RU2290993C1 - Method of producing chemical absorber - Google Patents
Method of producing chemical absorber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290993C1 RU2290993C1 RU2005125034/15A RU2005125034A RU2290993C1 RU 2290993 C1 RU2290993 C1 RU 2290993C1 RU 2005125034/15 A RU2005125034/15 A RU 2005125034/15A RU 2005125034 A RU2005125034 A RU 2005125034A RU 2290993 C1 RU2290993 C1 RU 2290993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iodide
- drying
- coal
- impregnation
- degree
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 21
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001511 metal iodide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SGUXGJPBTNFBAD-UHFFFAOYSA-L barium iodide Chemical compound [I-].[I-].[Ba+2] SGUXGJPBTNFBAD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001638 barium iodide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229940075444 barium iodide Drugs 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L zinc iodide Chemical compound I[Zn]I UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KRIJWFBRWPCESA-UHFFFAOYSA-L strontium iodide Chemical compound [Sr+2].[I-].[I-] KRIJWFBRWPCESA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001643 strontium iodide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- OKIIEJOIXGHUKX-UHFFFAOYSA-L cadmium iodide Chemical compound [Cd+2].[I-].[I-] OKIIEJOIXGHUKX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 229940075417 cadmium iodide Drugs 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 229910001927 ruthenium tetroxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROZSPJBPUVWBHW-UHFFFAOYSA-N [Ru]=O Chemical class [Ru]=O ROZSPJBPUVWBHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- -1 potassium iodide barium iodide Chemical compound 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-HVTJNCQCSA-N 10043-66-0 Chemical compound [131I][131I] PNDPGZBMCMUPRI-HVTJNCQCSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- KGFAOJNIOIXNHG-UHFFFAOYSA-N [I].IC Chemical compound [I].IC KGFAOJNIOIXNHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-NJFSPNSNSA-N iodane Chemical compound [129IH] XMBWDFGMSWQBCA-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- HXLVCCRPDYIRRX-UHFFFAOYSA-N iodoamine Chemical compound IN HXLVCCRPDYIRRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано при получении поглотителей для очистки вентвыбросов атомных электростанций от радиоактивных изотопов йода и летучих окислов рутения.The invention relates to the field of sorption technology and can be used to obtain absorbers for cleaning vent emissions of nuclear power plants from radioactive isotopes of iodine and volatile ruthenium oxides.
Известен способ получения поглотителя (хемосорбента), включающий пропитку активного угля хлоридом никеля, сушку, термообработку и рассев (см. патент РФ №2019288, B 01 J, С 01 В 31/16, опубл. 15.09.94 г.).A known method of producing an absorber (chemisorbent), including impregnation of activated carbon with nickel chloride, drying, heat treatment and sieving (see RF patent No.2019288, B 01 J, C 01 B 31/16, publ. 15.09.94).
Недостатком известного способа является низкая поглотительная способность получаемого сорбента по радиоактивным изотопам йода.The disadvantage of this method is the low absorption capacity of the resulting sorbent on the radioactive isotopes of iodine.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения химического поглотителя, включающий пропитку активного угля раствором, содержащим амин и йодид металла, выбранный из группы калий, барий, цинк, свинец, стронций, и сушку при 80-120°С (см. патент RU IP 2174722, 10.10.2001 г.), который принят за прототип предполагаемого изобретения. Способ обеспечивает достаточно высокую эффективность удаления радиоактивного изотопа йода (131J) и его метилиодида.The closest in technical essence and the achieved result is a method of obtaining a chemical absorber, comprising impregnating activated carbon with a solution containing amine and metal iodide selected from the group of potassium, barium, zinc, lead, strontium, and drying at 80-120 ° C (see patent RU IP 2174722, 10/10/2001), which is taken as a prototype of the alleged invention. The method provides a sufficiently high efficiency for the removal of the radioactive isotope of iodine ( 131 J) and its methyl iodide.
Недостатком известного способа является невысокая степень поглощения радиоактивного изотопа йода (J129) и летучих окислов рутения (106RuO4).The disadvantage of this method is the low degree of absorption of the radioactive isotope of iodine (J 129 ) and volatile oxides of ruthenium ( 106 RuO 4 ).
