Vacuümdestillatie verbetert de efficiëntie van de recycling van oplosmiddelen voor nucleaire brandstof

Bij de herverwerking van kernbrandstof functioneren oplosmiddelen als onvermoeibare "reinigers" die dag na dag werken om waardevol uranium en plutonium uit verbruikte brandstof te halen.Deze moleculaire werkpaarden degraderen geleidelijk onder langdurige blootstelling aan intense straling en corrosieve chemicaliën., verlies van efficiëntie en potentieel schadelijke bijproducten die zowel de veiligheid als de doeltreffendheid van de verwerking in gevaar brengen.

De oplossing ligt in oplosmiddelregeneratietechnologie.In kernherverwerkingsinstallaties speelt het oplosmiddelstelsel van koolwaterstoftributylfosfaat (TBP) een cruciale rol.interacties tussen stikstofzuur, stikstofzuur en koolwaterstoffen onder straling produceren verschillende afbraakproducten die de extractieprestaties en de processtabiliteit verminderen.Het ontwikkelen van efficiënte regeneratiemethoden om deze verontreinigende stoffen te verwijderen, is essentieel geworden voor het behoud van de betrouwbaarheid van de werking.

Terwijl traditionele methoden zoals chemisch wassen en adsorptie beperkingen hebben op het gebied van efficiëntie en afvalopwekking, is vacuümdestillatie uitgegroeid tot een veelbelovende fysieke scheidingstechniek.Deze aanpak zorgt voor een eenvoudige werking, een hoge scheidingsefficiëntie en milieubevoordelen door het vermijden van secundair afval.

De technologie maakt gebruik van verschillen in kookpunten onder verlaagde druk, waardoor scheiding bij lagere temperaturen mogelijk is die TBP ontbinding voorkomen terwijl onzuiverheden effectief worden verwijderd.De thermische onstabiliteit van TBP en de extreem lage concentraties van diverse verontreinigende stoffen vormen belangrijke technische uitdagingen., waarbij nauwkeurig gecontroleerde systemen vereist zijn.

Onderzoekers van het Reprocessing Development Laboratory van het Indira Gandhi Atomic Research Centre hebben een op basis van vacuümdistillatie ontwikkeld en gevalideerd systeem voor de zuivering van oplosmiddelen op proefschaal.Deze geïntegreerde oplossing combineert meerdere scheidingseenheden voor vloeibare gassen in een uitgebreid regeneratieproces:

• Dehydratatiekolom:Aanvankelijk verwijdert het watergehalte dat de extractie-efficiëntie kan beïnvloeden en door middel van destillatieprincipes corrosie van de apparatuur kan veroorzaken.
• Geagiteerde dunne-film verdamper:Creëert een verwarmde dunne film voor snelle verdamping van oplosmiddel en voorkomt thermische ontbinding, waarbij stoom naar de vacuümdestillatie kolom wordt geleid.
• Vacuümdestillatie-kolom:De kern van het systeem, waarbij meerdere damp-vloeistofcontacten onder vacuüm zuivere TBP (op de bovenkant verzameld) scheiden van afbraakproducten (op de onderkant vastgehouden).

Testing met gesimuleerde afgebroken oplosmiddelen, waaronder de beoordeling van de fysische eigenschappen (dichtheid, viscositeit) en de extractieprestaties (recuperatiekoersen van uranium/plutonium),het verstrekken van cruciale gegevens voor procesoptimalisatie.

• Vacuümoperatie vermindert het kookpunt om de integriteit van TBP te behouden
• Geïntegreerde meerfaseseparatie voor uitgebreide zuivering
• Precieze controle van temperatuur-, druk- en stroomparameters

Deze doorbraak biedt nucleaire installaties een effectieve methode om de levensduur van oplosmiddelen te verlengen, kosten te verlagen, afval tot een minimum te beperken en de bedrijfsveiligheid te verbeteren.De technologie toont ook aan dat zij in de chemische en farmaceutische industrie kan worden toegepast voor toepassingen op het gebied van oplosmiddelherwinning..

• Verdere optimalisatie van de operationele parameters
• Ontwikkeling van geavanceerde scheidsmaterialen
• Implementatie van geautomatiseerde controlesystemen

Naarmate de vacuümdestillatietechnologie zich blijft ontwikkelen, belooft deze moleculaire "reinigers" nieuw leven in te blazen, waardoor duurzamere nucleaire brandstofherverwerkingen wereldwijd mogelijk worden.