CN106448789A - 核电站放射性化学废液的处理方法和*** - Google Patents

核电站放射性化学废液的处理方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电站放射性化学废液的处理方法，其包括以下步骤：将放射性化学废液加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体；将含有粉尘的气体经除尘器分离为盐粒和废气，收集盐粒，制成废物包装体；以及将所得废气经高效微粒空气过滤器过滤，剩余气体经检验合格排放至大气，完成化学废液的处理。相对于现有技术，本发明化学废液的处理方法具有***配置简单、处理效率高、不产生二次废液和减容系数高等优点，产生的二次固体废物经过有效包装满足废物包装和废物处置场接受要求。此外，本发明还提供了一种核电站放射性化学废液的处理***。

Description

核电站放射性化学废液的处理方法和***
技术领域
本发明属于化学废液处理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站放射性化学废液的处理方法和***。
背景技术
核电站化学废液普遍具有成分复杂、含盐量高的特点，特别是含有放射性物质的化学废液，不适宜采用离子交换等方法处理。
目前，对含有放射性物质的核电站化学废液主要采用蒸发、桶内干燥等工艺处理。但是，现有的核电站放射性化学废液的处理方法存在以下问题：
首先，处理效率低；
其次，化学废液和冷凝液均需通过蒸发、烘干等步骤，***设置及操作较繁琐，能耗高；
再次，化学废液处理过程中会产生二次废液，无法避免会夹带放射性，造成二次污染；
最后，蒸发残液自身的放射性活度较高，对辐射屏蔽要求也相对较高，增加了运行和维护成本。
有鉴于此，确有必要提供一种可对核电站放射性化学废液进行有效处理、***配置简单高效的核电站放射性化学废液处理方法和***。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种可对核电站放射性化学废液进行有效处理、***配置简单高效的核电站放射性化学废液处理方法和***。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站放射性化学废液的处理方法，其包括以下步骤：
将放射性化学废液加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体；
将含有粉尘的气体经除尘器分离为盐粒和废气，收集盐粒，制成废物包装体；以及
将所得废气经高效微粒空气过滤器过滤，剩余气体经检验合格排放至大气，完成化学废液的处理。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，在加热干燥分离放射性化学废液之前，收集放射性化学废液，并对放射性化学废液进行预处理，过滤掉其中的大颗粒杂质，以避免影响加热干燥分离的操作。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述预处理还包括调节放射性化学废液的pH值至中性。具体可以通过取样分析化学废液的pH值，加入酸(如硝酸)或碱(如氢氧化钠)来调节其pH值至中性，以便于后续操作。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，使用GAC活性炭床过滤掉化学废液中的大颗粒杂质，以使得化学废液的处理更加完全，避免产生二次废液或废物。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述放射性化学废液通过喷雾干燥器加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体。喷雾干燥器采用加热空气的方式进行加热，在高温条件下，废液中的水分蒸发，其中的盐类物质变成盐粒，化学废液中含有放射性物质也主要沉积在盐粒中。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述放射性化学废液通过喷雾干燥器进行加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体具体过程为：
1)雾化：化学废液经过喷雾干燥器的雾化器，散成雾滴；
2)干燥：采用并流方式使雾滴与热空气接触并混合，热空气与雾滴的温度差使雾滴中的水分蒸发并干燥；具体方式为：在喷雾干燥器内，雾滴与热空气同方向流动；雾滴进入喷雾干燥器中立即与热空气接触，使喷雾干燥器内部温度下降，雾滴可以在较低温度下进行干燥；干燥可以分为等速阶段和减速阶段：等速阶段时，水分蒸发在雾滴表面发生，蒸发速度由蒸汽通过周围气膜的扩散速度所控制，主要推动力为热空气与雾滴的温度差，水分通过雾滴的扩散速度大于蒸发速度，当扩散速度降低而不能再维持颗粒表面的饱和度时，蒸发速度开始减慢，进入减速阶段；此时，颗粒温度开始上升，干燥结束时，物料的温度接近于周围空气的温度；
3)分离：分别排出雾滴中的水分蒸发干燥，形成盐粒及蒸发时产生的含有粉尘的气体。具体方式可以为：重力作用下，盐粒通过喷雾干燥器的底部排出，含有粉尘的气体从喷雾干燥器的另一出口排出。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述除尘器为袋式除尘器，将含有粉尘的气体分离为盐粒和废气。袋式除尘器具有体积小、操作简便灵活、节能、高效等特点，含有粉尘的气体中夹带有盐粒，从除尘器的侧部进入，经滤袋的网孔分离后，盐粒经重力沉降至排放口排出，气体排至高效微粒空气过滤器处理。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述收集盐粒包括收集加热干燥分离出的盐粒和经除尘器分离出的盐粒。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述制成废物包装体是将盐粒装入金属废物桶，再将金属废物桶装入高整体性容器，形成废物包装体。