Целью изобретения является повышение эффективности поглощения трудноадсорбируемых радиоактивных соединений йода (129J) и четырехокиси рутения (RuO4) при относительно низких температурах 5-30°С, т.е. обеспечение надежности защиты окружающей среды, особенно при аварийных ситуациях.The aim of the invention is to increase the absorption efficiency of hardly absorbed radioactive compounds of iodine ( 129 J) and ruthenium tetroxide (RuO 4 ) at relatively low temperatures of 5-30 ° C, i.e. ensuring the reliability of environmental protection, especially in emergency situations.
Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим пропитку активного угля с соотношением сорбирующего объема пор к суммарному, равным 0,6-0,8, пропитку осуществляют путем перемешивания в растворе при 40-50°С в течение 40-80 минут, а сушку осуществляют в интервале температур 80-120°С при подъеме температуры со скоростью 0,5-3,0°С/мин с последующей выдержкой импрегнированного угля при температуре сушки в течение 10-20 минут, при этом пропиточный раствор берут с содержанием ингредиентов, % (мас.):The goal is achieved by the proposed method, including the impregnation of activated carbon with a ratio of sorbing pore volume to the total equal to 0.6-0.8, the impregnation is carried out by stirring in a solution at 40-50 ° C for 40-80 minutes, and drying is carried out in the temperature range of 80-120 ° C when the temperature rises at a speed of 0.5-3.0 ° C / min, followed by exposure of impregnated coal at a drying temperature for 10-20 minutes, while the impregnation solution is taken with the content of ingredients,% (wt. .):
Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что в качестве угольной основы берут уголь с соотношением сорбирующих пор (vми+vме) к общему (суммарному объему) пор, равным 0,6-0,8.The difference of the proposed method from the known one is that coal is taken as a carbon base with a ratio of sorbing pores (v mi + v me ) to the total (total volume) of pores equal to 0.6-0.8.
Другое отличие заключается в том, что для повышения эффективности удерживания поглощенных веществ пропитку осуществляют путем перемешивания угля в растворе при 40-50°С в течение 40-80 минут, а сушку осуществляют при подъеме температуры со скоростью 0,5-3,0°С/мин, импрегнированный уголь выдерживают при температуре сушки в течение 10-20 минут.Another difference is that in order to increase the efficiency of retaining absorbed substances, the impregnation is carried out by mixing coal in solution at 40-50 ° C for 40-80 minutes, and drying is carried out at a temperature rise of 0.5-3.0 ° C / min, impregnated carbon is maintained at a drying temperature for 10-20 minutes.
Использование активных углей с высоким содержанием сорбирующих пор при минимальном объеме транспортных (балластных) макропор в производстве импрегнированных сорбентов-поглотителей авторам из научно-технической литературы неизвестно.The use of activated carbons with a high content of sorbing pores with a minimum volume of transport (ballast) macropores in the production of impregnated absorbent sorbents is unknown to the authors of the scientific and technical literature.
Пропитка угля путем перемешивания его в растворе при температуре 40-50°С в течение 40-80 минут так же, как и сушка угля с медленной скоростью нагрева 0,5-3,0°С/мин и выдерживание при температуре сушки в аналогичных технических решениях неизвестны.Impregnation of coal by stirring it in a solution at a temperature of 40-50 ° C for 40-80 minutes is the same as drying coal with a slow heating rate of 0.5-3.0 ° C / min and keeping it at a drying temperature in similar technical decisions are unknown.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
В настоящее время в качестве основы для приготовления поглотителей, применяемых в очистных сооружениях атомных электростанций, используют активные угли, с большими объемами макропор, характеризующиеся относительно низким (0,3-0,5) соотношением сорбирующих пор к суммарному объему пор, что не обеспечивает эффективного поглощения таких трудносорбируемых веществ как иод (129J) и окислы рутения, особенно при относительно низких температурах (5-30°С), когда скорости химических реакций значительно замедляются. Все это снижает степень защиты окружающей среды от вредных загрязнений АЭС, особенно в аварийных ситуациях.Currently, active coals with large volumes of macropores, characterized by a relatively low (0.3-0.5) ratio of sorbing pores to the total pore volume, are used as the basis for the preparation of absorbers used in the treatment facilities of nuclear power plants, which does not provide effective absorption of difficultly sorbed substances such as iodine ( 129 J) and ruthenium oxides, especially at relatively low temperatures (5-30 ° C), when the rates of chemical reactions slow down significantly. All this reduces the degree of environmental protection from harmful pollution of nuclear power plants, especially in emergency situations.
