一种放射性有机废物的减容处理方法技术

本发明专利技术提供一种放射性有机废物的减容处理方法，包括：步骤1：对放射性有机废物进行前处理，获得混合均匀的反应物料；步骤2：将反应物料在反应器内将物料中的有机物彻底氧化，反应后的溶液进入步骤3，析出的含放射性核素的无机盐单独收集进入步骤6；步骤3：通过三相分离器将反应后的溶液分离成固、液、气三相；步骤4：去除液相中的悬浮状胶体态的放射性核素和离子态放射性核素；步骤5：针对气相检测放射性和可燃性；步骤6：固相残渣经过固化，形成固化体，贮存或外运填埋。本发明专利技术解决了放射性有机废液及可燃放射性有机固废的最终处置减容难，二次废物产量大等问题，针对不同种类放射性有机废物的总减容比约为20‑50，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种放射性有机废物的减容处理方法
本专利技术涉及放射性废物处理领域，具体而言，尤其涉及一种放射性有机废物的减容处理方法。
技术介绍
核电站为人类提供优质能源的同时，产生的核废物也为人类的生存环境带来了很大的考验。由于目前核废物的最终处置多数为封闭填埋，直至核素自身衰减到无害程度解除封闭，而这个过程多数需要几十年甚至更长，而随着核电站的逐渐增多，核废物的量也在逐年增加，而核电废物最终填埋场地很有限，且不宜增设，因此核电放射性废物减容问题迫在眉睫。加之，《核动力厂放射性废物最小化》(征求意见稿)明确提出滨海核电厂的单机组放射性固体废物预期年产量目标值为50m3，使得有效的放射性废物减容措施需求迫切。放射性废物减容中的一个难点是放射性有机废物处理。在核电站生产过程中运行、维护、维修等常会产生一些放射性有机废液，如废润滑油、废乏燃料萃取剂、放射性醇类废液等。这些废液成分复杂、易燃、易爆、易挥发，因此对处理方式要求较高。常用的水泥固化对于放射性有机废液的处置增容比过大，达到8～10，且核素浸出严重。有研究采用热解焚烧法处理放射性有机废液，但是该方法预处理复杂，且尾气中产生大量二噁英等有害气体，二次污染严重。用高整体容器存放放射性有机废液也只是一种暂存的方式，并未对放射性废物进行合理减容。因此在役的较多核电站产生的放射性有机废液都只是暂存于厂内，亟待处理。放射性固废中也有一定比例是有机物，如放射性废树脂、放射性废塑料、PVA材质放射性防护用品。这部分放射性固废可以采用常规的水泥固化，但是增容比大。焚烧技术对于放射性有机固废减容效果较好，但焚烧技术腐蚀严重，加之产生酸性及放射性尾气，后处理工序复杂，与目前我国环保政策不太符合，且群众接受度较低，因而应用较少。超临界水氧化技术(SCWO)恰是由于处理工业危险有机废物和废水的能力突出，在过去的几十年里受到了极大的关注，被认为是处理有机废液最有前途的方法。若将超临界水氧化技术用于放射性有机废物处理，有机成分则转化成无害的气体和少量盐，将多数放射性核素转移到析出的无机盐中，从而实现极大减容，前景可观。近年来，美国、日本、德国等企业不断有人进行相关研究和应用，我国也逐渐开始相关探索，但目前公开的工艺及装置多数为间歇性的釜式反应形式，少数报道的连续超临界水氧化工艺，作用对象也只是有机废液，未考虑放射性有机固废。多数工艺也未涉及尾气、析出的无机盐及流出水中溶解的放射性核素的进一步处理和最终处置，且缺乏放射性的在线监控和放射性物质积累危害的防护设计等。
技术实现思路
为解决放射性有机废液及可燃放射性有机固废的最终处置减容难，二次废物产量大等问题，而提供一种以超临界水氧化为核心技术的针对放射性有机废物的闭环的无害化及减容的综合处理方法。本专利技术主要将超临界水氧化对盐的富集能力进一步引入到放射性有机废物处理中，实现放射性废物的极大减容。本专利技术采用的技术手段如下：一种放射性有机废物的减容处理方法，包括如下步骤：步骤1：对放射性有机废物进行前处理，获得混合均匀的反应物料；步骤2：将反应物料在反应器内超临界状态下通过超临界水氧化反应将物料中的有机物彻底氧化，反应后的溶液进入步骤3，析出的含放射性核素的无机盐单独收集进入步骤6；超临界水氧化反应的热值需求为4.5～5MJ/L；步骤3：通过三相分离器将反应后的溶液分离成固、液、气三相；步骤4：经步骤3分离出的液相通过絮凝和活性炭吸附单元去除液相中的悬浮状胶体态的放射性核素，然后通过离子交换单元去除离子态放射性核素，最终出水符合排放标准则直接外排；步骤5：针对经过步骤3分离出的气相，检测放射性和可燃性；若检测到可燃气体超量，则发出报警，若超量至危险值则通过连锁控制系统控制设备紧急停车；若检测到放射性超标，则将气相引入单流程常温活性炭滞留系统中充分吸附放射性物质，直至放射性检测结果显示无放射性后，即可外排；若放射性和可燃性均符合标准，则直接外排；步骤6：步骤2收集的含放射性核素的无机盐以及经过步骤3分离出的固相残渣经过固化，形成固化体，贮存或外运填埋，实现放射性有机废物的减容。