[LT] Išradimas priklauso chemijos inžinerijos sričiai ir gali būti panaudotas specialiose jodo surišimo ir nukenksminimo technologijose, šalinant jį iš dujų ar oro išlakų srauto absorberiuose.@Atsparus hidroterminiams apdorojimams jodo sorbentas gaminamas iš aktyvintųjų anglių ir jodo akceptorius - polidimetildialilamonio jodido. Gali būti naudojamos granuliuotos arba pluoštinės aktyvintos anglys. Jodo sorbentas gaunamas impregnavus aktyvintas anglis vandeniu 1-4 % polidimetildialilamonio jodido tirpalu ir džiovinant.
[EN] The present invention relates to a sorbent for iodine, which is prepared by impregnating a activated charcoal with aqueous solution of 1 to 4 % of polydimethyldiallilammonium iodide. The charcoal can beused granulated or fibre structure. The sorbent is useful in special technologies or waste processing for bounding iodine and removing them from the gass in the adsorbers.
[0001] Išradimas priklauso chemijos inžinerijos sričiai ir gali būti panaudotas specialiose jodo surišimo ir nukenksminimo technologijose. Tame tarpe šalinant jį iš dujų ar oro išlakų srauto absorberiuose.
[0002] Žinoma, kad jodo surišimui išlakose naudojamos aktyvintos anglys [žr. kn.: Filterung von Abluft aus Kerntechnischen Anlagen und Isotopenlaboratorien/ von J.G.Wilhelm. Schriftenreihe Reaktorsicherheit und Strahlenschutz.-BMU, 1998, 376 s.; Ta300HHCTKa h Kompojis ra30Bbix bbi6pocob A3C/ H.E.HaxyTHH, ^.B.Ohkhh, H.M.CMHpHOBa h ,np..- M.: SHepro- aTOMH3ziaT, 1983.-24 c.]. Jodo sorbcijai padidinti aktyvintos anglys yra impregnuojamos įvairiomis vandenyje tirpiomis organinėmis ir neorganinėmis medžiagomis: heksametilentetraminu [žr. TS: TY 6-16-3028-87], trietilendiaminu [žr. kn.: rasooHHCTKa h icoHTpojib ra30Bbix BbiopocoB A3C/ H.E.HaxyrnH, .ZJ.B.Ohkhh, H.M.CMHpHOBa h jzp..- M.: 3HeproaTOMH3naT, 1983.-24 c.], metalų jodidais [žr. kn. H.Deubner, K.Gerlach. Parametrische Untersuchungen zur Abscheidung von Methljodid an einer KJ-impemierten Aktivkohle KfK 3746, Forschungscentrum Karlsruhe, 1984 ir TS: TY 6-16-3028-87], sidabro nitratu.
[0003] Jų trūkumas tas, kad heksametilentetraminas ir trietilendiaminas yra toksiški ir degūs junginiai [žr. kn.: IIpe,n;e.nbHO aonycniMbie KOHųeHTpauini XHMtmecKHX bemectb b OKp>-/KaKDmefi cpeae/ r.E. EecnaMHTHHKOBa, K).A. Kp0T0B.-JI.: Xhmiw, 1985]. Į tai būtina atsižvelgti jodo absorberių eksploatavimo metu, ypač jų įkrovimo metu.
[0004] Dažniausiai naudojami netoksiški metalų jodidai. Žinomas mažai tirpus, bet intensyviai sorbuojantis jodą nedegus ir netoksiškas polimeras polidimetildialilamonio jodidas (PDMDAAJ) [žr. Lietuvos pat. Nr. 4497, TPK C08F 126/02,1999]. 20 °C temperatūros vandenyje PDMDAAJ ištirpsta 0,5 g/l, 95 °C - 65 g/l. Taigi ir PDMDAAJ tirpumas vandenyje esant aukštesnei temperatūrai gerokai padidėja.