Нашими исследованиями было показано, что в наибольшей степени заданным требованиям отвечают активные угли, получаемые из уплотненного растительного сырья, например косточек плодовых деревьев, скорлупы кокосовых орехов, гранулированного при повышенных давлениях торфа, продуктов переработки древесины и др., отличающиеся высокоразвитыми объемами микро- и мезопор при умеренном развитии транспортных (баластных) макропор.Our studies have shown that activated carbons obtained from compacted plant materials, such as fruit tree seeds, coconut shells granulated at elevated pressures of peat, wood processing products, etc., characterized by highly developed volumes of micro- and mesopores, meet the given requirements to the highest degree. with moderate development of transport (ballast) macropores.
Экспериментальным путем было также установлено, что определяющими параметрами формирования на таких углях активных комплексных соединений аминов с иодидами металлов являются:It was also experimentally established that the determining parameters for the formation of active complex compounds of amines with metal iodides on such coals are:
- продолжительность и температура пропитки угля;- the duration and temperature of the impregnation of coal;
- темп нагрева при его сушке от 80 до 120°С;- the heating rate during drying from 80 to 120 ° C;
- время выдерживания при температуре сушки.- holding time at a drying temperature.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Берут 100 г активного угля с соотношением сорбирующих пор к суммарному объему пор, равным 0,6-0,8 (уголь из косточек плодов или другого уплотненного растительного сырья), который пропитывают путем перемешивания в растворе, содержащим 95-98% (мас.) воды, 1,0-2,5% триэтилендиамина и 1,0-2,5% иодида одного из металлов (калия, бария, цинка, свинца или стронция) при 40-50°С и выдерживании в течение 40-80 минут. Затем уголь помещают в термошкаф и осуществляют сушку при скорости подъема температуры 0,5-3,0°C/мин. При температуре сушки импрегнированный уголь выдерживают в течение 10-20 минут, после чего охлаждают до комнатной температуры и исследуют.Take 100 g of activated carbon with a ratio of sorbing pores to the total pore volume equal to 0.6-0.8 (coal from fruit seeds or other compacted plant material), which is impregnated by stirring in a solution containing 95-98% (wt.) water, 1.0-2.5% triethylenediamine and 1.0-2.5% iodide of one of the metals (potassium, barium, zinc, lead or strontium) at 40-50 ° C and holding for 40-80 minutes. Then the coal is placed in a heating cabinet and drying is carried out at a rate of temperature rise of 0.5-3.0 ° C / min. At the drying temperature, the impregnated carbon is held for 10-20 minutes, after which it is cooled to room temperature and examined.
Следующие примеры поясняют сущность изобретения.The following examples illustrate the invention.
Пример 1. Берут 100 г активного угля марки МеКС из косточкового сырья с соотношением сорбирующих пор к суммарному объему пор, равному 0,8:Example 1. Take 100 g of activated carbon MeKS brand from stone raw materials with a ratio of sorbing pores to the total pore volume equal to 0.8:
и характеризующегося высокой энергией адсорбции Е=24 кДж/моль, который пропитывают раствором, приготовленным из расчета % (мас.) воды 95, триэтилендиамина 2,5 и иодида калия 2,5 путем перемешивания в растворе при 40°С в течение 40 минут. После этого уголь сушат при подъеме температуры 0,5°С/мин и выдерживают в течение 10 минут. Полученный поглотитель имеет степень очистки:and characterized by high adsorption energy E = 24 kJ / mol, which is impregnated with a solution prepared on the basis of% (wt.) water 95, triethylenediamine 2.5 and potassium iodide 2.5 by stirring in solution at 40 ° C for 40 minutes. After that, the coal is dried at a temperature rise of 0.5 ° C / min and incubated for 10 minutes. The resulting absorber has a degree of purification:
Пример 2. Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что берут иодид бария, перемешивание ведут при 45°С в течение 60 минут, подъем температуры при сушке составляет 1,5°С/мин с выдержкой 15 минут. Полученный поглотитель имеет степень очистки:Example 2. The implementation of the process as in example 1, except that they take barium iodide, stirring is carried out at 45 ° C for 60 minutes, the temperature rise during drying is 1.5 ° C / min with a holding time of 15 minutes. The resulting absorber has a degree of purification:
Пример 3. Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что берут иодид цинка, перемешивание осуществляют при 50°С в течение 80 минут, подъем температуры при сушке составляет 3,0°С/мин с выдержкой 20 минут.Example 3. The implementation of the process as in example 1, except that they take zinc iodide, mixing is carried out at 50 ° C for 80 minutes, the temperature rise during drying is 3.0 ° C / min with an exposure of 20 minutes.
