Ликвидация последствий чернобыльской аварии: разработка технологии пиролитической переработки, обезвреживания и компактирования горючих радиоактивных техногенных отходов
06.12.2002 18:04
Проект 0869
Pyrolytical Disposal of Radioactive Wastes
Общая информация
Полное название: Ликвидация последствий чернобыльской аварии: разработка технологии пиролитической переработки, обезвреживания и компактирования горючих радиоактивных техногенных отходов
Область технологии: ENV-RWT: Environment / Radioactive Waste Treatment
Статус проекта: 6 / Project underway
Отдел МНТЦ: DED EU: Уве Майер
Куратор проекта: Геннадий Генрихович Куликов, Тел. 7+095+7976017, Факс 7+095+7976021, kulikov@istc.ru
Помощник куратора: Светлана Владимировна Генисаретская, Тел. 7+095+7976017, Факс 7+095+7976021, genisaretskaya@istc.ru
Руководитель проекта: Stesik L N
Тел.: 7+095+9132310
Факс: 7+096+5153588
Ведущий институт: Институт Химической Физики, Черноголовка, Московская обл., Россия
Другие институты-участники: Исследовательский Центр им. М.В.Келдыша, Москва, Россия
Зарубежные институты: University of California / Department of Mechanical Engineering, Berkeley, California, USA
Поддержка за рубежом: Research Institute for Mechanics of Quick-Proceeding Processes, Kiev, Ukraine
Краткое описание проекта
Целью предполагаемого проекта является разработка эффективной технологии переработки загрязненных радионуклидами горючих материалов и компактирования радиоактивного зольного остатка для последующего его безопасного захоронения.
Чернобыльская авария оставила после себя огромные количества и объемы горючих радиоактивных техногенных отходов, как-то зараженные радионуклидами древесина, торфяники, почва, одежда, масла, выброшенный из реактора в результате взрыва графит и т.д.
Эти отходы представляют большую опасность: атмосферные воздушные потоки при пожарах в загрязненных лесах, грунтовые и поверхностные воды распространяют радиоактивность на все большие территории, заражая, в частности, источники питьевой воды для больших и малых населенных пунктов.
Пиролитическая переработка таких материалов позволила бы обеспечить концентрирование радионуклидов в зольном остатке, который, подобно прочим радиоактивным отходам, может быть компактно и безопасно захоронен.
В основу предлагаемого в данном проекте метода пиролитической переработки положен разработанный в ИХФЧ РАН способ газификации твердых топлив в волне сверхадиабатического горения. Исследования процессов фильтрационного горения в сверхадиабатическом режиме проводятся в ИХФЧ РАН в течение последних 15 лет. За это время разработана теория процесса, в которой рассмотрено влияние различных параметров (содержание горючего компонента, размер частиц перерабатываемой системы, скорость потока и состав окислителя) на скорость, температуру и структуру волны горения. Найдены условия, обеспечивающие оптимальные режимы сжигания различных типов горючих материалов. Одновременно проведены экспериментальные исследования, на основе которых ИХФЧ РАН и ИЦК разработаны технологии пиролитической переработки бытового мусора, низкосортных углей, отходов угледобывающей и углеобогатительной, лесной и целлюлозно-бумажной, нефтяной промышленности и т.п. К настоящему времени получены патенты на способы переработки бытового и больничного мусора, отработанных автомобильных шин, подана заявка на патентование способа переработки горючих отходов машиностроительного производства.
В волне сверхадиабатического горения происходит газификация твердых горючих с образованием окиси углерода, водорода и горючих смол - продуктов пиролиза органических составляющих исходного горючего. Полученный продукт-газ способен к горению при добавлении необходимого количества воздуха с образованием обычных продуктов горения (двуокись углерода, пары воды). Отличительными особенностями газификации в сверхадиабатическом режиме являются:
- возможность осуществления процесса с высокозольными (до 90%) и высоковлажными исходными горючими без подвода энергии извне, даже такими, которые не способны к самостоятельному горению в других режимах;
- высокий энергетический коэффициент полезного действия, который может достигать 95%;
- высокая полнота сгорания твердых горючих (полученная зола/шлак практически не содержит углерода и органических остатков);
- резкое уменьшение количества пылевидных твердых частиц на выходе из реактора за счет использования кускового исходного топлива и относительно низких линейных скоростей газового потока в реакторе.
Главными отличительными чертами настоящего проекта по переработке горючих материалов, загрязненных радиоактивными выбросами, являются:
- необходимость осуществления процесса газификации при пониженном давлении в реакторе, исключающем неконтролируемый выброс продуктов горения в атмосферу;
- разработка режимов газификации применительно к специфическим отходам Чернобыльской АЭС;
- создание способов подготовки исходного сырья, методов его загрузки и выгрузки твердых продуктов горения, учитывающих наличие радиоактивного заражения;
- гарантированное улавливание даже следов золы.
Предлагаемый проект представляет собой комплекс научных исследований и технологических разработок и включает в себя:
1. Разработку оптимальной технологической схемы пиролитической переработки радиоактивных техногенных отходов.
2. Отработку методов улавливания продуктов пиролитической переработки радиоактивных техногенных отходов.
3. Выбор методов подготовки конденсированных продуктов пиролиза к захоронению.
4. Создание экспериментальной установки, реализующей технологию пиролитической переработки радиоактивных техногенных отходов в зоне Чернобыльской аварии.
Научный интерес проекта заключается в нахождении закономерностей процесса фильтрационного горения систем, содержащих большое количество инертных материалов, исследовании структуры волн горения и состава продуктов газификации.
Практическое значение проекта определяется его конечной целью - создание новой экологически безопасной и энергосберегающей технологии переработки различных типов горючих радиоактивных отходов с последующим компактированием радиоактивных конденсированных продуктов пиролиза и подготовкой их к захоронению.
Потенциальная роль иностранных коллабораторов может заключаться в периодическом обсуждении результатов, полученных в ходе выполнения проекта, консультациях по методам исследований и т.д.
Городская мусоропeрeгрузочная станция производитeльностью 100 тыс. тонн ТБО и коммeрчeских отходов в год
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.