[發明專利]一種高比放放射性廢水負壓蒸發濃縮處理系統及其方法

有效

• 申請號: 201710377655.4
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107170504B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 羅杰
• 申請（專利權）人: 綿陽科大久創科技有限公司
• 主分類號: G21F9/08
• 分類號: G21F9/08;G21F9/22
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

1.一種高比放放射性廢水負壓蒸發濃縮處理系統，其特征是，廢水原水槽罐(7)出口經管道接于廢水原水計量泵JB4進口，該計量泵JB4出口經管道接于負壓蒸發塔(1)中部廢水注入口，廢水通過水噴頭自上而下在蒸發柱段(62)的蒸發膜片(225)表面形成液膜并負壓蒸發形成水蒸汽，布置于阱型加熱電爐(12)中的負壓蒸發塔(1)頂端的蒸汽導出口(234)經軟管接于第一除霧塔(8a)底部進口，第一除霧塔頂部出口經管道連接初級冷卻塔(2)頂部水蒸汽進口，初級冷卻塔(2)底部殘余蒸汽出口經管道連接次級冷卻塔(3)頂部水蒸汽進口，次級冷卻塔(3)底部殘余蒸汽出口經管道連接水環式真空泵(6)進口，該真空泵(6)的冷凝水出口經其上設置有計量泵JB3的管道接于冷凝水暫存罐(5)進口，初級冷卻塔(2)底部的冷凝水導出口以及次級冷卻塔(3)底部的冷凝水導出口分別經計量泵JB1以及計量泵JB2輸送至冷凝水暫存罐(5)進口；負壓蒸發塔(1)底部的濃集廢水出口經管道接于濃集廢水槽罐(11)進口，濃集廢水槽罐(11)出口經軟管接于濃集廢水計量泵JB5進口，該計量泵JB5出口經軟管接于負壓干燥器(9)頂部進口，負壓干燥器(9)置于阱型電爐(10)中，負壓干燥器(9)頂部的水蒸汽出口經軟管接于第二除霧塔(8)底部進口，第二除霧塔(8)頂部出口經管道接于初級冷卻塔(2)頂部水蒸汽進口。

2.根據權利要求1所述的一種高比放放射性廢水負壓蒸發濃縮處理系統，其特征是，所述負壓蒸發塔(1)由頂蓋(23)、蒸發柱段(22)以及塔底支撐座(21)從上向下依次通過法蘭連接組成；頂蓋(23)頂板上有蒸汽導出口(234)頂蓋內設置有水分配器(233)，水分配器上連接有多個廢水原水噴頭(235)；蒸發柱段(22)的正方形的外筒體內沿縱向等間距地設置有若干蒸發膜片(225)，相鄰蒸發膜片之間沿橫向設置有若干列導熱板條(223)；塔底支撐座(21)的方形筒體(212)上部有法蘭(213)，方形筒體(212)底板上設有濃集廢水出口，方形筒體底部設有支撐群座(211)。

3.根據權利要求2所述的一種高比放放射性廢水負壓蒸發濃縮處理系統，其特征是，所述初級冷卻塔(2)由冷卻塔頂蓋(63)、冷凝柱段(62)以及支撐座(61)從上向下依次通過法蘭連接組成；冷卻塔頂蓋(63)為下部開口的正方形筒體(632)，其頂板上有蒸汽進口(633)，冷卻塔頂蓋(63)下部設置有連接法蘭(631)；冷凝柱段(62)結構為：內筒體(623)設置在外筒體(622)內，外筒體(622)上設有冷卻水進口(628)和冷卻水出口(627)，內、外筒體之間形成冷卻水通道，內筒體(623)內沿縱向等間距地設置有若干冷卻膜(626)，相鄰冷卻膜之間沿橫向設置有若干列導熱條(624)；支撐座(61)底部設置有殘余蒸汽出口以及冷凝水導出口；次級冷卻塔(3)與初級冷卻塔結構完全相同。

4.根據權利要求3所述的一種高比放放射性廢水負壓蒸發濃縮處理系統，其特征是，所述負壓蒸發塔(1)工作溫度80℃～120℃，工作壓力5kPa～80kPa；所述初級冷卻塔(2)工作溫度5℃～40℃，工作壓力5kPa～50kPa，以5℃冷卻水為冷卻介質；所述負壓干燥器(9)工作溫度100℃～150℃，工作壓力5kPa～90kPa。

