用于回收含14C废气中14C的方法和系统技术方案

本公开涉及用于回收含14C废气中14C的方法，该方法包括：捕集含14C废气中的CO2，以获得富CO2气体；将富CO2气体中的CO2转化为CO和/或CH4，以获得富CO和/或CH4气体；对富CO和/或CH4气体进行同位素分离，以获得富14CO和/或14CH4气体；将富14CO和/或14CH4气体中的14CO和/或14CH4氧化为14CO2，以获得富14CO2气体；以及固定富14CO2气体中的14CO2。本公开能够实现针对放射性废气中14C的高效回收和再利用。放射性废气中14C的高效回收和再利用。放射性废气中14C的高效回收和再利用。

【技术实现步骤摘要】
用于回收含14C废气中14C的方法和系统


[0001]本公开涉及14C回收，并且更具体涉及用于回收含14C废气中14C的方法和系统。

技术介绍

[0002]14C是一种具有战略意义应用价值的放射性同位素，其通常作为14C放射性同位素示踪剂而主要用于新药开发、医疗检测、生物科学等领域的示踪，具有不可替代性的作用。
[0003]放射性废气中(例如而不限于，来自核电厂)普遍存在14C，其会以CO2和C
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的气态形式向环境排放，进而产生以下影响：(1)由于14CO2参与植物的光合作用，很容易在食物链中得到富集，从而对生物体造成内辐照；(2)由于14C的半衰期很长(5730年)，会产生累积辐射剂量。
[0004]基于此，如果可以有效回收放射性废气中的14C，既可以满足放射性废气中脱除14C的环保要求，又可以进一步将其制备成14C放射性同位素示踪剂以便进行再利用，进而积极获取经济效益。
[0005]然而，现有技术中尚无有效回收放射性废气中14C的方法。尤其是，当放射性废气中氢、有机碳和二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于回收含14C废气中14C的方法，包括：捕集含14C废气中的CO2，以获得富CO2气体；将所述富CO2气体中的CO2转化为CO和/或CH4，以获得富CO和/或CH4气体；对所述富CO和/或CH4气体进行同位素分离，以获得富14CO和/或14CH4气体；将所述富14CO和/或14CH4气体中的14CO和/或14CH4氧化为14CO2，以获得富14CO2气体；以及固定所述富14CO2气体中的14CO2。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含14C废气气量大于或者等于10000Nm3/h STP；和/或，所述含14C废气中14CO2的含量占14C物质总含量的25～75体积％；和/或，所述含14C废气中14CO2的含量相对于所述含14C废气的总含量为0.5
×
10
‑
12
‑5×
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v/v。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述富CO2气体中CO2的含量≥99.5体积％；和/或，所述富CO和/或CH4气体中CO和/或CH4的含量≥90体积％且CO2的含量≤1体积％。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中捕集含14C废气中的CO2包括：经由以下至少一项捕集含14C废气中的CO2：溶剂吸收法、吸附分离法、变压吸附分离法、真空变温吸附分离法、膜分离法、低温分馏法、生物分离法。5.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中捕集含14C废气中的CO2以获得富CO2气体包括：经由溶剂吸收法，使所述含14C废气与吸收剂接触，以获得吸收CO2的吸收液；使所述吸收CO2的吸收液再生，以获得再生气体混合物；以及吸收所述再生气体混合物中的除CO2以外的其它气体，以获得所述富CO2气体。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述吸收剂选自以下至少一项：强碱溶液、热碳酸钾、氨水溶液、有机胺溶液。7.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中捕集含14C废气中的CO2以获得富CO2气体包括：经由吸附分离法，使所述含14C废气中的CO2与选择性吸附CO2的吸附剂接触，以获得吸附后的吸附剂，并去除未被所述吸附剂吸附的气体；以及使所述吸附后的吸附剂脱附，以获得所述富CO2气体。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述吸附剂选自以下至少一项：碳基、沸石基、胺基、碱性固体吸附剂材料。9.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中将所述富CO2气体中的CO2转化为CO和/或CH4以获得富CO和/或CH4气体包括：经由催化剂，使所述富CO2气体中的CO2与氢气反应，以获得所述富CO和/或CH4气体。10.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中对所述富CO和/或CH4气体进行同位素分离以获得富14CO和/或14CH4气体包括：使所述富CO和/或CH4气体与选择性吸附除14C气体之外的其他气体的吸附材料接触，以获得初步富集14C气体的混合气体；以及通过精馏富集所述混合气体中的14C气体，以获得所述富14CO和/或14CH4气体。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述选择性吸附除14C气体之外的其他气体的吸附材料选自沸石和/或配合物。12.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中对所述富CO和/或CH4气体进行同位素分离以获得富14CO和/或14CH4气体包括：使所述富CO和/或CH4气体与选择性吸附14C气体的吸附材料接触，以获得吸附后的吸附材料，并去除未被吸附的气体；使所述吸附后的吸附材料脱附，以获得初步富集14C气体的混合气体；以及通过精馏富集所述混合气体中的14C气体，以获得所述富14CO和/或14CH4气体。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述选择性吸附14C气体的吸附材料选自以下至少一项：活性炭、硅胶、氧化铝。14.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中将所述富14CO和/或14CH4气体中的14CO和/或14CH4氧化为14CO2，以获得富14CO2气体包括：使所述富14CO和/或14CH4气体与氧气充分反应，以获得所述富14CO2气体。15.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中固定所述富14CO2气体中的14CO2包括：使所述富14CO2气体与选自碱土金属氢氧化物的碱液反应，以生成碳酸盐溶液。16.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中固定所述富14CO2气体中的14CO2包括：使所述富14CO2气体与氢氧化钠溶液反应，以生成碳酸钠溶液；向所述碳酸钠溶液中添加氢氧化钙和/或氢氧化钡，以获得含碳酸钙和/或碳酸钡沉淀的浆液；以及将所述含碳酸钙沉淀和/或碳酸钡沉淀的浆液过滤，以回收滤液并获得可作为14C放射性同位素示踪剂的滤饼。17.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中固定所述富14CO2气体中的14CO2包括：使所述富14CO2气体与氢氧化钙溶液或氢氧化钡溶液反应，以获得含碳酸钙沉淀或碳酸钡沉淀的浆液；以及将所述含碳酸钙沉淀或碳酸钡沉淀的浆液过滤，以回收滤液并获得可作为14C放射性同位素示踪剂的滤饼。18.用于回收含14C废气中14C的系统，包括：碳捕集单元，所述碳捕集单元用于捕集含14C废气中的CO2，以获得富CO2气体；碳转化单元，所述碳转化单元以流体传输方式连接至所述碳捕集单元，以用于将来自所述碳捕集单元的所述富CO2气体中的CO2转化为CO和/或CH4，以便获得富CO和/或CH4气体；碳同位素分离单元，所述碳同位素分离单元以流体传输方式连接至所述碳转化单元，以用于对来自所述碳转化单元的所述富CO和/或CH4气体进行同位素分离，以便获得富14CO和/或14CH4气体；氧化单元，所述氧化单元以流体传输方式连接至所述碳同位素分离单元，以用于将来自所述碳同位素分离单元的所述富14CO和/或14CH4气体中的14CO和/或14CH4氧化为14CO2，以便获得富14CO2气体；和碳固定单元，所述碳固定单元以流体传输方式连接至所述氧化单元，以用于固定来自所述氧化单元的所述富14CO2气体中的14CO2。19.根据权利要求18所述的系统，其中所述碳捕集单元包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，马艳玲，任晓影，赵瀛，刘金玲，王成伟，于戈，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一八研究所，
类型：发明
国别省市：