具体方式为：将盐粒装入200L金属废物桶，输出废物活度约为2.75×107Bq/kg，金属废物桶装满盐粒后装入混凝土高整体性容器，一个混凝土高整体性容器可包装4～6个200L金属废物桶，形成的废物包装体可以送往废物暂存库。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述高效微粒空气过滤器用于过滤废气中直径为0.5μm以下的颗粒。高效微粒空气过滤器可过滤废气中的气溶胶等小粒径有害物质，当废气中含有放射性物质时，可高效去除放射性物质，显著降低其放射性，经检验合格即可排放至大气环境。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述加热干燥分离装置中设有雾化器，用于将化学废液雾化成雾滴。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的一种改进，所述核电站放射性化学废液处理方法既可以用于处理普通的化学废液，也可以用于处理放射性化学废液。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站放射性化学废液的处理***，其包括：
加热干燥分离装置，用于将核电站放射性化学废液加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体；
除尘器，用于将含有粉尘的气体分离为盐粒和废气；
高效微粒空气过滤器，用于过滤废气；
排气检测装置，用于检测过滤后的气体质量和辐射值；以及
废物包装装置，用于将盐粒包装成废物包装体。
核电站放射性化学废液通过加热干燥分离装置分离为盐粒和含有粉尘的气体，含有粉尘的气体经除尘器分离为盐粒和废气，收集盐粒，经废物包装装置制成废物包装体；废气经高效微粒空气过滤器过滤后，过滤所得的气体经排气检测装置检验合格后排放至大气。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理***的一种改进，所述处理***还包括粗滤装置，用于过滤核电站放射性化学废液中的大颗粒杂质。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理***的一种改进，所述处理***还包括缓冲装置，用于容置核电站放射性化学废液并调节其pH值。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理***的一种改进，所述加热干燥分离装置中设有雾化器，用于将化学废液雾化成雾滴。
作为本发明核电站放射性化学废液的处理***的一种改进，所述加热干燥分离装置设有用于排出盐粒的出口和用于排出含有粉尘的气体的排风口，出口位于加热干燥分离装置的底部。
与现有技术相比，本发明核电站放射性化学废液的处理方法和***具有如下优点：
1)本发明核电站放射性化学废液的处理方法通过将化学废液加热干燥分离成盐粒及含有粉尘的气体，特别是喷雾干燥处理时，可以增加表面积，在高温气流中迅速蒸发96～98％的水分，完成干燥仅需几秒至三十秒，处理效率高，能耗低；
2)本发明核电站放射性化学废液的处理方法不产生二次废液，减容系数高，产生的二次固体废物经过有效包装满足废物包装及废物处置场接受要求，避免了二次废物对环境、操作人员、设备等带来的威胁；
3)本发明核电站放射性化学废液的处理方法将产生的废气经高效微粒空气过滤器过滤且检测达标后再排放，克服了现有技术中未设置废气处理的缺陷，对环境友好；
4)本发明核电站放射性化学废液的处理***为单回路设置，***简单，设备数量较少，操作方便易行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站放射性化学废液的处理方法和***及其有益效果进行详细说明。
图1为本发明核电站放射性化学废液的处理方法的流程图。
图2为本发明核电站放射性化学废液的处理***的结构示意图。
图3为本发明核电站放射性化学废液的处理***中，喷雾干燥器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明，实施例的配方、比例等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。
请参阅图1所示，本发明核电站放射性化学废液的处理方法包括以下步骤：
步骤S001，预处理，包括调节核电站放射性化学废液的pH值至中性、过滤掉其中的大颗粒杂质(可选)；
步骤S002，将核电站放射性化学废液加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体；
步骤S003，将含有粉尘的气体经除尘器分离为盐粒和废气；
步骤S004，收集步骤002和步骤003所得的盐粒，制成废物包装体；
步骤S005，废气经高效微粒空气过滤器过滤后，过滤所得气体经检验合格后排放至大气。
请参阅图2所示，本发明核电站放射性化学废液的处理***包括：
加热干燥分离装置1，用于将核电站放射性化学废液加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体；
除尘器2，用于将含有粉尘的气体分离为盐粒和废气；
高效微粒空气过滤器3，用于过滤废气；
排气检测装置4，用于检测过滤后的气体质量和辐射值；
废物包装装置5，用于将盐粒包装成废物包装体；
核电站放射性化学废液通过加热干燥分离装置1分离为盐粒和含有粉尘的气体，含有粉尘的气体经除尘器2分离为盐粒和废气，收集盐粒，经废物包装装置5制成废物包装体；废气经高效微粒空气过滤器3过滤后，剩余气体经排气检测装置4检验合格排放至大气。
以下为本发明核电站放射性化学废液的处理方法和***的一个实施例。
请参阅图1～3所示，对于步骤S001，将核电站放射性化学废液收集在缓冲装置6中，通过取样器9分析pH值，加入酸或碱到缓冲装置6中，调节pH值至中性；经GAC活性炭床7过滤化学废液中的大颗粒杂质，以免影响加热干燥分离装置的正常使用；
