安全壳过滤排放系统配备水洗器-液滴分离器/深床气溶胶过滤器

气溶胶微粒和气体裂变产物（如碘和四氧化钌）的过滤通过水池洗涤来完成，例如通过含有化学添加剂的水池来吸收气溶胶-碘含尘气体，这是一种十分成熟的技术。在现行情况下，水不仅起到对微粒、气态碘和钌的过滤作用，而且能够起到吸热器的作用。

水洗涤器留存气溶胶微粒和气态物质的效果取决于下列因素：使用的喷雾装置类型、水柱中提高微粒和气体转移作用的台架类型、由空泡流体动力决定的空泡尺寸和留存时间等。使用水作为主要过滤介质的一些技术已经用于包括反应堆在内的多种工业应用之中。

吸热器的吸热能力首先取决于可用水量及其温度，再就是与排放气体有关的接收到的热能和所过滤的裂变产物的衰变热有关。

最初，水洗涤器的水池中的冷却剂处于较低温度，蒸汽凝结导致水池中的水温先快速增加，但是随后温度因水沸腾或者蒸发降低，这取决于排出气体是否由100%的蒸汽组成。在快速升温结束时，需要判断水量损失的情况，当水位低于一定水平时，水洗涤的效果会降低，这时需要补充水。这一过程达到规定要求所用的时间，定义为排放无人值守能够自动运行的时间。如果没有安装一个单独的水存储容器（在需要的时候可以补充水），水池容纳的水量就决定了水洗涤器的尺寸。

影响水洗涤器高度的其他重要参数包括：冷凝增加的水量，气体喷射膨胀达到的膨胀水平，促进液滴回落所需要的高度，该高度由水表面的气体或蒸汽的气泡爆裂产生，及安置液滴分离器/深床细气溶胶过滤器的调整空间。

除了水洗涤器以外，还需要一个单独的液滴分离器或者结合深层气溶胶过滤器，来避免含有熔化裂变产物和悬浮颗粒的受污染液滴释放出来。同时水过滤阶段不能有效地留存亚微米级的微粒，所以深床气溶胶过滤器的另一作用是留存气溶胶微粒（亚微米级），保护过滤装置。

深床气溶胶过滤阶段的气溶胶负载应限定在规定值内，以避免阻塞情况发生。同时过滤器的气溶胶负载值也应考虑气溶胶混合物的特殊情况（例如高水分）。因此，在一个长期排放运行期间，带有池洗涤器的恒定高气溶胶留存效率的试验验证对于避免下游深床过滤元件过载十分重要［29］。同样，到达液滴分离器的液滴数量应相当低，在所有可预见的条件下，液滴分离器的效率应尽可能高，避免液滴从过滤管道逸出到出口管道或者保护游离气体进入深床过滤阶段。

采用水化学来留存气态碘的裂变产物和留存最初以化合物或者气体形式存在的碘，包括使用维持高pH值（碱性）的化学药品和还原剂。然而，应注意有效抑制碘离子的热氧化和辐射氧化，以及在水池中与有机材料的反应（自由基反应）［30］。如果酸性气体流入安全壳过滤排放系统使得pH值偏低且还原剂浓度偏低，则安全壳过滤排放系统中可能会有大量的气态碘释放出来［31］。(www.xing528.com)

通过水洗涤器留存有机碘已经成为一项技术挑战［32］。近来，人们通过调研和技术研发，做了减少有机碘/气态碘的各种尝试，例如将含银的沸石分子筛过滤器作为洗涤器的一个附加的过滤器［33］，或者使用添加剂以加强从气泡中留存气态有机碘，将碘离子固定在水相中以抑制再挥发。但据文献报道［34，35］，一些特定的洗涤液添加剂可能产生负面效果，如泡沫化或燃烧，尽管反对这种观点的证据也已经提出［36］。

工业中常使用沸石吸附特定目标分子。一些公开的文献讨论了沸石作为吸附剂的优缺点。例如，气体过热度低或者润湿表面速度高［37］，碘吸收剂量率和一些惰性气体的额外吸收［38］、毒性［39］、氢反应［40，41］、碘再次挥发等，这些不利因素可能会降低沸石为吸收媒介时的过滤效率。水洗涤器对气体进行了预清洗，这可能会减少那些不利影响。

化学控制或者新台架的设计参数取决于碘负载和气相种类等。

尽管早期排放的气溶胶在过滤床中进行过滤，但这个阶段相当短，过滤下来的微粒主要沉积在滤材的表面，如纤维或者其他多孔介质。主要的留存方式是由阻塞、拦截、压紧、布朗运动这样的机理驱动的。

特别是对于细微颗粒，深床过滤截留阶段可以被用于单独过滤，也可作为后过滤阶段。

过滤方法中所用的固体深床过滤功能的原理基于不同过滤层和过滤阶段留存气溶胶大多数是均匀分布的的设计规范，目的是避免某些过滤层气溶胶堵塞，这个可能引起相应层的局部堵塞。过滤理论表明，气溶胶在滤料上的留存/黏附一般取决于气溶胶的大小和类型、流动动量产生的撞击力、温度等。因此，不同的气溶胶尺寸和种类、流速、气体密度、温度、干燥或者暂时潮湿情况等，对每一过滤层的留存效率都会产生影响，最终可能会导致过滤层内气溶胶分布非常不均匀。如果过滤器应设计为高效的气溶胶过滤器，则这些影响非常重要。