一种氚污染软废物臭氧氧化处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种氚污染软废物臭氧氧化处理系统，该方法的利用了不稳定的臭氧分子在驱动力存在条件下极易分解发生氧化还原反应，包括氢（氚）离子和氧离子结合生成水或氚水的一系列初反应；另外随着温度、压力以及反应物种类等条件的不同，还将发生不同的次反应，包括碳氧化成二氧化碳和一氧化碳；聚合物链氧化离解造成的塑料、其他有机物降解等情况。采用本发明专利技术的方法能实现氚污染软废物氧化减容，达到放射性操作场所大量氚污染软废物的降解大比例减容，污染物浓集，产生的废气监测达标排放目的。实现了废物最小化，减少废物处理费用，减轻了工作人员工作中的交叉污染和劳动强度，降低了工作人员内外照射剂量。

Ozone oxidation treatment system for tritium contaminated soft waste

The invention discloses an ozonation treatment system for tritium contaminated soft waste, which utilizes unstable ozone molecules to easily decompose and produce redox reactions in the presence of driving forces, including a series of initial reactions of hydrogen (tritium) ions combining with oxygen ions to form water or tritium water; in addition, with temperature, pressure and so on. Different reaction species and other conditions will also occur, including carbon oxidation to carbon dioxide and carbon monoxide; oxidative dissociation of polymer chains caused by the degradation of plastics, other organic matter and so on. The method of the invention can realize the oxidation reduction of tritium contaminated soft waste, achieve the goal of large-scale reduction of the degradation of a large number of tritium contaminated soft waste in a radioactive operation site, the concentration of pollutants, and the emission monitoring of the generated waste gas up to the standard. The minimization of waste, the reduction of waste treatment costs, the reduction of cross-contamination and labor intensity in the work of staff, and the reduction of internal and external radiation dose of staff.

【技术实现步骤摘要】
一种氚污染软废物臭氧氧化处理系统
本专利技术属于辐射防护与环境保护
，具体涉及一种氚污染软废物臭氧氧化处理系统。
技术介绍
