[發(fā)明專利]一種放射性有機廢物處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610292935.0
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105810276B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙小鋆;劉鼎;管穎;楊紅波;王玉玲
• 申請（專利權(quán)）人: 青島天和清原科技有限公司
• 主分類號: G21F9/00
• 分類號: G21F9/00;G21F9/30
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙)37104
• 代理人: 白瑩,于正河

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于放射性物質(zhì)處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種放射性有機廢物處理裝置，能夠安全有效的將放射性有機廢物中的有機成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機成分。

背景技術(shù)：

核電廠在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生大量含有137Cs和60Co的有機放射性廢物，包括廢機油、廢潤滑油、廢樹脂和淤泥，這些的有機放射性廢物不僅具有放射性，而且處理困難，其中放射性廢樹脂的處理是最為困難的，一是廢樹脂富集比活度為106-1013Bq/kg的放射性核素；二是廢樹脂屬于含硫和氮的可燃放射性有機物，焚燒處理會產(chǎn)生具有腐蝕性和污染性的放射性氣溶膠與放射性灰渣，而且燃燒不充分時會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)；三是廢樹脂輻解、熱解和生物降解處理時會產(chǎn)生H₂、CH₄、C₂H₄和NH₃等易燃易爆氣體；四是廢樹脂長期存放時出現(xiàn)板結(jié)和粉化，導(dǎo)致回取困難；五是廢樹脂的彌散性導(dǎo)致其不允許被直接處置，只能脫水后裝入高整體性容器；六是廢樹脂的體積變化大，質(zhì)量輕，在自然界中難以降解。在現(xiàn)有技術(shù)中，處理有機放射性廢物時采用的暫存法和水泥固化法均存在增容問題，不符合IAEA提出的核廢物處理和處置最小化設(shè)計原則；熱態(tài)超壓法、裝HIC脫水法、高溫焚燒法、等離子熔融法、蒸汽重整法、濕法氧化法和微生物轉(zhuǎn)化法存在適用性小、成本高昂，二次產(chǎn)物中含有二惡英等對環(huán)境造成惡劣影響的有害物質(zhì)。

催化裂化是石油煉制過程中在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油和柴油等的過程，主要反應(yīng)有分解、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化、縮合和生焦等，其中使用的分子篩裂化催化劑是將硅溶膠或鋁溶膠等粘結(jié)劑把分子篩和高嶺土粘結(jié)在一起，制成高密度和高強度的新一代半合成分子篩催化劑，包括稀土-y型分子篩和超穩(wěn)氫-y型分子篩等，主要反應(yīng)在管式反應(yīng)器中進行的稱為提升管催化裂化；烴類裂化是以碳正離子為中間過渡態(tài)的反應(yīng)，碳正離子包括三配位的碳正離子和五配位的碳正離子，生成碳正離子所需的能量包括電離能、氧與燒基的電子親和力以及離解能，生成碳正離子所需的能量隨著被抽取負氫離子的碳原子上氧原子的數(shù)目增多而增加，穩(wěn)定性低的碳正離子傾向于通過異構(gòu)化反應(yīng)異構(gòu)生成高穩(wěn)定性的碳正離子。目前，尚未有將過熱蒸汽催化降解技術(shù)應(yīng)用于處理放射性有機廢物的文獻和報道。因此，研發(fā)一種基于催化裂化原理的放射性有機廢物處理裝置，在降低處理成本的前提下，安全有效的將放射性有機廢物中的有機成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機成分，有良好的社會和經(jīng)濟價值，應(yīng)用前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，設(shè)計一種基于催化裂化原理的放射性有機廢物處理裝置，在降低處理成本的前提下，安全有效的將放射性有機廢物中的有機成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機成分。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的放射性有機廢物處理裝置的主體結(jié)構(gòu)包括廢物暫存罐、催化降解釜、固廢收集器、分離塔、熱氧化器、尾氣處理器、空氣過濾器和排放管；廢物暫存罐與催化降解釜管道式連接，催化降解釜與分離塔管道式雙向連接，分離塔與熱氧化器管道式連接，熱氧化器與尾氣處理器管道式連接，尾氣處理器與空氣過濾器管道式連接，空氣過濾器與排放管的一端管道式連接，排放管的另一端直通大氣環(huán)境，催化降解釜、熱氧化器、尾氣處理器和空氣過濾器分別與固廢收集器管道式連接；廢物暫存罐用于存儲和預(yù)處理放射性有機廢物；尾氣處理器用以消除進入其中的氣體中的氮氧化物、硫化物、酸性氣體、二惡英和粉塵，通過回收氣體中的熱能冷卻氣體，生成固體廢物和溫度低于80℃的氣體，尾氣處理器由驟冷單元、洗滌單元和干燥單元構(gòu)成，驟冷單元與洗滌單元管道式連接，洗滌單元與干燥單元管道式連接，驟冷單元的出口溫度小于270℃，用以消除二惡英，洗滌單元中充有調(diào)節(jié)氣體pH值的氫氧化鈉水溶液，用以冷卻驟冷單元輸出的氣體，并洗滌氣體中殘存的放射性有機物、酸性氣體和固體顆粒，洗滌后的廢水被泵入干燥單元中進行霧化、干燥和收集后生成固體廢物；空氣過濾器采用具有去除核元素功能的過濾器；廢物暫存罐與催化降解釜之間的管道、催化降解釜與分離塔之間的管道、分離塔與熱氧化器之間的管道、熱氧化器與尾氣處理器之間的管道、尾氣處理器與空氣過濾器之間的管道、空氣過濾器與排放管之間的管道、催化降解釜與固廢收集器之間的管道、熱氧化器與固廢收集器之間的管道、尾氣處理器與固廢收集器之間的管道、空氣過濾器與固廢收集器之間的管道、驟冷單元與洗滌單元之間的管道和洗滌單元與干燥單元之間的管道以及排放管的材質(zhì)和管徑分別根據(jù)通過其中的介質(zhì)的組分和溫度選取。