方祥洪，楊 彬，馬若霞

(中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司重慶科技分公司，重慶 401122)

放射性廢油處理技術(shù)研究

方祥洪，楊 彬，馬若霞

(中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司重慶科技分公司，重慶 401122)

隨著核工業(yè)的發(fā)展，核設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)、退役等過程會(huì)產(chǎn)生一定量的放射性廢油。放射性廢油通常包含后處理廠產(chǎn)生的TBP/煤油、以及核電站和其他核設(shè)施單位產(chǎn)生的廢機(jī)油、廢潤(rùn)滑油、廢真空泵油等。通過對(duì)國(guó)外放射性廢油的處理技術(shù)進(jìn)行研究，可為我國(guó)核工業(yè)現(xiàn)存放射性廢油的處理提供借鑒和參考。

放射性廢油；處理；技術(shù)

隨著以核電為代表的核能的開發(fā)和核技術(shù)利用，產(chǎn)生了大量的放射性廢物，放射性廢物中一部分是放射性廢油，放射性廢油中含有3H、235U、239Pu、137Cs、90Sr、60Co等放射性核素。放射性廢油由于其本身的易燃易爆及毒性等物理化學(xué)性質(zhì)，我國(guó)現(xiàn)尚無一種安全有效的處理工藝，均暫存于核設(shè)施中等待處理。國(guó)外有一些能夠處理放射性廢油的工藝技術(shù)，可供參考。通過對(duì)放射性廢油的處理技術(shù)進(jìn)行研究，可為我國(guó)核工業(yè)現(xiàn)存放射性廢油的處理提供借鑒和參考。

1 焚燒法

放射性廢油的焚燒法處理是將放射性廢油加入專有的放射性廢物焚燒爐進(jìn)行點(diǎn)火并焚燒處理，產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行凈化處理并達(dá)標(biāo)排放，焚燒產(chǎn)生的焚燒灰將進(jìn)行固化處理。焚燒法處理放射性廢油的減容倍數(shù)大于100，且能夠?qū)⒎派湫詮U油徹底無機(jī)化，消除其易燃易爆的危險(xiǎn)特性，焚燒灰中的易裂變鈾、钚等核素可得到回收和利用。焚燒法處理放射性廢油的二次廢物量很小。

雖然放射性廢油的焚燒處理是一種減容和安定化都非常優(yōu)異的處理技術(shù)，但焚燒產(chǎn)生的煙氣處理難度較大，煙氣的腐蝕、堵塞等問題對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高。若焚燒含有易裂變放射性核素的廢油，必須考慮臨界等核安全問題。整個(gè)焚燒系統(tǒng)的氣密性和輻射防護(hù)屏蔽要求較高，對(duì)設(shè)備加工制造要求較高。放射性廢油焚燒處理流程示意圖見圖1所示。

由于放射性廢油的單個(gè)核設(shè)施產(chǎn)量不大，單獨(dú)新建一套焚燒處理裝置必須對(duì)其進(jìn)行代價(jià)利益分析。集中建立放射性廢物焚燒處理中心則必須考慮放射性廢油的運(yùn)輸問題。由于放射性廢油的焚燒處理現(xiàn)存的問題，現(xiàn)有的放射性廢油大多作為放射性廢物焚燒處理時(shí)點(diǎn)火用油[1-2]。

圖1 放射性廢油焚燒處理流程示意圖

2 濕法氧化處理

濕法氧化是類似于焚燒處理方法，是將有機(jī)的放射性廢油分解成二氧化碳和水的技術(shù)。有機(jī)廢油與過氧化氫在催化劑存在下于100℃下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后留下含有放射性的無機(jī)廢物殘液。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是低溫和含水無機(jī)廢物容易處理。濕法氧化處理放射性廢油流程示意圖見圖2所示。

放射性廢油的濕法氧化處理技術(shù)，也能將廢油徹底氧化為無機(jī)殘液，改變了放射性廢油的危險(xiǎn)特性，但濕法氧化處理方法的工藝線路較長(zhǎng)，系統(tǒng)設(shè)備較為復(fù)雜，需要新建一套處理裝置，放射性無機(jī)殘?jiān)枰喙袒确绞竭M(jìn)行處理。因此，濕法氧化法的使用也得到了一定的限制。

圖2 濕法氧化處理放射性廢油流程示意圖

3 吸收法

放射性廢油的吸收法處理是利用高分子吸收劑產(chǎn)品將放射性廢油吸收固定于吸收劑分子內(nèi)部，從而形成吸收固化體。再通過對(duì)吸收固化體進(jìn)行處理，達(dá)到對(duì)廢油的最終處理和處置。廢油吸收劑一般為有機(jī)高分子聚合物，并用其他無機(jī)或者有機(jī)添加劑進(jìn)行改性處理。在處理放射性廢油時(shí)，其作為化學(xué)粘接劑以提高的吸收固化體的性能。高分子廢油吸收劑能夠吸收各種含有放射性的廢油、有機(jī)物。吸收法處理放射性廢油流程示意圖見圖3所示。

