Особенности и характеристики технологии сжигания радиоактивных отходов: основные технологические стандарты и требования

Сжигание радиоактивных отходов требует особого внимания. Данная процедура считается одной из самых эффективных для переработки отходов. С помощью применения методологии получается уменьшить количество и концентрацию вредных отходов практически в 15 раз. В результате проведения работы вырабатывается большое количество газовых скоплений, которые дополняют оставшийся пепел. Необходимо использовать специальное оборудование для очистки этих отставок. Как правило, оставшаяся зола перенаправляется в специальные блоки или отправляется для захоронения, чтобы снизить негативные воздействия на окружающую среду.


Ознакомиться с технологией можно на рисунке 1.

Технология подготовки Радиоактивных отходов к захоронению.

Рисунок 1. Технология подготовки Радиоактивных отходов к захоронению.


Процедура остекловывания проводится под воздействием высоких температур с помощью оборудования для утилизации отходов. Она отличается большей простотой в реализации, а также упрощенной процедурой утилизации и захоронения в будущем. С помощью используемого метода можно разложить достаточно большое количество вредных химических соединений, что снижает негативное воздействие в несколько раз по сравнению с битумированием.


Цементирование – это распространенный метод, который используется для утилизации жидких отходов. В результате данной операции получается продукт, который обладает высокими эксплуатационными качествами, устойчивостью к горению и механической устойчивостью. Высокая плотность – главная характеристика, снижающая воздействие внешнего облучение. Цементирование проводится в качестве подготовки для длительного хранения отходов.


Крематор используется для обработки твердых отходов с помощью использования процедуры перехода в инертную форму. Как правило, обработка позволяет достичь следующих параметров отходов:

·         сокращение их фактического объема;

·         уменьшение количества радионуклидов;

·         изменение физического состояния состава.


Для переработки твердых отходов могут использоваться самые разные способы. Эффективные методы – печи для сжигания мусора промышленные, прессовка, извлечение радионуклидов. После перечисленных видов обработки оставшиеся радионуклиды могут быть изолированы для стабилизации формы и обеспечения требуемых характеристик для захоронения. Сжигание – это эффективный способ уменьшения объема ТРО и ЖРО, что позволяет существенно сэкономить на месте хранения данных остатков. При этом термическая переработка также дает возможность переводить отходы в негорючее состояние, что делает хранение безопасным и надежным.


Сжигание радиоактивных элементов требует образование определенного количества твердого остатка. Сжигание также образовывает определенное количество вторичных отходов. Такой процесс позволяет получить минимальное количество остаточных вредных веществ, что снижает риски проявления радионуклидов и других радиоактивных остатков в составе отходов.


Выбор технологии сжигания отходов напрямую зависит от различных параметров. Среди основных параметров выбора методологии следует обратить внимание на такие:

·         Проведение оптимального процесса окисления органической части отходов для максимально полного результата.

·         Поддержание температуры горения с целью обеспечения устойчивого проведения процедуры.

·         Максимальная автоматизация всего технологического процесса переработки.

·         Очистка газов до максимально безопасных допустимых норм от химических и радиоактивных соединений.

·         Снижение количества вторичных отходов при производстве.

·         Безопасность установки в процессе обслуживания.

·         Обеспечение устойчивости аппаратов к химическим и другим воздействиям.


Схема технологии сжигания полностью показана на рисунке 2.


Технологии сжигания


Рисунок 2. Технология сжигания


Установка представляет собой двухкамерную керамическую печь и систему сухой газоочистки. В первой зоне происходит сушка и частичная газификация отходов, во второй - горение на колосниковой решетке, через неё подается основное количество воздуха, которое необходимо для сжигания. Система газоочистки состоит из воздушного высокотемпературного теплообменника, металлотканевого фильтра, теплообменника - конденсатора и фильтра тонкой очистки на основе ультратонкого стекловолокна.


При выборе подходящих параметров следует также учитывать такие характеристики:

·         конструкционные особенности печи;

·         основные показатели работы печи;

·         процессы теплового обмена.


К конструктивным параметрам печи относят геометрические размеры и форму рабочего пространства, систему отопления печи, взаимное расположение горелок и дымовых окон, вид огнеупорных и изоляционных материалов, тип и состав утилизационных устройств. Эксплуатационные параметры включают в себя расход и температуру подогрева топлива и воздуха, распределение их по зонам печи, а также давление газов и температурный режим в рабочем пространстве.


