放射性废油处理技术研究

放射性废油处理技术研究

张渊博

重庆开达环保集团有限公司  重庆  400000

摘要：随着核工业和民用核技术工业的发展，在核设施的运行、维护和退役过程中产生了大量放射性废油。从理论上讲，放射性废油主要由后处理、长期储存、氧化、固定和包装处理。放射性废油通常包括后处理厂生产的TBP/煤油、核电站和其他核设施生产的废油、真空泵生产的废油。国外放射性废油处理技术研究可作为中国核工业放射性废油处理的参考。

关键词：放射性废油；处理技术；研究分析

前言

我国的一些核电厂以及一些核工业和军事工业生产放射性废油，其中大部分目前正在储存。核能产生的废油只含有少量β/γ放射性核素，通常是低水平的废物。这些废油的含水量因反应堆的类型而异，因为污染的主要来源是反应堆电路中的制冷剂。废油含有氚、铯和钴等放射性核素，可能会造成长期的暂时储存风险。由于长期储存中的泄漏和爆炸等安全风险，必须尽快采取相应的稳定措施，以处理和消除长期安全风险。

一、放射性废油处理技术概述

1.焚烧法概述

放射性废油的焚化方法是将它们放入放射性废物的特殊焚化炉，按照标准净化产生的烟气并予以排放，以及固化焚化产生的灰。焚烧放射性废油的还原率超过100，可完全无机性，消除其易燃性和爆炸性，可回收裂变铀、钚和焚烧灰等放射性核素虽然废油焚烧是一种降低容量和稳定化的极好技术，但处理焚烧产生的烟气是困难的，而且烟气的腐蚀和堵塞需要更多的设备材料。在燃烧含有裂变放射性核素的废油的情况下，必须考虑到诸如临界性等核安全问题。对整个焚化系统来说，空气完整性和辐射防护以及设备的制造和处理都是很高的要求。由于个别核设施产生的放射性废物较少，需要对新的焚化设施进行成本效益分析。在建立中央放射性废物焚化中心时，必须考虑到放射性废油的运输问题。由于与放射性废物焚烧有关的问题，大多数现有放射性废物被用作焚烧放射性废物的燃料油。焚化方案设备复杂，投资很大，特别是在尾焚化、换热器、空气冷却系统、陶瓷过滤器、织物过滤器以及高效过滤器等排放系统方面。运营和维护成本很高。酸性消化解决方案采用高温和浓硫酸制造，这就需要一个相对复杂的回收系统。

2.放射性废油吸收法处理技术概述

上世纪九十年代，美国能源部为有机废水开发了一些吸收剂，每种吸收剂都有自己的范围和条件。例如，n系列吸收剂是非常高效的有机液体吸收剂。N910是一种吸油器。由于密度低，吸收比高1 ~ 3倍，抗辐射能力强，形成的吸收固体性能稳定。所产生的吸收固化物可安全储存，或直接运输到处理场或废物焚化设施。这是处置放射性废油的安全、稳定和可靠的方法。废油吸收器通常是有机聚合物，由其他无机或有机添加剂改变。在放射性废油的处理中，它被用作化学粘合剂，以提高吸收凝固体的性能。高分子废油吸收器可以吸收各种废油和放射性有机物质，废油吸收器通常吸收和分离水溶液中的油或石油化学物质。

3.氚化油的处理方法

含氚的废油被认为是大分子不溶性有机结合氚(0BT)、可溶性小分子0BT和氚水三种成分的混合物，比例为0.8∶0.1∶0.1。放射气相色谱法用于氚有机化合物的测量。结果表明，氚碳氢化合物的化学成分在各类废油样品和相关工作场所中居首位。皮肤接触含氚的废油会导致HT0和OBT的吸收，并使氚油积累成氚油。废油中的氚可以以不溶气体或高分子量烃的形式存在，活性浓度高达1.85 TBQ/l，这取决于辐照时间，因为容易从固化水泥中浸出，而且固化时需要搅拌，固化时需要释放更多的热量，所以氚油不应在桶外混合。可行的方案是，首先将氚油吸附在合适的材料上，然后将其放入密封的容器中储存和/或去除。

