La destilación al vacío mejora la eficiencia del reciclaje de disolventes para combustible nuclear

En el reprocesamiento del combustible nuclear, los disolventes funcionan como "limpiadores" incansables, trabajando día tras día para extraer uranio y plutonio valiosos del combustible gastado.Estos caballos de trabajo moleculares se degradan gradualmente bajo exposición prolongada a radiación intensa y productos químicos corrosivos, perder eficiencia y potencialmente generar subproductos nocivos que ponen en peligro tanto la seguridad como la eficacia del procesamiento.

La solución se encuentra en la tecnología de regeneración de disolventes.En las instalaciones de reprocesamiento nuclear, el sistema de disolventes de tributilfosfato de hidrocarburo (TBP) desempeña un papel fundamental.interacciones entre el ácido nítrico, el ácido nitroso y los hidrocarburos bajo radiación producen varios productos de degradación que perjudican el rendimiento de la extracción y la estabilidad del proceso.El desarrollo de métodos eficientes de regeneración para eliminar estos contaminantes se ha convertido en esencial para mantener la fiabilidad del funcionamiento.

Mientras que los métodos tradicionales como el lavado químico y la adsorción tienen limitaciones en la eficiencia y la generación de residuos, la destilación al vacío ha surgido como una técnica de separación física prometedora.Este enfoque ofrece una simplicidad operativa, una alta eficiencia de separación y beneficios ambientales al evitar residuos secundarios.

La tecnología aprovecha las diferencias en los puntos de ebullición bajo presión reducida, lo que permite la separación a temperaturas más bajas que impiden la descomposición del TBP mientras elimina eficazmente las impurezas.La inestabilidad térmica del TBP y las concentraciones extremadamente bajas de diversos contaminantes plantean importantes desafíos de ingeniería, que requieren sistemas controlados con precisión.

Investigadores del Laboratorio de Desarrollo de Reprocesamiento del Centro de Investigación Atómica Indira Gandhi han desarrollado y validado un sistema de purificación de disolventes a escala piloto basado en la destilación al vacío.Esta solución integrada combina múltiples unidades de separación de gas líquido en un proceso integral de regeneración:

• Columna de deshidratación:Inicialmente elimina el contenido de agua que podría afectar a la eficiencia de la extracción y causar corrosión del equipo a través de principios de destilación.
• Evaporador de película fina agitado:Crea una película fina calentada para una rápida evaporación del disolvente al tiempo que evita la descomposición térmica, con vapor dirigido a la columna de destilación al vacío.
• Columna de destilación al vacío:Núcleo del sistema, donde múltiples contactos vapor-líquido bajo vacío separan el TBP puro (recolectado en la parte superior) de los productos de degradación (reteniéndose en la base).

ensayos con disolventes degradados simulados, para evaluar las propiedades físicas (densidad, viscosidad) y el rendimiento de la extracción (tasas de recuperación de uranio/plutonio),proporcionar datos críticos para la optimización de procesos.

• El funcionamiento al vacío reduce los puntos de ebullición para preservar la integridad del TBP
• Separación integrada en varias etapas para la depuración integral
• Control preciso de los parámetros de temperatura, presión y caudal

Este avance ofrece a las instalaciones nucleares un método eficaz para extender la vida útil de los disolventes, reducir los costos, minimizar los residuos y mejorar la seguridad operativa.La tecnología también muestra potencial de adaptación en las industrias química y farmacéutica para aplicaciones de recuperación de disolventes.

• Optimización adicional de los parámetros de funcionamiento
• Desarrollo de materiales de separación avanzados
• Implementación de sistemas de control automatizados

A medida que la tecnología de destilación al vacío continúa evolucionando, promete revitalizar estos "limpiadores" moleculares, apoyando operaciones de reprocesamiento de combustible nuclear más sostenibles en todo el mundo.