随着聚变能源及核技术应用的研究与不断发展，对氚的研究和应用越来越多。在涉氚使用场合中，由于氚是氢的同位素，其具有放射性且易于在周围介质中渗透和扩散，工作人员操作氚所受剂量以氚吸收和皮肤接触、沾污等造成的吸收剂量为主，因此氚的操作工作人员需要穿戴符合防护要求的个人防护用品，手套、衣服等以避免不必要的个人吸入照射剂量。另外工作场所也需要铺设塑料布等阻隔氚与仪器设备等的接触，减少氚与周围介质的作用，减少仪器设备的污染及与人员的交叉污染。而手套、衣服、塑料等（统称为氚污染软废物）用品往往为有机物，一方面氚污染较低的手套、衣服不能作为极低放废物进行填埋处理，只能采取不同于其他放射性焚烧处理的焚烧处理方式，费用高处理效果差；另外一方面氚污染高的含氚不易于采用现有的三层包装技术进行处理，且处理废物高昂，经济性和实用性太低。若能实现该类氚污染软废物的大比例减容和化学形式存在状态改变，则会对后继处理极为有利。在核技术应用行业中，对放射性有机物的处理往往采用焚烧减容，然后在尾气端带高效过滤器进行吸附，但是氚污染的有机物焚烧产生的放射性氚水和氚气则不能被高效过滤器有效吸附，因此必须在焚烧端尾气端建设氚气氧化装置和氚水吸附装置对氚气、氚水进行处理，否者极易造成尾气中氚的量超过排放标准，这样建设耗资大且不易于实现，因此需要单独对氚污染有机物进行减容化处理，这样才能实现氚污染有机物的经济安全处置。鉴于氚污染软废物的特性，使用强氧化剂进行氧化也是一种有效的减容方法，而臭氧则是易于得到的强氧化剂，且不容易产生大量液体废物。当前，亟需发展氚污染软废物臭氧氧化处理系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种氚污染软废物臭氧氧化处理系统。本专利技术的氚污染软废物臭氧氧化处理系统，其特点是，所述的处理系统包括通过气体管道顺序连接的臭氧产生装置、进口手动控制阀门、可视旋转加热装置、出口手动控制阀门、过滤器、在线监测装置、气体处理装置、阀门和尾气排放装置，集中控制器为所述的处理系统的控制器，控制处理系统的运行及达标的尾气排放；所述的可视旋转加热装置的不锈钢真空反应室为水平放置的圆柱型容器，在圆柱型容器的内壁嵌入加热套，圆柱型容器的水平轴线上安装有搅拌挡板，圆柱型容器的入口端安装有注入装置，圆柱型容器的出口端安装有可视窗口；所述的可视旋转加热装置内安装有热电偶测量不锈钢真空反应室内待去污物件的温度；所述的处理系统的工作过程如下：a.将待处理氚污染软废物放置在可视旋转加热装置的不锈钢真空反应室中；b.使用集中控制器开启可视旋转加热装置的加热套，待不锈钢真空反应室加热到60℃之后开启进口手动控制阀门，打开出口手动控制阀门对不锈钢真空反应室抽取真空，直至真空度小于等于-50Pa后关闭出口手动控制阀门；c.将臭氧产生装置产生的臭氧通过注入装置注入到不锈钢真空反应室中，然后打开并持续旋转搅拌挡板；d.从可视窗口观察待处理氚污染软废物的表观状态，通过集中控制器查看臭氧的通入量和通入时间，直至待处理氚污染软废物碎片化后再持续工作10分钟；e.根据在线监测装置的实时监测数据判断整个处理流程产生的尾气的污染程度，当尾气中的氚浓度活度≤5.0*106Bq/m3时开启阀门将尾气直接排放至空气中；否则，开启过滤器和气体处理装置对尾气进行进一步处理，直至尾气达到排放标准后开启阀门将尾气直接排放至空气中。所述的臭氧产生装置为压缩臭氧气瓶或臭氧发生器中的一种。所述的气体管道全过程密封，系统漏率≦10-2Pa•L/s。所述的气体管道为不锈钢管道。本专利技术的氚污染软废物臭氧氧化处理系统原理为不稳定的臭氧分子在驱动力存在条件下极易分解发生氧化还原反应，包括氢（氚）离子和氧离子结合生成水或氚水的一系列初反应；另外随着温度、压力以及反应物种类等条件的不同，还将发生不同的次反应，包括碳氧化成二氧化碳和一氧化碳；聚合物链氧化离解造成的塑料、其他有机物降解等。本专利技术的氚污染软废物臭氧氧化处理系统适用于对氚污染的衣服、手套、塑料布等有机物的处理，去污结果表明，通过处理后，氚污染软废物的减容比达到≧200:1，含氚尾气处理后实现达标排放。通过处理前后的气体排放和减容比数据表明，氚污染软废物经过臭氧氧化处理系统处理后达到了废物最小化、无害化要求。附图说明图1为本专利技术的氚污染软废物臭氧氧化处理系统的结构示意图；图中，1.臭氧产生装置2.气体管道3.可视旋转加热装置4.加热套5.热电偶6.过滤器7.在线监测装置8气体处理装置9.阀门10.尾气排放装置11.集中控制器12.搅拌挡板13.不锈钢真空反应室14.可视窗口15.注入装置16.进口手动控制阀门17.出口手动控制阀门。