[發明專利]放射性污染超臨界二氧化碳化學去污方法及其去污裝置

在審

• 申請號: 202110200891.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112974412A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 孫志軍;章航洲;王帥;張永領;劉琢藝;滕磊;隆濤;文靜;劉金龍;彭婧;張瑩;劉曉瓊
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 史麗紅

本發明公開放射性污染超臨界二氧化碳化學去污方法及其去污裝置，包括儲氣罐、增壓泵、混合器、預熱器、去污室、分離室、過濾器、去污劑攜劑泵、去污劑容器、制冷裝置、恒溫加熱裝置、廢物收集器、計量泵、閥門、管道、儀表、安全裝置和控制系統。本發明的放射性污染超臨界二氧化碳化學去污方法，利用超臨界二氧化碳流體具有擴散性和溶解力的特質，采用超臨界二氧化碳流體作為溶劑溶解化學去污劑，可用于設備或構件的內腔表面、微小孔隙、高精度表面去污，具有可達性好、損傷小、去污介質可循環使用、二次污染少等優點。

技術領域

本發明涉及核設施和放射性設施去污技術領域，具體涉及放射性污染超臨界二氧化碳化學去污方法及其去污裝置。

背景技術

放射性污染去污是指采用機械物理或化學方法去除目標對象表面放射性物質的方法。去污對對核設施運行、預防性維修、退役等環節有重要作用。然而傳統方法對回路系統或構件去污時，或多或少存在勞動強度大、人員受照風險大、二次廢物多等問題。例如回路系統污染主要集中在容器、管道、泵、閥等內壁或內腔，現有機械物理去污方法很難到達污染部位實施去污，且容易損傷設備表面。常用化學去污要求在高溫下進行，保溫條件比較苛刻，且容易產生大量廢水，處理成本高。

發明內容

本發明為了解決上述現有技術存在的問題，提供了放射性污染超臨界二氧化碳化學去污方法及其去污裝置，利用超臨界二氧化碳流體具有類似氣體的擴散性和液體的溶解能力，溶解去污劑后可快速攜帶去污試劑到達構件內表面和微小孔隙中，與放射性污染發生作用形成去污產物，然后通過系統卸壓將二氧化碳與污染物分離，進而去除放射性污染，保護人員、設施和環境，同時二氧化碳可重復利用，實現廢物最小化。

本發明通過下述技術方案實現：

放射性污染超臨界二氧化碳化學去污方法，包括如下步驟：1)將含放射性污染構件放入去污室中；2)啟動增壓泵將存儲的二氧化碳加壓送入去污室中，啟動攜劑泵將去污劑加壓送入去污室中，使去污室內達到設定壓力，同時啟動去污室外部安裝的恒溫加熱裝置，使去污室內達到設定溫度，保證二氧化碳處于超臨界狀態；3)超臨界二氧化碳與去污劑共同作用于含放射性污染構件表面，放射性污染從構件表面脫離，進入超臨界二氧化碳流體中；4)含放射性污染的超臨界二氧化碳流體通過閥門進入分離室容器內降壓，放射性污染與二氧化碳分離，沉淀在分離室容器底部，進入廢物收集器；二氧化碳經過濾器過濾進入儲氣罐，用于下一去污循環使用。

本發明的放射性污染超臨界二氧化碳化學去污方法，利用超臨界二氧化碳流體具有擴散性和溶解力的特質，采用超臨界二氧化碳流體作為溶劑溶解化學去污劑，可用于設備或構件的內腔表面、微小孔隙、高精度表面去污，具有可達性好、損傷小、去污介質可循環使用、二次污染少等優點。

步驟2)還包括混合預熱過程，具體為先啟動增壓泵將存儲的二氧化碳加壓送入混合器中，同時啟動攜劑泵將去污劑加壓送入混合器中，兩者混合形成二氧化碳與去污劑混合流體；然后再將二氧化碳與去污劑混合流體通入預熱器中進行預熱，預熱完成后再送入去污室中。

去污室內工作壓力為0-50MPa，工作溫度為20-80℃。

本發明的去污方法的具體原理為：首先二氧化碳由標準氣瓶進入儲氣罐，制冷裝置對儲氣罐制冷，讓二氧化碳保持液體或氣液兩相狀態；儲氣罐內的二氧化碳經過增壓泵加壓進入混合器，同時去污劑由去污劑容器進入去污劑添加泵加壓進入混合器?；旌掀髦械亩趸己腿ノ蹌┗旌狭黧w進入預熱器預先加熱，然后進入去污室容器，達到設定壓力；去污室容器外部安裝了恒溫加熱裝置，確保去污容器達到設定溫度；然后去污容器內超臨界二氧化碳、去污劑與放射性污染物發生作用，作用產物從被去污對象的表面脫離，進入超臨界二氧化碳流體中；超臨界二氧化碳經過閥門進入分離室容器，壓力下降，二氧化碳溶解度降低，因此，廢物與二氧化碳分離，沉淀在分離室容器底部，進入廢物收集器，然后二氧化碳經過濾器過濾進入儲氣罐，用于下一去污循環使用；重復經過多個去污循環后，對去污室容器降壓和開蓋，取出被去污構件，裝入新的含污染構件，重復上述操作繼續進行去污。