浸渍活性炭吸附放射性碘甲烷后失活机理研究

核电站通风净化系统采用浸渍活性炭(IMAC)吸收核反应所产生的放射性气态碘,以确保环境及人员安全。IMAC长时间连续使用后吸附效率明显下降。明晰IMAC的失活机理,对延长其使用寿命及后续高值化利用研究意义重大。选用基炭、浸渍活性炭、失活活性炭为研究对象,分析了其微观形貌和物相组成,探讨了IMAC失活前后的变化规律,推断其失活机理。结果表明:IMAC主要活性组分三乙烯二胺(TEDA)部分与碘甲烷发生反应生成四铵盐,且TEDA易分解,含量减少90%以上。环境中的氧化性物质和IMAC表面含氧官能团对活性炭造成不同程度的氧化,同时微孔比表面积占总比表面积由85%下降至40%以下,碘甲烷吸附场所减少。以上原因造成IMAC表面结构改变,活性位点减少,导致其吸附效率下降。

核电厂安全壳过滤排放系统文丘里洗涤器气溶胶净化性能分析

本文通过CFD数值模拟与实验相结合的方法,探讨了气相流速、系统压力对安全壳过滤排放系统文丘里洗涤器气溶胶净化效率的影响,并对系统运行提出指导性建议。研究表明,在0~20 m/s入口气相流速于0.1~0.6 MPa系统压力范围内,气相流速与系统压力的增大均可提高文丘里洗涤器引射能力,引射量的增大对气溶胶净化效率的提高具有促进作用。研究表明流速在16 m/s(即排放量3 519 m^(3)/h)之后净化效率达到最大值,建议系统排放风量应保持在3 502 m^(3)/h以上。

核空气净化用浸渍活性炭的中毒老化效应及影响因素分析

碘吸附器是核电站等核设施空气净化系统的关键设备,主要由金属壳体和内部装填的浸渍活性炭组成。浸渍活性炭受多种因素影响而引起的中毒老化效应,是导致碘吸附器及浸渍活性炭净化效率下降的主要原因。对中毒和老化条件下浸渍活性炭吸附放射性甲基碘效率进行了研究,利用N2吸附进行了老化活性炭的孔结构分析,并进一步分析了造成浸渍活性炭中毒和老化的影响原因。研究发现,使用3年以上的浸渍活性炭的吸附效率开始下降,老化时间越长,效率越低;老化对浸渍活性炭孔结构造成不利影响,但对浸渍剂的影响是浸渍活性炭效率下降的主要原因。

碘吸附器的脉冲式氟利昂法泄漏检测技术实验研究

目前,国内核设施碘吸附器的非放射性泄漏检测主要采用连续式氟利昂气体法,在调研并对比国内外该领域应用现状的基础上,开展了碘吸附器的脉冲式氟利昂气体泄漏检测新技术实验研究,通过进行碘吸附器在泄漏、不泄漏、穿透等几种条件下的实验表明,脉冲式泄漏检测方法可以直观地判断碘吸附器的泄漏情况,并能准确计算其机械泄漏率;与连续式方法的对比发现,两种技术在泄漏率的判断上具有一致性,脉冲式氟利昂法的示踪剂用量少,仅为连续式氟利昂法的1/3。

事故工况下主控室应急新风系统碘吸附器性能试验研究

为了研究在一次事故期间主控室应急新风系统碘吸附器的效率变化情况,开展了浸渍活性炭的中毒老化试验、碘吸附器辐照试验和活性炭效率变化试验,通过综合各种试验因素,以制得的初始效率为99.90%、99.97%、99.98%三种炭样分别在温度70℃±1℃、相对湿度40%±2%和温度44℃±1℃、相对湿度95%±1.5%条件下开展了长时间的过滤效率变化试验。综合各项试验结果得出,浸渍活性炭存在自然老化现象,乙酸等物质会加速活性炭的中毒老化;辐照对浸渍活性炭的过滤效率无影响;在严重事故工况下,主控室应急新风系统碘吸附器的过滤效率在168 h内没有下降。

浸渍活性炭自然老化后的理化性能变化研究

对自然老化的浸渍活性炭的关键物理性能、热稳定性及吸附放射性碘效率等进行测试,以指导其在核设施通风净化系统中的工程应用。结果表明,自然存放老化60个月的浸渍活性炭,其CCl4吸附率、粒度、强度等物理性能指标以及孔结构参数未有显著变化(为自然老化后的废旧活性炭再生利用提供了重要依据);但其pH值已从初始的9.7下降至9.2左右,这与吸附放射性甲基碘效率的下降趋势相似,该效率值从初始的99.64%下降到60个月后的97.16%,TG测试表明,研究时间段内的样品其热稳定性随时间变化不显著,且失重过程基本一致。