圖3 吸收法處理放射性廢油流程示意圖

吸收法處理放射性廢油，優(yōu)點(diǎn)是放射性廢油可以固定于吸收劑中，形成穩(wěn)定的吸收固化體。穩(wěn)定的吸收固化體可以方便運(yùn)輸和進(jìn)一步的處理和處置。但吸收法處理技術(shù)的缺點(diǎn)是加入的吸收劑使放射性廢油有一定的增容[3-5]。

4 水泥固化

水泥固化是一種放射性廢物固化的常用處理方法，也是放射性廢物無害化、穩(wěn)定化處理的一種方法。水泥直接固化放射性廢油，只有約12%的油可以直接摻入水泥中。在美國(guó)，放射性的廢汽輪機(jī)油，放射性泵油和TBP /煤油等均已經(jīng)采用直接水泥固化的方式進(jìn)行處理過。

放射性廢油直接油固化的200 L廢物桶典型配方為：

165 kg波特蘭水泥，17 kg石灰，72 L放射性廢油，62 L乳化劑，14 L水，7 L硅酸鹽促凝劑。

放射廢油的直接水泥固化增容量是原體積的1.5～2.0倍，且容易造成廢油的浸出。優(yōu)點(diǎn)是可以共用核設(shè)施的水泥固化線[6-7]。

5 結(jié)論

放射性廢油由于其自身的物理化學(xué)性質(zhì)難于處理和處置。因此，我國(guó)現(xiàn)存的大量放射性廢油均暫存于核設(shè)施中尚未得到有效的處理。通過研究國(guó)外放射性廢油的處理技術(shù)，為我國(guó)的放射性廢油的處理提供參考。但每種放射性廢油的處理技術(shù)均有自身的優(yōu)缺點(diǎn)和使用限制，需要根據(jù)具體的核設(shè)施的具體技術(shù)情況進(jìn)行分析，擇優(yōu)選擇放射性廢油的處理技術(shù)。

[1] 羅上庚. 放射性廢物的焚燒處理[J]. 核技術(shù), 1990(1): 1-8.

[2] 王培義,周連泉,馬明燮,等.放射性廢油焚燒處理的可行性研究[J].輻射防護(hù),2001(4): 246-249.

[3] 方祥洪,楊 彬,馬若霞,等. 放射性廢油吸收法處理技術(shù)研究[J]. 廣州化工, 2014(24): 19-21.

[4] Area D F. Nochar Petrobond.Absorbent polymer tritiated oil solidification nochar petrobond absorbent polymer tritiated oil solidification[R].U.S. Department of Energy Office of Environmental Management Office of Science and Technology,2001:1-20.

[5] 成 瓊,劉學(xué)軍,苑國(guó)琪. 含氚泵油處理技術(shù)研究[J].原子能科學(xué)技術(shù),2010,44(9): 1-5.

[6] Clark D E,Colombo P. Solidification of oils and organic liquids[Z].National low-level waste program United States Department of Energy,1982:1-31.

[7] Atomic I,Agency E.Treatment and conditioning of radioactive organic liquids[R].International Atomic Energy Agency,1992:5-30.

(本文文獻(xiàn)格式：方祥洪，楊 彬，馬若霞.放射性廢油處理技術(shù)研究[J].山東化工,2017,46(7):203-204.)

Study on the Treatment Technology of Radioactive Waste Oil

FangXianghong,YangBin,MaRuoxia

(CPI Yuanda Environmental Protection Engineering Co., Ltd. Chongqing Science and Technology Branch, Chongqing 401122,China)

With the development of the nuclear industry, the process of operation, maintenance and decommissioning of nuclear facilities will produce a certain amount of radioactive waste oil. Radioactive waste oil typically contains TBP / kerosene from reprocessed plants, as well as spent engine oils, waste lubricants, and waste vacuum pump oils from nuclear power plants and other nuclear facilities. The research on the treatment technology of foreign radioactive waste oil can provide reference for the radioactive waste oil treatment in China nuclear industry.

radioactive waste oil; treatment; technology

2017-02-28

放射性廢油吸收法處理技術(shù)研究(2016-005-YD-KJ-X)

方祥洪(1984—)，男，成都理工大學(xué)在讀博士研究生，高級(jí)工程師，主要從事放射性廢物處理、處置工藝技術(shù)研究。

X591

A

1008-021X(2017)07-0203-02