СВЕРХКРИТИЧЕСКИЕ И СОЛЬВОТЕРМАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Авраменко Валентин Александрович

Барон Шарль Каньяр де ла Тур в 1822 Томас Эндрюс 1869 Д.И.Менделеев 1861

ИПАТЬЕВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ Генерал-лейтенант, Академик ПАН Член Президиума ВСНХ РСФСР, Академик СССР Проф. С-З унив. (Чикаго) Директор НИЛ Universal Oil Products

E Stahl, KW Quirin Extraktion von Naturstoffen mit verdichteten Gasen - Naturwissenschaften, Springer Stahl E., Quirin K.W., Gerard D. Verdichtete Gase zur Extraktion und Raffination. Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo: Springer-. Verlag, Ð Т.П.Щузе 1959 г СССР Экстракция ланолина из шерсти сверхкритическим СО 2 Вестник АН СССР т.29,с.47 (1959 ) Курт Цозель K Zosel - US Patent 3,806,619, 1974 Институт Макса Планка Германия Экстракция кофеина сверхкритическим СО 2 В 1998 году появился термин «ЗЕЛЕНАЯ ХИМИЯ» Zimmermann F. J. New waste disposal process// Chemical engineering vol. 25, P Суб- и сверхкритическое окисление водой и воздухом

Принципы зеленой химии PRODUCTIVELY P - prevent wastes (предупредить отходы) R - renewable materials (возобновляемые материалы и сырье) O - omit derivatization steps (исключить побочные реакции) D - degradable chemical products (разлагающиеся химические продукты) U - use safe synthetic methods (использовать безопасные синтетические методы) C - catalytic reagents (использование катализаторов) T - temperature, pressure ambient (использование нормальных температуры и давлений) I - in process monitoring (мониторинг процесса) V - very few auxiliary substances (как можно меньше вспомогательных веществ и растворителей) E - E-factor, maximize feed in product (максимальный выход продукта) L - low toxicity of chemical products (низкая токсичность химических продуктов) Y - yes, it is safe (да, процесс безопасен)

а диаграмма состояния чистого вещества в координатах р, Т. Кривые сосуществования обозначены цифрами: 1 равновесие жидкость газ, 2 твёрдое тело; 3 твёрдое тело жидкость; К критическая точка, Т = Т к критическая изотерма; б диаграмма в координатах р, V. Цифрами обозначены области сосуществования двух фаз: 1 жидкость газ; 2 твёрдое тело газ; 3 твёрдое тело жидкость.

Дисперсия (1) и поглощение (2) звука в аргоне вблизи критической температуры Tк перехода жидкость пар. А интенсивность звука, прошедшего через вещество, A0 первоначальная интенсивность звука; Vзв скорость звука.

РТ –диаграмма СО 2

РТ –диаграмма Н 2 О

T c(mix) = (мольная доля A) x T cA + (мольная доля B) x T cB. Уравнение Пенга-Робинсона КРИТИЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА СМЕСИ ВЕЩЕСТВ

Свойства сверхкритических сред, определяющие их применение в технологии Отсутствие межфазного натяжения жидкость-пар (СК- сушка, СК-диспергирование) Большая (по сравнению с газами) растворимость веществ в СК-флюиде Высокие коэффициенты диффузии в СК-флюиде (по сравнению с жидкостями) Легкость удаления СК-флюида после процесса (для СК- СО 2 ) Высокая реакционная способность СК-флюидов (СК-Н 2 О, СК-спирты)

Сверхкритическая жидкость Сверхкритическая экстракция Сверхкритическое импрегнирование Сверхкритическая сушка Сверхкритическое диспергирование Фазовые превращения Химические превращения Химические реакции в неактивной сверхкритической жидкости Химические реакции в химически активной сверхкритической жидкости

Сверхкритическая экстракция в пищевой промышленности Масложировая промышленность Замена нефтяных растворителей, петролейного эфира, гексана при экстракции жома масличных растений Пивоваренная промышленность Замена дихлорметана при экстракции хмелевых смол Прозводство ароматизаторов и вкусовых веществ Замена перегонки с паром Декофеинизация кофе и чая Замена дихлорметана при экстракции кофеина

Жидкий СО 2 Сверхкритиче ский СО 2 Давление, атм t =28 °C весовые % t =80 °C весовые % Экстракция хмеля СО 2