对于步骤S002，将核电站放射性化学废液送至给料箱8，通过给料泵控制流量，输送至加热干燥分离装置1，核电站放射性化学废液通过加热分离干燥装置1中的雾化器11，形成散在的雾滴，经过加热的空气与雾滴接触并混合，热空气与雾滴的温度差使雾滴中的水分蒸发并干燥，在重力作用下，盐粒从加热分离干燥装置1中的出口13排出；含有粉尘的气体从排风口12排出；
对于步骤S003，将含有粉尘的气体经除尘器2分离为盐粒和废气；
对于步骤S004，收集步骤002和步骤003所得的盐粒，经废物包装装置5制成废物包装体；
对于步骤S005，废气经高效微粒空气过滤器过滤，高效微粒空气过滤器主要用于收集直径为0.5μm以下的颗粒灰尘及各种悬浮物，对于直径为0.3μm左右的气溶胶微粒的净化效果高达99.97％，过滤所得气体经排气检测装置4检验合格后排放至大气。
结合以上对本发明实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明核电站放射性化学废液的处理方法和***具有如下优点：
1)本发明核电站放射性化学废液的处理方法通过将化学废液加热干燥分离成盐粒及含有粉尘的气体，特别是喷雾干燥处理时，可以增加表面积，在高温气流中迅速蒸发96～98％的水分，完成干燥仅需几秒至三十秒，处理效率高，能耗低；
2)本发明核电站放射性化学废液的处理方法不产生二次废液，减容系数高，产生的二次固体废物经过有效包装满足废物包装及废物处置场接受要求，避免了二次废物对环境、操作人员、设备等带来的威胁；
3)本发明核电站放射性化学废液的处理方法将产生的废气经高效微粒空气过滤器过滤且检测达标后再排放，克服了现有技术中未设置废气处理的缺陷，对环境友好；
4)本发明核电站放射性化学废液的处理***为单回路设置，***简单，设备数量较少，操作方便易行。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (15)

1.一种核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将放射性化学废液加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体；
将含有粉尘的气体经除尘器分离为盐粒和废气，收集盐粒，制成废物包装体；以及
将所得废气经高效微粒空气过滤器过滤，剩余气体经检验合格排放至大气，完成化学废液的处理。
2.根据权利要求1所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，在加热干燥分离放射性化学废液之前，收集放射性化学废液，并对放射性化学废液进行预处理，过滤掉其中的大颗粒杂质。
3.根据权利要求2所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，所述预处理还包括调节放射性化学废液的pH值至中性。
4.根据权利要求2所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，使用GAC活性炭床过滤掉化学废液中的大颗粒杂质。
5.根据权利要求1所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，所述放射性化学废液通过喷雾干燥器加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体。
6.根据权利要求5所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，所述放射性化学废液通过喷雾干燥器进行加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体具体过程为：
1)雾化：化学废液经过喷雾干燥器的雾化器，散成雾滴；
2)干燥：采用并流方式使雾滴与热空气接触并混合，热空气与雾滴的温度差使雾滴中的水分蒸发并干燥；
3)分离：分别排出雾滴中的水分蒸发干燥，形成盐粒及蒸发时产生的含有粉尘的气体。
7.根据权利要求1所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，所述除尘器为袋式除尘器，将含有粉尘的气体分离为盐粒和废气。
8.根据权利要求1所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，所述收集盐粒包括收集加热干燥分离出的盐粒和经除尘器分离出的盐粒。
9.根据权利要求1所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，所述制成废物包装体是将盐粒装入金属废物桶，再将金属废物桶装入高整体性容器，形成废物包装体。
10.根据权利要求1所述的核电站放射性化学废液的处理方法，其特征在于，所述高效微粒空气过滤器用于过滤废气中直径为0.5μm以下的颗粒。
11.一种核电站放射性化学废液的处理***，其特征在于，包括：
加热干燥分离装置，用于将核电站放射性化学废液加热干燥分离为盐粒和含有粉尘的气体；
除尘器，用于将含有粉尘的气体分离为盐粒和废气；
高效微粒空气过滤器，用于过滤废气；
排气检测装置，用于检测过滤后的气体质量和辐射值；以及
废物包装装置，用于将盐粒包装成废物包装体。
12.根据权利要求11所述的核电站放射性化学废液的处理***，其特征在于，所述处理***还包括粗滤装置，用于过滤核电站放射性化学废液中的大颗粒杂质。
13.根据权利要求11所述的核电站放射性化学废液的处理***，其特征在于，所述处理***还包括缓冲装置，用于容置核电站放射性化学废液并调节其pH值。
14.根据权利要求11所述的核电站放射性化学废液的处理***，其特征在于，所述加热干燥分离装置中设有雾化器，用于将化学废液雾化成雾滴。
15.根据权利要求11所述的核电站放射性化学废液的处理***，其特征在于，所述加热干燥分离装置设有用于排出盐粒的出口和用于排出含有粉尘的气体的排风口，出口位于加热干燥分离装置的底部。
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