气体流出物中钌的捕获方法与设备的制作方法

专利名称:气体流出物中钌的捕获方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体流出物中钌的捕获方法与设备。
本发明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，本发明可以与其配合，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。
本发明的公开本发明人研制了符合这种要求的捕获钌的方法和设备。
特别地，本发明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，本发明涉及上述溶液或含水浆体在捕获气体流出物中钌的应用。
本发明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，本发明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。
根据本发明方法，可用于洗涤气体流出物的洗涤设备是本技术领域：
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，本发明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，还不会给本发明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。根据本发明，选择在本发明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，这样降低了本发明方法与设备的成本，-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-在本发明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，根据本发明，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，根据本发明，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。
根据本发明，在本发明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”当然都覆盖了本发明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，实施本发明而使用一种基体时，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。
本发明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。本发明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，根据本发明，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点是保留任何可能钌(RuO2)的固体微粒。在这样一种基体的情况下，让所述的流出物穿过这种纤维状基体，这样对这种基体接触气体流出物很有利。
根据本发明，这种基体例如可以是金属棉，优选地低密度和高展开表面的金属棉，例如不锈钢(inox)棉。事实上，这样一种基体能够达到非常高的效率，同时只是产生非常低的阻力(charge)损失，不需要更换现有的通风机。这种基体还可以是玻璃棉。
可以采用本技术领域：
的技术人员已知的任何适当办法把这种聚合物或共聚物沉积在这种基体上。优选地，例如这种基体是纤维时，为了能让气体流出物通过，同时如果必要还应制约这些阻力损失，这种办法不能堵塞这种基体。有利地，在本发明中使用的这些聚合物和共聚物是溶于水的，因此能够制备称之浸渍溶液的水溶液，例如在所述的浸渍溶液中通过简单浸渍可以实现将这些聚合物或共聚物沉积在这种基体上。这种溶液的浓度主要是根据在这种基体上沉积的聚合物或共聚物量来确定的。在下面这些实施例中描述了这种溶液的制备方法。优选地，浸渍之后，这种基体，例如构成其基体的这些纤维，在其整个表面上，即在纤维的情况下，在构成基体的整个纤维上，覆盖一层所选择的聚合物或共聚物含水浆体或其薄膜。
