D3803-91 (Reapproved 2004).

3. EUROATOM - Seminar uber Iodfilter und ihre Prufung, Karlsrue, Doc V/559/74, (1974).

4. Testing and Monitoring of Off-Gas Cleaning Systems at Nuclear Facilities. Technical Rep. series N 243, IAEA, Vienna, 1984.

УДК 621.039.7

В.В. Заварзина, Д.Ю. Сунцов*, Е.А. Тюпина, А.Е. Савкин*

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия *ГУП Мос НПО “Радон”, Москва, Россия

ПОДБОР УСЛОВИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАССЛАИВАНИЯ ФАЗ В ПРОЦЕССЕ РЕЭКСТРАКЦИИ 137С8 ИЗ ОТРАБОТАННЫХ ВАКУУМНЫХ МАСЕЛ

Demulsifiers for adding to water phase increasing the efficiency of re-extraction of caesium from waste pump oils due to reducing time of the process and raising the quality of stratification are found.

Подобраны деэмульгаторы, введение которых в водную фазу при реэкстракции радионуклидов цезия из отработанных вакуумных масел значительно сокращает время и повышает качество расслаивания фаз, что существенно увеличивает эффективность процесса.

Одной из важных экологических проблем является утилизация жидких органических радиоактивных отходов (ЖОО), образующихся при эксплуатации объектов ядернотопливного цикла, которые в настоящее время практически не подвергаются очистке от радионуклидов, а собираются в емкости временного хранения. Как правило, ЖОО представляют собой смесь отработанных масел и других нефтепродуктов, растворителей, промывочных жидкостей и прочих примесей, причем основную долю составляют масла различного происхождения. Выделение из подобного сырья базовых компонентов требует применения сложных, многостадийных и дорогостоящих технологий.

В связи с этим большое значение имеет полное или частичное восстановление качества отработанных масел (дезактивация) с целью их повторного использования по прямому назначению или для иных целей.

В качестве способа дезактивации отработанных масел может быть рассмотрена реэкстракция радионуклидов водными фазами различных составов.

Одной из основными проблем при проведении реэкстракции в условиях интенсивного контактирования фаз является неудовлетворительное время и качество расслаивания фаз ввиду высокой вязкости масла и образования устойчивой водомасляной эмульсии.

Ранее были подобраны составы водной фазы [1], а также исследовано влияние разбавления органической фазы различными легкими углеводородами с целью уменьшения ее вязкости. Целью данной работы являлось повышение эффективности реэкстракции ^^s из отработанных вакуумных масел путем подбора параметров для увеличения скорости расслаивания фаз при помощи деэмульгаторов.

Обзор литературы показал что, поскольку массообменные процессы в значительной степени зависят от присутствия деэмульгаторов, разработано и синтезировано огромное количество различных деэмульгаторов, гидрофобизаторов и пеногасителей для глубокого обезвоживания и обессоливания нефтей и других нефтехимических процессов. Основываясь на литературных данных для исследований были выбраны более 10 деэмульгаторов, однако после предварительных экспериментов для подробного изучения были отобраны 3 образца: Пента-465, Пента-469 и лапрол в толуоле.

Пента-465 - универсальный пеногаситель. Продукт представляет собой вязкотекучую жидкость, светло-желтого - светло-серого цвета, которая смешивается с водой в любых соотношениях и эффективно используется в процессах, сопровождающихся обильным и средним пенообразованием, а также предупреждает излишнее пенообразо-вание будучи заранее введенным в композицию. Пеногаситель работает в широком интервале температур -20+120 0С, при pH 3-12. Рабочая концентрация составов от 0,01 до

0,0001 г/л. Скорость падения пены 0,05-0,06 см/с.

Пента-469 - кремнийорганический пеногаситель, представляет собой белую подвижную жидкость, легко разбавляемую водой. Продукт характеризуется эффективным и устойчивым подавлением пены в течение длительного времени, стабилен при pH 4-11. Устойчив при хранении в заводской упаковке в течение года, разбавленные растворы сохраняют эффективность свыше 5 недель. Рабочая концентрация составляет 50-100 ppm.