5.根據權利要求4所述的一種高比放放射性廢水負壓蒸發濃縮處理系統，其特征是，所述負壓蒸發塔(1)的頂蓋(23)、蒸發柱段(22)的外筒體以及塔底支撐座(21)的材質為表面鍍制環氧樹脂涂層的耐酸鋼，蒸發柱段的蒸發膜片(225)和導熱板條(223)的材質為導熱良好的導熱塑料或表面具有抗酸堿涂層的金屬薄膜；所述初級冷卻塔(2)的冷卻塔頂蓋(63)、冷凝柱段(62)的內、外筒體以及支撐座(61)的材質為表面鍍制環氧樹脂涂層的耐酸鋼，冷凝柱段的冷卻膜(626)和導熱條(624)的材質為導熱良好的導熱塑料或經過表面抗酸堿處理的金屬薄膜。

6.一種高比放放射性廢水負壓蒸發濃縮處理系統的廢水處理方法，包含以下步驟：

(一)負壓蒸發濃縮處理系統連接與準備

將系統各個設備用閥門和管道連接，連接前系統各個設備的密封性檢驗應符合技術條件要求；

開啟初級冷卻塔(2)、次級冷卻塔(3)循環冷卻水，同時冷卻初級冷卻塔、次級冷卻塔；

啟動負壓蒸發塔阱型加熱電爐(12)，控制負壓蒸發塔(1)外壁溫度在80℃-120℃之間；啟動負壓干燥器阱型電爐(10)，加熱負壓干燥器(9)，控制負壓干燥器外壁溫度120℃-150℃之間；

啟動水環式真空泵(6)，對系統抽真空；

(二)高比放放射性廢水預濃集

啟動廢水原水計量泵JB4，通過該計量泵以規定流量由廢水原水槽罐(7)向負壓蒸發塔(1)中部廢水注入口注入規定流量廢水，廢水通過水噴頭進入負壓蒸發段，廢水自上而下在蒸發芯體蒸發膜片表面形成液膜并負壓蒸發形成水蒸汽，水蒸氣通過第一除霧塔(8a)除去水蒸氣中微小霧滴后依次進入初級冷凝塔(2)和次級冷凝塔(3)，分別通過計量泵JB1和計量泵JB2將冷凝水收集于冷凝水暫存罐(5)內；由于持續的蒸發作用，廢水自上而下流動過程中將逐漸被濃縮，濃縮液集存于負壓蒸發塔底部并進入濃集廢水槽罐(11)中暫存；

(三)濃集廢水干燥

啟動濃集廢水計量泵JB5，通過該計量泵以規定流量由濃集廢水槽罐(11)向負壓干燥器(9)頂端廢水注入口注入規定流量的濃集廢水，濃集廢水在負壓干燥器(9)中負壓蒸發形成水蒸汽，通過第二除霧塔(8)除去微小水滴后，依次進入初級冷卻塔(2)和次級冷卻塔(3)，冷凝形成水后收集于冷凝水暫存罐(5)內；濃縮廢液蒸干后留下固體殘留物沉積于負壓干燥器(9)底部；通過在線稱重，或物料衡算，或放射性總量測定技術手段確定負壓干燥器(9)內固體物總量和放射性物質總量達到規定值后停止向負壓干燥器(9)供濃集廢水；

(四)連接管道沖洗

當負壓干燥器(9)內蒸發固體殘留物達到規定值后，通過安裝在負壓干燥器頂部進口管道上的清洗管道閥門Fn3向負壓干燥器(9)以規定流量提供清潔水，以清洗并安全拆卸連接負壓干燥器(9)與濃集廢水槽罐(11)之間的連接軟管即供濃集廢水軟管；

采用負壓蒸發方法蒸干負壓干燥器(9)中添加的清潔水；為了降低拆除連接軟管過程中放射性物質的釋放或污染擴散風險，宜采用3次沖洗；

(五)負壓干燥器拆除與包裝暫存

將供濃集廢水軟管和負壓干燥器(9)頂部的水蒸汽出口軟管從負壓干燥器上拆除，加蓋容器防護蓋，緊固；負壓干燥器外表面去污達到規定的表面污染控制值后，暫存，或裝入200L標準廢物桶整備。