根据本发明，可以在适当的温度下让流出物与任选地沉积在基体上的聚合物或共聚物溶液或浆体进行接触，以便所面临的这些材料(聚合物，基体)不被破坏。一般在温度20-50℃下进行接触。
在本发明的设备中，这种滤芯还可以包括一种结构，该结构支撑在其上沉积这种亚烷基二醇聚合物或共聚物的基体。根据本发明，这种结构除支撑所述基体的作用外，还可以是一种适合于将这种滤芯插入气体流出物管道中的预制结构。这种结构例如可以是一种吊篮形状。这种结构优选地是使用适合于在本发明条件下应用的材料制成的，例如用不锈钢制成的。这种结构一般使其滤芯具有其几何形状。
根据本发明，优选地可以改变所述滤芯的几何形状，使置于含钌气体管道中的所述滤芯能方便拆卸，使气体流出物通过所述的滤芯。事实上，这样有可能预制由基体和支撑物构成的组件，其安装不需要对设备作任何的更改，对方法也无须改动。另外，这种滤芯在四周安装有密封垫，于是能使所述的含钌气体流出物通过所述的滤芯，优选地没有漏掉其气体流出物。为了用这种滤芯捕获流出物中全部的钌，这对于将流出物约束通过已浸渍聚合物或共聚物的基体，避免任何泄漏是很重要的。
在一个优选实施方式中，本发明的滤芯因此可以包括-在其上沉积这种亚烷基二醇聚合物或共聚物的基体，所述的表面为玻璃棉或不锈钢棉形式，
-一种支撑所述基体的结构或骨架，其基体上沉积这种亚烷基二醇聚合物或共聚物，所述的结构优选地为吊篮形状，优选地安装金属网的吊篮形状，以及-所述滤芯在四周的密封件，例如密封垫(joints)，例如Viton(商标)或硅酮类密封垫，它们使这种气体流出物通过所述的基体。
根据本发明，当然，如果必要的话，可以使用一个或多个滤芯，例如串联安装的多个滤芯，使气体流出物相继通过这些滤芯。
本发明捕获钌所涉及的通风系统特别地是保证从玻璃化室提取和处理的通风系统，和辐照核燃料再处理设备拆卸的通风系统。这些再处理设备的通风系统一般由多个过滤阻挡层组成-直接在室中的中等效率(ME)的预-预过滤器和高效率(HE)的预过滤器，-在屏蔽箱中第一阻挡层和第二阻挡层的非常高效率(THE)过滤器，-在密封箱中第三阻挡层的过滤器(THE)，-在烟囱底的HE捕集器。
为了成功捕集RuO4，本发明的至少一个滤芯例如可以插入一个或多个上述过滤元件中。下面这些实施例描述了在一种设备中的本发明本发明滤芯可以放置在第一阻挡层，或者第二阻挡层中。第一阻挡层的这些过滤元件优选地至少约每两年更换一次。特别因捕集的放射性微粒辐照太强时，任选地在堵塞情况下就应更换它们。第二阻挡层的过滤元件一般较少更换，因为没有观察到辐照或堵塞严重加重问题。
在其效率受到损失的情况下，在第一阻挡层安装本发明捕获钌的系统的优点是有利于定期更换这个第一阻挡层。但是，如此安装时，捕获钌的基体或介质会受到更加严重的辐照，因此会加速其老化。
本技术领域：
的技术人员参照附图阅读下面说明性实施例将体会到其它的特征和优点。
附图简要说明-
图1表示实施本发明所使用的试验台。它由玻璃管构成，管中放置浸渍本发明聚合物或共聚物的不锈钢棉圆盘(S)和对照空白圆盘。让含有钌的气体流出物通过这个管。
-图2是一个说明使用浸渍本发明聚合物或共聚物的不锈钢棉圆盘(S)和不锈钢棉对照空白圆盘捕获流出物所保留钌量的图。
-图3是一个图，该图说明了WB12(商标)基体层在室温下捕获钌(以单层％计)的效率，该层浸渍了其分子量(MM)不同的聚合物，浸渍质量比率约100％。
-图4是一个图，该图表明使用本发明不同的聚合物和共聚物时，图1试验台的每个圆盘D1、D2和D3捕集钌的质量％。
-图5是表示一种用于支撑浸渍本发明聚合物或共聚物的基体的结构。这种结构包括两个网状同心圆柱体。
-图6是一种示意图，它表明如何将浸渍本发明聚合物或共聚物的基体安装(这里卷绕)在图5所示结构中心圆柱体周围。
-图7是一种示意图，它表明如何将图5所示结构的外圆柱体安装在基体周围，该基体卷绕在图6所示的中心圆柱体周围，以便形成本发明的滤芯。
-图8是一个表示THE过滤器的示意图，其中安装了图7所示的本发明滤芯。
实施例实施例1本发明可使用的聚合物和共聚物实例下面表1汇集了本发明可使用的不同聚合物、共聚物和混合物。
它们都是例如从市场购买到的-LAMBERT RIVIERE(生产厂ICI)-ALRIGHT &WILSON-ROTH SOCHIEL
表1