[0005] Esminis visų aukščiau paminėtų jodo sorbentų trūkumas - mažas atsparumas hidroterminiams poveikiams dėl naudojamų jodo akceptorių tirpumo vandenyje. Su išlakomis į absorberį patekus garams ar kitaip padidėjus išlakų drėgmei ir temperatūrai jodo akceptoriai gali migruoti ir kondensaciniu vandeniu būti išplauti iš aktyvintų anglių.
[0006] Artimiausias pateiktam išradimui yra praktikoje naudojamos kalio jodidu (KI) impregnuotos aktyvintos anglys [žr. TS: TY 6-16-3028-87 ir kn.: Filterung von Abluft aus Kemtechnischen Anlagen und Isotopenlaboratorien/ von J.G.V/ilhelm. Schriftenreihe Reaktorsicherheit und Strahlenschutz.-BMU, 1998, 376 s]. Kalio jodido kiekis sorbente sudaro 1-2% .
[0007] Šio išradimo tikslas - gauti jodo sorbentą, kuris yra atsparesnis hidroterminiam poveikiui, t.y. daugkartinių apdorojimų karštu (85-95 °C temperatūros) vandeniu metu jodo akceptorius neišplaunamas. Tokiu jodo akceptoriumi yra imobilizuotas aktyvintoje anglyje polidimetildialilamonio jodidas.
[0008] Sis tikslas pasiekiamas impregnavus aktyvintas anglis vandeniniu 1 - 4 % PDMDAAJ tirpalu ir išdžiovinus. Tokiu būdu gautas granuliuotų impregnuotų aktyvintų anglių jodo sorbentas turi nuo 1 iki 4 % jodo akceptoriaus, pluoštinis impregnuotų aktyvintų anglių jodo sorbentas - 5 % PDMDAAJ.
[0009] 1-oje lentelėje pateikiami duomenys apie įvairius jodo sorbentus, 2-oje lentelėje - duomenys pagal kuriuos palygintas jodo sorbentų, gautų pagal prototipą ir pagal siūlomą būdą, hidroterminis atsparumas. Kaip matyti iš 1 lentelėje pateiktų duomenų, jodo akceptoriai padidina jodo surišimą impregnuotomis aktyvintomis anglimis. Impregnuotų aktyvintų anglių jodo sorbcinė galia priklauso nuo naudojamų aktyvintų anglių impregnavimui, akceptoriaus ir jo kiekio sorbente. Imobilizavus aktyvintose anglyse tokį pat PDMDAAJ kiekį kaip naudoto prototipe kalio jodido (1 lentelė, Nr. 2, 3), jos sorbcinės savybės pagerėja. Impregnuotų PDMDAAJ aktyvintų anglių sorbcinė galia didėja didėjant PDMDAAJ kiekiui sorbente (1 lentelė, Nr. 3-5). Tačiau impregnuoti aktyvintas anglis didesnės koncentracijos PDMDAAJ tirpalais negalime dėl riboto polimero tirpumo vandenyje) [žr. Lietuvos pat. Nr. 4497, TPK C08F,1999], Pluoštinių aktyvintų
[0010] anglių jodo sorbcinė galia dėl didesnio jų aktyvaus paviršiaus yra didesnė už granuliuotų. Jas apdorojus PDMDAAJ tirpalu (1 lentelė, Nr. 7) gaunamas didesnės sorbcinės galios jodo sorbentas.
[0011] Atsparūs hidroterminiam apdorojimui jodo sorbentai gaunami tik pagal siūlomą būdą (2 lentelė). Dešimties hidroterminio apdorojimo ciklų metu iš jodo sorbento pagal prototipą pašalinami 94% jame buvusio kalio jodido, kai tokių pat apdorojimų metu iš impregnuotų pagal siūlomą būdą pavyzdžių pavyksta išplauti tik nedidelę dalį nesurišto polimerinio jodo akceptoriaus.
[0012] Jodo sorbentų hidroterminio atsparumo nustatymas atliekamas 20 g sorbento, pagaminto pagal 1 - 4 pavyzdį, užpilant lOOg 90-95 °C distiliuoto vandens ir išlaikant 10 min. Nudekantavus vandenį operacija kartojama iki 10 kartų.