Лапрол - пеногаситель алкиленоксидного типа, представляющий собой полиокси-этиленовый эфир глицерина. Рекомендуется перед применением разбавлять в толуоле или спирте. Рабочая концентрация от 0,1 до 0,001 г/л. Рабочие значения pH 6,5 - 9,0. Обладает высокой пеногасящей способностью. Введение его в начале процесса предотвращает пенооб-разование на всех стадиях. Соответствует санитарно-эпидемиологическим требованиям.

137

Реэкстракцию Сs из вакуумного масла марки ВМ-1 проводили в следующих условиях: соотношение фаз органика/дистиллированная вода О:В=1:1, время встряхивания в шейкере 1 час, температура 20 оС.

Эксперименты по изучению влияния деэмульгаторов на процесс расслаивания фаз показали, что наиболее полное и быстрое расслаивание с образованием наименьшего количества третьей фазы наблюдалось при использовании кремнийорганического пеногасителя марки Пента-469 (табл. 1).

Подбор рабочей концентрации пеногасителя осуществлялся методом последовательных разбавлений водной фазы. Установлено, что разбавление до полной растворимости пеногасителя в условиях эксперимента при температуре 20 оС (0.0015 г/л) не привело к уменьшению скорости расслаивания фаз, но при этом наблюдалось полное отсутствие третьей фазы при использовании пеногасителя марки Пента-469.

Сравнивая скорости расслаивания фаз в присутствии деэмульгатора марки Пен-та-469 без центрифугирования и в отсутствии деэмульгатора при центрифугировании, следует отметить, что в первом случае происходит более качественное, но медленное расслаивание. После изучения совместного влияния выбранного деэмульгатора и ранее подобранных для извлечения радионуклидов цезия из имитаторов радиоактивных масел водных фаз на основе щавелевой и винной кислот, было установлено, что время расслаивания фаз в присутствии деэмульгатора сокращается на два порядка, а также

значительно улучшается качество расслаивания (отсутствие капель масла в водной фазе, налипание на стенках и т.д.).

Табл. 1. Влияние деэмульгаторов на процесс расслаивания фаз

Деэмульгатор Скорость расслаивания фаз, ч Степень расслаивания фаз, %

Без деэмульгатора 3 90,0

Пента-465 1 99,0

Пента-469 1 99,9

10% лапрол в толуоле 1,5 99,0

Для изучения влияния различных параметров на скорость и эффективность извлечения радионуклидов цезия из органической фазы ЖОО ФЭИ были получены кинетические кривые для различного состава, ранее подобранных наиболее эффективными водных фаз [1], в отсутствии и в присутствии различных деэмульгаторов, а также при разбавлении органической фазы легкими углеводородами (рис. 1).

Рис. 1. Влияние различных параметров на скорость и эффективность извлечения цезия водными фазами на основе винной и щавелевой кислот

137

Максимальная скорость извлечения Сб достигнута при воздействии на систему двух факторов (рис. 1.): добавления деэмульгатора и уменьшения вязкости органической фазы (система с разбавленной керосином органической фазой). Самая высокая степень извлечения наблюдалась в системе с деэмульгатором лапрол, но время расслаивания фаз в данном случае было в 1,5 раза больше (табл.1) по сравнению с системами с деэмульгатором Пента-469.

Таким образом, показано, что добавление деэмульгаторов повышает эффективность реэкстракции 137Сб из отработанных вакуумных масел значительно сокращая время и улучшая качество расслаивания фаз.

Список литературы

1. Сунцов, Д.Ю. Подбор состава водной фазы с целью реэкстракции радионуклидов 137Сб и 60Со из отработанных вакуумных масел. /Д.Ю. Сунцов, Е.А. Тюпина, А.Е. Сав-кин //Успехи в химии и химической технологии: сб. научн. трудов. - 2007. - Т. XXI, №8 (76).- С. 120-123.