SCWO 处理乏燃料萃取剂废液的研究与应用进展

2021-12-15 03:40:28王四芳
一重技术 2021年3期

王四芳

核电作为一种清洁能源,已经成为我国能源结构中的重要组成部分。我国核能发展战略方针明确乏燃料必须采用后处理方式,走一条闭式循环的道路。核电站乏燃料的离堆贮存和后处理建设将迅速增长,以满足我国核电发展的需要。[1]

目前,国际上广泛应用的乏燃料后处理工艺仍为PUREX 流程,采用磷酸三丁醋(TBP) /稀释剂通过溶剂萃取法从乏燃料溶解液中分离回收钚和铀[2]。因此,乏燃料萃取剂废液成为典型的放射性有机废液,对其处理和处置一直是困扰乏燃料后处理工业的难题。

对这些废萃取剂如不加处理的直接封装到水泥中固化,有机TBP 组分将通过基质浸出将放射性核素释放到自然环境中,将对最终处置的长期安全性造成影响[3,4]。所以,通常先将放射性有机废液进行无机化处理,将其转化为无机废液后,再进行减容。1989 年IAEA 报告[5]中提出多种可用于放射性有机废液处理的技术,包括焚烧法、电化学氧化法、直接化学氧化、湿式氧化法、碱性水解、等离子体处理等。其中,焚烧法产生的二次污染物多,且运行成本高,设备腐蚀严重;电化学氧化法使用的电极价格较高,能耗较大;直接氧化法反应速度慢,处理不彻底;湿式氧化法则会产生二次废物。因此,亟需找到一种绿色、高效的处理技术来解决乏燃料萃取剂废液的处置问题。

超临界水氧化技术 ( Supercritical Water Oxidation,简称SCWO) 是20 世纪80 年代美国学者Modell 提出的一种用于有机废弃物深度处理的技术[6,7]。该技术……

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