Экстракция и реэкстракция урана

8. Обязательное очищение всех газов, которые выбрасываются в атмосферу. Использования системы циклонов, мокрых скрубберов, пенных скрубберов, турбулентных промивателей, абсорберов, специальных фильтров и т.п.

Законодательством установленные следующие предельно допустимые концентрации (ПДК) урана в воздухе производственных помещений и в живом организме:

Концентрация U в воздухе рабочих помещений - 0,02 мг/м³

Концентрация Rn в воздухе рабочих помещений - 10^-10 к/м³

Содержание растворенного U в организме - 30мг

Содержание нерастворимого U в организме - 14мг

Для сбросных вод, которые сливаются из производства в открытые водоемы, установлен предельна допустимая концентрация 0,05мг/л урана (3?10^-11кюри/л).

Вторым, очень важным условием безопасной работы является правильная эксплуатация производства. Здесь следует обратить внимание на содержание производственных помещений и регулярную, по графику, уборку. Для предприятий урановой промышленности предполагается мокрая уборка с применением дезактивирующих (содовых и др.) растворов. Случайные протоки производственных растворов должны быть немедленно ликвидированы. Отсутствие радиоактивных загрязнений на поверхности полов, стен, аппаратуры и т.п. систематически должны проверяться с помощью контроля мазками.

Дисциплина работы - это большой комплекс, который включает выполнение всех норм и правил поведения персонала на производстве. Работа на урановых предприятиях регламентирована целым перечнем инструкций. Их знание проверяется периодическими экзаменами по ТБ: на допуск к рабочему месту, при введении новых технологических процессов, нового оборудования, повторные регулярные экзамены по графику и т.д. На выполнение ремонтов и периодических обзоров аппаратуры действуют специальные инструкции. Большое значение в дисциплине работы имеет выдача допусков на работу. Это специальная система допусков на нестандартную работу (например, ремонты) и на отдельные, что представляют опасность, операции.

Спецодежда, которая предназначена для защиты тела работающего от загрязнений вредными веществами, на урановых предприятиях включает полный комплект верхнего и нижнего белья, в том числе комбинезон (или штаны и куртка), нижнее белье, трусы, бюстгальтеры, носки, чулки, обувь, шарфы, полотенца и даже носовые платки. Это позволяет осуществлять полное переодевание и исключение переноса радиоактивных загрязнений домой с одеждой.

Большое санитарно-гигиеническое значение имеет санпропускник. В данное время признано, что целесообразно иметь централизованный и благоустроенный санпропускник для всего завода или группы цехов, а не как это было распространенно раньше, отдельные небольшие раздевалки-душевые при цехах. В состав санпропускника входят: гардероб для домашней одежды, гардероб для производственной одежды с числом индивидуальных шкафов на полный состав персонала (а не только на сменный, как это часто по ошибке принимается в проектах), душевая с достаточным комплектом душевых рожков, с принудительным проходом через нее работников, которые возвращаются после смены, дозиметрический пункт для контроля чистоты рук и всего тела от радиоактивных загрязнений, пункт дезактивации с набором соответствующих средств, склада запасной спецодежды, помещения для текущего ремонта спецодежды и т.д. Прохождение горячего душа при полном переодевании является обязательным, и никто не может быть выпущен из санпропускника в помещение чистой одежды, если хотя бы один участок тела загрязнен выше установленной нормы.

На урановых предприятиях большими правами и влиянием пользуется дозиметрическая служба, выполняющие строгий контроль за радиологической, а также общесанитарной обстановкой на предприятии. Это настоящая "служба здоровья" и в ее функции входит разрешение или запрет на все работы со специальными продуктами, или оборудованием, связанным с технологическим процессом. В задачи дозиметрической службы входит:

1. контроль за выполнением санитарных правил;

2. контроль за уровнем активности воздуха, сбросовых вод, помещений, аппаратуры, спецодежды и тела работающих;

3. организация и контроль системы допусков к работе;

4. контроль за дезактивацией оборудования и рабочих площадей;

5. контроль за работой вентиляции;

6. разработка мероприятий по улучшению условий работы и контроль за их реализацией;

7. замер индивидуальных доз облучения, полученных персоналом;

8. участие в расследовании аварий и несчастливых случаев;

9. контроль за прохождением медицинских осмотров;

10. другие мероприятия по улучшению санитарно-гигиенической обстановки и условий работы на предприятии.

Помещение сорбции-регенерации в соответствии с классификацией влажное и относится к производствам из повышенной опасностью поражения электрическим током.

С целью уменьшения степени поражения электрическим током предполагается надежная изоляция и заземление электрических линий и оборудования. Главным видом защитного заземления является контурное. В качестве заземлителя используется вертикальные стальные стержни диаметром 12 мм.

Расчет заземляющего устройства выполняется следующим способом. Определяем сопротивление растекания тока одного вертикального электрода. Заземляющие расположены в грунте

R_ст = (с/2р L) · [ln (2L/d) + 1/2ln (4t+L) / (4t-L)]

где с - удельное сопротивление грунта в месте заземления,

с = 100 Ом · м (грунт - суглинок);

L - длина стержня электрода, L = 4 м;

d - диаметр стержневого электрода, d = 0,012 м;

t - глубина расположения середины электрода от поверхности земли,

t = L/2 + t_0,

где t₀ принимаем 0,5 м;

тогда

t = 4/2 + 0,5 = 2,5.

R_ст = (100/ (2·3,14·4)) [ln (2· 4/0,012) +1/2ln (4·2,5 + 4) / (4· 2,5-4 )] = 26,76 Ом.

Рассчитанную величину Rст сравниваем с допустимым сопротивлением заземляющего устройства, Rдоп. В нашем случае Rдоп = 4 Ом, а это значит, что Rст > Rдоп. Поэтому нужно искать нужное количество вертикальных электродов.

Для этого подсчитаем предыдущее количество вертикальных электродов

n^/ = R_ст/R_доп = 26,76/4 = 6,69 - принимаем 7шт.

Определяем нужное количество вертикальных электродов n = n ^// ц, где ц - коэффициент использования вертикальных электродов, который учитывает взаимное экранирование, ц = 0,73. Тогда n = 7/0,73 = 9,4 - принимаем 10шт. Зная количество заземляющих электродов, находим длину соединительной полосы

Z = a·n·L;

где а - отношение расстояния между заземлителями к их длине, а = 2.

Тогда

Z = 2 · 10 · 4 = 80 м.

Найдем сопротивление растекания тока соединительной полосы без учета экранирования

R_c= (с/2рZ) ·ln ( (2·Z²) / (b·t)),

где b - ширина соединительной полосы, b = 0,012 м;

t - расстояние от верхней точки стержневого заземления до поверхности земли, t = 0,5 м;

тогда

R_c= (100/ (2·3,14·80)) ·ln ( (2·80²) / (0,012 · 0,5)) = 2,9 Ом.

Проведем расчет грунтового заземления, которое состоит из сопротивления вертикальных электродов и сопротивления соединительной полосы:

R_з=R_ст · R_с/ (R_ст · ц₁+R_c · ц · n)

где ц₁ = 0,4

Тогда

R_з = 26,76· 2,9/ (26,76 · 0,4 + 2,9 · 0,73 · 9) = 2,6 Ом.

2,6 < 4

R_з < R_доп, что отвечает требованиям.

Нормальные санитарно-гигиенические и метеорологические условия воздушной среды в помещении обеспечиваются при помощи смешанной вентиляции (естественной и принудительной). Главным видом принудительной (механической) вентиляции является приточно-вытяжная общеобменная вентиляция. Главным отрицательным фактором, который портит воздушную среду, является испарение серной кислоты. С учетом заводских исследований, количество пара серной кислоты составляет g = 0,13 кг/ч. Количество воздуха, которое необходимо подавать в помещение, чтобы обеспечить концентрацию вредного вещества не выше ПДК составляет

W = (g?10⁶) / (C_д-С_о),

где g - количество вредного вещества, которое выделяется в помещении, кг/год;

С_д, С_о - соответственно ПДК вредного вещества и его содержание в чистом воздухе, который подается, мг/м³;

ПДК (H₂SO₄) C_д = 1 мг/м3, С_о находим из того, что концентрация вредных веществ составляет 20% от ПДК, поэтому С_о = 0,2 мг/м³.

Тогда

W = (0,13 ? 10⁶) / (1-0,2) = 162500 м³/ч.

С учетом обеспечения отрицательного воздушного баланса в помещении, объем откачиваемого воздуха принимаем на 15% больше приточного.

W = 162500 + 24375 = 186875 м³/ч.

Для обеспечения вентиляции избираем два вентилятора типа В-Ц4-76 с клиноременной передачей

Производительность - 120000м3/ч

Номер вентилятора - 20

Напор - 120 мм рт. ст.

Частота оборотов - 465 об/мин

Электродвигатель

Тип 4А250Г6

Мощность 55 кВт

Частота оборотов - 985 об/мин

Определяем кратность воздухообмена

К=W/V_пр,

где V_пр - объем помещения, м³. Vпр=29952м³.

Тогда

К = 186875/29952 = 6,2.

С целью предупреждения пожара в помещении экстракции - реэкстракции придерживаются основные мероприятия противопожарной безопасности:

работы с огнем проводятся в специальных местах;

хранение в помещении горюче-смазочных материалов в объеме суточной потребности;

имеющиеся в помещении проходы и лестницы свободны от посторонних предметов;

производственное и вспомогательные помещения оснащены огнетушителями и ящиками с песком;

для курения отведены специальные места.

Помещение обеспечено первичными средствами пожаротушения: внутренними пожарными кранами, огнетушителями, ящиками с песком, асбестовыми одеялами, совками, лопатами, топорами.

Выводы