阅读说明：本技术 一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法 (Partitioned heating method for treating radioactive waste liquid by rotary calcining furnace ) 是由 张华� 汪润慈 李扬 李宝军 张克乾 朱冬冬 李玉松 郄东生 常煚 鲜亮 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法,所述方法包括：(1)启动回转煅烧炉,设置回转煅烧炉旋转速率和倾斜角度；(2)将温度加热区间分为两段,第一区和第二区分别占炉体长度2/4-3/4和2/4-1/4；(3)停止进料后,关闭加热机构；(4)待炉管温度降至室温后关闭总电源。本发明提供的一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法在能顺利完成放射性废液蒸发/煅烧处理的基础上,提高处理能力。(The invention provides a subarea heating method for treating radioactive waste liquid by a rotary calciner, which comprises the following steps: (1) starting the rotary calcining furnace, and setting the rotation speed and the inclination angle of the rotary calcining furnace; (2) the temperature heating zone is divided into two sections, and the first zone and the second zone respectively occupy the furnace body lengths of 2/4-3/4 and 2/4-1/4; (3) after the feeding is stopped, the heating mechanism is closed; (4) and after the temperature of the furnace tube is reduced to the room temperature, the main power supply is closed. The zoned heating method for treating the radioactive waste liquid by the rotary calciner provided by the invention can improve the treatment capacity on the basis of successfully finishing the evaporation/calcination treatment of the radioactive waste liquid.)

一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法

技术领域

本发明属于放射性废液处理技术领域，具体涉及一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法。

背景技术

我国目前已经确定了高放废液处理技术路线是玻璃固化技术。冷坩埚玻璃固化技术是目前国际上一种用于放射性废物处理的新型玻璃固化技术，它是利用电源产生高频(10⁵～10⁶Hz)电流，再通过感应线圈转换成电磁流透入待加热物料，形成涡流产生热量，实现待处理物料的直接加热熔融。冷坩埚玻璃固化装置主要由高频感应电源、冷坩埚炉体和其它辅助系统组成，其中冷坩埚炉体是由通冷却水的金属弧形块或管组成的容器(容器形状主要有圆形或椭圆形)，工作时金属管内连续通冷却水，坩埚内熔融物的温度可高达2000℃以上，但坩埚壁仍保持较低温度(一般小于200℃)，使其在运行过程中炉体近套管低温度区域形成一层2～3cm厚的固态玻璃壳(冷壁)，因此称为“冷”坩埚。相比较其它玻璃固化技术，冷坩埚技术最主要的优点是熔制温度高，可处理废物类型广、熔炉寿命长(大于20a)、退役容易。

冷坩埚玻璃固化技术由于具有处理温度高、熔炉使用寿命长等一些其它固化技术所不能比拟的优点，是一种更为先进的玻璃固化技术，更适合后处理厂长期连续运行的需要，已被定为我国今后高放废液玻璃固化技术的发展方向，且已列为核工业十大瓶颈技术之一。我国乏燃料后处理示范厂也将该技术作为高放废液玻璃固化处理的备选技术之一。

我国核燃料循环前段已经基本建立起了比较完整的工业体系，但核燃料循环后段(包括高放废物处理与处置等)至今未能形成自主的工业生产能力。高放废液玻璃固化处理技术涵盖核化工、放射化学、高温化学、机械设计和制造、硅酸盐材料学、自动化控制、电磁等专业和学科，是高科技的结晶，体现一个国家的科技与工业水平。由于涉及强放射性和高温操作，对材料和设备要求高，对设备的可靠性、稳定性和安全性要求远高于普通工业要求，需要投入更多的人力和物力。玻璃固化技术是核燃料闭式循环中技术难度很大的一个环节，多年来由于技术贮备不足，使高放废液玻璃固化成为我国核燃料循环中较为薄弱的环节。两步法冷坩埚玻璃固化相关技术都有待于进一步突破和研发。

