Способ выделения борной кислоты из теплоносителя

Способ выделения борной кислоты из теплоносителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналистнческнк

Республик

<„, 791595

Ф .7 г (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 539833 (22) Заявлено 31. 07. 78 (21) 2678465/23-26 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет—

Опубликовано 301280. Бюллетень Йо 48

Дата опубликования описания 30. 12. 80 (51)М. Кл.

С 01 В 35/00

В 01 0 ГЗ)"бХ

Государственный комитет

СССР но девам изобретений и открытий (53) ЮК 661 . б 51 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. Н. Дудник, И. И. Плотников, А. П. Пресняков и В. Г. Луч кин

I к (= (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ

ИЗ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

c ) ,О, 3 .Ф 2

/ ° .. о

Изобретение относится к техноло- s гии регенерации борной кислоты из теплоносителя водо-водяного энергетического реактора атсмных электростанций.

В основном изобретение по авт. св.

СССР 9 539833 описан способ выделе- . ния борной кислоты из теплоносителя, заключающийся в фильтрации теплоносителя через ионообменную колонну, загруженную сильноосновным анионитом в ОН-форме и регенерации борат-ионов

1,8-2-кратным избытком едкого калия относительно стехиометрии (1).

Регенерационные растворы и промыв- 15 ную воду собирают в три фракции, затем первую и вторую фракции подают на электродиализ, а третью — используют для повторной промывки анионита.

Первая фракция обогащена по бо- 20 рату, а вторая фракция обогащена по щелочи.

Электродиализу подвергают 1-ую и

2-ую фракции регенерата. При электро- диализе по известному способу идет превращение тетрабората калия в борную кислоту за счет миграции ионов калия через катионитовую мембрану и получения ионов Н благодаря использованию биполярной мембраны.

Электродиализ проводят в электро-. диализаторе, в котором установлены биполярные и катионитовые мембраны.

В камеру электродиализатора, образованную катионитовой стороной биполярной мембраны и катионитовой мембраной, подают первую фракцию регенерата, а в камеру, образованную анионитовой стороной биполярной мембраДля регенерации анионита АВ-17 тре. буется использовать едкое кали в количестве 0,64 кг на десорбцию 1 кг борной кислоты. Первая фракция регенерата, более богатая борат-ионами, состоит из двух колоночных объемов регенерации. Состав первой фракции сле- 30 дующий: барная кислота 33,5 — 38 г/л и КОН 18-22,4 г/л. Вторая фракция

pere-. åðàòà, богатая гидроксил-ионами, состоит из однбго колоночного объема регенерата и двух колоночных объемов промывных вод. Состав второй фракции следующий: борная кислота

8-10 г/л и КОН 20-23 г/л. Третья фракция содержит незначительное количество борат-ионов и щелочи (менее

1Ъ), состоит из одного колоночного объема промывных вод.

791595 ны и катионитовой мембраной, — вторую фракцию регенерата.

При проведении электродиализа получают раствор, содержащий от 20 до

40 г/л борной кислоты, а остаточная .концентрация в нем ионов калия составляет 50-60 мг/л. Этот раствор, содержащий борную кислоту и незначительное количество ионов калия, повторно используют для приготовления теплоносителя, а раствор, содержащий 30-38 г/л едкого калия и

10-15 г/л борат-ионов, повторно используют для регенерации анионитового фильтра. Отходов при осуществлении этого спосОба практически не получают.

Недостатком известного способа является повышенная концентрация ионов калия в борной кислоте, и она не может быть использована на приготовление теплоносителя 1-го контура, поскольку для поддержания в теплоносителе 1-го контура значения рН, равного 7,1-7,3, при концентрации борной кислоты 7 г/л, концентрация ионов калия должна составлять 8-10 мг/л.

Целью изобретения является повышение частоты борной кислоты. указанная цель достигается тем,что

s способе выделения борной кислоты из теплоносителя по авт.св. СССР

Р 539833, дополнительно перед элек-, тродиализом вторую фракцию, обогащенную по щелочи, разделяют на два равных объема и проводят электродиализ первой фракции, обогащенной по борату, и одноГо из объемов второй фракции до снижения содержания ионов калия в первой фракции до 1,5-2,0 г/л, затем аналогично проводят процесс с оставшимся объемом второй фракции до достижения в первой фракции значения рН, равного 4,8-5,0, после чего растворы второй фракции объединяют и на.правляют на регенерацию анионита.

Практическое осуществление предложенного способа иллюстрирует следующий пример.

Пример.Предложенный сорбционно-электродиализный метод выделения борной кислоты из теплоносителя 1-ro контура был осуществлен при работе с имитационными растворами и проведен на Нововоронежском АЭС.

Сначала проводят сорбцию борной кислоты из теплоносителя на анионита AB-17 в ОН-форме. Степень сорбции

98%. Динамическая емкость по борной кислоте составляет 130 г/л при концентрации ее в теплоносителе 7 г/л.

Затем .проводят десорбцию борат-ионов 0,8N. раствором едкого калия, подаваемого в количестве, равном трем колоночным объемам анионита при избытке к стехиометрин 100%.

