浸渍活性炭性能和微观结构老化效应研究
2021-09-24王坤俊王龙江李永国侯建荣丘丹圭
辐射防护 2021年4期
王坤俊,常 森,王龙江,李永国,侯建荣,丘丹圭
(中国辐射防护研究院,太原 030006)
碘吸附器作为核电站等核设施通风净化系统的关键设备[1],通过吸附核空气中的气态放射性碘,来保障核设施在正常工况特别是事故工况下厂房、环境及人员的安全。碘吸附器结构主要由金属壳体和内部装填的浸渍活性炭组成,目前国内核设施所使用的浸渍活性炭均是由浸渍一定比例的三乙烯二胺(TEDA)与碘化钾(KI)试剂得到[2-4]。
尽管大部分安装有碘吸附器的通风系统回路通常处于旁路系统,在发生事故情况下才会投入运行,仅废气处理系统等小部分系统在正常工况下持续运行。但由于碘吸附器内浸渍活性炭受到运行环境诸多因素(如气流相对湿度、温度和有害污染物等)的影响而发生中毒老化,其吸附效率、物理性能会随着暴露在空气中的时间和吸附的有害物质而变差[5-7]。研究认为导致碘吸附器内活性炭老化、性能下降的原因主要包括水分或污染物的吸附而导致活性炭潜在可用活性位点的损失。气流相对湿度对浸渍活性炭去除放射性甲基碘(CH3131I)的效率影响很大,去除效率随气流相对湿度的增加而降低。化学吸附为主的反应速率随温度的升高而增大,在130 ℃以内随温度的升高活性炭去除效率增大。酸性氧化物以及来自油漆和大量有机溶剂对浸渍活性炭的毒害较大,会造成除碘效率的急速下降。Jungsook Clara Wren[8]研究了老化对TEDA浸渍木质活性炭去除放射性碘效率的影响,研究了对各种污染物(NO2、SO2、丁酮和NH3)在TEDA木炭上的吸附行为,得出在湿度较大的情况下,SO2对浸渍炭的甲基碘去除效率影响比NO2较大。……
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