[发明专利]用于过滤来自工业装置的气体流出物的方法

说明书

本申请是申请日为2013年1月9日、申请号为201380005149.2、发明名称为“用于过滤来自工业装置的气体流出物的方法”的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及过滤工业装置上的气体流出物的方法所用的膜，尤其是在核来源能量的生产领域。

更特别地，本发明可允许以高流速选择性分选气态化学品和/或放射性物类，尤其是通过膜分离，目标主要是在正常操作和异常操作情况下，特别是在严重事故期间，安全回收所述装置上生产的气体排放物。

在核装置的特定情况中，对环境的影响主要涉及废料的放射性特征、热特征和化学特征。取决于它们的辐射性水平和它们的化学组成，将放射性元素储存、处理然后包装以形成废料。这些放射性元素的一些以气态形式排出至大气中，当然是在适用的规章所严格限定的浓度下。在正常运行期间生产的气体排出物通常源自发电厂的纯化和过滤回路，其收集通过操作组成所述装置的系统和设备而产生的放射性元素的一部分。例如在法国，这些通过核电站生产的放射性气体排出物可通常呈现对于稀有气体(rare or noble gases)约1.1%的允许限度，对于氚为11.1%和对于碘(有机和无机两者)为3.6%。氦、氖、氩、氪、氙和氡形成稀有气体(rare gases)族，化学元素周期表的第零族，但是下文将使用稀有气体(noble gases)的名称，因为它被lUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）和“Bulletin Officiel du Ministere Francais de I'Education nationale (法国国家教育部官方公告)”推荐。这些废料通常为低活性的，且它们包含的放射性核素不是非常毒性的，且通常具有短周期。应注意到气体排出物包含固体和液体颗粒。具有放射性特性的那些形成具有高可变粒径的气溶胶。在悬浮尘埃上遭遇的裂变现象产生放射性核素，例如卤素、稀有气体、氚和碳14。因此形成的气溶胶的组成和放射性在很大程度上取决于反应堆类型和排放路径。

通常，在它们排出至大气之前处理核电厂的气体流出物，以提取大多数的放射性元素。现有实践由过滤被污染的气体和建筑通风组成，以便在它们排出至大气之前由此提取放射性颗粒。空气通风和纯化系统通常包括与绝对过滤器结合的粗预过滤器。要指出的是，应注意到对于具有约0.3mm直径的颗粒，提取收率一般达到至少99.9%。

放射性碘通过与灰尘过滤器结合的浸渍有活性炭(charcoal)的过滤器提取。需要煤的浸渍以保留用碘化有机化合物。

由燃料元素放出的放射性稀有气体以延迟模式在分散之后释放至大气以降低活性水平。两种方法用于该目的：在专门贮器中缓冲存储或通过若干层活性炭。为了存储，因此，引入稀有气体和载气，通过将它们泵送入密封贮器，在此将它们保存直到批准将它们释放至大气中。另一个方法由以下组成：将流出物通至一系列的活性炭柱，其延迟稀有气体相对于载气的前进，因此促进它们的放射性衰变。

处理和包装低和中等活性废料的大多数方法目前得到良好开发，且在工业规模上使用。所述技术足够先进以保证来自发电厂的废料的有效处理，但是改进总是有可能的而且是期望的。这种管理的增加预算促进采用可将产生量减少至最小的方法和技术，以及研究进一步减少处理和包装阶段的体积的新手段。例如，我们提到使用以下：用于改善液体废料处理的特定矿物吸附剂；同样用于处理液体废料的膜技术；珠粒树脂和来自过滤器的泥浆的干燥；耗尽的离子交换树脂的焚化；衣物和其它保护性织物材料的干洗，用于减少洗衣用水的量；高耐性的密闭壳的使用，用于包装干燥的过滤器泥浆；中等活性的某些废料的玻璃化，用于减少要去除的体积；和非燃料废料的过压实。

与本领域最近的工业现状相关的这些技术或许不会全部通用于废料的管理，特别是在核电厂中，但是该研究与开发工作显示了核工业和电厂操作员对于废料管理的安全性和经济性的重大关注，及宣告了提高。

本发明涉及在要用于处理由工业尤其是核装置产生的气体流出物的膜技术的特定方法中的用途。