实施例2使用本发明共聚物捕获钌的实施例作为基体的不锈钢棉试样(纤维直径()12μm)(称之WB12(商标))，浸渍5质量％的本发明共聚物溶液。这里使用的本发明共聚物具有表面活性性能，它是PEG-PPG(聚乙二醇-聚丙二醇)共聚物，在室温下为液体，在上表1表示为COPO1。这里，它来自于Albright etWilson公司，商品名AMPLICAN。
试验的操作条件如下-T℃18.5℃，-相对湿度42％，-[O3]1.8mg.l-1，-流量2.24m3.h-1，-试验时间5h，-1个对照圆盘+3个浸渍100％COPO1的WB12圆盘。
图1表示在这个实施例中使用的试验台(1)。它由玻璃管(2)构成，其中放置了3个浸渍100％COPO1的WB12圆盘(S)和对照空白圆盘(6)。箭头(8)表示通过其管的气体流出物的流动方向，该气体流出物含有钌。
这3个圆盘以及在捕集器上游的对照圆盘都进行了分析，这些圆盘捕获的钌量(QRu)列于下表2。捕集Ru的％相应于圆盘捕集的钌与产生总钌量的比。达到捕集器的捕集Ru的％相应于圆盘上捕集的钌量与到达这个圆盘的钌量之比。
在该设备下游一段距离能够评价未被这些圆盘捕集的Ru量。
表2


