气体流出物中钌的捕获方法与设备技术

本发明专利技术涉及一种气体流出物中钌的捕获方法与设备。本发明专利技术的捕获方法包括使用一种亚烷基二醇聚合物或一种亚烷基二醇共聚物溶液或含水浆体，其中一个或多个亚烷基有２－６个碳原子，以捕获气体流出物中的钌。本发明专利技术捕获钌的滤芯包括在其上沉积亚烷基二醇聚合物或亚烷基二醇共聚物的表面（Ｓ），其中所述的一个或多个亚烷基有２－６个碳原子。本发明专利技术特别能够同时地有利于捕获和化学操作减少氧化钌ＲｕＯ↓［４］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及气体流出物中钌的捕获方法与设备。 本专利技术特别地应用于过滤核燃料再处理气体流出物，其中含有或可能含有钌。 钌是一种在核反应时产生的原子裂变产物。它在辐照的燃料棒中。它占整个裂变产物的6质量％，其同位素103Ru和106Ru是放射性的。 在核燃料再处理的这些方法中，燃料棒首先进行切割，并溶解于硝酸中。构成这些棒的大多数化合物，其中包括钌，这时变成硝酸盐溶液。这种溶解的溶液接着送到液-液提取车间。在该方法的这个步骤中，钌是在称之裂变产物(PF)溶液的含水相中。这种溶液送到玻璃化车间，在这里，这种溶液在炉中煅烧，由此得到呈氧化物形态的这些元素再进行玻璃化处理。 于是，钌随其它放射性元素一起被玻璃化。然而，氧化物形态的RuO4的挥发性极高，尽管采用这种处理方法捕获了由这些方法排出的气体流出物，但还是有一部分，当然微不足道的部分主要通过处理管道的可能泄漏而跑掉。 这种气态RuO4的钌这时可能转移到建筑物的通风设备中，到达通风设备管道中。这时它经过了通风系统的所有过滤阻挡层。这时它到了第一级通气孔，并排到环境中。 直到今天，在大多数辐照燃料再处理设备中，这些设备的含钌气体流出物穿过所有两个过滤器，它们清除了其中较粗的微粒，从而防止非常快地堵塞下面过滤段。它们然后通过置于屏蔽箱中的第一和第二阻挡层过滤器。 特别地，正是对这些过滤元件，优选地，本专利技术可以与其配合，构成一种防止钌排掉的非常有效手段。 现有技术状况当钌为固体RuO2形态时，采用完全过滤捕获钌是相对简单的。实际上玻璃化车间便是这种情况，该车间在其通风系统有许多过滤阻挡层。第一、第二和第三阻挡层的非常高效(THE)过滤器不让RuO2固体微粒通过。当然，THF过滤器只是捕获在上游生成的RuO2。如果在THF过滤器下游还原RuO4时，很显然可能将其中的RuO2排到环境中。 事实上，THF阻挡层的玻璃纤维过滤介质并不能截住气态RuO4，这时它会送到烟囱中，任选地同时在通道上还原成RuO2。一种捕获这种RuO4的办法因此是在过滤阻挡层上游还原成RuO2，然后用THE过滤器捕获它。 还可以让含有钌的气体流出物通过还原介质，例如聚(4-乙烯基吡啶)(PVP)或用作催化剂的潮湿金属表面。但是，在室温下有效的固体捕获剂，特别是市售的PVP，会造成非常高的阻力损失，因此迫使人们要显著地提高通风机的功率。 还可以使用水溶液，任选地有反应剂(例如碱)的水溶液洗涤气体流出物。但是，捕获空气的CO2使碱碳酸盐化迫使人们大量更换反应剂，于是产生庞大体积的液体流出物。 一般而言，这些系统的效率显得很有限。事实上，现有技术的这些过滤元件拦截了大部分的气溶胶，但是它们不能有效地捕获RuO4。 由于显而易见的生态学问题，因此实际上需要一种有效捕获主要存在于辐照核燃料再处理厂气体流出物中的钌的方法。 本专利技术的公开本专利技术人研制了符合这种要求的捕获钌的方法和设备。 特别地，本专利技术捕获在气体流出物中的钌的方法，其特征在于该方法包括让所述的气体流出物与一种含有至少一种亚烷基二醇聚合物和/或至少一种亚烷基二醇共聚物的溶液或含水浆体接触，其中这种或这些亚烷基含有2-6个碳原子。 另外，本专利技术涉及上述溶液或含水浆体在捕获气体流出物中钌的应用。 本专利技术的方法可以用一种气体洗涤设备实施，这种聚合物或共聚物这时用作反应剂添加到洗涤水中，或者用于生产捕获钌的滤芯(cartouche)。所述的滤芯例如包括其上沉积一种亚烷基二醇聚合物或一种亚烷基二醇共聚物的基体，其中这种或这些亚烷基有2-6个碳原子。 例如在洗涤气体流出物的设备中，本专利技术借助上述水溶液中的聚合物或共聚物，能够出乎意外地达到与碱相当的效率，同时避免了上述碳酸盐化的问题。 根据本专利技术方法，可用于洗涤气体流出物的洗涤设备是本
的技术人员已知的设备。例如，可以涉及填充塔、文丘里洗涤器等。 在采用滤芯实施的情况下，本专利技术的方法与设备基于上述聚合物和共聚物而具有灵活性，这样有利地能够构思适合于现有辐照核燃料处理设备捕获钌。另外，需要使用聚合物的量是非常低的，因此能够确实地避免任何安全性问题，必需定期更换时，还不会给本专利技术产生的废物带来管理的困难。 可以根据应用条件，例如根据使用温度、气体流出物中其它化学粒子性质，必要时使用基体的性质、成本、通风设备功率等，选择这种聚合物或共聚物。根据本专利技术，选择在本专利技术中可使用聚合物和共聚物的性质如下-有利地，这种聚合物或共聚物溶于水，以便通过浸渍水溶液而沉积在基体上，-有利地，这种聚合物或共聚物的组成是简单的，例如只是由碳、氧和氢组成，这样降低了本专利技术方法与设备的成本，-这种聚合物或共聚物因含有一个或多个还原基团-OH，通过与氢氧化钠还原作用的类似作用，能捕集(捕集或捕获-在本专利技术中等同使用的两个术语)RuO4。 