4.水泥固化

水泥固化是放射性废物固化的常用方法，也是安全稳定的放射性废物处理方法。当水泥直接凝固放射性废油时，只有大约12%的油可以直接与水泥混合。在美国，放射性废物发动机油、放射性泵油和三丁基锡化合物/煤油是通过直接水泥固化处理的。废油的直接辐射固化量为原体积的1.5至2.0倍，容易引起废油沥滤。优点是核设施的水泥固结线可以共享。

5.湿法氧化处理

类似燃烧的湿式氧化是一种将有机放射性废油分解成二氧化碳和水的技术。100℃下有机废油在催化剂存在下与过氧化氢反应，反应后留下放射性无机废料。这种方法的主要优点是低温、含水的无机废料易于处理。放射性废油湿式氧化技术还可以将废油完全氧化成无机残渣，改变放射性废油的危险性质。而湿法氧化工艺路线长，系统设备复杂，需要新的处理装置，放射性无机残留物需要水泥固化等处理方式。

二、消防安全措施研究

1.废油暂存期间应采取的消防措施

（1）暂存场所的防火要求

1)建筑物结构防火要求。存放放射性废油的建筑物的防火等级、层数、建筑面积、安全疏散和火灾间距必须符合国家有关规定。储存地点和建筑物结构的设计必须符合国家规定，并考虑到对环境和人口的影响。2)电气安装的防火要求。建筑物和放射性废物临时储存地的消防电气设备应足以满足消防电力需求。临时储存区或建筑物内的输电线路和配电线路、灯、消防照明和疏散板应符合安全标准，并应安装防雷装置。3)通风和温度调节的消防要求。临时存放放射性废油的建筑物应配备通风设备，并应配备设备加以保护。建筑物的通风和排水系统应提供用于传导和处置静电的接地装置。通风管道应采用非燃料材料；通风管道不应穿过防火区域，例如防火墙。

（2）临时仓库消防管理要求

放射性废油应存放在专门的储存容器中，这些容器应足够安全，并在可能的情况下无火灾危险；应定期检查储存地点，以消除任何潜在的放射性污染，并限制被指认人员进入这些地点；仓库应配备处置装置，以便将释放的放射性气体排出体外；所有切削油都必须贴上明确的标签，标明活性物质和责任人的姓名，并对高风险油贴上特殊标签；并定期检查他是否处于睡眠状态。与此同时，应对消防安全官员进行适当的消防培训，并建立一个消防安全管理系统。

2.发生火灾时应采取的应急措施

在运输、储存、生产或经营过程中，如发生火灾、爆炸或其他可能危及临时储存地点放射性废油安全的事件，应将这些油迅速转移到远离危险来源和人员的安全地点，安全区应如果放射性废油的内装物受到损坏，可能导致其向外扩散，或储存废油的大容量外容器严重破损，则应立即通知当地公安部门和卫生、科学和技术部门，并设定警告阈值。废油着火时，可以用水雾熄灭。消防人员必须佩戴防护设备，站在风的一侧，将包裹浇水，以帮助熔化辐射防护材料(如铅)，但要注意不要使用过多的消防水，以避免大规模污染。如果废油污染，至少要用肥皂水冲洗三次。

结束语

放射性废油由于其物理和化学性质很难处理，因此，我国的大部分放射性废料暂时存放在核设施中，没有得到有效处理。通过研究国外放射性废油的处理技术，可以发现适用于我国放射性废油处理的信息。但是，每种放射性废油处理技术都有自己的优缺点。有必要分析每个核设施的具体技术条件，并选择处理放射性废油的最佳技术。

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