При этом в 1-ой фракции регенерата содержалось 80% борат-ионов,в промывной воде (третья фракция)

3-5% борат ионов, во второй фракции

15% борат-ионов и 70% едкого Кали и только ЗЪ едкого кали содержалось в третьей фракции.

Процесс электродиализа осуществляют в аппарате, состоящем из четырех двухкамерных ячеек с катионитовыми и биополярными мембранами. Камеры, образованные катионитовой стороной биполярной мембраны и катионитовой мембраной, заполняют первой фракцией регенерационного раствора, а камеры, образованные анионитовой стороной биполярной мембраны и катионитовой мембраной, заполнялись второй фракцией регенерациОннаго раствора. При получении в 1-ой фракции регенерата ионов калия 1,5-2 г/л и напряжении на аппарате в 2-2,5 раз выше первоначального, электродиалиэ прекращают и сливают первую часть объема 2-ой фракции регенерата. Затем заливают вторую часть

2-ой фракции и процесс электродиализа продолжают с первой фракцией регенерата и 2-ой частью второй фракции регенерата до получения в первой фракции, обогащенной по борат-иону рН 4,8-5 и электропроводности 8,5x10 0м "см - . Целочные порции 2-ой фракции смешивают и направляют на регенерацию анионита AB-17. При проведении электродиализа из 1-ой фракции регенератора (раствор тетрабората калия) извлекалось 99,9% борной кислоты, очищенной от ионов калия. После электродиализа в растворе содержалось 26-36 г/л борной кислоты и 28-40 мг/л ионов калия.

Этот раствор направляют на приготовление теплоносителя. В таблице приведены результаты эксперимента с использованием имитационных растворов. Как видно из данных, приведенных в таблице, в растворах борной кислоты, полученных из растворов тетрабората калия,, концентрация ионов калия составляет 28-40 мг/л, а во второй фракции регенерата, возвращается на регенерацию, содержится 13-18 г/л борат-ионов и

35-40 г/л едкого кали. Наличие в растворе борат-ионов не оказывает отрицательного влияния на емкость анионита. Раствор электроэнергии на I кг борной кислоты составляет

6-7 квт.ч. и при этом извлекается

1 кг едкого кали.

791595

Ю с а о о с с ю ь с

Ф х

Э х о Ф х м

Э Ф х цц о о . 4 04 ф и н ю о х ц

0 о ох

IQ Х х о

Э о с ца э оех х цх

OO CCI

Х!ОК4

aCI н

Ф о х 4 ао о х с0 х

Ю с

1О

Ю с!

Ю ! (с аса!

% 4 а с (с

Ica

I о

%-!

Ю с г

aCl!

Са Ч

an с

CO ъо ац -и номо хан

5ц Ко z

CCI@ Хо х Ф ц о>е 0,lCI

00 с ь о а

Ф CO с c ь ь

С Ъ CO

РЪ СЧ о о с с о о

Ю ь

C) ! с

Х Ia! о эх х хц с

Ф х

Ф х о Ф х 3!i

0 0 э э х ц3 о о

М04 ф н

aII

Ф

Ф

Ф а!

aII О

Ц ао охэ гахн

Ю О с с

СЧ О

СЧ (Ч

О с

I а (Ч а со с а сч со с с с

M an С Ъ -4 х о

Х с

Ф х

Ф X ом ж М ц а се х ц оо хо

I э о

Ц охи

Ia !C I. о о о с

CO CO O

С Ъ Ъ С Ъ о с о ь о о с с а О\

С Ъ СЧ!!! о !." аэ ох

Ill Ц но

О0, lCI Н ах е

Ca)

2 Х но о ц цо

O I.

Х CI! х я

Ф М ох

О. Е о х

CII.

Ф

Э

Х 0 е о

Х О

Ф е ц а

Щ

Ж! с 4 охх ц ах х

ОН4

ХХ0,! О

OeeI r, а ц х !!! э

0 ОЪ!!!ХЦ! 4

î х 2 цах кн

ОН4 ОО ххаl хц и е э н ао

eczcoох (4 Ca) Ф Х О

О О О О О с с с с г- о а а о а

РЪ СЧ РЪ (Ч Ь hI

ЧР О О О О О с с с с с с

РЪ 10 CO CO О!! Ю а -! с.4 а-4 еЧ а а а а о о .с с с с

ОЪ О\ О\ О\ ч-4 ч-! а-! а-! а П3 СЧ а а 1 ь о о с с с с с о о <ч сч р а-! т тЧ с.4 ч-4

791595

Формула изобретения

Составитель Ф. Львович

Редактор Т. Пилипенко Техред Н.Бабурка Корректор В. Синицкая

Заказ 9369/16 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ выделения борной кислоты из теплоносителя по авт.св. 9 539833, отличающийся тем, что с целью повышения чистоты борной кислоты, перед злектродиализом вторую фракцию, обогащенную по щ лочи, разделяют на два равных объема и проводят электродиализ первой фракции, обогащенной по борату, и одного из объемов второй фракции до снижения содержания ионов калия в первой фракции до. 1,5-2,0 г/л, затем аналогично проводят процесс с оставшимся объемом второй фракции до достижения в первой фракции значения рН, равного 4,8-5,0,после чего объемы второй фракции объединяют и направляют на регенерацию анионита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 539833, кл . С 01 В 35/00, 1974 .