Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини
Significant amounts of burnt and dead wood, which have formed in recent years as a result of large-scale forest fires in the territory of the Chornobyl exclusion zone, pose a potential threat of secondary contamination for clean areas. To eliminate this threat, it is necessary to solve the issue of...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety
2023
|
| Онлайн доступ: | https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1037 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Nuclear and Radiation Safety |
Репозитарії
Nuclear and Radiation Safety| id |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-1037 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Nuclear and Radiation Safety |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| format |
Article |
| author |
Klius, V. |
| spellingShingle |
Klius, V. Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини |
| author_facet |
Klius, V. |
| author_sort |
Klius, V. |
| title |
Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини |
| title_short |
Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини |
| title_full |
Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини |
| title_fullStr |
Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини |
| title_full_unstemmed |
Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини |
| title_sort |
вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини |
| title_alt |
Selection and Justification of Methods for Thermal Disposal of Radioactively Contaminated Wood |
| description |
Significant amounts of burnt and dead wood, which have formed in recent years as a result of large-scale forest fires in the territory of the Chornobyl exclusion zone, pose a potential threat of secondary contamination for clean areas. To eliminate this threat, it is necessary to solve the issue of disposal for large amounts of radioactively contaminated wood. The paper analyzes methods for thermal disposal of radioactively contaminated wood. The goal of disposal is the maximum concentration of radionuclides in the ash for its disposal and the reduction of radionuclide migration into the atmosphere with flue gases. The main methods of wood thermal disposal are considered: burning, pyrolysis and gasification. With traditional filter incineration, radionuclides are deposited on fly ash particles with a size of 0.3-0.5 microns and are carried into the atmosphere with flue gases, which requires highly efficient cleaning equipment. On the other hand, during dry pyrolysis of wood, the removal of 137Cs activity with pyrolysis gas is not more than 10%. A similar result was obtained during the gasification of wood. Since the volume of pyrolysis and generator gases are smaller than the volume of flue gases resulting from combustion, the load on the gas treatment system will be much smaller.
It was concluded that modern gasification technologies should be used for the industrial disposal of large amounts of contaminated wood. Generator gas is suitable for power generation in gas turbines or gas piston units. Electricity can be supplied to the existing power system of the Chornobyl exclusion zone.
It is proposed to process low-activity wood by the method of oxidative pyrolysis for the production of biochar. Biochar specific activity must comply with health and safety standard GN 6.61-120-2005. Taking into account the international experience of using biochar, it is planned to carry out comprehensive studies regarding the effectiveness of radionuclide sorption by biochar. |
| publisher |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1037 |
| work_keys_str_mv |
AT kliusv selectionandjustificationofmethodsforthermaldisposalofradioactivelycontaminatedwood AT kliusv vibíríobgruntuvannâsposobívtermíčnoíutilízacííradíoaktivnozabrudnenoíderevini |
| first_indexed |
2024-09-01T17:42:11Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:42:11Z |
| _version_ |
1809016455651393536 |
| spelling |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-10372023-07-18T06:41:01Z Selection and Justification of Methods for Thermal Disposal of Radioactively Contaminated Wood Вибір і обґрунтування способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини Klius, V. Significant amounts of burnt and dead wood, which have formed in recent years as a result of large-scale forest fires in the territory of the Chornobyl exclusion zone, pose a potential threat of secondary contamination for clean areas. To eliminate this threat, it is necessary to solve the issue of disposal for large amounts of radioactively contaminated wood. The paper analyzes methods for thermal disposal of radioactively contaminated wood. The goal of disposal is the maximum concentration of radionuclides in the ash for its disposal and the reduction of radionuclide migration into the atmosphere with flue gases. The main methods of wood thermal disposal are considered: burning, pyrolysis and gasification. With traditional filter incineration, radionuclides are deposited on fly ash particles with a size of 0.3-0.5 microns and are carried into the atmosphere with flue gases, which requires highly efficient cleaning equipment. On the other hand, during dry pyrolysis of wood, the removal of 137Cs activity with pyrolysis gas is not more than 10%. A similar result was obtained during the gasification of wood. Since the volume of pyrolysis and generator gases are smaller than the volume of flue gases resulting from combustion, the load on the gas treatment system will be much smaller. It was concluded that modern gasification technologies should be used for the industrial disposal of large amounts of contaminated wood. Generator gas is suitable for power generation in gas turbines or gas piston units. Electricity can be supplied to the existing power system of the Chornobyl exclusion zone. It is proposed to process low-activity wood by the method of oxidative pyrolysis for the production of biochar. Biochar specific activity must comply with health and safety standard GN 6.61-120-2005. Taking into account the international experience of using biochar, it is planned to carry out comprehensive studies regarding the effectiveness of radionuclide sorption by biochar. Значні об’єми горілої та сухостійної деревини, які утворилися останніми роками внаслідок масштабних лісових пожеж на території Чорнобильської зони відчуження несуть потенційну загрозу вторинного забруднення чистих територій. Для усунення цієї загрози необхідно вирішити проблему утилізації великих об’ємів радіоактивно забрудненої деревини. У статті виконано аналіз способів термічної утилізації радіоактивно забрудненої деревини. Метою утилізації є максимальна концентрація радіонуклідів у золі для її захоронення та зменшення міграції радіонуклідів в атмосферу з димовими газами. Розглянуто основні методи термічної утилізації деревини: спалювання, піроліз та газифікація. У разі традиційного фільтраційного спалювання радіонукліди відкладаються на частках леткої золи розміром 0,3‑0,5 мкм і виносяться в атмосферу з димовими газами, що потребує високоефективного очисного обладнання. Натомість у разі сухого піролізу деревини винос активності 137Cs з піролізним газом становить не більше 10 %. Близький результат отримано і у разі газифікації деревини. Оскільки об’єми піролізного і генераторного газів менші за об’єм димових газів від спалювання, то навантаження на систему газоочищення буде значно меншим. Зроблено висновок, що для промислової утилізації великих об’ємів забрудненої деревини варто використовувати сучасні технології газифікації. Генераторний газ придатний для виробництва електроенергії в газових турбінах або газопоршневих агрегатах. Електроенергія може подаватися в існуючу енергосистему Чорнобильської зони відчуження. Запропоновано переробляти низькоактивну деревину способом окиснювального піролізу для виробництва біочару. Питома активність біочару повинна відповідати гігієнічному нормативу ГН 6.61‑120‑2005. Враховуючи міжнародний досвід використання біочару, передбачається проведення комплексних досліджень щодо ефективності сорбції радіонуклідів біочаром. State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety 2023-06-26 Article Article application/pdf https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1037 10.32918/nrs.2023.2(98).06 Nuclear and Radiation Safety; No 2(98) (2023): Nuclear and Radiation Safety; 61-68 Ядерна та радіаційна безпека; № 2(98) (2023): Ядерна та радіаційна безпека; 61-68 2073-6231 uk https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1037/754 Авторське право (c) 2023 V. Klius |