Полученный поглотитель имеет степень очистки:The resulting absorber has a degree of purification:
Пример 4. Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что берут иодид свинца.Example 4. The implementation of the process as in example 1, except that they take lead iodide.
Степень очистки J129 составляет 99,99%, четырехокиси рутения - 99,97%.The degree of purification of J 129 is 99.99%, ruthenium tetroxide - 99.97%.
Пример 5. Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что берут иодид стронция. Степень поглощения радиоактивного изотопа иода (J129) и четырехокиси рутения составляет 99,98%. В табл.1 приведены данные, характеризующие влияние соотношения объема микропор и мезопор (vми+vме) к суммарному объему пор (vми+vме+vма) угля на процент улавливания J129 и четырехокиси рутения RuO4 из отходящих газов атомных электростанций. В качестве иодида металла в данной серии опытов использован BaJ2. Пропитку продукта осуществляли при 45°С в течение 60 минут, а сушку проводили в интервале температур 80-120°С - при скорости нагрева 1,5°С/мин.Example 5. The implementation of the process as in example 1, except that they take strontium iodide. The degree of absorption of the radioactive isotope of iodine (J 129 ) and ruthenium tetroxide is 99.98%. Table 1 shows data describing the influence of the ratio of the micropore volume and mesopore (v + v E IU) to the total pore volume (v E + v + v ma IU) on charcoal trapping percentage and 129 J ruthenium tetroxide RuO 4 of nuclear waste gases power plants. In this series of experiments, BaJ 2 was used as metal iodide. The product was impregnated at 45 ° C for 60 minutes, and drying was carried out in the temperature range of 80-120 ° C at a heating rate of 1.5 ° C / min.
Влияние качества угля - основы на степень улавливания J129 и RuO4 Table 1
The influence of coal quality - the basics on the degree of capture of J 129 and RuO 4
Измерения проводились с помощью радиометрической аппаратуры, включающей сцинтиляционный детектор и пересчетный прибор ПСО.The measurements were carried out using radiometric equipment, including a scintillation detector and a PSO recalculation device.
Как следует из представленных в табл.1 данных, качество угля, взятого за основу при изготовлении эффективных амино-иодидных поглотителей J129 и RuO4, играет значительную роль. Опыты показали, что максимальная степень очистки, равная 99,99%, достигается только при использовании углей с соотношением сорбирующего объема пор к суммарному, равным 0,6-0,8.As follows from the data presented in Table 1, the quality of coal taken as a basis in the manufacture of effective amino-iodide absorbers J 129 and RuO 4 plays a significant role. The experiments showed that the maximum degree of purification, equal to 99.99%, is achieved only when using coal with the ratio of the sorbing pore volume to the total equal to 0.6-0.8.
Уменьшение данного соотношения менее 0,6, свидетельствует о наличии в углях больших объемов крупных пор-макропор, которые характеризуются незначительной величиной поверхности (менее 5 м2/г) и участия в хемосорбционном процессе поглощения вредных примесей не принимают, что в свою очередь и обусловливает относительно низкие показатели степени улавливания 129J и RuO4. Снижение защитных свойств поглотителя в случае повышения соотношения сорбирующих пор к суммарному объему пор более 0,8 обусловлено ухудшением кинетических свойств угля.A decrease in this ratio of less than 0.6 indicates the presence of large volumes of large pore macropores in coals, which are characterized by a small surface size (less than 5 m 2 / g) and do not take part in the chemisorption process of absorption of harmful impurities, which in turn determines relatively low capture rates of 129 J and RuO 4 . The decrease in the protective properties of the absorber in the case of increasing the ratio of sorbing pores to the total pore volume of more than 0.8 is due to the deterioration of the kinetic properties of coal.