这些结果绘于附图2上。在这个图上，“Dv”表示不锈钢棉的空白圆盘，“D1、D2和D3”表示沿气体流出物通过方向的上述不同的圆盘(从D1到D3)。这些结果是非常令人满意的，因为三个串联安装的捕集器捕集了几乎全部的钌。
实施例3本发明聚合物或共聚物熔化温度升高的影响为了研究聚合物熔化温度改变对其效率的影响，本发明人对只是分子量和羟基数不同的一组同类聚合物进行了研究。
这些聚合物是聚乙二醇(PEG)，下表3列出它们的特征表3


图3的图表示浸渍约100质量％聚合物(聚合物质量＝不锈钢质量)的基体WB12层在室温下的捕获效率。
这种捕获效率随着分子量(MM)升高和羟基数(IOH)降低而显著降低。这两个性能以彼此相反的方式变化，羟基数是聚合物链端数的指示剂(HO-醚链-氧化物-OH)。如果使聚合物链断裂，则增加链端数(OH)；另一方面，降低其分子量。这些参数与下表4指出的方式相关表4


为了提高其机械强度，聚合物熔化温度升得越高，它的效率就越低。因此在机械强度与效率之间有一种折中，本技术领域：
的技术人员根据本说明书很容易找到这种折中。
对于下面的实施例，本发明人选择保留熔化温度在选择使用范围约40℃的这些聚合物。
在这个温度，这种聚合物是蜡质的，即非液体，呈软固体状。
实施例4聚合物混合物与研究其熔化温度为40℃的聚合物同时，本发明人制备了聚合物混合物，它们能达到混合物熔化温度40℃。混合物基料是将具有高熔化温度的高分子量聚合物与赋予其表面活性、羟基数的低分子量聚合物合并起来。
制备的混合物是在上表1中定义的COPO7、COPO11、COPO2、COPO9和COPO10。
在用前面描述的试验台进行试验之前，用这些混合物中的每种混合物浸渍WB12不锈钢棉，其浸渍比率约100％。这些试验是在20℃与40％相对湿度下进行的。
这些结果汇集于附图4的图上，该图显示了每个圆盘D1、D2和D3捕集钌的质量％。
层3效率高于在上游的层效率这个事实是由上游这些层被Ru饱和所造成的。所有试验产品都具有好的效率。因此进行这种选择，将时间，因此反应物的工业随意使用性作为绝对必要的唯一标准。
由于足够量的PEG 2000和COPO2以工业规模实施浸渍时是易接受的，所以本发明人将COPO11留作这个实施例的参比产品。
混合物有时可能有一些缺陷，例如分层，随着时间推移，这种分层会使聚合物性能发生改变。因此，有利地，根据本发明，这些共聚物是优选的，特别是具有COPO11的熔化温度和效率所有这些特征的共聚物。具有这些有益特征的共聚物例如是COPO14，它是乙烯、丙烯和丁二醇基共聚物，是Lambert Rivière公司(制造厂家ICI)以商品名SYMPERONIC A20销售的产品。
实施例5基体的浸渍制造本发明捕集滤芯时，在基体上浸渍这种共聚物是一个重要的步骤。如果浸渍不好，特别是如果这种共聚物没有覆盖整个基体，例如像这个实施例中的不锈钢棉，这种滤芯可能让RuO4通过，并且总体上还会影响滤芯的效率。这种浸渍还必需是均匀的，而不产生优选的通路。
这些试验因此针对在浸渍时控制在基体上沉积聚合物或共聚物的量。
第一批试验是改变浸渍聚合物的浓度。该基体是WB12(商标)不锈钢棉。这个实施例中WB12不锈钢棉试样的尺寸是70×100mm。它们浸没在聚合物溶液中，然后置于金属网(不锈钢)上，再在40℃干燥一夜。下表5列出这些浸渍结果表5


