Вакуумная дистилляция повышает эффективность переработки растворителей ядерного топлива

В процессе переработки ядерного топлива растворители работают как неустанные "чистители", работая день за днем, чтобы извлечь ценный уран и плутоний из отработанного топлива.Эти молекулярные рабочие лошади постепенно разрушаются при длительном воздействии интенсивного излучения и коррозионных химических веществ., теряя эффективность и потенциально порождая вредные побочные продукты, которые подрывают как безопасность, так и эффективность обработки.

Решение лежит в технологии регенерации растворителей.В ядерных перерабатывающих установках решающую роль играет система растворителей углеводород-трибутилфосфат (TBP).взаимодействия между азотной кислотой, азотная кислота и углеводороды при облучении производят различные продукты разложения, которые ухудшают эффективность экстракции и стабильность процесса.Разработка эффективных методов регенерации для удаления этих загрязнителей стала необходимой для поддержания надежности эксплуатации.

В то время как традиционные методы, такие как химическая стирка и адсорбция, имеют ограничения в эффективности и производстве отходов, вакуумная дистилляция стала перспективным методом физического отделения.Этот подход обеспечивает операционную простоту, высокая эффективность разделения и экологические преимущества путем избежания вторичных отходов.

Технология использует различия в точках кипения при пониженном давлении, что позволяет отделять при более низких температурах, которые предотвращают разложение ТБП, эффективно удаляя примеси.Тепловая нестабильность ТБП и чрезвычайно низкие концентрации различных загрязнителей представляют собой значительные инженерные проблемы., требующие точно контролируемых систем.

Исследователи из лаборатории развития репроцессирования Центра атомных исследований Индиры Ганди разработали и подтвердили пилотную систему очистки растворителей на основе вакуумной дистилляции.Это интегрированное решение объединяет несколько блоков отделения жидкого газа в комплексный процесс регенерации:

• Колонка обезвоживания:Первоначально удаляет содержание воды, которое может повлиять на эффективность добычи и вызвать коррозию оборудования с помощью принципов дистилляции.
• Воспалитель тонкой пленки:Создает нагретую тонкую пленку для быстрого испарения растворителя при предотвращении термического разложения, при этом пар направляется в вакуумную колонну дистилляции.
• Колонка вакуумной дистилляции:Ядро системы, где многочисленные контакты пара-жидкости под вакуумом отделяют чистый ТБП (собранный в верхней части) от продуктов деградации (удерживаемых в нижней части).

Испытания с использованием имитируемых деградированных растворителей оценивают физические свойства (плотность, вязкость) и эффективность экстракции (скорость восстановления урана/плутония),предоставление критических данных для оптимизации процессов.

• Вакуумная работа снижает температуру кипения для сохранения целостности ТБП
• Интегрированная многоступенчатая сепарация для комплексной очистки
• Точный контроль температуры, давления и параметров потока

Этот прорыв дает ядерным установкам эффективный способ продлить срок службы растворителей, снизить затраты, свести к минимуму отходы и повысить безопасность работы.Технология также показывает потенциал для адаптации в химической и фармацевтической промышленности для применения в рекуперации растворителей.

• Дальнейшая оптимизация эксплуатационных параметров
• Разработка передовых материалов для разделения
• Внедрение автоматизированных систем контроля

Поскольку технология вакуумной дистилляции продолжает развиваться, она обещает оживить эти молекулярные "очистители", поддерживая более устойчивые операции по переработке ядерного топлива во всем мире.