[0013] Paruošia lOOOg 1%-tinio PDMDAAJ tirpalą, 990 ml vandens ištirpinant lOg PDMDAAJ. Į paruoštą tirpalą prideda 500g granuliuotų aktyvintų anglių (TU 6-16-2727-84). Po 20 min tirpalą nusiurbia. Drėgnų granulių priesvoris 100%. Jas paskleidžia plonu sluoksniu ir išdžiovina konvekcinėje džiovykloje, esant 90 - 105 °C temperatūrai. Gaunamas jodo sorbentas, turintis 1% PDMDAAJ. Statinėmis sąlygomis iš oro jis suriša 22mg hj lg sorbento (1 lentelė, Nr 3). Po 10 hidroterminio apdorojimo ciklų lieka 0,75% PDMDAAJ nuo sorbento masės (2 lentelė).
[0014] Impregnavimą atlieka pagal 1 pavyzdį, tik vietoj 1%-tinio PDMDAAJ tirpalo naudoja 2%-tinį PDMDAAJ tirpalą. Gaunamas jodo sorbentas turintis 2%
[0015] PDADMAJ. Statinėmis sąlygomis iš oro jis suriša 33mg bj lg sorbento, dinaminėmis - 90mg l2/ lg sorbento (1 lentelė, Nr 4).
[0016] Impregnavimą atlieka pagal 1 pavyzdį, tik vietoj 1%-tinio PDMDAAJ tirpalo naudoja 4%-tinį PDMDAAJ tirpalas. Gaunama? jodo sorbentas turintis 4% PDADMAJ, Statinėmis sąlygomis iš oro jis suriša 41 mg bj lg sorbento (1 lentelė, Nr 5). Po 10 hidroterminio apdorojimo ciklų lieka 2,94% PDMDAAJ nuo sorbento masės (2 lentelė).
[0017] lOOOg 1%-tinio PDMDAAJ tirpalo paruošia pagal 1 pavyzdį. Į paruoštą tirpalą įmerkia 150g pluoštinių aktyvintų anglių. Po 20 min tirpalą nusiurbia. Drėgnų pluoštinių anglių priesvoris 500%. Drėgnas pluoštines anglis išdžiovina konvekcinėje džiovykloje, esant 90 - 105 °C temperatūrai. Gaunamas jodo sorbentas, turintis 5% PDMDAAJ. Statinėmis sąlygomis iš oro jis suriša 154mg I2/ lg sorbento, dinaminėmis - 450mg I2/ lg sorbento (1 lentelė, Nr 4).
[0018] Paruošia lOOOg 1%-tinio kalio jodido tirpalo, ištirpinant lOg KI (GOST 4232-74) 990 ml vandens. Į jį suberia 500g granuliuotų aktyvintų anglių. Po 20 min tirpalas nusiurbia. Drėgnų granulių priesvoris 100%. Jas paskleidžia plonu sluoksniu ir išdžiovina konvekcinėje džiovykloje, esant 90 - 105 °C temperatūrai. Gaunamas jodo sorbentas, turintis 1% KI. Statinėmis sąlygomis iš oro jis suriša 21mg I;/ lg sorbento (1 lentelė, Nr 2). Po 10 hidroterminio apdorojimo ciklų lieka 0,06% kalio jodido nuo sorbento masės (2 lentelė).
1. Jodo sorbentas, susidedantis iš aktyvintų anglių ir jodo akceptoriaus, besiskiriantis tuo, kad jodo akceptoriumi yra polidimetildialilamonio jodidas.
2. Jodo sorbentas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad aktyvinta anglis yra granulių arba pluoštinės medžiagos formos.
3. Jodo sorbento gavimo būdas, apimantis aktyvintų anglių impregnavimą jodo akceptoriaus tirpalu ir gauto produkto džiovinimą, besiskiriantis tuo, kad aktyvintas anglis impregnuoja vandeniniu 1 - 4 % polidimetildialilamonio jodido tirpalu.