中低放射性废弃物减容固化处理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供中低放射性废弃物减容固化处理系统，其包括裂化/裂解装置、氧化装置、尾气冷却装置，所述裂化/裂解装置设置出气口与出渣口，所述出气口与氧化装置的入口连接；所述尾气冷却装置的一端与氧化装置的出口连接。本发明专利技术处理中低放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物思路如下：先将放射性废弃物进行裂解/裂化/催化降解，使之生成容易燃烧的可燃气体，再采用氧化、温控的工艺，保证无核素飞灰及二噁英的产生，实现安全低成本地对中低等水平放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物最大限度减容和固化处理。具有环境友好、成本低廉、减容率高的特点。

System and method for curing curing of low and medium radioactive waste

The present invention provides low level radioactive waste volume reduction curing system, including cracking / cracking device and oxidation device, gas cooling device, the cracking / cracking device is arranged and the air outlet of the slag outlet, the entrance of the air intake and oxidation device connection; end and oxidation device of the cooling device is connected to the outlet of the exhaust gas. Treatment of low radioactive organic waste or / and high organic compounds containing waste ideas as follows: first the invention of radioactive waste pyrolysis / FCC / catalytic degradation, which is easy to generate combustible gas combustion, then the process of oxidation, temperature control, to ensure that no radionuclides in fly ash and two evil generation, to achieve safe low cost the low level radioactive waste organic or / and high organic compounds containing waste to maximize the volume reduction and curing process. The utility model has the advantages of environmental friendliness, low cost and high capacity reduction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于中低放射性有机废弃物处理
，具体地说，涉及一种中低放射性废弃物减容固化处理系统及方法。
技术介绍
我国核电事业迅速发展，国内运行的核电机组30台，总装机容量2831万千瓦，在建的核电机组24台，总装机容量2672万千瓦；中国核电面向世界发展的趋势越来越多明显。由于核燃料的特殊性，在运行与退役等过程中不可避免的面临着各种废弃物尤其是放射性废弃物的处理工作。随着核电事业的发展，放射性废弃物的处理问题日益显现。由于放射性废弃物本身潜藏着对电站工作人员、社会公众以及自然环境辐射污染的危险性，因此如何妥善处理废弃物，如何将放射性废弃物排放量最小化已成为当今核电领域中备受重视的课题。核电厂产生的放射性废弃物主要包括工艺废弃物、技术废弃物以及有机废液等液体废弃物。工艺废弃物是核电厂系统运行产生的废弃物，主要包括废树脂、废过滤器芯子、浓缩液以及淤积物等。技术废弃物是检修过程中产生的各种检修废弃物，包括塑料布、吸水纸、手套、抹布、报废的工作服、气衣、设备、零部件、保温材料、建筑材料等。有机废液主要在设备运行及维修中产生，包括废油、有机溶剂、闪烁液以及清洗液等。上述废弃物中，大多数为中低等水平放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物。我国的核电行业发展迅速，需要安全处理的放射性废弃物也在不断增加。但是，低成本且安全有效地减量处理放射性废弃物的技术尚不成熟。核电厂运行产生的放射性废弃物包括蒸残液水泥固化体、废树脂及废树脂水泥固化体、淤积物、水过滤器和压缩的技术废弃物等。这些废弃物除一部分存放于处置设施外，目前大部分仍在核电厂设施中贮存，等待处理。目前我国仅建成两个低、中放废弃物处置场, 一是西北处置场,另一个是广东北龙处置场。按目前我国西北和北龙处置场接收放射性废弃物的价格(约2万元 m3)，除此之外放射性废弃物的包装和屏蔽成本、运输成本和环境补偿成本也相当昂贵。