核工业高放废液蒸发-煅烧系统及蒸发-煅烧方法技术方案

本发明专利技术提出一种核工业高放废液连续蒸发‑煅烧系统，包括支架和设置在支架上的窑体，窑体包括：微波腔体，用于发生和储存微波；高放废液加热管，设置于微波腔体内，使得微波腔体内的微波透过高放废液加热管对管内的高放废液进行蒸发和煅烧；进料单元，设置于高放废液加热管的进料端，用于高放废液进料；出料单元，设置于高放废液加热管的出料端，用于煅烧产物出料；螺杆，螺杆与高放废液加热管同轴线设置，且螺杆设置于高放废液加热管内；驱动装置，用于驱动螺杆转动。该系统在一个装置中实现了高放废液的连续式蒸发和煅烧，并且不易造成物料结块现象，无需进行破碎处理。本发明专利技术还提出一种核工业高放废液蒸发‑煅烧方法。

【技术实现步骤摘要】
核工业高放废液蒸发-煅烧系统及蒸发-煅烧方法
本专利技术涉及核工业放射性废物处理
，尤其涉及一种核工业高放废液蒸发-煅烧系统及核工业高放废液蒸发-煅烧方法。
技术介绍
随着中国核电建设的发展，核电站乏燃料的累积量越来越多。乏燃料是一种宝贵的资源，其中含有许多有用的未裂变核素和新生成核素，如U-235、U-233、Pu-239、Sr-90、Cs-137等。目前工程上普遍采用水法后处理技术对乏燃料进行处理，然而乏燃料后处理产生的高放废液具有比活度高、释热率高、含核素半衰期长和化学成分复杂等特点，如何安全有效地处理与处置高放废液，使其最大限度地与生物圈隔离，是影响核事业可持续健康发展的关键因素之一。目前认为玻璃固化技术是实现高放废液“固化处理—深地质处置”方案的最佳固化技术，而最新一代的玻璃固化技术是先以高温煅烧的方式对高放废液进行预处理，使其转化为固体氧化物颗粒/粉末，再与玻璃基材以一定的配比在熔炉中混合，在高温下熔融、浇注，经退火后使放射性核素固定在玻璃网格中形成稳定的玻璃固化体。高放废液在预处理过程中，采取不同的煅烧工艺得到的煅烧产物性能不一样，而煅烧产物质量的优劣是影响玻璃固化体性能的重要因素之一。为了得到满足深地质处置要求的优良玻璃固体，选择合适的煅烧工艺尤为重要，目前采用的煅烧工艺方法主要有罐式煅烧法、流化床煅烧法、回转炉煅烧法等，上述方法的共同点是都是采用电加热对高放废液进行蒸发-煅烧处理，易造成物料结块现象，需额外进行破碎处理，工序复杂，在放射性环境中，增加了设备检维修的概率。故亟需一种核工业高放废液蒸发-煅烧系统及核工业高放废液蒸发-煅烧方法。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题鉴于上述技术中存在的问题，本专利技术至少从一定程度上进行解决。为此，本专利技术的一个目的在于提出了一种核工业高放废液蒸发-煅烧系统，该系统在一个装置中实现了高放废液的连续式蒸发和煅烧，并且不易造成物料结块现象，无需进行破碎处理。本专利技术的第二个目的在于提出一种核工业高放废液蒸发-煅烧方法，该方法不易造成物料在蒸发-煅烧过程中的结块现象，无需进行破碎处理，缩短工艺。（二）技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术提供一种核工业高放废液蒸发-煅烧系统，包括支架和设置在支架上的窑体，窑体包括：微波腔体，用于发生和储存微波；高放废液加热管，设置于微波腔体内，使得微波腔体内的微波透过高放废液加热管对管内的高放废液进行蒸发和煅烧；进料单元，设置于高放废液加热管的进料端，用于高放废液进料；出料单元，设置于高放废液加热管的出料端，用于煅烧产物出料；螺杆，螺杆与高放废液加热管同轴线设置，且螺杆设置于高放废液加热管内；驱动装置，用于驱动螺杆转动。可选地，该核工业高放废液蒸发-煅烧系统还包括保温装置，用于减少窑体向外界环境的散热。可选地，螺杆的第一端与微波腔体转动连接，螺杆的第二端通过联轴器与驱动装置的转轴连接，驱动装置靠近高放废液加热管的出料端设置。可选地，进料单元包括进料管，进料管的出口与高放废液加热管的进料端连通，进料管的进口设置在微波腔体外部；出料单元包括出料管，出料管的进口与高放废液加热管的出料端连通，出料管的出口设置在微波腔体外部。可选地，出料单元还包括尾气排出管，尾气排出管的进口与高放废液加热管的出料端连通，尾气排出管的出口设置在微波腔体外部。可选地，微波腔体包括微波发生装置和壳体，微波发生装置设置于壳体外部，用于在壳体内部产生微波场；壳体采用微波屏蔽材料制成。可选地，微波发生装置在壳体外部沿高放废液加热管的轴向设置。可选地，高放废液加热管设置于壳体内部，高放废液加热管的外壁与壳体的内壁之间存在间隙，以便微波在轴向上传播。可选地，出料单元还包括凹壳，凹壳固定安装在壳体上，使凹壳的凹腔与高放废液加热管的出料端连通；在凹壳上设置有煅烧物料出口和尾气出口，出料管通过煅烧物料出口与凹腔连通，尾气排出管通过尾气出口与凹腔连通；驱动装置的转轴与凹壳转动连接，螺杆的第二端在凹腔内通过联轴器与驱动装置的转轴连接。本专利技术还提供一种核工业高放废液蒸发-煅烧方法，采用如上所述的核工业高放废液蒸发-煅烧系统对高放废液依次进行蒸发处理和煅烧处理，获得煅烧产物。