进一步地，步骤1中所述放射性有机废物可以为放射性有机废液、高浓度有机废水、放射性有机固废或者放射性有机废液和放射性有机固废的混合物。进一步地，步骤1中，若放射性有机废物为放射性有机废液或高浓度有机废水，则按照危废处理配伍原则，进行配伍试验，得到混合均匀的反应物料，反应物料热值满足步骤2的需求。进一步地，步骤1中，若放射性有机废物为放射性有机固废，则首先进行粉碎，粉碎后颗粒粒径小于500μm；根据步骤2的热值需求将放射性有机固废粉末与水进行配比混合，加入溶解助剂并进行连续搅拌，得到混合均匀的反应物料。进一步地，步骤1中，若放射性有机废物为放射性有机废液和放射性有机固废的混合物，则在进行配伍后按照步骤2的热值需求将放射性有机废液、放射性有机固废粉末与水进行混合，并进行连续搅拌，得到混合均匀的反应物料。进一步地，步骤2中，进行超临界水氧化反应的反应器包括析出盐收集机构和放射性监测仪表，放射性监测仪表用于监测析出的含放射性核素的无机盐的放射性指标，当放射性指标达到设定值后，即可通过析出盐收集机构收集析出的含放射性核素的无机盐并进入步骤6。进一步地，步骤3中，反应后的溶液在进入三相分离器之前加入沉淀剂，进一步使溶解态的放射性核素沉淀或胶体化。进一步地，沉淀剂为NaOH、CuCl、Na2CO3、四苯基硼酸钠、AlCl3、Fe(OH)3或碱金属氧化物中的一种或几种。进一步地，步骤5还包括：对气相进行冷凝分离，然后进行放射性和可燃性检测，冷凝分离后得到的冷凝水直接外排。进一步地，步骤4和步骤5中的絮凝和活性炭吸附单元的过滤器和离子交换单元维护过程中产生的废核级活性炭及放射性废树脂均可使用所述放射性有机废物的减容处理方法进行处理，实现放射性有机废物的闭环处理和最终减容。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提供的放射性有机废物的减容处理方法，既可以用于单独处理放射性有机废液或固废，也可用于放射性有机固废和废液的混合物的处理，反应效率高，处理范围广。2、本专利技术提供的放射性有机废物的减容处理方法，在处理核电站运行过程中产生的放射性有机废物的同时，也能处理本系统运行维护过程产生的放射性废树脂及废核级活性炭，实现了放射性有机废物的闭环无害化处置。3、本专利技术提供的放射性有机废物的减容处理方法，超临界水氧化反应可将废物中的有机部分全部转化成无害化气体及少量无机盐并分离，二次废物产量极少，最终暂存或外运填埋的只有放射性残渣的固化体，减容比大。4、本专利技术提供的放射性有机废物的减容处理方法，将放射性核素均转移到析出的无机盐残渣中，并采用固化流程将无机盐残渣稳定化，实现了放射性有机废物的一站式处理方案。5、本专利技术提供的放射性有机废物的减容处理方法，为连续反应流程，自动化程度高，处理能力大，且可依靠反应自热运行，节约能源。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射性有机废物的减容处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：对放射性有机废物进行前处理，获得混合均匀的反应物料；/n步骤2：将反应物料在反应器内超临界状态下通过超临界水氧化反应将物料中的有机物彻底氧化，反应后的溶液进入步骤3，析出的含放射性核素的无机盐单独收集进入步骤6；超临界水氧化反应的热值需求为4.5～5MJ/L；/n步骤3：通过三相分离器将反应后的溶液分离成固、液、气三相；/n步骤4：经步骤3分离出的液相通过絮凝和活性炭吸附单元去除液相中的悬浮状胶体态的放射性核素，然后通过离子交换单元去除离子态放射性核素，最终出水符合排放标准则直接外排；/n步骤5：针对经过步骤3分离出的气相，检测放射性和可燃性；/n若检测到可燃气体超量，则发出报警，若超量至危险值则通过连锁控制系统控制设备紧急停车；/n若检测到放射性超标，则将气相引入单流程常温活性炭滞留系统中充分吸附放射性物质，直至放射性检测结果显示无放射性后，即可外排；/n若放射性和可燃性均符合标准，则直接外排；/n步骤6：步骤2收集的含放射性核素的无机盐以及经过步骤3分离出的固相残渣经过固化，形成固化体，贮存或外运填埋，实现放射性有机废物的减容。/n...