沉积聚合物的量因此以几乎线性方式随浸渍液浓度而改变。
因此，本发明通过实际选择保留了10g.l-1浸渍液，这种浸渍液可用于使用这种棉制造的工业捕集器。
同样地，使用WB22(商标)不锈钢棉进行了一些试验。这种不锈钢棉与WB12(商标)不同之处在于纤维直径(WB12为12μm，WB22为22μm)。这两种棉的每层表面密度仍然是相同的(300g.m-2)。本发明人为这种棉选择了25g.l-1浸渍液。
下表6列出了这些浸渍结果表6


沉积聚合物的量因此以几乎线性方式随浸渍液浓度而改变。这里考虑了浓度25g/l。
为了控制在由不锈钢棉(WB12)构成的基体表面上沉积聚合物的均匀性，本发明人让浸渍COPO14的WB12圆盘经受含钌空气流的作用。
本发明人采用电子显微镜(MEB)观察了这个试样。他们接着对同一试样钌特定线的X图像进行了比较。清楚地看到这两个图是可叠合的，几乎相同的，这样证实钌均匀地沉积在不锈钢棉的表面上，因此这种聚合物极好地覆盖了不锈钢棉的纤维。
实施例6聚合物对NOx和臭氧的稳定性考虑到在工业气体流出物中可能含有氮氧化物或含氮蒸汽(NOx)和臭氧，本发明人进行了浸渍COPO14支撑物性能对NOx和臭氧的试验。
这类COPO对NOx很敏感，该反应表现在生成降解产物，这些产物是不稳定的，分解释放出热量；然而这个反应不是爆炸性的，也不是激烈的。
与NOx同样地，为此，使用前面描述的试验台，让浸渍14-30％ COPO的不锈钢棉经受含臭氧流的作用。由采用辐射分解空气产生臭氧的假定确定这些条件。让这些试样经受2.5m3.h-1潮湿空气的含臭氧空气流作用，其臭氧含量是0.7g.m-3。
COPO14对NOx和臭氧似乎具有类似的性能。然而，臭氧的降解现象衰减慢得多放出热量少得多，从85℃开始放热。
实施例7本发明捕获钌的设备这个实施例提出的解决办法能够避免处于适当位置的设备进行任何改动。该个办法是把本发明钌捕集器置于第二阻挡层圆柱THE过滤器芯中。切掉过滤器上部条，并加入装浸渍COPO14的WB12棉的吊篮，就可实现这种办法。
共聚物这个实施例选择的共聚物是COPO14(见表1)。
基体选择的基体是不锈钢棉，因为它与气体流出物的接触表面很高，而阻力损失低。所谓的WB12(商标)不锈钢棉是由直径12微米不锈钢纤维构成的。厚度7mm棉的比表面是13m2/m2，即约1857m2/m3非压实棉。其表面密度是300g/m2，即约43kg/m3(始终未压实的)。
浸渍对于使捕集器完全浸渍的物品(吊篮+2kg不锈钢棉)试验了几种浸渍技术。在多次试验后，决定以板靠板方式进行不锈钢棉的浸渍，并且接着将捕集器装配起来。要求的浸渍率是采用不锈钢棉板浸没法为5％。
在这个实验中确定了质量标准，该标准是剔除浸渍率低于2％或高于10％的所有板。因此，对于装约2kg不锈钢棉的捕集器，COPO14最大量应是200g。使用的浸渍液是每升水10g共聚物(参见上面的实施例)。浸渍棉在40℃下进行干燥。
滤芯捕集器滤芯的吊篮类金属骨架具有双圆柱体形状，如附图5所示内圆柱体(Ci)和外圆柱体(Ce)。内圆柱体(Ci)是钻孔的C10U12不锈钢板，即孔为10mm2，孔中心间的距离12mm(筛)这样钻孔。这个圆柱体焊接在较大直径的不锈钢板圆形底(Bc)上，在其中心钻孔让支撑过滤元件的轴通过(这在这样圆柱体的情况下是必需的；在其中心无孔的骨架当然也是可能的)。
正是在第一个圆柱体(Ci)上缠绕8层浸渍共聚物的不锈钢棉，它构成了如图6所示的基体(S)。然后，在其上添加了两层没有浸渍共聚物的不锈钢棉附加层。外圆柱体(Ce)覆盖了不锈钢棉，它们是12.7×12.7不锈钢筛。骨架的底是一种不锈钢板底，其钻孔让支撑THE过滤元件的轴通过。捕集器的滤芯因此具有总共10层不锈钢棉。最后缠绕的两层是空白的，即没有共聚物它们阻止浸渍的共聚物可能向元件外部迁移。
根据本发明得到的滤芯(CA)示于图7上。由吊篮+棉+共聚物构成的总质量是约8kg，这个质量大致按照下述方式分配-吊篮结构约5.5kg，-不锈钢棉2-2.5kg，-沉积共聚物最高200g，-Viton(商标)+硅酮(THE同上)垫300-400g。
本发明滤芯插入现有设备中为了完成，将根据本发明制造的捕集器滤芯插入(THE)过滤元件内，该元件由用钻孔钢板(Tp)支撑的玻璃纤维(F)构成。整体示于附图8。
因此从过滤元件(F)取出支撑轴(Ax)，然后将其滑动到捕集器滤芯内(CA)。硅酮垫(J)然后贴合到捕集器滤芯端，保证捕集器滤芯与过滤元件(F)之间粘着和密封。支撑轴再回到原来位置。过滤元件和捕集器滤芯都准备安装在玻璃化车间的屏蔽箱中。
阻力损失的测量使用这种装置以不同处理气体流量测量了阻力损失。它们汇集于下表7中。
这些值是通过几次试验测量得到的，其误差达到±25％。
不锈钢棉浸渍共聚物在这种情况下因此对阻力损失没有明显的影响。
表7


实施例8活性剂试验实验循环按照这个顺序包括一个或两个本发明的串联实验滤芯(实验1和实验2)，零或一个PVP滤芯，一个纸过滤器，和两个串联PVP滤芯(PVP1和PVP2)，制造了容量计数器和泵。这种气体流出物按照这个顺序通过这个循环。滤芯的直径是5cm。抽取流量能够达到通过速度(空筒体)0.5-1m.s-1，这些是现有辐照燃料再处理设备第二阻挡层THE过滤器通过速度的代表速度。
该设备安装在过滤器下游的玻璃化车间里。
使用浸渍率100％的浸渍COPO1的玻璃棉进行了第一组试验。这些结果列于下表8，其中106Ru.Rh(Bq)是用放射性测量法测定的钌(及其衰变产物铑)量。
表8


运行一星期，这些结果令人鼓舞，正在实验滤芯下游的PVP是检测限，这表明没有发生任何泄漏。
使用浸渍率100％的浸渍COPO1的WB12不锈钢棉进行了第二组试验。滤芯由8层WB12构成。它仍置于在适当的位置进行耐久性试验。
这些结果列于下表9中。
表9


