Destylacja próżniowa zwiększa wydajność recyklingu rozpuszczalników paliw jądrowych

W procesie ponownego przetwarzania paliwa jądrowego rozpuszczalniki działają niestrudzenie jako "czyściciele", pracując dzień po dniu, aby wydobyć cenny uran i plutonium z zużytego paliwa.te molekularne konie robocze stopniowo rozkładają się pod długotrwałym narażeniem na intensywne promieniowanie i korozyjne chemikalia, utrata wydajności i potencjalnie wytwarzanie szkodliwych produktów ubocznych, które zagrażają zarówno bezpieczeństwu, jak i skuteczności przetwarzania.

Rozwiązanie leży w technologii regeneracji rozpuszczalników.W obiektach przetwórstwa jądrowego system rozpuszczalników węglowodorotrybutylofosforanu (TBP) odgrywa kluczową rolę.interakcje między kwasem azotowym, kwas azotowy i węglowodory wytwarzają różne produkty rozkładu, które osłabiają wydajność ekstrakcji i stabilność procesu.Opracowanie skutecznych metod regeneracji w celu usunięcia tych zanieczyszczeń stało się niezbędne do utrzymania niezawodności eksploatacji.

Podczas gdy tradycyjne metody, takie jak mycie chemiczne i adsorpcja, mają ograniczenia w zakresie wydajności i wytwarzania odpadów, destylacja próżniowa stała się obiecującą techniką fizycznego oddzielenia.Takie podejście zapewnia prostotę działania, wysoka wydajność separacji i korzyści dla środowiska poprzez unikanie odpadów wtórnych.

Technologia wykorzystuje różnice w punktach wrzenia pod obniżonym ciśnieniem, umożliwiając separację w niższych temperaturach, które zapobiegają rozkładowi TBP, jednocześnie skutecznie usuwając zanieczyszczenia.Niestabilność termiczna TBP i niezwykle niskie stężenie różnych zanieczyszczeń stanowią znaczące wyzwania techniczne, wymagających precyzyjnie sterowanych systemów.

Naukowcy z Laboratorium Rozwoju Przetwarzania w Centrum Badań Atomowych Indira Gandhi opracowali i zatwierdzili system oczyszczania rozpuszczalników w skali pilotażowej oparty na destylacji próżniowej.To zintegrowane rozwiązanie łączy wiele jednostek separacji płynnych gazów w kompleksowy proces regeneracji:

• Kolumna odwodnienia:Początkowo usuwa zawartość wody, która może wpływać na wydajność ekstrakcji i powodować korozję sprzętu poprzez zasady destylacji.
• Wyrzutnik miękkiego folii:Tworzy podgrzewaną cienką folie do szybkiego parowania rozpuszczalnika, zapobiegając rozkładowi termicznemu, z parą skierowaną do kolumny destylacyjnej pod próżnią.
• Kolumna destylacyjna próżniowa:Rdzeń układu, w którym wiele kontaktów pary i płynu pod próżnią oddziela czyste TBP (zbierane na górze) od produktów rozkładu (zachowywanych u podstawy).

Badania z wykorzystaniem symulowanych rozpuszczalników rozkładających ocenione właściwości fizyczne (gęstość, lepkość) i wydajność ekstrakcji (prędkości odzysku uranu/plutonu),dostarczanie danych krytycznych do optymalizacji procesów.

• Działanie próżniowe zmniejsza temperaturę wrzenia w celu zachowania integralności TBP
• Zintegrowana separacja wieloetapowa do kompleksowego oczyszczania
• Dokładna kontrola temperatury, ciśnienia i parametrów przepływu

Ten przełom daje obiektom jądrowym skuteczną metodę wydłużania trwałości rozpuszczalników, obniżania kosztów, minimalizowania odpadów i zwiększania bezpieczeństwa eksploatacji.Technologia ta wykazuje również potencjał adaptacji w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym do zastosowań odzysku rozpuszczalników.

• Dalsza optymalizacja parametrów eksploatacyjnych
• Rozwój zaawansowanych materiałów separacyjnych
• Wdrożenie zautomatyzowanych systemów kontroli

W miarę jak technologia destylacji próżniowej stale się rozwija, obiecuje ożywić te molekularne "czyściarki", wspierając bardziej zrównoważone operacje przetwarzania paliw jądrowych na całym świecie.