СФЭ-400 ГОРО Thar

Метод сверхкритической сушки применяется в тех случаях, когда необходимо избежать повреждения поверхностей исследуемых объектов за счёт капиллярных эффектов. При обычном высушивании на воздухе или в вакууме во всех впадинах образцов возникают большие стягивающие силы, связанные с большим поверхностным натяжением на границе раздела жидкость - газ. Действие этих сил в процессе сушки приводит к деформации областей действия данных сил, а иногда – к полному схлопыванию впадин на поверхности. Чтобы этого избежать, можно проводить сушку в системе, в которой отсутствует граница раздела фаз и, как следствие, поверхностное натяжение. Такой системой может служить сверхкритический флюид, как гомогенная среда, в которой есть только одна фаза. СВЕРХКРИТИЧЕСКАЯ СУШКА

Сверхкритическая сушка часто применяется в обработке аэрогелей. Сверхкритический CO 2 также может быть использован вместо спирта для осушения жидких гелей. Отсутствие поверхностного напряжения в сверхкритических флюидах позволяет осушать гели с минимальным уменьшением объема, сохраняя матричную структуру геля практически неизменной. В результате, аэрогели сформированные методом сверхкритической сушки, имеют большую площадь поверхности, меньшую плотность, большие размеры пор и объем пор.

Сверрхкритическое импрегнирование Благодаря высокому коэффициенту диффузии сверхкритических флюидов, их можно использовать для пропитки пористых и полимерных материалов. С использованием сверхкритических флюидов, пропитка проходит в два этапа. На первом из них матрица "насыщается" сверхкритическим раствором пропитывающего компонента. На втором этапе происходит мгновенная декомпрессия, благодаря которой легирующий компонент остается в матрице, а растворитель в газовой фазе удаляется. Такая концепция может быть проиллюстрирована следующими примерами: Пропитка различных матриц красителями Пропитка различных матриц ароматизаторами Пропитка различных матриц пестицидами Пропитка катетеров фармацевтическими препаратами, такими как антибиотики, сосудорасширяющими, противовоспалительными и анальгетическими средствами.

Сверхкритическая микронизация (диспергирование) 1. распылительная сушка, 2. механическое перемалывание, 3. высокотемпературная микронизация 4. сверхкритическая микронизация RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions) PGGS (Particles from Gas Saturated Solutions) SAS (Supercritical Anti-Solvent).

RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions)

PGGS (Particles from Gas Saturated Solutions)

SAS (Supercritical Anti-Solvent )

Хроматография Сверхкритическая флюидная хроматография обладает рядом достоинств по сравнению с ВЭЖХ. За счет более высоких коэффициентов диффузии и низкой вязкости сверхкритического флюида в сравнении с жидкостью, становится возможным использование больших потоков, обеспечивающих более быстрое разделение, лучшую эффективность, разрешение и чистоту получаемого продукта. Обычно для СКФ хроматография обеспечивает трех - пятикратное преимущество по времени анализа в сравнении с ВЭЖХ. СФХ значительно более экономична в сравнении с ВЭЖХ по расходу растворителя. Кроме экономии растворителя, сверхкритическая флюидная хроматография позволяет экономить значительные средства на отделении очищенной субстанции от растворителя, а также уменьшению затрат на удаление отходов и платы за сброс загрязняющих веществ. СКФ хроматография нашла промышленное применение для разделения хиральных веществ в фармацевтической промышленности, где критичны её преимущества.

Химические реакции в сверхкритических средах

Реакции с СO2

Создание С-С связей Карбоксилирование ароматических и гетероциклических соединение СК СО 2, см:

Реакции СО 2 с диенами, см: Создание С-С связей

RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions)

Обращение с ОЯТ Переработка ЖРО Безопасное хранение РАО СКФ (СО 2 ) экстракция ОЯТ, дезактивация СКФ (СО 2 ) экстракция ОЯТ, дезактивация Сверхкритическое (Н 2 О) окисление органических веществ Сверхкритическое (Н 2 О) окисление органических веществ Гидротермальный синтез материалов для долговременного хранения РАО (синроков) Гидротермальный синтез материалов для долговременного хранения РАО (синроков) Сверхкритические технологии Проблемы обращения с РАО в ЯТЦ

