CC BY
28
9
С 11 6 X И в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Nb 7 (112)
УДК 621.039.75:66.081.32
С.М. Лебедев, А.В. Обручиков, JI.H. Растунов
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДЕКСА СОРБИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАТЕРИАЛА МАРКИ БУСОФИТ Т-040, ИМПРЕГНИРОВАННОГО ИОДИД-ДИАЗОБИЦИКЛООКТАНОМ БАРИЯ
The index of adsorbing capacity (a) for material Busofit T-040, impregnated with barium iodide diazobitsiklooktan was determined. It was shown that the higher impregnant concentration, the higher the index of adsorbing capacity. Increasing of duration of using of material leads to decreasing the index.
Определен индекс сорбирующей способности а для материала марки Бусофит Т-040, импрегнированного иодид-диазобициклооктаном бария. Показано, что чем выше концентрация импрегнанта, тем выше индекс сорбирующей способности; с увеличением времени работы данного материала индекс падает.
Для контроля йода-131 в газовых выбросах используются различные аналитические йодные фильтры [1]. В последнее время большое внимание уделяется исследованию сорбции радиоактивного метилиодида углеволок-нистыми материалами [2].
В данной работе был выбран углеволокнистый материал марки Бусофит Т-040. Из литературы известно, что йодистый барий с триэтилендиа-мином образует комплексное соединение (иодид-диазобициклооктан бария). Этот комплекс эффективно взаимодействует с йодистым метилом, причем реакция идет сразу по двум механизмам: изотопного обмена и химического взаимодействия.
Предполагаемая схема химического взаимодействия следующая:
\
\
Ва12 + 2СН31311 =
= 131r[cH3-N+r ^N- - Bal2 - - Nr ^N+-CH31131I".
L \_/ \_/ J
В работе исследовано два образца Бусофита Т-040 с содержанием импрегнанта 108 мкмоль/г и 54 мкмоль/г.
Эсперименты по улавливанию радиоактивного метилиодида проводились на контрольно-исследовательском йодном стенде РХТУ им. Д.И. Менделеева [3] в течение 3 часов с использованием фильтра, включающего 3 сборки по 4 импрегнированные мембраны из Бусофита Т-040 в каждой.
Условия проведения экспериментов следующие: температура процесса t° = (30 ± 0,1) °С; относительная влажность воздуха (р = (90 ± 1,5) %;
/
V
:N;
X"
V
С 1Ь 6 X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. N0 7 (112)
линейная скорость газового потока 11= 2 см/с, концентрация метилиодида С{СНзГ) = (13,4 ± 1,7) мг/м . Перед каждым экспериментом осуществлялось предварительное увлажнение материала в течение 2 часов при таких же условиях.
Кинетика накопления йодистого метила в первых (фронтальных) слоях образцов представлена на рисунке 1.
время, ч
Рис. 1. Кинетика накопления йодистого метила на первых слоях мембран из Бусофита Т-040
Представленные кривые довольно хорошо подчиняются эмпирическим уравнениям: Ш1(СНз1) = 0,013715(1-е"0'2341) для 108 мкмолъ/г и т2(СН31) = 0,012911(1-е"0"2341) для 54 мкмолъ/г.
Табл. Изменение индекса сорбирующей способности
Время пропускания газовой смеси 1, ч Индекс сорбирующей способности а, с1 Время пропускания газовой смеси t, ч Индекс сорбирующей способности а, с1
ОС] 08 СС54 ОС] 08 OÍ54
1 78,04 68,54 8 44,10 19,48
2 75,43 63,54 9 43,73
3 71,37 46,33 10 38,96
4 64,79 41,54 11 34,76
5 61,63 34,88 12 31,32
6 53,60 27,29 13 27,94
7 50,87 21,38
Следует отметить, что с увеличением времени эксперимента индекс сорбирующей способности а, определяемый по формуле (1), заметно
9
С Яг в X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. №7(112)
снижается (см. таблицу 1), что связано с уменьшением доли (Д§/£о) реак-ционноспособного импрегнанта (см. рисунки 2 и 3).