(np未取)106Ru.Rh(Bq)是采用放射性测量测定的钌(及其衰变产物铑)量。
在试验21天后，本发明人怀疑有泄漏，7天后取出滤芯。在下游PVP的结果以及在7天内重新安装滤芯都证明这种泄漏，这是由于COPO1缓慢迁移所引起的，这种产品在试验条件(40℃)下流动性很好。
第三组试验是评价浸渍COPO2的WB22不锈钢棉的效率，这种不锈钢棉例如是Lambert Rivière公司(生产厂ICI)以商品名SYMPERONICA11销售的。它的使用比率是22％。这种滤芯只是由WB22层构成。这些结果列于下表10
表10


单一层已经显得非常有效，尽管通过速度比前面试验高2-3倍也如此。
第四组试验是一种耐久性试验，其结构与第二阻挡层捕集器采用的结构类似，即8层浸渍5.7％COPO14的WB12(这8层分配在2个滤芯上(实验1和实验2)，即厚度8cm)。这些结果列于下表11中。
表11


(np未取)在试验144天后，相应于处理11790m3，拆下这些实验滤芯，没有观察到这些滤芯的效率有任何降低。
(*)鉴定密封性不好，这意味着这些PVP有轻微活性。取出这些滤芯安装垫，在再安装之前已计数。
实施例9用共聚物水溶液捕获钌根据本发明，乙二醇、丙二醇和丁二醇聚合物和共聚物可以用作添加到气体洗涤设备中的洗涤水的反应物(填充塔，文丘里洗涤器等)。
事实上，使用了不同反应物进行了对比试验，其中含有RuO4的空气吹扫液体表面。
所有试验的物理参数(几何形状，空气速度)是相同的，只是溶液的化学组成不同。
这些结果列于下表12，这些结果表明例如乙二醇-丙二醇共聚物(本文表示为COPO1)对于吸附RuO4是非常有效的。
表12


权利要求
1.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.根据权利要求
11所述的滤芯，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。
13.根据权利要求
11所述的滤芯，其中这种亚烷基二醇共聚物是一种共聚物，它是由选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇的聚合物构成的。
14.根据权利要求
11所述的滤芯，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。
15.根据权利要求
11或12所述的滤芯，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。
16.根据权利要求
11或15所述的滤芯，其中这种亚烷基二醇共聚物是乙二醇和丙二醇的共聚物，一种共聚物。
17.根据权利要求
11所述的滤芯，其中该基体是由纤维构成的。
18.根据权利要求
11所述的滤芯，其中该基体是由玻璃棉或不锈钢棉构成的。
19.根据权利要求
11、17或18所述的滤芯，其中将这种基体浸没在所述一种或多种亚烷基二醇聚合物或共聚物水溶液中，使所述的聚合物或所述的共聚物沉积在所述的表面上。
20.根据权利要求
11所述的滤芯，所述的滤芯还包括一种支撑在其上沉积其一种或多种亚烷基二醇聚合物或共聚物的基体的结构。
21.根据权利要求
11所述的滤芯，它含有-在其上沉积其一种或多种亚烷基二醇聚合物或共聚物的基体，所述的表面呈玻璃棉或不锈钢棉形式，-支撑在其上沉积一种或多种亚烷基二醇聚合物或共聚物的所述基体的结构，以及-所述的滤芯在其周边的密封部件，该部件能使气体流出物通过所述的基体。
22.根据权利要求
1所述的应用，其中把这种水溶液添加到气体洗涤设备的洗涤水中。
专利摘要
本发明涉及一种气体流出物中钌的捕获方法与设备。本发明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。本发明特别能够同时地有利于捕获和化学操作减少氧化钌RuO
文档编号G21C19/48GKCN1748262SQ200480003840
公开日2006年3月15日 申请日期2004年2月6日
发明者B·库尔托, E·莫雷尔, G·帕吉斯, C·勒东内特 申请人:核燃料公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan