La distillation sous vide améliore l'efficacité du recyclage des solvants de combustible nucléaire

Dans le retraitement du combustible nucléaire, les solvants fonctionnent comme des "nettoyants" infatigables, travaillant jour après jour pour extraire de l'uranium et du plutonium précieux du combustible usé.Ces chevaux de bataille moléculaires se dégradent progressivement sous une exposition prolongée à des radiations intenses et à des produits chimiques corrosifs., perdent leur efficacité et génèrent potentiellement des sous-produits nocifs qui compromettent à la fois la sécurité et l'efficacité de la transformation.

La solution réside dans la technologie de régénération des solvants. Dans les installations de retraitement nucléaire, le système de solvant d'hydrocarbures-tributyle phosphate (TBP) joue un rôle essentiel.les interactions entre l'acide nitriqueL'oxydation de l'azote, de l'acide nitreux et des hydrocarbures sous rayonnement produit divers produits de dégradation qui altèrent les performances d'extraction et la stabilité du procédé.Le développement de méthodes de régénération efficaces pour éliminer ces contaminants est devenu essentiel pour maintenir la fiabilité opérationnelle.

Alors que les méthodes traditionnelles comme le lavage chimique et l'adsorption ont des limites en termes d'efficacité et de production de déchets, la distillation sous vide est devenue une technique de séparation physique prometteuse.Cette approche offre une simplicité opérationnelle, une efficacité de séparation élevée et des avantages environnementaux en évitant les déchets secondaires.

La technologie tire parti des différences de points d'ébullition sous pression réduite, permettant la séparation à des températures plus basses qui empêchent la décomposition du TBP tout en éliminant efficacement les impuretés.L'instabilité thermique du TBP et les concentrations extrêmement faibles de divers contaminants posent d'importants défis techniques, nécessitant des systèmes de contrôle précis.

Des chercheurs du laboratoire de développement du reprocessing du Centre de recherche atomique Indira Gandhi ont développé et validé un système de purification de solvants à l'échelle pilote basé sur la distillation sous vide.Cette solution intégrée combine plusieurs unités de séparation de gaz liquide dans un processus de régénération complet:

• Colonne de déshydratation:Il élimine initialement la teneur en eau susceptible d'affecter l'efficacité de l'extraction et de provoquer la corrosion de l'équipement grâce aux principes de distillation.
• Évaporateur à film mince agité:Crée un film mince chauffé pour une évaporation rapide du solvant tout en empêchant la décomposition thermique, la vapeur étant dirigée vers la colonne de distillation sous vide.
• Colonne de distillation sous vide:Le noyau du système, où plusieurs contacts vapeur-liquide sous vide séparent le TBP pur (récolté en haut) des produits de dégradation (réservés en bas).

Tests avec des solvants dégradés simulés pour évaluer les propriétés physiques (densité, viscosité) et les performances d'extraction (taux de récupération d'uranium/plutonium),fournir des données critiques pour l'optimisation des processus.

• Le fonctionnement sous vide réduit le point d'ébullition pour préserver l'intégrité du TBP
• Séparation en plusieurs étapes intégrée pour une purification complète
• Contrôle précis des paramètres de température, pression et débit

Cette découverte offre aux installations nucléaires une méthode efficace pour prolonger la durée de vie des solvants, réduire les coûts, minimiser les déchets et améliorer la sécurité opérationnelle.La technologie montre également un potentiel d'adaptation dans les industries chimique et pharmaceutique pour des applications de récupération de solvants.

• Optimisation ultérieure des paramètres de fonctionnement
• Développement de matériaux de séparation avancés
• Mise en œuvre de systèmes de contrôle automatisés

À mesure que la technologie de distillation sous vide continue d'évoluer, elle promet de revitaliser ces " nettoyants " moléculaires, soutenant des opérations de retraitement de combustible nucléaire plus durables dans le monde entier.