А Ь
1п--сс-У— т
А-Ах Л и { >
где а - индекс сорбирующей способности (с1), - показатель, характеризующий степень снижения концентрации радиоактивного метилиодида за одну секунду нахождения газового потока в объеме сорбента при данных условиях; А - суммарная активность радиоиода, введенная в сорбент (/ж); Ах - активность радиоиода на длине слоя сорбента (Бк); х < Ь - текущая координата (са/); Ь - общая длина слоя сорбента (са/); и - линейная скорость газа в полном сечении колонки (см/с); % ~ отношение свободного объема (Уа:.) к полному объему, занятому сорбентом (Ус.), которое учитывает влияние размера и формы гранул испытуемого сорбента на индекс а.
Рис. 2. Изменение расхода импрегнанта с течением времени Рис. 3. Изменение индекса сорбирующей способности а в зависимости от доли прореагировавшего импрегнанта
Таким образом, в данной работе определен индекс сорбирующей способности а для материала марки Бусофит Т-040, импрегнированного иодид-диазобициклооктаном бария. Выполненные эксперименты показали, что чем выше концентрация импрегнанта, тем выше индекс сорбирующей способности Бусофита Т-040, причем с увеличением времени работы данного материала индекс падает.
Библиографические ссылки
1. Будыка А.К. Волокнистые фильтры для контроля загрязнения воздушной среды/ А.К. Будыка, Н.Б. Борисов. М.: ИздАТ, 2008. 360с.
2. Крицкий В.Г. Сравнительные испытания эффективности сорбционно-фильтрующих материалов для очистки газовых выбросов от радиоактивного йода / Крицкий В.Г., Ампелогова Н.И., Крупенникова В.И. [и др.]; // Атомная энергия,. 2004. Т. 97. Вып. 6. С. 457 - 464.
9
С 1b G X U/ в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Nb 7 (112)
3. Обручиков A.B. Создание контрольно-исследовательского йодного стенда/ A.B. Обручиков, В.В. Широков, JI.H. Растунов // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажи-на]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. Т. XXII. № 8 (88). С. 9-11.
УДК 544.58; 546.11.027
Аунг Джо Тхун, А.В. Никитин, А.Б. Сазонов
Российский химико-технологический университет им. ДИ. Менделеева, Москва, Россия
КИНЕТИКА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ТРИТИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИЙ «ТРИТИЙСОДЕРЖАЩЕЕ МАСЛО - ПЕНОГРАФИТ - ЦЕМЕНТ»
Emission of tritium ftom the "pump oil - thermally expanded graphite - cernent" compositions was studied. The compositions are characterized by large hold-up ability with respect to the oil components. Effective diffusion coefficients of tritium are equal to 10 '"-10 16 m2/s. The compositions are found to be résistant to radiation and can be recommended for solidification of radioactive waste
Исследовано выщелачивание трития из композиций «масло-пенографит-цемент». Показано, что данные композиции обладают высокой удерживающей способностью по отношению к компонентам масла: эффективные коэффициенты диффузии трития имеют порядок 10 15-10 16 м /с. Установлено, что композиции являются радиационно-стойкими и могут быть рекомендованы для отверждения масляных ЖРО.
Введение. Высокая поглощающая способность пористых углеродных материалов по отношению к тяжелым углеводородам может быть использована при отверждении масляных отходов радиохимических производств. Насыщенный маслом углеродный сорбент является удобным объектом для включения в цементную матрицу: предварительная сорбция помогает избежать расслаивания фаз при цементировании и снижения прочностных характеристик цементного камня. При отверждении возможно использование и других матриц, синтезируемых холодным способом. Тем не менее, цемент остается наиболее доступным материалом с подходящими свойствами.
В качестве сорбента масел может быть использован пенографит: подвергнутый термообработке при 900-1500 °С интеркалированный графит. Этот материал характеризуется низкой плотностью и высокой сорбционной способностью: 10-20 г масла/г в зависимости от условий синтеза. В результате поглощения масла частицами пенографита получается сыпучий продукт, удобный для инкорпорирования [1]. В настоящей работе исследовались закономерности выщелачивания трития из цементной матрицы, содержащей пенографит и отработанное тритийсодержащее масло.
Методика эксперимента. Пенографит с насыпной плотностью 18 г/дм3 был предоставлен для исследований РНЦ «КИ». Масло готовилось путем разбавления отработанного масла ВМ-5, содержащего тритий, свежим маслом ВМ-5с; активность смеси составила 5,75-105 Бк/г.