作为本专利技术方法的一种改进，蒸发处理的温度为200~300℃，煅烧处理的温度为800~1000℃，进料的速度为10~100L/h。（三）有益效果本专利技术的有益效果是：1、本专利技术创造性地利用了微波加热均匀、热效率高和选择性加热的特点，通过将一部分高放废液管道置于微波场内，微波透过高放废液管道对管内的高放废液进行加热，实现了在一个装置中对高放废液进行蒸发和煅烧，并且在蒸发-煅烧过程中不易造成物料结块现象，无需进行破碎处理，装置简单。2、通过螺杆的转动，输送管内物料向高放废液加热管的第二端移动，实现了高放废液的连续式蒸发-煅烧处理，并且在煅烧过程中，螺杆输送物料的同时带动物料在高度上抬升、下落，对物料施加剪切力，进一步防止了物料结块现象的发生。附图说明本专利技术借助于以下附图进行描述：图1是本专利技术实施例中的核工业高放废液蒸发-煅烧系统的结构示意图。【附图标记说明】1：支架；2：窑体；211：微波发生装置；212：壳体；22：高放废液加热管；221：高放废液进料口；231：进料管；241：出料管；242：尾气排出管；243：凹壳；244：煅烧物料出口；245：尾气出口；25：螺杆；26：电机。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本专利技术提出的核工业高放废液蒸发-煅烧系统，创造性地利用了微波加热均匀、热效率高和选择性加热的特点，通过将一部分高放废液管道置于微波场内，微波透过高放废液管道对管内的高放废液进行加热，实现了在一个装置中对高放废液进行蒸发和煅烧，并且在蒸发-煅烧过程中不易造成物料结块现象，无需进行破碎处理，装置简单。为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应该被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。下面就参照附图来描述根据本专利技术实施例提出的核工业高放废液蒸发-煅烧系统。图1为本专利技术一个实施例的核工业高放废液蒸发-煅烧系统的结构示意图。如图1所示，该核工业高放废液蒸发-煅烧系统包括支架1和设置在支架1上的窑体2。窑体2包括微波腔体、高放废液加热管22、进料单元、出料单元、螺杆25和驱动装置。微波腔体用于发生和储存微波；高放废液加热管22设置于微波腔体内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核工业高放废液蒸发-煅烧系统，其特征在于，包括支架（1）和设置在支架（1）上的窑体（2），所述窑体（2）包括：/n微波腔体，用于发生和储存微波；/n高放废液加热管（22），设置于微波腔体内，使得微波腔体内的微波透过高放废液加热管对管内的高放废液进行蒸发和煅烧；/n进料单元，设置于高放废液加热管的进料端，用于高放废液进料；/n出料单元，设置于高放废液加热管的出料端，用于煅烧产物出料；/n螺杆（25），螺杆与高放废液加热管同轴线设置，且螺杆设置于高放废液加热管内；/n驱动装置，用于驱动螺杆转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种核工业高放废液蒸发-煅烧系统，其特征在于，包括支架（1）和设置在支架（1）上的窑体（2），所述窑体（2）包括：
微波腔体，用于发生和储存微波；
高放废液加热管（22），设置于微波腔体内，使得微波腔体内的微波透过高放废液加热管对管内的高放废液进行蒸发和煅烧；
进料单元，设置于高放废液加热管的进料端，用于高放废液进料；
出料单元，设置于高放废液加热管的出料端，用于煅烧产物出料；
螺杆（25），螺杆与高放废液加热管同轴线设置，且螺杆设置于高放废液加热管内；
驱动装置，用于驱动螺杆转动。


2.根据权利要求1所述的核工业高放废液蒸发-煅烧系统，其特征在于，螺杆（25）的第一端与微波腔体转动连接，螺杆（25）的第二端通过联轴器与驱动装置的转轴连接，驱动装置靠近高放废液加热管的出料端设置。


3.根据权利要求2所述的核工业高放废液蒸发-煅烧系统，其特征在于，所述进料单元包括进料管（231），进料管（231）的出口与高放废液加热管（22）的进料端连通，进料管（231）的进口设置在微波腔体外部；
所述出料单元包括出料管（241），出料管（241）的进口与高放废液加热管（22）的出料端连通，出料管（241）的出口设置在微波腔体外部。


4.根据权利要求3所述的核工业高放废液蒸发-煅烧系统，其特征在于，所述出料单元还包括尾气排出管（242），尾气排出管（242）的进口与高放废液加热管（22）的出料端连通，尾气排出管（242）的出口设置在微波腔体外部。


5.根据权利要求4所述的核工业高放废液蒸发-煅烧系统，其特征在于，所述微波腔体包括微...

【专利技术属性】
技术研发人员：田利刚，沈金金，刘习文，
申请(专利权)人：杭州景业智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33