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的氚污染软废物臭氧氧化处理系统包括通过气体管道2顺序连接的臭氧产生装置1、进口手动控制阀门16、可视旋转加热装置3、出口手动控制阀门17、过滤器6、在线监测装置7、气体处理装置8、阀门9和尾气排放装置10，集中控制器11为所述的处理系统的控制器，控制处理系统的运行及达标的尾气排放；所述的可视旋转加热装置3的不锈钢真空反应室13为水平放置的圆柱型容器，在圆柱型容器的内壁嵌入加热套4，圆柱型容器的水平轴线上安装有搅拌挡板12，圆柱型容器的入口端安装有注入装置15，圆柱型容器的出口端安装有可视窗口14；所述的可视旋转加热装置3内安装有热电偶5测量不锈钢真空反应室13内待去污物件的温度；所述的处理系统的工作过程如下：a.将待处理氚污染软废物放置在可视旋转加热装置3的不锈钢真空反应室13中；b.使用集中控制器11开启可视旋转加热装置3的加热套4，待不锈钢真空反应室13加热到60℃之后开启进口手动控制阀门16，打开出口手动控制阀门17对不锈钢真空反应室13抽取真空，直至真空度小于等于-50Pa后关闭出口手动控制阀门17；c.将臭氧产生装置1产生的臭氧通过注入装置15注入到不锈钢真空反应室13中，然后打开并持续旋转搅拌挡板12；d.从可视窗口14观察待处理氚污染软废物的表观状态，通过集中控制器11查看臭氧的通入量和通入时间，直至待处理氚污染软废物碎片化后再持续工作10分钟；e.根据在线监测装置7的实时监测数据判断整个处理流程产生的尾气的污染程度，当尾气中的氚浓度活度≤5.0*106Bq/m3时开启阀门9将尾气直接排放至空气中；否则，开启过滤器6和气体处理装置7对尾气进行进一步处理，直至尾气达到排放标准后开启阀门9将尾气直接排放至空气中。所述的臭氧产生装置1为压缩臭氧气瓶或臭氧发生器中的一种。所述的气体管道2全过程密封，系统漏率≦10-2Pa•L/s。所述的气体管道2为不锈钢管道。实施例1a.将氚表面污染水平≥400Bq/cm2的氚污染软废物——手套、衣服进行称重和体积测量，并作记录，放置在可视旋转加热装置3中；b.使用集中控制器11开启可视旋转加热装置3的加热套4，待不锈钢真空反应室13加热到60℃之后开启进口手动控制阀门16，将臭氧产生装置1产生的臭氧通过注入装置15注入到不锈钢真空反应室13中，然后打开并持续旋转搅拌挡板12；c.打开出口手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氚污染软废物臭氧氧化处理系统，其特征在于：所述的处理系统包括通过气体管道（2）顺序连接的臭氧产生装置（1）、进口手动控制阀门（16）、可视旋转加热装置（3）、出口手动控制阀门（17）、过滤器（6）、在线监测装置（7）、气体处理装置（8）、阀门（9）和尾气排放装置（10），集中控制器（11）为所述的处理系统的控制器，控制处理系统的运行及达标的尾气排放；所述的可视旋转加热装置（3）的不锈钢真空反应室（13）为圆柱型容器，在圆柱型容器的内壁嵌入加热套（4），圆柱型容器的水平轴线上安装有搅拌挡板（12），圆柱型容器的入口端安装有注入装置（15），圆柱型容器的出口端安装有可视窗口（14）；所述的可视旋转加热装置（3）内安装有热电偶（5）测量不锈钢真空反应室（13）内待去污物件的温度。

【技术特征摘要】
1.一种氚污染软废物臭氧氧化处理系统，其特征在于：所述的处理系统包括通过气体管道（2）顺序连接的臭氧产生装置（1）、进口手动控制阀门（16）、可视旋转加热装置（3）、出口手动控制阀门（17）、过滤器（6）、在线监测装置（7）、气体处理装置（8）、阀门（9）和尾气排放装置（10），集中控制器（11）为所述的处理系统的控制器，控制处理系统的运行及达标的尾气排放；所述的可视旋转加热装置（3）的不锈钢真空反应室（13）为圆柱型容器，在圆柱型容器的内壁嵌入加热套（4），圆柱型容器的水平轴线上安装有搅拌挡板（12），圆柱型容器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢云，孙宇，孟丹，石正坤，杜阳，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51