阅读说明：本技术 一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法 (Drying and volume reduction treatment device and method for radioactive waste resin Fenton oxidation waste liquid ) 是由 柳兆峰 闫晓俊 郭喜良 高超 安鸿翔 崔安熙 柳兆滨 冯文东 刘建琴 薛海龙 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法,所述装置包括废液输送计量单元、干燥单元、尾气处理单元；所述废液输送计量单元包括废液暂存罐、输送泵、定体积计量罐；所述干燥单元包括电加热器、干燥桶、密封顶盖、温度传感器、温控器、压力传感器。本发明所提供的放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法可以将废树脂芬顿氧化过程中产生的放射性废物最少化,减少后续的处理成本。(The invention discloses a drying and volume-reducing treatment device and method for radioactive waste resin Fenton oxidation waste liquid, wherein the device comprises a waste liquid conveying and metering unit, a drying unit and a tail gas treatment unit; the waste liquid conveying and metering unit comprises a waste liquid temporary storage tank, a conveying pump and a fixed-volume metering tank; the drying unit comprises an electric heater, a drying barrel, a sealing top cover, a temperature sensor, a temperature controller and a pressure sensor. The device and the method for drying and volume-reducing the waste liquid generated by the Fenton oxidation of the radioactive waste resin can minimize the radioactive waste generated in the Fenton oxidation process of the waste resin and reduce the subsequent treatment cost.)

一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法

技术领域

本发明涉及放射性废物减容处理技术领域，具体涉及一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法。

背景技术

含有机质的放射性废树脂是目前国内放射性废物管理的难点之一。目前核军工单位产生的放射性废树脂多处于暂存状态，核电厂产生的放射性废树脂多采用传统水泥固化工艺进行处理。废树脂水泥固化具有工艺简单、技术成熟、处理成本低等优点，但存在废物增容和固化体长期稳定性的技术瓶颈。

目前，放射性废树脂的无机化减容处理技术是国内的研究热点，核心技术有蒸汽重整，超临界水氧化和芬顿氧化等。其中，放射性废树脂芬顿氧化是在酸性条件下对有机树脂颗粒进行高效氧化分解，放射性废树脂含有的放射性核素及生成的留在废液中。

放射性废树脂氧化废液的处理有两种技术方案：一是水泥固化处理；二是深度净化处理。国际上通用的方法是放射性废树脂氧化废液经蒸发浓缩后进行水泥固化处理。水泥固化处理的优点是工艺成熟，处理成本低，废液水泥固化后可直接满足最终处置要求；但不足之处是固化前氧化废液需要使用大量的化学试剂进行pH调制，调制后废液还须经长时间蒸发浓缩后再进行水泥固化。

深度净化是将放射性核素从废液中分离出来，吸附到少量的固体介质中或还原为稳定态，该方法可弥补传统直接水泥固化的上述不足。放射性废液深度净化常用的技术路线有两条：一是膜处理工艺，该方法的不足之处是膜的高选择性与废液特性密切相关，膜处理前需要过滤、离子交换、微滤甚至超滤等预处理，工艺环节多，二次废物量大。二是离子交换与吸附，该方法需要针对不同核素选择使用高吸附性能的吸附剂，使用后的吸附剂需要固化处理。日本福岛事故后，采用了大量分子筛对事故产生的放射性废水中Cs-137和Sr-90的吸附分离。

考虑放射性废树脂无机化处理的目标是废物最小化，同时结合废树脂氧化废液的特性，本发明提出一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置，以达到放射性废物最少化的目的。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法，以使放射性废树脂芬顿氧化放射性废树脂芬顿氧化过程中产生的废物最少化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置，所述装置包括废液输送计量单元、干燥单元、尾气处理单元；