В табл.2-4 приведены данные, позволяющие обосновать выбор параметров технологического процесса приготовления поглотителя, обеспечивающего высокую адсорбционную емкость по йоду 129 и четырехокиси рутения.Table 2-4 shows the data allowing to justify the choice of parameters of the technological process of preparation of the absorber, providing a high adsorption capacity for iodine 129 and ruthenium tetroxide.
В качестве угольной основы использовался активный уголь марки ВСК на основе карбонизата кокосового ореха, который характеризовался соотношением суммы микро- и мезопор к общему объему пор, равным 0,75.As a coal base, VSK grade activated carbon based on coconut carbonizate was used, which was characterized by a ratio of the sum of micro- and mesopores to the total pore volume of 0.75.
Пропиточный раствор готовился из расчета, % (мас.) 98 - воды, 1,0 - триэтилендиамина, 1,0 - иодида бария.An impregnating solution was prepared from the calculation,% (wt.) 98 - water, 1.0 - triethylenediamine, 1.0 - barium iodide.
Влияние температуры пропитки угля на степень очистки выбросов АЭСtable 2
The influence of the temperature of impregnation of coal on the degree of purification of emissions of nuclear power plants
Из данных табл.2 следует, что температурный интервал пропитки, равный 40-50°С, в наибольшей степени обеспечивает достижение поставленной цели изобретения. При понижении температуры (ниже 40°С) идет частичная кристаллизация внесенных добавок, приводящая к снижению активной сорбирующей поверхности угля и падению степени улавливания загрязнителей. Повышение же температуры вылеживания приводит к блокировке мелких микропор, что также уменьшает эффективность поглощения исследуемых веществ. Было также показано, что высокие результаты сохраняются и при относительно «низких» температурах от +5 до +30°С, в то время как в прототипе отмечено ухудшение показателей при этих температурах.From the data of table 2 it follows that the temperature range of impregnation equal to 40-50 ° C, to the greatest extent ensures the achievement of the goal of the invention. With a decrease in temperature (below 40 ° C), a partial crystallization of the added additives occurs, leading to a decrease in the active sorbing surface of coal and a decrease in the degree of capture of pollutants. An increase in the aging temperature leads to the blocking of small micropores, which also reduces the absorption efficiency of the studied substances. It was also shown that high results are maintained at relatively "low" temperatures from +5 to + 30 ° C, while the prototype noted a deterioration at these temperatures.
Влияние продолжительности пропитки угля на степень очистки вентвыбросов АЭСTable 3
The influence of the duration of coal impregnation on the degree of purification of ventilation emissions of nuclear power plants
Как следует из данных, представленных в табл.3, снижение времени пропитки менее 40 минут приводит к ухудшению поглощения йода и рутения вследствие неоднородного распределения добавок амина и иодида металла (бария). Повышение продолжительности пропитки способствует проникновению части молекул воды в ультратонкие микропоры, которые не удаляются при последующей термообработке, уменьшая сорбционную составляющую данного поглотителя.As follows from the data presented in Table 3, a decrease in the impregnation time of less than 40 minutes leads to a deterioration in the absorption of iodine and ruthenium due to the inhomogeneous distribution of amine and metal iodide (barium) additives. An increase in the duration of impregnation facilitates the penetration of some water molecules into ultrathin micropores, which are not removed during subsequent heat treatment, reducing the sorption component of this absorber.
Оптимальное время пропитки, обеспечивающее равномерное распределение химических добавок, составляет 40-80 минут.The optimal time for impregnation, ensuring an even distribution of chemical additives, is 40-80 minutes.