随着核电的发展和废弃物逐年增加，加上多年遗留的待处理废弃物，我国核电将面临放射性废弃物大幅增加的局面。就我国目前已建立并运行的低、中水平放射性固体废弃物处置场及处置容量而言，未来的废弃物处置将面临严峻挑战。按照核电标准规范的要求, 废弃物必须在暂存期间安全贮存, 暂存期满时必须外运和最终处置。但是现在能够接收废弃物的处置场所不是待建就是太远,运送废弃物不经济, 造成废弃物大量的放射性废弃物堆放在核电厂的现状。由此，核电厂的放射性废弃物的减量技术的开发成为非常受人关注的课题。现有放射性废弃物处理技术以熔融盐氧化技术、熔融固化技术、热等离子体技术、焚烧减容技术。其中熔融盐氧化技术、熔融固化技术、热等离子体技术可以实现放射性废弃物的固化处理，却无法实现废弃物的有效减量化，导致最终处理成本居高不下。焚烧技术的减容比较好，但是存在以下不足：焚烧技术进行减量处理的前提是待处理废弃物的严格分类，如果有不燃或者难以完全燃烧的放射性废弃物混在其中，极易起放射性烟尘的扩散。且焚烧炉尾气中可能含有二噁英，地方环保部门对建造焚烧炉持保守态度，获得公众支持认可困难，设备和运行费用也相对较高。此外热等离子体处理技术运行成本昂贵；熔融固化的要消耗大量能量，高温设备投资也较大；熔融盐循环热载体无烟燃烧技术主要存在的问题是氧载体的反应活性、硬度和耐用性有待考察，反应速率和反应程度不易控制，并且存在运行过程复杂的不足之处。除此之外针国外有对放射性废弃物中特定的废弃物例如PVA类废弃物的处理技术，虽然已经从国外引进两台，但是处理废弃物种类单一，设备运行不稳定，无法有效解决核电放射性废弃物的根本问题。因中低等水平放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物占放射性废弃物比例较高，减容需求较大，所以本专利技术针对中低等水平放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物的开发了低成本、高安全性、高减容率的技术方法。
技术实现思路
本专利技术处理中低等水平放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物思路如下：先将放射性废弃物进行裂解/裂化/催化降解，使之生成容易燃烧的可燃气体，再采用氧化、温控的工艺，保证无核素飞灰及二噁英的产生，实现安全低成本地对中低等水平放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物最大限度减容处理。具有环境友好、成本低廉、减容率高的特点。其具体的技术方案如下：中低放射性废弃物减容固化处理系统，其包括裂化/裂解装置1、氧化装置２、尾气冷却装置３，所述裂化/裂解装置１设置出气口与出渣口，所述出气口与氧化装置２的入口连接；所述尾气冷却装置３的一端与氧化装置２的出口连接。进一步，所述裂化/裂解装置１的出气口设置有催化装置５。进一步，其还包括冷却装置6，过滤装置7，气体储存容器8和气泵10，所述冷却装置6的入口与催化装置5相连接，出口与过滤装置7相连接；过滤装置7的出口通过气泵10与气体储存容器8相连接；气体储存容器8连接至氧化装置2。进一步，其还设置净化装置4，所述净化装置4的入口与尾气冷却装置３连接。进一步，所述净化装置4包括一级净化装置4-1与二级净化装置4-2；尾气冷却装置3的出口连通至一级净化装置4-1的入口处，一级净化装置4-1出口与二级净化装置4-2相连接。进一步，所述裂化/裂解装置１的出渣口连接与冷却箱9相连接。中低放射性有机废弃物减容固化处理方法，其包括以下的步骤：步骤一：将中低放射性废弃物与催化剂混合后投入到裂化/裂解装置１内，利用裂化/裂解装置1对中低放射性有机废弃物及催化剂进行加热发生裂化/裂解反应；步骤二：裂化/裂解后的生成可燃性气体和残渣，可燃性气体进入氧化装置2，在氧化装置2中进行氧化反应；残渣进入冷却箱9进行固化处理；步骤三：氧化反应后的气体由氧化装置2进入到尾气冷却装置3进行降温；步骤四：降温后的气体进入净化装置4进行净化后排放。一个优选方案中，步骤一中，加热温度控制在105℃-820℃之间，催化剂用量为1/10000-1/500；步骤二中，可燃性气体进入氧化装置2之前，在催化装置5中进行二次催化，使未能充分裂化/裂解的大分子在催化剂的作用下得到进一步催化断链，形成小分子的可燃气体；并对气体中携带的核素进行一级过滤。进一步，步骤二中，可燃性气体通过管线11-1进入冷却装置6，在冷却装置6对气体进行降温处理，经冷却后的气体通过管线11-2进入过滤装置7，将气体中的核素去除，使气体的核素携带率达到安全排放的标准，净化后的气体由气泵10泵入气体储存容器8，储存容器8中的气体经管线11-4进入氧化装置2，在氧化装置2中进行氧化反应；氧化反应温度控制在500-1250℃。进一步，步骤四中，气体经管线13进入一级净化装置4-1、二级净化装置4-2进行净化，利用碱性液体调整气体的PH值；净化后的气体由二级净化装置4-2进入尾气排放管网。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：第一、本专利技术采用了对放射性废弃物进行裂解/裂化的方法，并对裂解/裂化后的气体净化排放，使放射性废弃物的重量和体积大大减少，通过实验证明，使用本系统的对中低等水平放射性有机废弃物或/和高含有机物废弃物进行减量化处理，处理后的重量减容率可高达98%以上，体积减容率可高达99%以上，从而实现了从根本上对放射性废弃物的减容。第二、在减容的同时放射性废弃物的残渣在高温下以液态排放到裂化本文档来自技高网...