【技术特征摘要】
1.一种放射性有机废物的减容处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：对放射性有机废物进行前处理，获得混合均匀的反应物料；
步骤2：将反应物料在反应器内超临界状态下通过超临界水氧化反应将物料中的有机物彻底氧化，反应后的溶液进入步骤3，析出的含放射性核素的无机盐单独收集进入步骤6；超临界水氧化反应的热值需求为4.5～5MJ/L；
步骤3：通过三相分离器将反应后的溶液分离成固、液、气三相；
步骤4：经步骤3分离出的液相通过絮凝和活性炭吸附单元去除液相中的悬浮状胶体态的放射性核素，然后通过离子交换单元去除离子态放射性核素，最终出水符合排放标准则直接外排；
步骤5：针对经过步骤3分离出的气相，检测放射性和可燃性；
若检测到可燃气体超量，则发出报警，若超量至危险值则通过连锁控制系统控制设备紧急停车；
若检测到放射性超标，则将气相引入单流程常温活性炭滞留系统中充分吸附放射性物质，直至放射性检测结果显示无放射性后，即可外排；
若放射性和可燃性均符合标准，则直接外排；
步骤6：步骤2收集的含放射性核素的无机盐以及经过步骤3分离出的固相残渣经过固化，形成固化体，贮存或外运填埋，实现放射性有机废物的减容。


2.根据权利要求1所述的放射性有机废物的减容处理方法，其特征在于，步骤1中所述放射性有机废物可以为放射性有机废液、高浓度有机废水、放射性有机固废或者放射性有机废液和放射性有机固废的混合物。


3.根据权利要求1或2所述的放射性有机废物的减容处理方法，其特征在于，步骤1中，若放射性有机废物为放射性有机废液或高浓度有机废水，则按照危废处理配伍原则，进行配伍试验，得到混合均匀的反应物料，反应物料热值满足步骤2的需求。


4.根据权利要求1或2所述的放射性有机废物的减容处理方法，其特征在于，步骤1中，若放射性有机废物为...

【专利技术属性】
技术研发人员：代洪静，王四芳，王昕彤，林振宇，李心砚，
申请(专利权)人：一重集团大连工程技术有限公司，中国第一重型机械股份公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21