Влияние скорости подъема температуры при сушке в интервале 80-120°С на степень очистки выбросов АЭСTable 4
The effect of the rate of temperature rise during drying in the range of 80-120 ° C on the degree of purification of NPP emissions
Исследования показали, что скорость подъема температуры при сушке угля играет большое значение, т.к. удаление воды обусловливает равномерность образования барий-иодидного комплекса и его распределение в объеме микро- и мезопор. При быстром темпе удаления паров воды (скорость подъема температуры более 3,0°С/мин) большая часть добавок распределяется на внешней поверхности частицы угля, что приводит к снижению адсорбционной емкости адсорбента. При медленном темпе нагрева часть раствора проникает в мелкие поры и блокирует их поверхность. Оптимальной скоростью подъема температуры, судя по полученным данным является 0,5-3,0°С/мин.Studies have shown that the rate of temperature rise during drying of coal is of great importance, because water removal determines the uniformity of the formation of the barium-iodide complex and its distribution in the volume of micro- and mesopores. At a fast rate of removal of water vapor (temperature rise rate of more than 3.0 ° C / min), most of the additives are distributed on the outer surface of the coal particles, which leads to a decrease in the adsorption capacity of the adsorbent. At a slow heating rate, part of the solution penetrates into the small pores and blocks their surface. The optimal rate of temperature rise, judging by the data obtained, is 0.5-3.0 ° C / min.
Серией проведенных экспериментов было определено, что максимальная степень очистки газовых выбросов равная 99,99 достигается при содержании в растворе триэтилендиамина и иодида одного из металлов (К, Ва, Zn, Pb или Sr) в количестве 1,0-2,5%. При уменьшении количества химических добавок ниже 1,0% степень очистки уменьшается до 96,00%, а увеличение добавок более 2,5% не приводит к повышению степени очистки выделяющихся газов АЭС.The series of experiments determined that the maximum degree of purification of gas emissions equal to 99.99 is achieved when a solution of triethylenediamine and iodide of one of the metals (K, Ba, Zn, Pb or Sr) in an amount of 1.0-2.5%. With a decrease in the amount of chemical additives below 1.0%, the degree of purification decreases to 96.00%, and an increase in additives of more than 2.5% does not lead to an increase in the degree of purification of the generated gases of nuclear power plants.
Было также установлено, что получаемый поглотитель стабильно работает в условиях повышенных значений концентраций радиоактивных веществ и влажности, а также широком диапазоне температур, в том числе и в интервале от +5 до 30°С, тогда как известный способ (см. табл.2) при этом снижает степень очистки (до 96,00% и 95,80%).It was also found that the resulting absorber stably works under conditions of increased values of concentrations of radioactive substances and humidity, as well as a wide temperature range, including in the range from +5 to 30 ° C, whereas the known method (see table 2) while reducing the degree of purification (up to 96.00% and 95.80%).
Предлагаемый поглотитель является универсальным, т.к. обеспечивает защиту и от другого более тяжелого изотопа йода 131J, а также метилиодида иода СН3 131J.The proposed absorber is universal, because provides protection from another heavier isotope of iodine 131 J, as well as iodine methyl iodide CH 3 131 J.
Как следует из изложенного, каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения, т.е. повышения эффективности очистки газовых выбросов атомных электростанций от трудноудаляемых компонентов.As follows from the foregoing, each of the signs of the claimed population to a greater or lesser extent affects the achievement of the goal, and the entire population is sufficient to characterize the claimed technical solution, i.e. increase the efficiency of cleaning gas emissions of nuclear power plants from hard to remove components.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005125034/15A RU2290993C1 (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Method of producing chemical absorber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005125034/15A RU2290993C1 (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Method of producing chemical absorber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2290993C1 true RU2290993C1 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005125034/15A RU2290993C1 (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Method of producing chemical absorber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2290993C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2344997C1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-27 | Узум-Хаджи Усманович Сугаипов | Method of purification of polluted water medium |
