[发明专利]一种捕集气态碘的方法

说明书

本公开涉及一种捕集气态碘的方法，该方法包括：S1、将吸收剂溶液引入喷淋塔中进行雾化处理，得到吸收剂雾化液滴；S2、将富碘气体通入所述喷淋塔中，使所述富碘气体由下向上与所述吸收剂雾化液滴进行逆流接触，得到混合气体和富碘溶液；其中，所述吸收剂溶液包含氢氧化钠和/或N₂H₄·H₂O，所述富碘气体包含碘单质和碘甲烷。该方法通过采用喷雾吸收法，可有效捕集气态碘单质和有机碘，减少放射性碘排放和环境污染。

技术领域

本公开涉及核燃料后处理工艺排气处理技术领域，具体地，涉及一种捕集气态碘的方法。

背景技术

核燃料后处理过程中，会释放出大量的放射性碘同位素(^{129,131-135,138-141}I)。其中^138-141I的半衰期极短，所造成的危害可以忽略，而¹²⁹I与¹³¹I分别以半衰期极长(1.57×10⁷年)和比活度较高成为危害最为严重的放射性碘同位素，直接排放到空气中会对环境造成污染，严重危害人类健康。1986年的切尔诺贝利核事故和2011年日本发生的福岛核事故使周围环境的放射性碘浓度指数级增加，给当地居民的身体健康造成严重威胁，致使数以万计青少年、儿童患有甲状腺癌。因此在大力发展核能的时代背景下，对乏燃料中放射性碘处理变得尤为重要。

国外乏燃料后处理厂对碘的净化处理方法研究较为成熟，法国的La Hague后处理设施和英国的Windscale、THORP设施都使用碱性洗涤来捕获溶解液中的气态碘，废气通过1-2mol/L的氢氧化钠溶液，可以脱除其中的碘单质，然而废气中还有有机碘，碱液洗涤对有机碘的去除效果较差，因此碱液洗涤的去除效率一般不超过90％。

发明内容

本公开的目的是提供一种捕集气态碘的方法，该方法通过采用喷雾吸收法，可有效捕集气态碘，提高对碘单质和有机碘的捕集效率，减少放射性碘排放。

本公开提供一种捕集气态碘的方法，该方法包括：S1、将吸收剂溶液引入喷淋塔中进行雾化处理，得到吸收剂雾化液滴；S2、将富碘气体通入所述喷淋塔中，使所述富碘气体由下向上与所述吸收剂雾化液滴进行逆流接触，得到混合气体和富碘溶液；其中，所述吸收剂溶液包含氢氧化钠和/或N₂H₄·H₂O，所述富碘气体包含碘单质和碘甲烷。

可选地，S1中所述吸收剂溶液中氢氧化钠的浓度为0.05～0.5mol/L，所述N₂H₄·H₂O的浓度为0.05～0.5mol/L；优选地，所述吸收剂溶液包含氢氧化钠和N₂H₄·H₂O，所述氢氧化钠与所述N₂H₄·H₂O的浓度比为(1～10)：1；所述吸收剂溶液的温度为60℃～80℃，优选为70℃～80℃。

可选地，S1中所述雾化处理采用设于喷淋塔中的雾化喷嘴进行；所述雾化喷嘴的孔径为0.5～0.7mm，压力为5×10⁴～10×10⁴Pa，喷淋角度为100～115°；其中，所述吸收剂雾化液滴的平均直径为60～150μm；优选地，所述雾化喷嘴为液压式螺旋雾化喷嘴。

可选地，S1中所述喷淋塔的温度为55～70℃，所述喷淋塔的高度为0.5～1.0m，优选为0.6～0.8m；所述喷淋塔的高径比为(5～15)：1，优选为(8～12)：1；其中，所述喷淋塔包含两层喷淋层，所述两层喷淋层的高度差为5～20mm，优选为10～20mm。

可选地，S2中所述富碘气体中碘元素的质量浓度为1～500mg/m³，优选为50～200mg/m³；以所述富碘气体中碘元素的总质量为基准，所述碘甲烷中碘元素的质量为1％以下。