Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка новой энергоэффективной и ресурсосберегающей технологии переработки отходов содержащих отработанные ионообменные смолы

Номер контракта: 14.579.21.0101

Руководитель: Николаев Артем Николаевич

Должность: начальник лаборатории

Организация: Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского"
Организация докладчика: Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
ионообменная смола, радиоактивные отходы, иммобилизация радионуклидов, дезактивация, кондиционирование, пиролиз, пирогидролиз.

Цель проекта:
1. Разработка новых технологических решений переработки отходов, содержащих ионообменные смолы, в том числе радиоактивных и рецептуры отверждения инертного или минерализованного продукта, получаемого в результате такой переработки в компаунд, пригодный для долговременного хранения. 2. Разработка инновационной энергоэффективной и ресурсосберегающей технологии переработки отходов, содержащих ионообменные смолы, в том числе радиоактивные, основанной на прямоконтактном переносе тепла в расплаве тяжелых металлов и их оксидов, для предприятий тепловой и атомной энергетики, а также для химической, фармацевтической и пищевой отраслей промышленности. Разработка, изготовление и испытание экспериментальной установки для исследования процесса переработки отходов, содержащих ионообменные смолы, в том числе радиоактивные. Выбор способа и разработка рецептуры иммобилизации радиоактивной золы, полученной в результате переработки отходов, содержащих радиоактивные ионообменные смолы, в водоустойчивый компаунд, пригодный для долговременного хранения.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Разработка технологии переработки отходов, содержащих ионообменные смолы, в том числе радиоактивные, основанной на прямоконтактном переносе тепла в расплаве тяжелых металлов и их оксидов, для предприятий тепловой и атомной энергетики, а также для химической, фармацевтической и пищевой отраслей промышленности.
Создание экспериментальной установки для исследования процесса переработки отходов, содержащих ионообменные смолы, в том числе радиоактивные.
Разработка способа и рецептуры иммобилизации радиоактивной золы, полученной в результате переработки отходов, содержащих радиоактивные ионообменные смолы, в водоустойчивый компаунд, пригодный для долговременного хранения.
2. Повышение энергоэффективности переработки отходов, содержащих ИОС – не менее чем на 10%, по сравнению с имеющимися технологиями.
Уменьшение количества используемого при переработке материала, содержащего окислитель, за счет его рециклирования (не менее 5 раз) – не менее чем на 15%, по сравнению с имеющимися технологиями.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Технология переработки отходов содержащих отработанные ионообменные смолы разработанных в рамках импортозамещающего производства ионообменных смол для водоочистки, в том числе в условиях чрезвычайных ситуаций, и гидрометаллургии редких, благородных и других металлов.
2. По сравнению с другими термическими методами условия переработки в расплаве тяжелых металлов (свинец, эвтектика свинец-висмут) и их оксидов ускоряют химические процессы деструкции полимеров за счет плотного контакта реагентов и устойчивого теплообмена в реакционной массе. Химическая инертность воды к свинцу при высоких температурах, содержащейся в больших количествах в ионообменных смол, позволяет максимально эффективно отделять воду и в виде пара удалять в систему кондиционирования. Беспламенное равномерное окисление ионообменных смол с применением оксидов тяжелых металлов (PbO, Bi2O3) в качестве окислителя и в отсутствии контакта с воздухом и его компонентами обеспечивает пониженный объем газовых выбросов, содержащих токсичные и радиоактивные вещества и газы.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты ПНИ являются исходными данными для разработки технического задания и рабочей конструкторской документации опытно-промышленной установки для переработки ИОС.
Ожидаемые результаты работы должны способствовать развитию производственно-технологического, кадрового, инфраструктурного и институционального потенциала Российской Федерации в области обращения с радиоактивными отходами, замкнутого ядерно-топливный цикл с реакторами на быстрых нейтронах и добычи полезных ископаемых, направленного на повышение эффективности использования природных ресурсов, снижение затрат при переработке и хранению РАО, повышение технико-экономических характеристик процесса переработки РАО и развитию атомной энергетики Российской Федерации.

Текущие результаты проекта:
выполнен анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы;
проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96;
проведена сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований;
разработаны варианты возможных решений задачи;
проведены теоретические исследования физико-химических процессов;
обоснован технический облик и состав экспериментальной установки, разработано ЧТЗ на проектирование и изготовление экспериментальной;
разработана эскизная конструкторская и эксплуатационная документация на экспериментальную установку;
разработаны методики изготовления модельных отходов пульп ионообменных смол, в том числе радиоактивных;
изготовлены тестовые образцы модельных отходов ионообменных смол, в том числе радиоактивных;
разработана программа и методики проведения экспериментальных исследований;
проведены экспериментальные исследования процесса переработки отходов ионообменных смол.