浸渍活性炭性能和微观结构老化效应研究

为了研究老化引起的核级浸渍活性炭性能、结构上的变化,对现场应用老化及同批次自然老化后的浸渍活性炭,开展了吸附效率、关键物理性能、微观结构、热稳定性等变化特征的实验分析。研究发现,自然老化54个月的浸渍活性炭各性能指标变化不显著,但对于现场老化后吸附放射性甲基碘效率降至不足60%的浸渍活性炭,其CCl 4吸附率由初始的近60%显著下降至15%,pH值从9.7下降至7.2,碘吸附值下降至新浸渍活性炭的3/4,与除碘效率的下降趋势一致;SEM、N 2吸附测试表明,现场老化后的样品微观孔结构变化显著,孔道堵塞、磨损严重,比表面积减小,孔径增大;TG(失重实验)结果表明,现场老化后的浸渍活性炭在200~500℃失重约10%。这些理化性能及自身结构的变化是造成浸渍活性炭老化及除碘性能下降的重要原因。

废旧浸渍活性炭的微波再生条件及其结构和性能研究

为了实现废旧碘吸附器更换后产生的浸渍活性炭废物再利用,探索出可行的废浸渍活性炭再生处理技术,以国内某核电站通风系统经连续运行使用失效后的浸渍活性炭为研究对象,本工作开展了废旧浸渍活性炭微波再生方法研究,确定了微波再生的最佳实验条件,并对再生后活性炭的热稳定性、微观结构、吸附性能、关键物理性能等的变化进行了分析。在再生温度600℃、活化时间10 min的最佳再生条件下,能够得到性能良好的再生活性炭,在不进行再次浸渍的情况下,其除碘效率和碘吸附值分别达到97.85%和1000 mg/g。另外,再生活性炭的球盘强度仍保持在97%以上,CCl_(4)活性也明显增加,从再生前的26.32%增加至49.02%。但是,再生温度过高(大于800℃)会导致活性炭表面孔隙结构发生孔熔现象,不利于吸附性能的恢复。

浸渍活性炭现场应用老化后的物理性能变化分析

为了研究老化引起的浸渍活性炭性能、结构上的变化,对在现场应用老化后的浸渍活性炭,开展了其关键物理性能、微观结构等变化特征的实验分析。结果表明:对于老化后除碘效率不合格的浸渍活性炭,其物理性能项中粒度、强度变化并不显著,仍可满足标准要求;但其pH已从9.6显著下降至7左右,与除碘效率、CCl4吸附率的下降趋势一致;扫描电镜和N2吸附测试表明,老化后的浸渍活性炭微观孔结构变化显著,孔道堵塞、边棱磨损严重,比表面积减小、孔径增大。这些物理性能的变化是造成浸渍活性炭老化失效的重要原因之一。

基于气流循环运行的碘吸附器性能检测系统装置研制

为了提升碘吸附器在生产及应用过程中性能检测的安全性、适用性和自动化程度,以气流闭式循环设计、精准自调控技术为突破,研制出具有多功能特点的自动化循环式碘吸附器性能检测系统装置,对装置的密封性及运行稳定性进行了测试,过滤部件及系统的密封性均满足相关标准要求;装置可实现运行风量400-1400m3/h范围内任意设定值下的精确调节控制,且气流参数控制精度高、稳定性好,可实现1200m3/h风量连续循环运行24h风量变化小于3.75%,露点温度差最大不超过0.75℃,提升了实验及产品检测的准确性和安全性。在开放工况和循环工况下分别进行机械泄漏率和吸附放射性甲基碘效率试验,结果具有一致性和稳定性。

放射性气体中^(85)Kr/^(133)Xe的吸附与分离技术研究现状

在核裂变过程中会产生放射性气体^(85)Kr/^(133)Xe,直接将其排放至大气中会对环境及生物产生辐射危害,因此对放射性气体^(85)Kr/^(133)Xe进行去除是非常必要的。在^(85)Kr/^(133)Xe同时存在的放射性废气中,由于^(133)Xe的排放量比较大,往往会抑制吸附剂对^(85)Kr的去除,所以研究^(85)Kr/^(133)Xe的分离去除技术成为一个非常大的难点和挑战。基于此,重点阐述了国内外关于放射性气体^(85)Kr/^(133)Xe吸附与分离技术方面的研究现状。