所述废液输送计量单元包括废液暂存罐、输送泵、定体积计量罐；所述放射性废树脂芬顿氧化废液储存在废液暂存罐中，所述输送泵用于将废液泵入定体积计量罐；

所述干燥单元包括电加热器、干燥桶、密封顶盖、温度传感器、温控器、压力传感器；所述干燥桶与定体积计量罐之间通过管道连通，管道上设有电动阀；

所述尾气处理单元包括冷凝器、冷凝液收集罐、不凝气过滤器；干燥单元产生的尾气进入冷凝器，冷凝液收集于冷凝液收集罐、不凝气进入不凝气过滤器进行处理。

进一步地，所述定体积计量罐与所述废液暂存罐之间还设有溢流回流管道。

进一步地，所述定体积计量罐的体积为5L。

进一步地，所述电加热器为瓦型，包围在干燥桶外部；电加热器的数量为两片。

进一步地，所述电加热器为碳化硅红外加热器，功率为8kW。

进一步地，所述干燥桶为50L的不锈钢桶。

进一步地，所述压力传感器布置在桶密封顶盖上。

进一步地，所述温度传感器布置在干燥桶外侧和电加热器之间的间隙。

进一步地，所述温控器控制电加热器恒温运行。

本发明还提供了一种利用上述装置进行的放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理方法，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)，利用输送泵将贮存在废液暂存罐内的放射性废树脂芬顿氧化废液输送到定体积计量罐内，直至定体积计量罐侧上部溢流，溢出的废液通过溢流回流管道流入废液暂存罐内；

步骤(2)，根据干燥过程需要，打开定体积计量罐下方电动阀向干燥桶内进料；

步骤(3)，利用温控器控制电加热器对输送到干燥桶内的废液进行加热干燥，将其中水分汽化排出，最终在桶内形成致密的固体盐块；干燥过程中，利用压力传感器对桶内压力进行监测；

步骤(4)，利用尾气处理单元，对废液干燥过程排出的尾气进行冷凝回收水分，冷凝液收集到冷凝液收集罐内，不凝气经过滤后直接安全排放。

进一步地，步骤(3)中干燥形成的盐块最终连同干燥桶一起进行固定处理。

本发明的有益效果在于：

1)本发明提供的放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法，针对树脂氧化废液低pH值，低含盐量的特性，对废液进行调制后进行加热干燥形成致密盐块，减少了最终处置的放射性废物体积。

2)本发明提供的放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法，在密闭体系内对废液进行加热干燥，通过定体积计量罐完成间歇进料，实现废液的连续干燥。

3)本发明所提供放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法，不受废树脂类型和来源的影响，可实现对各类废树脂芬顿氧化废液的减容处理。

4)本发明所提供放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置及方法，在实现废液稳定化处理的同时，可实现废物减容，减容系数约30。

附图说明

图1为本发明的放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置的结构示意图；

其中：1-废液暂存罐；2-输送泵；3-定体积计量罐；4-溢流回流管道；5-电动阀；6-密封顶盖；7-干燥桶；8-电加热；9-温度传感器；10-控温器；11-尾气处理单元；12-压力传感器。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种放射性废树脂芬顿氧化废液干燥减容处理装置，装置包括废液输送计量单元、干燥单元、尾气处理单元11。

废液输送计量单元包括废液暂存罐1、输送泵2、定体积计量罐3；所述放射性废树脂芬顿氧化废液储存在废液暂存罐1中，所述输送泵2用于将废液泵入定体积计量罐3；所述定体积计量罐与所述废液暂存罐之间还设有溢流回流管道4；所述定体积计量罐3的体积为5L。

干燥单元包括电加热器8、干燥桶7、密封顶盖6、温度传感器9、温控器10、压力传感器12。所述干燥桶与定体积计量罐之间通过管道连通，管道上设有电动阀5；贮存在暂存罐内的废树脂氧化废液由输送泵输送到计量罐3内，直至计量罐3侧上部溢流，废液通过溢流回流管道4流回废液暂存罐1。根据干燥过程需要，打开计量罐3下方电动阀5向干燥桶内进料。

所述电加热器8为瓦型，包围在干燥桶7外部；所述干燥桶7为50L的不锈钢桶。所述电加热器8为碳化硅红外加热器，功率为8kW，电源220VAC/50Hz，两片合拢后中间形成中空柱形。干燥桶7放在其中，从侧壁进行受热，对废液进行干燥。所述温度传感器9布置在干燥桶7外侧和电加热器8之间的间隙，监测电加热器8运行温度。温控器10控制电加热器恒温运行。所述压力传感器12布置在密封顶盖6上，对干燥过程桶内压力进行监测。干燥单元主要用于对输送到干燥桶内的废液进行加热干燥，将其中水分汽化排出，最终在桶内形成致密的固体盐块，连同干燥桶7一起进行固定处理。

尾气处理单元包括冷凝器、冷凝液收集罐、不凝气过滤器；冷凝器采用冷水作冷媒，干燥单元产生的尾气进入冷凝器，冷凝液收集于冷凝液收集罐，不凝气进入不凝气过滤器进行处理后直接安全排放。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。