Iso S., Meguro Y., Yoshida Z. WAСК94, p. 237 INR Япония Радиевый институт, Россия Шадрин А. Ю., Мурзин А. А., Романовский В. Н. Радиохимия, 1997, т. 39, 1, с. 44. Университет Айдахо, США Lin Y., Wai C. M., Jean F. M. et al. Environ. Sci. Technol., 1994, v. 28, No. 6, p ЭКСТРАКЦИЯ АКТИНОИДОВ СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ СО 2

Los Alamos National Laboratory, США Dell'Orco P. C.; Foy B.R.; Wilmanns E.G.; Le L.A.; Ely J.; Patterson, K.; Buelow S.J. "Hydrothermal Oxidation of Organic Compounds by Nitrate and Nitrite," ACS Symposium Series Vol. 179, 608, Tarapur, India WATTAL P.K., DESHINGKAR D.S., SRINIVAS C., NAIK D.B., MANOHAR S. COMBINED PROCESSES AND TECHNIQUES FOR PROCESSING OF ORGANIC RADIOACTIVE WASTE. In: Combined methods for liquid radioactive waste treatment. IAEA-TECDOC p ГИДРОТЕРМАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДАХ

ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЖРО Сверхкритические технологии переработки жидких отходов радиохимических заводов (Лос- аламос, S.Buelow и др.) –температуры до 400 С и выше – высокая эффективность процесса окисления органических веществ, но и высокая коррозионная агрессивность среды, коррозионный износ аппаратуры

насос Терлообменник + насос Реактор Т = °С Дроссель давления раствор окислитель Теплообменник - Проточное гидротермальное окисление загрузка нагрев разгрузка T = ° С АВТОКЛАВНОЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ Раствор + окислитель

Л.А.Уолл, С.Дж. Бюлов, Д.Д. Паддила Гидротермальная переработка Плутоний, ч.2., Саров, 2003 с.452.

Технические решения Реактор с пористыми стенками. (Transpiring wall reactor) J. Crooker,* K. S. Ahluwalia, and Z. Fan, J. Prince (Foster Wheeler Development Corporation)Ind. Eng. Chem. Res. 2000, 39, E. Fauvel, C. Joussot-Dubien,* V. Tanneur, and S. Moussie`re CEA DEN/VRH/DTCD/SPDE/LFSM, France Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, Т1Р1V1Т1Р1V1 Т2Р2V2Т2Р2V2 T 1 >T 2 P 2 >P 1 V 1 >>V 2

Проблема коррозии оборудования и его частей (теплообменников) остается и в случае пористого реактора Тем не менее существуют процессы термолиза и гидротермального окисления, протекающие с достаточно высокой скоростью при температурах значительно меньше критических ( С) – это процессы распада органических комплексов переходных металлов. Цель настоящей работы использовать процессы гидротермального окисления в субкритических условиях для разработки технологии гидротермальной переработки специфических РАО – кубовых остатков АЭС

Гидротермальная переработка среднеактивных жидких радиоактивных отходов АЭС (кубовых остатков СВО АЭС) Переработка ЖРО Безопасное хранение РАО

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ КУБОВЫЕ ОСТАТКИ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ СПЕЦВОДООЧИСТКИ АЭС - ОСНОВНОЙ ВИД ЖРО АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Реактор ВВЭР Организо- ванные протечки и слив контура Очистка Тепло- носителя 1 контура Очистка борной кислоты Очистка продувной воды ПГ Дезакти- вация оборудо- вания Трапные воды Спец- прачечная Бассейн выдержки СВО-1СВО-2СВО-6СВО-5 СВО-3СВО-7СВО-4 Хранилище концентрированных жидких отходов

Схема выпарной установки СВО В КО В ХЖО Гидровыгрузка отработанных смол Отработанные смолы В ХЖО 13 В систему газоочистки В бак чистого конденсата ЖРО

Поступление РАО в хранилище жидких отходов для АЭСс реакторами ВВЭР Вид РАО ВВЭР-440, % объема ВВЭР-1000, % объема Кубовые остатки, включая кристаллические осадки Отработанные ионообменные смолы Фильтрперлит 0-1 Шламы

Вклад различных операций в накопление кубовых остатков для АЭС с реакторами ВВЭР Операция - источник КО ВВЭР-440, % объема ВВЭР-1000, % объема Регенерация ионообменных смол Протечки Дезактивация Технологические операции Спецпрачечные Другие источники