Вторая группа параметров характеризует тепло- и массообменные процессы, которые происходят внутри печи: движение газов, сжигание топлива, давление газов и температурный режим в рабочем пространстве.


Изменения в конструкции и эксплуатации печи оказывают влияние на тепло- и массообменные процессы, которые в свою очередь влияют на показатели работы печи (производительность, удельный расход тепла, срок службы печи), составляющие третью группу параметров.


Инсинератор – это оборудование, которое позволяет провести все необходимые процессы для достижения производительности. Перечисленные группы обеспечивают оптимальный температурный режим работы, сжигание топлива в рабочем пространстве, а также показатели работы печи для сжигания отходов.


Основные элементы газоочистительных систем


Среди основных элементов печей-крематоров выделяют фильтровые системы, которые необходимы для обеспечения функциональности технического оснащения, а также снижения негативного воздействия со стороны сжигаемых отходов.


Фильтры для газов


Для очистки радиоактивных отходов после обработки в печи для сжигания ТБО применяются специальные очистительные системы, принцип действия которых заключается в задержке в своем составе вредных радионуклидов до завершения процессов распада. В зависимости от коэффициента адсорбции подбираются оптимальные очистительные установки, которые также обладают параметрами сушки.


Угольные адсорберы отличаются высокими динамическими свойствами и повышенной эффективностью в соответствии с установленными нормами. Со временем результативность работы очистительных сооружений падает при воздействии негативных элементов окружающей среды: воздуха, пара и газов. Старение угля со временем приводит к снижению эффективности работы фильтров. Именно поэтому важно периодически проводить проверки оборудования, чтобы достичь требуемых показателей эффективности. Инсинераторная установка позволяет добиться поставленных задач, преобразуя основные химические реакции.


Фильтры для аэрозолей


Чтобы уловить твердые частицы, используются специальные фильтры из стекловолокна. Они называются абсолютными фильтрами. Выделяют множество разных модификаций оборудования, которые соответствуют разным техническим стандартам и требованиям. Время работы конкретного фильтра зависит от количества улавливаемых частиц. Чем их больше, тем ниже эффективность работы оборудования.


Абсолютные фильтры оснащаются специальной емкостью, которая оснащается специальными дополнительными фильтрующими элементами для грубой очистки от пыли. Чтобы защитить абсолютные фильтры от попадания воды и других негативных факторов, используются специальные улавливатели, представленные на рисунке 3. Для этой цели могут также использоваться специально подготовленные фильтры.

Улавитель влаги

Рисунок 3. Улавитель влаги


Фильтрация радиоактивных компонентов базируется на принципе удержания крупных частиц и их улавливании. Эффективность напрямую зависит от особенностей распределения этих частиц по размерам, характеристикам и прочим параметрам. Классический прямоугольный фильтр можно увидеть на рисунке 4. Для обеспечения обработки больших потоков воздуха используется сразу несколько таких вариантов установок, что позволяет достичь требуемых показателей очистки. Купить инсинератор для промышленных предприятий – отличный способ утилизировать отходы, снизить негативное воздействие на окружающую среду.


Абсолютный (НЕРА) фильтр для аэрозолей


Рисунок 4. Абсолютный (НЕРА) фильтр для аэрозолей


Направляемые на сжигание ТРО должны проходить обязательный входной контроль. Не подлежат сжиганию ТРО, содержащие взрывоопасные вещества. В сжигаемых ТРО должно быть ограниченное содержание поливинилхлорида и других материалов, в результате сжигания которых выделяются агрессивные и токсичные вещества в количестве, превышающем пределы, установленные нормативной документацией. Содержание радионуклидов 14С, 129I и 3Н в сжигаемых ТРО не должно приводить к превышению допустимого выброса радиоактивных веществ из печи сжигания в атмосферу. Сжигание твёрдых радиоактивных отходов совместно с нерадиоактивными отходами не допускается.


К вышеизложенному, можно сделать выводы:

В текущем 2021 году компания «Эко-Спектрум» активно начала заниматься и получать предложения по поводу сжигания радиоактивных отходов и к 2023 году готова будет дать решение по данному вопросу. На данном этапе компания «Эко-Спектрум» прорабатывает вопросы, связанные со сжиганием РАО с научно-исследовательскими институтами, крупными компаниями, такими как РОСАТОМ, «Объединённый эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды» (ФГУП «РАДОН»).