[實(shí)用新型]一種中低放廢物熱化學(xué)一體化處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820167746.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207907243U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉;孫強(qiáng);趙小鋆;管穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島天和清原科技有限公司
• 主分類號(hào): F23G5/027
• 分類號(hào): F23G5/027;F23G5/12;F23G5/44;F23G5/50
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 孫佳

本實(shí)用新型屬于中低放射性廢物處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種中低放廢物熱化學(xué)一體化處理裝置，用于處理醫(yī)院、科研機(jī)構(gòu)以及核電單位所產(chǎn)生的包含放射性物質(zhì)的有機(jī)可燃類廢棄物；解決燃燒不充分、熱解產(chǎn)物易堵塞管道、熱灼減率較高的難題，實(shí)現(xiàn)減容無(wú)害化處理；其主體結(jié)構(gòu)包含熱解裝置和燃燒裝置且為一體式結(jié)構(gòu)，熱解產(chǎn)物通過(guò)爐排落入固體燃燒室中再次灼燒降低熱灼減率；變徑進(jìn)料段實(shí)現(xiàn)料封功能；氣液燃燒室的直徑大于固體燃燒室直徑，減緩煙氣風(fēng)速，降低飛灰量，其整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理可靠，設(shè)備緊湊，占地面積小，減容率高，固化效果好，二次污染低，應(yīng)用環(huán)境友好，投資及運(yùn)營(yíng)成本低，節(jié)能環(huán)保，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場(chǎng)前景。

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型屬于中低放射性廢物處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種廢物處理裝置，特別是一種中低放廢物熱化學(xué)一體化處理裝置，用于處理醫(yī)院、科研機(jī)構(gòu)以及核電單位所產(chǎn)生的包含放射性物質(zhì)的中低放有機(jī)可燃類廢棄物，實(shí)現(xiàn)中低放射性廢物的減容化和無(wú)害化處理。

背景技術(shù)：

從技術(shù)層面分類，放射性廢物主要分為高放射性和中低放射性兩類。高放射性放射性廢物主要包括核燃料在發(fā)電后產(chǎn)生的乏燃料及其處理物；中低放射性廢物一般包括核電站的污染設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、運(yùn)行時(shí)的水化系統(tǒng)、交換樹(shù)脂、廢水廢液；還包括醫(yī)院、工廠、研究機(jī)構(gòu)以及核電廠等產(chǎn)生包含放射性物質(zhì)的廢棄物，如衣物、紙類、試驗(yàn)器具等，中低放射性廢物占到了所有放射性廢物的99％，其中，大部分為核電廠產(chǎn)生的包含放射性物質(zhì)的廢棄物，中低放射性廢物的危害性較低，但放射性廢物具有獨(dú)特性質(zhì)，使其在處理中非常麻煩：①放射性：放射性廢物的放射性不能用一般的物理、化學(xué)和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰變而減少。②射線危害：放射性廢物放出的射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)，發(fā)生電離和激發(fā)作用，對(duì)生物體會(huì)引起輻射損傷。③熱能釋放：放射性廢物中放射性核素通過(guò)衰變放出能量，當(dāng)放射性核素含量較高時(shí)，釋放的熱能會(huì)導(dǎo)致放射性廢物的溫度不斷上升，甚至使溶液自行沸騰，固體自行熔融。焚燒是對(duì)可燃廢物減容及穩(wěn)定化處理的常用技術(shù)方法之一。常規(guī)焚燒方法是將中低放可燃性廢物置于高溫焚燒爐內(nèi)焚燒，產(chǎn)生惰性熔渣或灰燼供進(jìn)一步固定，以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢物的減容化、穩(wěn)定化、安全化等目的。該方法可以獲得顯著的減容和減重效果，符合國(guó)家放射性廢物管理原則中所要求的廢物最小量化的要求，是可燃廢物減容的常用措施。可燃放射性廢物的焚燒處理減容系數(shù)可達(dá)40～200，減重系數(shù)可達(dá)20～200。然而常規(guī)的中低放廢物焚燒設(shè)備是在空氣量高于化學(xué)計(jì)量值條件下，使主燃燒過(guò)程中氧氣過(guò)量，從而使氣態(tài)和固態(tài)成分能夠在同一燃燒室內(nèi)直接燃燒。廢物通常是間斷地從上方投入，廢物在爐排上燃燒。助燃空氣一部分從爐排下方送入(稱一次風(fēng)或火下風(fēng))，一部分從爐膛的適當(dāng)位置以適當(dāng)?shù)姆较蛩腿?稱二次風(fēng)或火下風(fēng))。該焚燒設(shè)備比較簡(jiǎn)單，目前應(yīng)用最廣。但中低放可燃廢物自身組分的特殊性，在常規(guī)通用燃燒爐進(jìn)行燃燒處理的過(guò)程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量的焦油和煙炱，導(dǎo)致處理難以達(dá)標(biāo)。為保證燃燒完全，需要爐膛滿足溫度高、空氣供應(yīng)量大、停留時(shí)間長(zhǎng)和氣流擾動(dòng)強(qiáng)烈等必要條件，即爐膛體積足夠大，以確保充足的燃燒時(shí)間，因此，爐膛中空氣供應(yīng)量大于理論量，且空氣過(guò)剩系數(shù)高達(dá)20～30倍，同時(shí)為增加燃燒氣流的湍流，爐膛常設(shè)計(jì)成各種流道形式，并在燃燒爐之后建立多個(gè)后燃燒室并配以大量的輔助燃料，其嚴(yán)重增大能耗且熱解產(chǎn)物易堵塞管道。即使如此，也很難保證中低放可燃廢物處理達(dá)標(biāo)。一方面，在廢物焚燒過(guò)程中，焦油、煙炱含量依然較高；另一方面，為保證充分燃燒，需要爐膛中氣流擾動(dòng)程度足夠大，而這樣則會(huì)導(dǎo)致氣流攜帶的飛灰較多，而廢物中的不揮發(fā)核素大量附載在飛灰上面，因而造成煙氣放射性濃度高，增加了煙氣后處理凈化系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)和難度；再一方面，這種燃燒爐對(duì)廢物的熱值也有限定，如果熱值過(guò)高或過(guò)低，焚燒過(guò)程的爐溫就會(huì)過(guò)高或變化幅度較大，會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛的耐火襯里損壞，因此在焚燒前要對(duì)中低放可燃廢物進(jìn)行重新分揀配比，不僅難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還會(huì)增加操作人員的受輻照的風(fēng)險(xiǎn)。因此，傳統(tǒng)焚燒爐的上述改進(jìn)仍然不能從根本上解決傳統(tǒng)燃燒爐存在的問(wèn)題。顯然，傳統(tǒng)焚燒爐無(wú)法滿足中低放可燃廢物的處理要求，而放射性可燃廢物的處理難題依然已經(jīng)成為制約我國(guó)核工業(yè)的迅速發(fā)展的瓶頸，因此，研發(fā)一種可靠的裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)中低放可燃廢物減容化無(wú)害化處理已經(jīng)迫在眉睫。

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