[其他]用于從液體和微粒物質組成的漿液中分離液體的分離系統

無效

• 申請號: 87101633
• 申請日: 1987-02-26
• 公開（公告）號: CN87101633A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發明（設計）人: 約翰·C·霍默爾
• 申請（專利權）人: 通用信號公司
• 主分類號: B01D43/00
• 分類號: B01D43/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李毅,鄭松宇

本發明涉及從液體和固體微粒物組成的漿液中分離液體的方法，和使用的分離裝置，它們特別適用于一些廢棄物質的脫水，如核發電廠所用的離子交換樹脂和其他介質（特別是球形離子交換樹脂）的脫水，而脫水的目的是使含有這些物質的容器的容積，在將來處理這些物質時得到有效的利用，同時也使這些物質中游離存在的水含量減小到政府規定所要求的限度以內。

核發電廠使用各種物質進行水處理，主要是去除放射性物質。水處理包括從水中去除固體和可溶離子，方法是使水通過用天然材料和合成材料做成的，能夠有效去除污染物的過濾器。核電站常使用的進行水處理的物質是離子交換樹脂。這些樹脂可以基本上是球形的，直徑在300～600微米范圍以內的小顆粒，最常用的是二乙烯基苯和乙烯基苯的共聚物，這種物質經處理后具有許多活性區，在這些區中，該物質與水中的游離污染離子發生反應，從而達到去除的目的。當這種樹脂所吸收的離子或微粒達到一定極限時，它就因失效而必須更換。通常對這種具有某種程度（低水平）放射性的失效的進行處理物質的處理，各國政府都有嚴格的規定。掩埋這些放射性廢物的規定要求是，廢棄物中水的含量要達到非常低的水平，例如，體積百分比要小于1%（見美國聯邦規程第10卷，61，56（a）（3），61，56（b）（1）的標準）。

鑒于這樣嚴格的要求，人們提出了各種處理放射性廢物的方法。這些方法包括用粘化劑固化法，如水泥固化（見1977年6月21日頒發給斯托克等的美國專利第4，030，788號和1981年11月10日頒布的美國專利第4，299，722號以及1984年1月24日頒發給格雷沃斯的美國專利第4，427，023號）。也有用焚化的方法處理這些廢棄物的，而這需要進行焚灰的后續處理。使這些放射性廢棄物脫水，在許多情況下是優先選用的方法。但是，傳統的方法需要采用價佳昂貴的離心過濾法。

因此理想的方法是使脫水過程在處理這些廢棄物的容器內進行，例如，把處理這些廢棄物的容器掩埋在處理場。但是，這樣就使得脫水過程持續相當長的時間，例如要花長達五天的時間才能使水靠重力流到容器底部。這樣的容器叫做套筒式容器，因為它們是鋼筒，適于用作鉛屏蔽容器內部的套筒。常規的做法是把套筒插裝式濾器裝在套筒式容器底部的一排塑料管上，再用泵使水流過濾器，以達到分離水的目的。這些濾器損失了套筒式容器的相當大量的空間（因此這種常規做法的體積有效率是非常低的）。體積有效率高是很重要的，因為處理成本是根據所用處理場處理空間的大小計算的。

脫水周期長的原因可認為是由于水的表面張力和拖曳間隙水的粘性效應造成的。這也是用顆粒狀樹脂脫水特別突出的難題，因為位于相鄰顆粒接觸點之間的水表面張力，將拖曳住一些水，若沒有這種拖曳作用，這些水就會由于重力而流到套筒式容器的底部。

因此，本發明的主要目的是提供經改進的裝置和一種經改進的方法，以便從液體和微粒物質組成的漿液中分離出液體，特別是用于進行核放射廢棄物質的漿液脫水，以對它們進行后處理。

本發明的另一目的是提供一種經改進的系統（包括方法和裝置），用這種系統對顆粒狀離子交換樹脂進行脫水，使得這種樹脂，在使用后可脫水成塊，從而使它們的容器具有高的容積有效利用率。

本發明的再一目的是提供一經過改進的容器，其中的水漿液特別是核放射廢棄物的和顆粒型離子交換樹脂的漿液，可以在該容器內脫水，從而有高的容器容積利用率，而且使游離態的水含量減少到政府規定的限度以內。

本發明的另一個目的是，提供一經過改進的系統（包括方法和裝置），用這種系統進行液體一一固體微粒漿液的脫水，特別是含有顆粒狀微粒核廢棄物漿液的脫水，脫水時間是以小時計，而不是象過去一樣以天計，但仍能滿足政府規定所要求的游離態水團的含量要求。

簡單地說，根據本發明提出的，對含有固體粒子的漿液脫水的裝置，是一錐形底部的容器，底部還有各種裝置，用來支撐固體粒子承床，和使液體徑向向外流到錐底頂點周圍的液體收集區。該容器有一管子和液體收集區相連，最好是讓管子從容器頂部向下延伸到容器底部，由此來排出收集在集液區的液體。本發明的一實施系統，同樣在容器頂部設置一氣體入口，通過這個入口，在基本上去除了粒子中間隙水外的所有液體之后，將氣體鼓入容器。吹入的空氣迫使間隙液體向下流過承床到排出區。排水管最好帶有小孔，這些小孔可使鼓入排水區的水霧化，之后連同空氣一起向上通過排水管，在那兒，液體從空氣中分離出來，之后，空氣再流回并通過承床，以使足夠的液體被排出，而使殘留在容器中的游離態水的含量在規定的水平之下為止。