Скорость накопления кубовых остатков и их характеристики для разных типов АЭС Вид отходовВВЭР-440ВВЭР-1000РБМК-1000 Кубовый остаток, поступающий в хранилище жидких отходов, м 3 /год Среднее солесодержание кубового остатка, г/л З Общее количество солей, т/год Среднее значение удельной активности кубового остатка, Ки/л 5*10 -5

Состав кубовых остатков АЭС с реакторами ВВЭР Типичное значение параметраВВЭР-440ВВЭР-1000 рН Н 3 ВО 3 (кг/м 3 ) Na (кг/м 3 ) NO 3 (кг/м 3) Окисляемость (кг О 2 /м 3 ) Удельная активность (ГБк/м 3 )1-10 Удельная активность р/н Сs, %90-99 Удельная активность р/н Co, Mn %1-10 Удельная активность остальных р/н после выдержки в течение 3-х лет, %

Кубовые остатки 137 Cs, 60 Co, 54 Mn Селективные сорбенты 137 Cs, 60 Co, 54 Mn Отработанные сорбенты (Радиоактивные отходы) Нерадиоактивный рассол (промышленные отходы) ПЕРЕРАБОТКА КУБОВЫХ ОСТАТКОВ АЭС

137 Cs 60 Со СорбентК d см 3 /г СорбентК d см 3 /г НЖС8*10 4 Duolite C НЖА3.4*10 4 Amberlite IRC Термоксид-351.2*10 4 Purolite S IE Purolite S SNi6.4*10 5 Purolite S FN2.0*10 5 FHS2.6 FMM1.94 СЕЛЕКТИВНАЯ СОРБЦИЯ РАДИОНУКЛИДОВ КУБОВОГО ОСТАТКА

Результаты очистки кубовых остатков селективными сорбентами

ПРОБЛЕМА: Разрушение металлоорганических комплексов типа Со-ЭДТА, Мn-ЭДТА, Cu-ЭДТА содержащихся в кубовых остатках с целью извлечения так называемых коррозионных радионуклидов. Эта задача также возникает в различных технологических процессах с использованием комплексонов (дезактивация радиационно- загрязненного оборудования(радионуклиды Со-60, Мn-54 и др), травление электронных плат (Сu), промывка технологического оборудования (Fe, Ni). Использование комплексонов связано с очень высокой устойчивостью комплексов ( рК от до ). Со(III)-ЭДТА рК=43

Один из вариантов решения проблемы – окислительное разрушение комплексов. После этого переходные металлы можно удалить обычными методами (осаждение, сорбция). Мешает решению: малая скорость окислительной деградации именно комплексов Так, например, константы скорости окисления озоном ЭДТА – 3.2 *10 5 ( M*сек) -1 Fe(III)-ЭДТА 3.3 *10 2 (M*сек) -1 Со(III)-ЭДТА 5.4 *10 -1 (M*сек) -1 Причина – образование полиядерных комплексов, стабилизированных комплексонами и продуктами их разрушения Выход – повышение температуры окисления металлоорганических комплексов

РАЗРУШЕНИЕ КОМПЛЕКСОВ ЭДТА 120 КДж/моль

Озон ЭДТА (1 – 20 о С, 2 – 60 о С), Co-ЭДТА (3 – 20 о С, 4 – 60 о С) Перекись водорода (гидротермальные условия): ЭДТА (5 – 170 о С, 6 – 210 о С, 7 – 250 о С) и Co-ЭДТА ( о С, о С с фильтрацией через слой магнетита). Окисление ЭДТА и Co-ЭДТА комплекса озоном и перекисью водорода при различных температурах

Сравнение различных технологий окисления кубовых остатков (ЖРО) АЭС 1 мин 1 час 1 день Окисление "подводной дугой" Окисление озоном при 20 С Окисление озоном при 60 С гидротермальное окисление С время объем осадка, % Электрохимическое окисление

Со-ЭДТА (раствор) + Н 2 О 2 Fe-ЭДТА (раствор) Со-ЭДТА (раствор) Fe x O y ЭДТА z (коллоид) Со-ЭДТА (раствор) Fe(OН) 3 (микрочастицы) Co x O y ЭДТА z (коллоид) Fe(OН) 3 (микрочастицы) Аморфный осадок с сорбированными радионуклидами Fe(OН) 3 (Со) сорб (микрочастицы) Процессы окисления комплексов ЭДТА при низких температурах 60 Со

