[發(fā)明專利]一種基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法

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• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114496332A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫向陽;李燦;黃昊玥;韓良華;劉列
• 申請（專利權(quán)）人: 南華大學(xué)
• 主分類號: G21F9/16
• 分類號: G21F9/16;G21F9/20;G21F9/02
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43222
• 代理人: 徐新

1.一種基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，包括如下步驟；

步驟一、進行高放廢液的干燥、蒸發(fā)和煅燒得到高放廢液煅燒物和放射性廢氣；

步驟二、對放射性廢氣集中收集后進行逆流洗滌，然后對放射性廢氣進行冷凝、吸收凈化后排放到大氣，逆流洗滌得到的洗滌廢液和冷凝、吸收得到的低放廢液全部返回到后處理廠中；

步驟三、將高放廢液煅燒物和玻璃形成劑放入熔融爐，然后采用超高功率激光器設(shè)備，所述超高功率激光器設(shè)備的功率≥100kW作為熔融爐熱源，熔融爐內(nèi)熔融物料上方和絕熱層使用惰性氣體進行保護，超高功率激光器設(shè)備直接對于熔融爐內(nèi)部的高放廢液煅燒物和玻璃形成劑進行加熱；物料與玻璃形成劑的混合物不斷加入到熔融爐中，直到熔融爐內(nèi)充滿熔融玻璃后，停止供料和激光的加熱，對熔融爐加蓋密封焊接形成密封罐體，待密封罐體內(nèi)玻璃體冷卻之后，將密封罐體體移走保存；

步驟四、更換新的熔融爐，重復(fù)步驟三。

2.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述步驟一中，所述高放廢液放入微波煅燒爐中進行干燥、蒸發(fā)和煅燒，微波煅燒爐傾斜放置且沿高放廢液流動方向依次形成預(yù)熱區(qū)、干燥區(qū)、蒸發(fā)區(qū)和煅燒區(qū)，預(yù)熱區(qū)溫度為50℃-100℃，干燥區(qū)溫度為100℃-200℃，蒸發(fā)區(qū)溫度為200℃-300℃，煅燒區(qū)溫度為300～400℃，微波煅燒爐的出料口處放置熔融爐。

3.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述步驟三中，玻璃形成劑為硼硅酸鹽玻璃。

4.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述步驟三中，高放廢液煅燒物和玻璃形成劑的質(zhì)量比為7.5：2.5。

5.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述步驟三中，超高功率激光器將高放廢液煅燒物和玻璃形成劑加熱至1200℃-1700℃。

6.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述超高功率激光器設(shè)備為可調(diào)式激光器，具有10～100％的功率可調(diào)范圍，能夠根據(jù)高放廢液煅燒物的固化狀態(tài)進行實時調(diào)節(jié)。

7.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述超高功率激光器的輸出頭具備良好的抗輻照能力，在10Gy/h的輻照水平下仍能正常工作。

8.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣。

9.如權(quán)利要求1所述的基于高功率激光的高放廢液玻璃固化方法，其特征在于，所述熔融爐的外壁為不銹鋼材料，內(nèi)壁為氧化鋁陶瓷材料，內(nèi)外、壁之間填充石墨纖維絕熱層。