金属有机骨架材料捕集气态放射性碘的研究进展

简要介绍了气态放射性碘的捕集方法及MOFs的优势,综述了MOFs用于捕集气态放射性碘的研究进展,并阐述了其在研究过程中存在的问题和发展前景。

核电站滞留床用活性炭的性能研究和选择

建立可模拟核电站不同气流参数条件下的活性炭吸附剂性能评价系统,对不同活性炭样品分别进行了物理性能表征测试和放射性氪与氙滞留性能实验。同时针对不同影响因素条件下活性炭滞留惰性气体性能的影响进行了研究,包括系统气流压力、温度、气流比速及辐照强度。试验结果显示系统气流压力越高、温度越低,氪动态吸附系数越大;一定范围的气流比速、辐照强度对活性炭动态吸附系数的影响可以忽略。得到的活性炭吸附剂样品具有良好的物理性能与惰性气体滞留性能,可应用于核电站废气处理系统活性炭滞留单元。

两种体系核空气净化系统性能评价试验方法的融合应用

国内开展核空气净化系统性能评价的行业标准是在参考美国、法国两种体系标准的基础上,结合国内的工程实践经验起草的;实际应用中,一般情况下只是采用单一体系内的试验方法开展性能评价试验;本工作结合应用实践提出,将两种标准体系的试验方法灵活地进行融合应用或互相补充,可更好地适应核设施核空气净化系统的特征,对核设施管理的要求和对人员防护的需要等都是必要的和可行的。

铁氰化铜薄膜电极对溶液中Sr^(2+)电控离子分离性能

电沉积方法在铂片上制得具有电活性CuHCF(Copper Hexacyanoferrate)薄膜,通过循环伏安法考察了薄膜电极的电控离子分离性能。结合电化学石英晶体微天平(EQCM)原位检测了不同浓度下膜电极氧化还原过程中的伏安特性曲线和频率响应,分析了膜对Sr2+的选择性。通过XPS测定了氧化还原状态下CuHCF薄膜组成与元素价态。结果表明,CuHCF薄膜在二价金属溶液中具有可逆的离子交换行为,对Sr2+离子的选择性大于Mg2+离子,通过电控离子分离方法可以实现Sr2+离子的有效分离。

复合膜电极对溶液中碘离子电化学离子分离性能

在多孔碳纤维毡基体上通过化学沉积法制备了具有电活性的聚吡咯复合膜电极,在两电极体系下对溶液中的碘离子进行电化学离子吸附分离操作,其中氧化状态下具有阴离子交换功能的聚吡咯复合膜电极作阳极。考察了不同操作电压、溶液pH值对膜电极分离性能的影响,并在混合溶液中考察了膜电极对碘离子选择性。结果表明,电压的适当升高与溶液pH值的降低有利于提高膜电极对碘离子的吸附速率和容量增高。复合膜电极表现出对碘离子优良的选择性吸附特性和可多次重复使用性。

电动汽车扭矩滤波控制策略研究

本文提出一种电动汽车扭矩滤波控制方法,既能快速响应驾驶员扭矩请求,又能降低驱动工况与制动工况相互切换时减速器齿轮啮合时带来的冲击和噪声,以提高车辆舒适性,并进行实车验证。

相对湿度及运行时间对通风系统中碘吸附器除碘效率的影响

采用放射性甲基碘法对全尺寸碘吸附器在可调节气流相对湿度的整机试验台架上进行了试验,研究了空气相对湿度及运行时间对碘吸附器除碘效率的影响。结果表明:碘吸附器除碘效率在气流相对湿度小于60%时无明显变化,在接近或大于70%时开始下降,在大于90%时下降速率加快;气流相对湿度对碘吸附器除碘效率的影响可逆,低相对湿度的气流可以将受过高湿度气流影响的碘吸附器除碘效率恢复到影响前的水平;碘吸附器在设定湿度条件下运行48 h,除碘效率与运行时间无明显相关性。

热空气吹脱法去除废核级活性炭上有机吸附质的试验研究

核级活性炭失效的一个主要原因是活性炭吸附了大量低沸点有机物后,活性位大幅减少,导致了吸附能力的减弱。根据低沸点有机吸附物易挥发的性质,采用热空气吹脱法,对废核级活性炭上的有机吸附物进行去除试验,研究吹扫气流的压力、温度、流速及吹扫时间等试验参数对去除率的影响。试验结果表明,采用流速为1.5m3·h-1、温度为140℃的负压气流,吹扫时间为180min时,活性炭上吸附的有机物的去除率可以达到90%以上,去除效果良好,为废核级活性炭的处理提供了依据。

纯电动轻型客车高集成度动力系统方案设计优化

针对某纯电动轻型客车的高压动力系统,分别从主/辅驱系统技术优化及提升高压系统集成度三个方面进行方案改进。经仿真分析,改进方案也满足动力性、经济性指标要求,同时能降本增效。