Со-ЭДТА (раствор) Fe x O y ЭДТА z (коллоид) Со-ЭДТА (раствор) Fe 2 O 3 (микрочастицы) Co x O y ЭДТА z (коллоид) + Fe 3 O 4 (макрочастицы) Fe 2 O 3 (микрочастицы) Кристаллические частицы с радионуклидами в кристаллическойй решетке (поверхность) Fe 3-x Co x O 4 Fe 3 O 4 (макрочастицы) Фильтрация через слой Fe 3 O 4 Процессы, протекающие в реакторе при гидротермальном окислении комплексов ЭДТА Со-ЭДТА (раствор) + Н 2 О 2 Fe-ЭДТА (раствор)

Проточное гидротермальное окисление "отработавшая" зона кристал лизации движущаяся зона кристаллизации Поверхность частицы с вновь образованными кристаллами состояние конечное промежуточное исходное 0 длина реактора (засыпки) L Исходная засыпка АСМ-изображение шихты реактора в процессе окисления кубовых остатков Поток ЖРО Коэффициент выщелачиваемости 60 Со из образующейся керамики - 5* *10 -7 г/см 2 /сутки

РЕНТГЕНОГРАММЫ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ДО И ПОСЛЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ НА ПОРИСТОМ ГЕМАТИТЕ

Схема лабораторной установки для гидротермального окисления 1-насос для раствора; 2-насос для окислителя; 3,4-клапана для промывки насосов; 5-смеситель; 6-контролер давления ; 7-реактор-фильр; 8-электропечь; 9-термопары; 10- контроллер температуры; 11-теплообменник; 12- дросселирующий клапан

ЛАБОРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ

Термолиз и окисление комплексов ЭДТА-Fe перекисью водорода при 250 ºС, среднее время пребывания раствора в реакторе 13 мин: 1 – общая окисляемость раствора; 2 – содержание ЭДТА-Fe

Очистка от 57 Со при гидротермальном окислении смеси комплексов Со-ЭДТА и Fe-ЭДТА 1 %-ной перекисью водорода при фильтрации через слой магнетита и температуре 250 ºС и различных скоростях потока: 1 – 1,0 мл/мин; 2 – 2,0 мл/мин; 3 – 4,0 мл/мин; 4 – 6,0 мл/мин; 5 – активность исходного раствора

СКОРОСТЬ ОЧИСТКИ И СКОРОСТЬ КОРРОЗИИ

Теплообменник Реактор активность единица ТРО – распад комплекса начинается в теплообменнике 2- распад комплекса идет только в реакторе

Макропористые катализаторы гидротермального окисления Необходимы макропористые катализаторы с БМ, позволяющие снизить температуру гидротермального окисления нм Решение: темплатный синтез на эмульсиях в которые иммобилизованы наночастицы БМ

Частицы магнетита на разных стадиях окисления Со-ЭДТА комплексов Исходный 60 мин.360 мин. а) б) Макропористый MnO x до гидротермального процесса Макропористый MnOx после гидротермального процесса

Катализ гидротермального окисления радиоактивных отходов Модельный раствор Со-ЭДТА Реальный кубовый остаток НВАЭС

Стенд на НВАЭС Стенд на КуАЭС

Очистка кубового остатка от долгоживущих радионуклидов НА НВАЭС (активность радионуклидов в исходном кубовом остатке: Cs *10 -4 Ки/л Со *10 -5 Ки/л) 2.0* *10 -8 н/о КМ н/о 2.6* * КМ * *10 -8 н/о КМ н/о 2.1*10 -8 н/о КМ * * * ТМ * * * ТМ * * * АК * * * АК Активно сть Cs- 137 Фильтр-2 (доочист ка) Активнос ть Cs-137 Фильтр-1 (предочис тка) Активно сть Со- 60 Концентра ция перекиси, % Скорост ь подачи раствор а, л/час Давлен ие, МПа Катализат ор Температур а на выходе из реактора град. С

Переработка кубового остатка реакторов типа РБМК (1-2 блок Курской АЭС) (Активность исходного кубового остатка Сs-137 – 1.1*10 6 Бк/л; Со-60 – 4.4*10 4 Бк/л) Температура реактора С Скорость потока кубового остатка, дм 3 /час Концентрация перекиси водорода, % рН Гидотермаль-ного процесса Активность очищенного кубового остатка по 60 Со, Бк/дм 3 Активность Cs-137, Бк/дм 3 Фильтр