优选地，这种聚合物或共聚物具有羟基末端。在这种情况下涉及在末端有端羟基的亚烷基二醇聚合物和共聚物。 有利地，根据本专利技术，这种亚烷基二醇聚合物例如可以选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或它们的混合物。 有利地，这种亚烷基二醇共聚物是一种由选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇的聚合物组成的共聚物。例如，这种亚烷基二醇共聚物可以是一种同时以乙二醇、丙二醇、丁二醇为基的共聚物。 有利地，根据本专利技术，这种亚烷基二醇共聚物可以是下式(I) 式中m和p是整数，例如各自是1≤m≤8和3≤p≤12。 式(I)共聚物例如可以是聚乙二醇、聚丙二醇共聚物。 根据本专利技术，在本专利技术的方法与设备中可以使用只是上述聚合物或共聚物的溶液或浆体、上述不同亚烷基二醇聚合物的混合物，或上述不同亚烷基二醇共聚物的混合物，或一种或多种上述聚亚烷基二醇和一种或多种上述聚亚烷基二醇共聚物的混合物。另外，本说明书中术语“聚合物或共聚物”或“亚烷基二醇聚合物或共聚物”当然都覆盖了本专利技术的这些不同实施方式。 为了用固体基体捕获钌，上述这些聚合物还具有的优点是因其润湿性能而很容易在基体上沉积成薄层，因此阻力损失和展开表面特性优于现有技术的产品。 因此，实施本专利技术而使用一种基体时，将这种聚合物或共聚物含水浆体沉积在这种基体上。这种实施方式能有利地降低基体与环境水分的界面张力，因此有利于捕获在基体表面上待处理气体流出物中的水，因此有利于吸附钌及其还原。 本专利技术关心的钌的形态主要是RuO4和RuO2。与基体接触后，RuO4可以被沉积在该表面上的这种聚合物或共聚物吸附，并且与其反应。事实上，上述这些聚合物和共聚物有利于RuO4吸附而制约其解吸，因此能使RuO4在其表面上停留足够长的时间，能使其还原。另外，这些聚合物和共聚物的羟基官能有可能使这种形态的钌还原成RuO2。本专利技术因此能够同时达到有利于捕获钌RuO4和其还原的化学操作。 另外，有利地，根据本专利技术，优选地可以选择下述这种基体，以便在低阻力损失下，其基体有很大的表面与待处理气体流出物接触。事实上，流出物中的钌通过碰撞与这种表面接触，优选的是捕获钌最多时，其碰撞率也可能是最高的。因此，在气体流出物穿过其基体时希望避免阻力损失时，非常优选地，这种基体是分开的基体，例如纤维状基体，像羊毛或纤维团，优选地非压实的纤维状基体。纤维状基体的另一个优本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有至少一种亚烷基二醇聚合物和／或至少一种亚烷基二醇共聚物的溶液或含水浆体在捕获气体流出物中的钌的应用，其中这个或这些亚烷基有２－６个碳原子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2003-2-10 03/015381.含有至少一种亚烷基二醇聚合物和/或至少一种亚烷基二醇共聚物的溶液或含水浆体在捕获气体流出物中的钌的应用，其中这个或这些亚烷基有2-6个碳原子。2.根据权利要求1所述的应用，其中这种亚烷基二醇聚合物选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或它们的混合物。3.根据权利要求1所述的应用，其中这种亚烷基二醇共聚物是一种共聚物，它是由选自下述的聚合物构成聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或它们的混合物。4.根据权利要求1所述的应用，其中这种亚烷基二醇共聚物是一种以乙二醇、丙二醇和丁二醇为基的共聚物。5.根据权利要求1或3所述的应用，其中这种亚烷基二醇共聚物是下式(I) 式中m和p是整数，例如各自是1≤m≤8和3≤p≤12。6.根据权利要求1或5所述的应用，其中这种亚烷基二醇共聚物是乙二醇和丙二醇的共聚物。7.根据权利要求1所述的应用，其中这种溶液或含水浆体沉积在由纤维构成的基体上。8.根据权利要求7所述的应用，其中这种基体是由玻璃棉或不锈钢棉构成的。9.根据权利要求7所述的应用，其中通过将这种基体浸没在这种亚烷基二醇聚合物或这种亚烷基二醇共聚物水溶液中，使所述的聚合物或所述的共聚物沉积在所述的基体上。10.根据权利要求1所述的应用，其中这种亚烷基二醇聚合物或这种亚烷基二醇共聚物具有羟基末端。11.捕获钌的滤芯，所述滤芯包括在其上沉积亚烷基二醇聚合物或亚烷基二醇共聚物的基体，其中这个或这些亚烷基有2-6个碳原子。12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：B库尔托，E莫雷尔，G帕吉斯，C勒东内特，
申请(专利权)人：核燃料公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]