核电厂放射性废物处理技术的应用论文_刘宁

(山东核电有限公司 山东省烟台市 265116)

摘要:核能是社会应用最多的一种能源,可是核能在发电期间,会产生大量有毒气体,比如固体废弃物,严重影响了环境,危害了人们群众自身健康,为了建设稳定性社会,必须对这种情况加大重视,不断改进和完善。本文主要介绍了放射性废物处理技术在核电厂的应用情况。

关键词:核电厂;放射性废物处理技术;应用

引言:

当前,核电厂发展较快,它是一种安全、可靠的资源。可是,核电站除了生产一般废物以外,还会产生特有废物,比如放射性废物,根据自然形态将其划分为液体废物、固体废物和气体废物。其中,放射性废物对人们身体健康危害极大。因此,在设计核电站期间,尽可能将废物最小化,采取科学合理的方式处理废物,将废物对人体伤害降到最小。

1 放射性废物来源

1.1 核工业产生的放射性三废

核工业在生产应用过程中,处理放射性材料的时候,必定会参数放射性气体、叶体和固体废弃物,这三种被称之为三废。因此,这些放射性废物是生成生态放射性污染的主要原因。

1.2 核武器试验产生的废物

一般来讲,实行核武器爆炸试验,一般会在大气层中进行,爆炸期间,气体和温度较高的蒸汽会形成蘑菇云,呈现上升状态,然后和空气混合在一起,传递热量,最后变成微粒粘附在灰尘中,降落在地面。其成本是半衰期比较长的-90(T1/2=28a),影响较大。

1.3 地质勘探过程中产生的废物

在进行地质勘探和开采期间,因为技术水平不高、质量达不到要求,一般会产生放射性的废物,特点是第一矿上通风的时候,含有氧的空气逸散。

1.4 其它反射性污染废物

医疗、工业等机构研究放射性核素,对居民自身安全产生巨大的威胁,主要原因在于反射性物质一旦遇到事故,便会失去原来的掌控。其中,医疗使用的放射源是主要的污染状况。

2 放射性气体废物的处理

2.1 气体废物的主要成分

核电站中的放射性气体废物主要包含气载放射性微粒、放射性隋性气体等。因为核电站规模大,工作流程比较复杂,所以产生的气体废物类型较多。比如,在核反应堆中进行裂变的时候,会产生裂变产物。反应期间,照射空气形成放射性核素,在有的元件出现受热情况时,会自主释放碘-131。以上这些都属于放射性气体废物的成分。

2.2 放射性废气主要处理技术

核电厂放射性废气的主要处理方法如下图所示:

表一 核电厂废气主要处理方法

2.3 典型的放射性废气处理过程

在处理放射性气体废物的时候,核电厂一般采用活性炭延迟技术进行,这种技术性能高,不需要过多复杂设备便可以处理气体废物,输出成本低下。活性炭自身吸附功能强,核电厂将气体废物通入活性炭延迟系统,便可以分离所有有害成分,从而再次应用到气体废物处理系统中去。通过活性炭吸附以后,废气还要经过吸附过滤器,才可以将系统完全排出。

3 放射性液体废物的处理

3.1 核电厂废液主要组成部分

在核电厂废水中,主要的因素有60CO、137CS、3H、58CO等。一般,核电厂放射性废液类型分为化学、工艺、地面、其它类型。

3.2 液体废物的处理方法

放射性液体废物的处理方法包含化学沉淀法、离子交换法以及吸附法、蒸发法等。在处理液体废物的时候,应当根据液体废物特点,采取不同类型的方式。化学废液自身具备活跃性能高的特征,可以采用蒸发法进行处理。工业废液具备灵活度高的特点,可以选择例子交换法进行处理。而地面排水一般是活跃性能低,因此,可以采用沉淀法进行处理。具体详情如下图:

表二 核电厂废液主要处理方法

3.3 典型的核电厂放射性废液处理流程

核电厂反射性废液处理系统一般采用化学絮凝、离子交换等方法组合起来,用于处理废水。该工艺操作简单,解决了传统存在的不足。其中,各装置的去污因素如下图所示:

图三 放射性废液处理系统去污因子

核电厂排出的液体废物属于工业废液。排出液体废物以后,向里面加入絮凝剂,调整液体废物中的酸碱值。在此过程中,液体中的金属元素会产生相应的反应,形成小颗粒,方便开展下一程序。然后,液体废物流向活性炭床,将颗粒吸出,比如锰、银等。同时,还可以去除有机物,避免破坏下一环节。处理完两道程序以后,工业废液和地面排水会一起进入过滤器中,进行离子交换,进而将液体中的放射性离子分离出来,避免伤害。

4 放射性固体废物的处理

4.1 固体废物的成分

核电厂放射性固体废物,主要包含湿固体废物和干固体废物两种。其中,前者是由废树脂和污泥以及过滤器组成,后者是由可压缩干废物、空气过滤器组成。

4.2 固体废物的处理方法

核电厂中的放射性固体废物处理,是根据固体废物自身类型进行的,采取的方法也不一样。对于废气树脂而言,一般是采用焚烧、聚合物固化以及水泥固化等方法处理;对于浓缩液,可以采取水泥固化、超级压缩等方法进行。对于废过滤器芯,可以采用剪切压实、焚烧等方法进行。

4.3 固体废物处理流程

核电厂放射性固体废物的处理流程,主要是针对不可压缩废物、可压缩废物以及大件废物等几种进行的,工序为检查、拱干、压缩、灌浆等。处理完固体废物之后,会以桶装的方式送至规定场所,开展最后的处理工作。核电厂产生的不可废弃物、可压缩废物以及废过滤芯等,采取超级压缩机进行压缩,超压机由液压站提供相应便利,把废物桶碾压成冰状。压饼在高度上被压缩至原来桶高,效果明显,从而实现了废物最小化。把装置压饼的桶,在水泥灌浆站灌浆,放置库中存放。

移动式处理装置把废物处理各个设备安置在集装箱卡车上,便于更加安全的开展服务,能够实现稳定运行。湿废物经过移动式装置处理之后产生浓缩液,经过蒸发造粒,采取固化方式处理,固化之后的效果更佳。

5 结语:

当前,放射性废物处理技术各有优缺点,适用范围不同。因此,我国要根据放射性废物的成分、数量采用不同技术,以此确保放射性废物处理可以满足我国标准需要,保护人们健康。

参考文献:

[1]林鹏,刘夏杰,陈明周,吕永红,向文元.热处理技术在核电厂放射性废物处理中的应用研究进展[J].环境工程,2013,12.

[2]赵亚珂.应用焚烧技术处理核电厂放射性固体废物的技术经济分析[J].科技展望,2015,02.

[3]杨建国,黄孟超.核电厂放射性废物处理技术的应用[J].科技创新与应用,2016,03.

论文作者:刘宁

论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期

论文发表时间:2018/1/19

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