目前，世界上开展冷坩埚玻璃固化技术研发的国家有法国、英国、美国、印度、韩国和中国等。法国高放废液冷坩埚玻璃固化技术发展最快，已于2012-2013年实现U-Mo高放废物的两步法冷坩埚玻璃固化工业运行生产。冷坩埚熔炉由于容积较小，通常配备一台回转煅烧炉将高放废液转形至粉末状，因此冷坩埚玻璃固化技术的主要关键设备包括回转煅烧炉和冷坩埚埚体。目前，法国和英国的回转煅烧炉最长3250mm，直径250mm，分四区加热。印度炉长2000mm，分三区加热。分四区和分三区加热操作都存在需要对四个区间或三个区间进行分别设定升温程序，同时由于分区长度限制了回转煅烧炉的处理能力。国内目前没有用于放射性废液处理的回转煅烧炉分区加热方式报道。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法在能顺利完成放射性废液蒸发/煅烧处理的基础上，提高处理能力。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：一种用于放射性废液处理的回转煅烧炉多点测温的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)启动回转煅烧炉，设置回转煅烧炉旋转速率和倾斜角度；

(2)将温度加热区间分为两段，第一区和第二区分别占炉体长度5/8-3/4和3/8-1/4；

(3)停止进料后，关闭加热机构；

(4)待炉管温度降至室温后关闭总电源。

进一步的，步骤(1)中所述回转煅烧炉旋转速率为20-30rpm，倾角为2-5％。

进一步的，步骤(2)中还包括：

分别将第一区和第二区温度升至设定温度780-850℃和500-600℃区间。

进一步的，步骤(3)中所述停止进料指进料单元关闭，同时煅烧物不再出料。

本发明的效果在于：(1)能顺利完成放射性废液蒸发/煅烧处理工艺；(2)由于只分区两个，操作工艺控制简单；(3)处理能力提高，可以将原来四段分区处理能力提高至少30％；(4)该加热方式工艺简单，便于工业化生产。

附图说明

图1为四区加热时炉内温度分布同流量关系示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

本发明所提供的为本发明所述一种用于放射性废液处理的回转煅烧炉多点测温的方法包括以下步骤:

(1)启动回转煅烧炉，设置回转煅烧炉旋转速率和倾斜角度；

需要指出的是，步骤(1)还包括将回转煅烧炉的其他部分调整至设定工艺参数，例如还需要调节加热温度和送入模拟废液的流量等等。

在一个具体的实施例中，所述煅烧炉旋转速率为20-30rpm，倾角为2-5％。

(2)将温度加热区间分为两段，第一区和第二区分别占炉体长度5/8-3/4和3/8-1/4左右；

在一个具体的实施例中，靠近回转煅烧炉炉口的一侧为第一区，占炉体长度5/8-3/4。

分别将第一区和第二区温度升至设定温度780-850℃和500-600℃区间。

(3)停止进料后，关闭加热机构，降低炉体旋转速率；

在一个具体的实施例中，进料单元关闭，同时煅烧物不再出料，关闭加热机构，降低炉体旋转速率。

(4)待炉管温度降至室温后关闭总电源。

在一个具体的实施例中，所述炉管温度降至室温是指30℃左右

下面结合具体实施例进行说明，一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法具体如下：

启动回转煅烧炉，达到设定炉体旋转速率、倾斜角度和加热温度，送入模拟废液。以加热区3米左右、内径250mm的回转煅烧炉为例，第一区长整体5/8-3/4(1.9-2.4米)左右，温度780-850℃，第二区长度3/8-1/4(1.1-0.6米)左右，温度500-600℃。送入废液初始30L/h，待稳定后提高废液速率量至40L/h或50L/h，可以从煅烧炉尾端获得满足后续工艺要求的煅烧产物。

参阅图1，图1为四区加热时炉内温度分布同流量关系示意图。图中a线为进料量30L/h，b线为进料量40L/h。图1显示四区加热情况，在送入废液量为30L/h时，最低温度在炉体长度4/12位置左右，当增加废液量为40L/h时，最低温度线至炉体长度6/12位置左右。由于后两区温度较高，增加温度也不会及时完成前两区的蒸发工艺，因此四区加热，处理能力最高约为40L/h左右。改变温度分区为两分区后，同时第一分区为炉管加热总长的3/4长度，进料后最低温度可以移至炉体长度8/12位置左右，也即在废液量可以增加到50L/h以上，提高回转煅烧炉处理废液的最大处理能力30％左右。

区别于现有技术，本发明提供的一种一种用于回转煅烧炉处理放射性废液的分区加热方法：(1)能顺利完成放射性废液蒸发/煅烧处理工艺；(2)由于只分区两个，操作工艺控制简单；(3)处理能力提高，可以将原来四段分区处理能力提高至少30％；(4)该加热方式工艺简单，便于工业化生产。

本领域技术人员应该明白，本发明所述方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。