【技术保护点】
中低放射性废弃物减容固化处理系统，其特征在于：其包括裂化/裂解装置（1）、氧化装置（２）、尾气冷却装置（３），所述裂化/裂解装置（１）设置出气口与出渣口，所述出气口与氧化装置（２）的入口连接；所述尾气冷却装置（３）的一端与氧化装置（２）的出口连接。

【技术特征摘要】
2016.04.29 CN 20161027698831.中低放射性废弃物减容固化处理系统，其特征在于：其包括裂化/裂解装置（1）、氧化装置（２）、尾气冷却装置（３），所述裂化/裂解装置（１）设置出气口与出渣口，所述出气口与氧化装置（２）的入口连接；所述尾气冷却装置（３）的一端与氧化装置（２）的出口连接。2.根据权利要求1所述的中低放射性废弃物减容固化处理系统，其特征在于：所述裂化/裂解装置（１）的出气口设置有催化装置（５）。3.根据权利要求1所述的中低放射性废弃物减容固化处理系统，其特征在于：其还包括冷却装置（6），过滤装置（7），气体储存容器（8）和气泵（10），所述冷却装置（6）的入口与催化装置（5）相连接，出口与过滤装置（7）相连接；过滤装置（7）的出口通过气泵（10）与气体储存容器（8）相连接；气体储存容器（8）连接至氧化装置（2）。4.根据权利要求1所述的中低放射性废弃物减容固化处理系统，其特征在于：其还设置净化装置（4），所述净化装置（4）的入口与尾气冷却装置（３）连接。5.根据权利要求４所述的中低放射性废弃物减容固化处理系统，其特征在于：所述净化装置（4）包括一级净化装置（4-1）与二级净化装置（4-2）；尾气冷却装置（3）的出口连通至一级净化装置（4-1）的入口处，一级净化装置（4-1）出口与二级净化装置（4-2）相连接。6.根据权利要求1所述的中低放射性废弃物减容固化处理系统，其特征在于：所述裂化/裂解装置（１）的出渣口连接与冷却箱（9）相连接。7.中低放射性有机废弃物减容固化处理方法，其特征在于：其包括以下的步骤：步骤一：将中低放射性废弃物与催...

【专利技术属性】
技术研发人员：石晓岩，孙震，周波，杨保勇，石志宽，石若溪，苏育圣，
申请(专利权)人：石晓岩，
类型：发明
国别省市：山东;37