Исходный кубовый остаток А уд кубового остатка 10 6 Бк/л А удCs Бк/л А удCо Бк/л Фильтрация через фильтр-контейнер с ферроцианидным сорбентом Снижение А удCs-137 в раз Соотношение объем защиты/ объем фильтра = А уд кубового остатка 10 4 Бк/л Гидротермальное окисление кубового остатка перекисью водорода при Т= С и Р= атм Снижение А удCо-60 в раз Соотношение объем защиты/ объем фильтра = 2-3. А уд кубового остатка 10 2 Бк/л Доочистка кубового остатка от радионуклидов цезия Снижение А удCо-60 в раз Фильтр без защиты А уд кубового остатка менее 10 Бк/л Цементация очищенного кубового остатка Коэффициент выщелачивания по основным компонентам менее г/см 2 сутки Отработанный фильтр-контейнер является среднеактивныём ТРО Ресурс м 3 кубового остатка Отработанный реактор является среднеактивным ТРО Ресурс м 3 кубового остатка Отработанный фильтр является низкоактивным ТРО Ресурс м 3 кубового остатка Цементные блоки, являются нерадиоактивными и экологически безопасными отходами Принципиальная схема гидротермальной технологии переработки кубового остатка АЭС

Технологические проблемы и их решения Проблемы Решения Безопасность процессов обращения с ЖРО при высоких давлениях и температурах 1)Малые габариты установки (объем реактора высокого давления промышленной установки - 20 дм 3 ) позволяют поместить ее в герметичную защитную камеру с объемом 2 м 3,что обеспечивает безопасную ее эксплуатацию. 2)В зону высоких температур и давлений установки подается предварительно очищенный раствор удельная активность которого составляет не более 1% исходной активности КО

Технологические проблемы и их решения (продолжение) Проблемы Решения Высокая коррозия при повышенной температуре Используются сменные реакторы, являющиеся, одновременно, защитным контейнером ТРО Энергоемкость нагрева кубового остатка до 200 С Применение эффективных теплообменных систем позволяет возвращать в процесс до 80% энергии

Технологические решения (продолжение) Проблемы Решения Цементация очищенных отходов приводит к увеличению объема отходов Стоимость хранения нерадиоактивных отходов составляет менее 0.1% от общей стоимости процесса. При этом технологическая схема значительно упрощается.

Сравнение эффективности технологий 1 м 3 кубовых остатков преобразуется в: м 3 ТРО (0.01 м 3 с учетом защитных контейнеров) 1.5 м 3 нерадиоактивных зацементированных промышленных твердых отходов Стоимость переработки 1 м 3 кубового остатка: – не более 100 тыс. руб. Ион-селективная технология 1 м 3 кубовых остатков преобразуется в: м 3 ТРО (без учета защитных контейнеров) 0.3 м 3 нерадиоактивных промышленных твердых отходов в контейнерах Стоимость переработки 1 м 3 кубового остатка: –более 200 тыс. руб. Гидротермальная технология

Преимущества гидротермальной технологии Преимущества Комментарии Максимальное уменьшение объема РАО Используемые в гидротермальной технологии процессы не приводят к образованию большого объема радиоактивного шлама, т.к. в реакторе осуществляется синтез нерастворимых кристаллов с участием радионуклидов поливалентных металлов Максимальная экономическая эффективность Достигается за счет использования дешевых окислителей (например, перекись водорода) и за счет максимального сокращения объема ТРО

Преимущества гидротермальной технологии (продолжение) Преимущества Комментарии Возможность полной автоматизация одностадийного процесса Одностадийный процесс возможен за счет исключения стадии отделения шлама мембранной фильтрацией, так как кристаллизация шлама происходит в сменном реакторе, являющимся единицей хранения ТРО Гарантия экологически безопасного длительного хранения ТРО Форма нахождения радионуклидов в образующихся ТРО (при нарушении их герметичности) допускает уровень выщелачивания радионуклидов менее г/см 2 сутки, что много меньше, чем у остеклованных РАО.

УГПКО-01 для 1-2 блока НВАЭС ОАО «Атоммашэкспорт» г Волгодонск

ЛИТЕРАТУРА Hugh M.A.,Krukonis V.J. Supercritical Fluid Extraction:Principles and Practice. 2nd ed. Boston, p. G. Brunner. Supercritical Fluids as Solvents and Reaction Media 2004, Elsevier, 638 p. K. Byrappa, Masahiro Yoshimura. Handbook of Hydrothermal Technology. 2001, N.Y. 863 p.