| RU2461420C1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") | Method of producing impregnated sorbent |
| CN113842891A (en) * | 2021-10-15 | 2021-12-28 | 四川轻化工大学 | Impregnated activated carbon and preparation method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4204980A (en) * | 1976-01-08 | 1980-05-27 | American Air Filter Company, Inc. | Method and composition for removing iodine from gases |
| US4659477A (en) * | 1982-08-16 | 1987-04-21 | Pedro B. Macedo | Fixation of anionic materials with a complexing agent |
| RU2036698C1 (en) * | 1993-10-21 | 1995-06-09 | Акционерное общество закрытого типа - Научно-производственный комплекс "Матекс" | Absorbing filtering material and method of its production, method of separation of gases from radioactive substances |
| US6767860B2 (en) * | 2001-05-10 | 2004-07-27 | 3M Innovative Properties Company | Sublimation of solid organic compounds onto substrate surfaces in the presence of a fluid impregnant |
-
2005
- 2005-08-05 RU RU2005125034/15A patent/RU2290993C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4204980A (en) * | 1976-01-08 | 1980-05-27 | American Air Filter Company, Inc. | Method and composition for removing iodine from gases |
| US4659477A (en) * | 1982-08-16 | 1987-04-21 | Pedro B. Macedo | Fixation of anionic materials with a complexing agent |
| RU2036698C1 (en) * | 1993-10-21 | 1995-06-09 | Акционерное общество закрытого типа - Научно-производственный комплекс "Матекс" | Absorbing filtering material and method of its production, method of separation of gases from radioactive substances |
| US6767860B2 (en) * | 2001-05-10 | 2004-07-27 | 3M Innovative Properties Company | Sublimation of solid organic compounds onto substrate surfaces in the presence of a fluid impregnant |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2344997C1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-27 | Узум-Хаджи Усманович Сугаипов | Method of purification of polluted water medium |
| RU2461420C1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") | Method of producing impregnated sorbent |
| CN113842891A (en) * | 2021-10-15 | 2021-12-28 | 四川轻化工大学 | Impregnated activated carbon and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5094468B2 (en) | Method for removing mercury vapor from gas | |
| US4111833A (en) | Activated carbon material | |
| Mistar et al. | Adsorption of mercury (II) using activated carbon produced from Bambusa vulgaris var. striata in a fixed-bed column | |
| Nandanwar et al. | Activity of nanostructured C@ ETS-10 sorbent for capture of volatile radioactive iodine from gas stream | |
| CN104368307A (en) | Preparation method of special active carbon for ammonia adsorption | |
| US20210261441A1 (en) | Activated carbon | |
| Kovo | CO2 capture using amine-impregnated activated carbon from jatropha curcas shell | |
| JP2022132348A (en) | Activated carbon and its manufacturing method | |
| US20240286931A1 (en) | Perfluoroalkyl compound-adsorbing activated carbon | |
| Wang et al. | Efficient capture of radioactive iodine by Ag-attached silica gel and its kinetics | |
| JP2017227633A (en) | Radioactive iodine adsorbent and method for manufacturing the same | |
| RU2290993C1 (en) | Method of producing chemical absorber | |
| CN116116388A (en) | A kind of preparation method and application of biochar/magnesium airgel bead dephosphorization adsorbent | |
| Kobayashi et al. | Rice hull charcoal for adsorption of cesium and strontium in aqueous solution | |
| KR102140913B1 (en) | Adsorbents for removing radioactive iodine compounds | |
| Bhomick et al. | Biomass-derived activated carbon for removal of 222Rn from air | |
| Putri et al. | Potential of modified corn cob (Zea mays L.) and Petai Hull (Parkia hassk) as new biosorbent for removal of lead waste | |
| CN104174357A (en) | Preparation method of Ag(I)@beta molecular sieve for adsorbing low-concentration CO | |
| hun Lee et al. | Adsorption characteristics of strontium onto K 2 Ti 4 O 9 and PP-g-AA nonwoven fabric | |
| KR102005016B1 (en) | Method manufacturing activated carbon for removal of aldehydes gas | |
| Nasri et al. | Adsorption Isotherm breakthrough time of acidic and alkaline gases on treated porous synthesized KOH-FeCl 3. 6H 2 O sustainable agro-based material | |
| RU2346347C1 (en) | Silica gel-based sorbing agent for radioiodine recovery | |
| Tran et al. | Airborne Toluene Removal by Dynamic Adsorption on Fiber‐and Granular‐Activated Carbon | |
| JP2023032621A (en) | Cesium adsorbent and method for treating cesium-containing polluted water | |
| RU2461420C1 (en) | Method of producing impregnated sorbent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20100514 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140806 |