一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，包括流化装置、溶剂供给装置和洗液回收装置，所述流化装置包括流化罐和供气装置，供气装置和洗液回收装置分别与流化罐的底部连接，溶剂供给装置与流化罐的顶部连接，流化罐的顶部还设有进料口和流化罐出气管路，所述流化罐内的底部设有过滤网。采用气体对穿衣颗粒不合格品进行搅拌，可以减少穿衣颗粒不合格品的机械损伤，减少溶剂的用量，且溶剂在系统内循环使用，有效降低能耗。清洗及烘干过程都在流化罐中进行，减少了放射性物料的转移。流化罐可以采用多路并联方式，满足多批次穿衣颗粒不合格品外层基体的清洗，能满足规模生产的需求。模生产的需求。模生产的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统


[0001]本专利技术涉及核燃料制备
，尤其涉及一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统。

技术介绍

[0002]现有技术中，我国球床式高温气冷堆所使用的陶瓷型燃料元件直径为 60mm，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中，采用高压成型。由于压制过程中压力较高，压制前需要在0.9mm的包覆颗粒外包裹一层厚0.25mm左右的石墨基体粉(俗称“穿衣层”)作为压制时球与球之间的缓冲，以保护包覆层，该工艺俗称“穿衣”。穿衣过程中产生的不合格颗粒，包括粒径不合格颗粒(过大或过小)、球形度不合格颗粒(连体、形状不规则)等统称为畸形颗粒。
[0003]穿衣颗粒不合格品中的包覆颗粒需要回收利用。通常的方法是用有机溶剂浸泡将基体粉中树脂溶解使石墨粉从包覆颗粒表面脱离，然后过网分离并用有机溶剂冲洗后烘干。中国专利ZL201220629562.9公开了一种穿衣颗粒中包覆颗粒的清洗及洗液回收系统，可以批量清洗畸形穿衣颗粒和洗液回收。洗液所用有机溶剂一般为乙醇或甲醇，可以回收重新利用，但是该回收系统存在仅适用于单批次不合格品、溶剂耗用量大、干燥后固形物结块回用不便等问题。
[0004]因此，需要提供一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，能有效克服现有设备在生产时存在的干燥后固形物难以回收处理、不同批次的穿衣颗粒不合格品回收效率低等问题，同时减少溶剂消耗量。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，解决了干燥后固形物难以回收处理、不利于扩大规模化等问题，同时该系统可以实现清洗过程的机械化自动运行，提高了生产效率。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，包括流化装置、溶剂供给装置和洗液回收装置，所述流化装置包括流化罐和供气装置，所述供气装置和洗液回收装置分别与流化罐的底部连接，所述溶剂供给装置与流化罐的顶部连接，所述流化罐的顶部还设有进料口和流化罐出气管路，所述流化罐内的底部设有过滤网。所述流化罐用于清洗和干燥穿衣颗粒不合格品，所述进料口是穿衣颗粒不合格品进出流化罐的通道。所述流化罐内穿衣颗粒不合格品通过供气装置提供气动搅拌和气体流化烘干。流化罐内的过滤网便于分离清洗得到的包覆颗粒和洗液，可保证良好的流化效果及避免排液时包覆颗粒排出。
[0008]所述溶剂供给装置包括依次连接的溶剂收集罐、溶剂传输泵和流化罐进液阀门。工作时，溶剂收集罐内的溶剂可通过溶剂传输泵泵入至流化罐内。穿衣颗粒不合格品通过流化罐底部的供气装置提供气体搅拌在溶剂中流化，与溶剂充分接触，溶剂通过渗透、溶
胀、溶解与穿衣颗粒不合格品表面穿衣层作用，使得穿衣层中树脂溶解，成为粉体分散在溶剂中。
[0009]所述洗液回收装置包括依次连接的流化罐出液阀门、洗液传输泵、刮板式旋转蒸发器、冷凝器和溶剂收集罐，所述刮板式旋转蒸发器的底部连接有粉体阀门和粉体收集罐。流化罐内对穿衣颗粒不合格品进行清洗后的洗液可以通过洗液传输泵泵入至刮板式旋转蒸发器内蒸发干燥，干燥后的穿衣层固形物通过粉体阀门和粉体收集罐收集，经蒸发后的溶剂通过冷凝器冷凝进入溶剂收集罐，这样溶剂可以在该系统内回收以备循环利用。
[0010]优选地，所述流化罐为圆筒状且底部为圆锥形，所述流化罐内的上部设有喷淋装置，所述喷淋装置与溶剂供给装置连接。溶剂通过喷淋装置喷入流化罐内，使溶剂与穿衣颗粒不合格品的接触更加均匀，圆锥形的底部能够使清洗后的洗液充分流至洗液回收装置内。
[0011]优选地，所述流化罐的内壁设有缓冲层，所述缓冲层的材质为硅胶、橡胶或塑料。缓冲层优选为硅胶，用于缓冲颗粒与流化罐的罐体之间的直接撞击。
[0012]优选地，所述供气装置包括依次连接的进气阀门、气体加热器和流化罐进气阀门。气体加热器作为加热气体的热源，用于流化和干燥包覆颗粒。
[0013]优选地，所述流化罐出气管路包括依次连接的流化罐出气阀门和冷凝器。流化罐出气管路可以将流化罐内清洗和烘干过程中，溶剂蒸发产生的溶剂蒸气进行冷凝回收，与洗液回收后的溶剂一起进入溶剂收集罐内以备循环使用。
[0014]优选地，所述刮板式旋转蒸发器包括不加热区和加热区，所述加热区设有刮板。所述刮板式旋转蒸发器采用筒体自加热导热油或电热直接加热或循环介质加热方式。
[0015]优选地，所述刮板的上方设有锥形分布器，所述锥形分布器的中心设有蒸汽孔道。洗液由锥形分布器旋转均匀分布在刮板式旋转蒸发器的内壁上，锥形分布器中心的蒸汽孔道便于溶剂蒸汽至冷凝器内冷凝。
[0016]优选地，所述洗液回收装置中的流化罐出液阀门与洗液传输泵之间设有洗液暂存罐，所述洗液暂存罐为圆筒状且底部为圆锥形，所述洗液暂存罐内的上部设有洗液喷淋装置，便于及时流化洗液暂存罐的内壁。流化罐内对穿衣颗粒不合格品进行清洗后的洗液排入洗液暂存罐，洗液暂存罐用于洗液的暂存，然后通过洗液传输泵泵入至刮板式旋转蒸发器内完成蒸发干燥。
[0017]优选地，所述溶剂传输泵与流化罐进液阀门之间设有溶剂传输阀门，所述溶剂传输阀门为单向阀；所述洗液回收装置中的洗液传输泵与刮板式旋转蒸发器之间设有洗液传输阀门；所述刮板式旋转蒸发器与冷凝器之间设有溶剂蒸汽阀门。
[0018]优选地，所述流化罐为一个或多个并联连接。多路的气体管路、排液管路形成汇流排，能满足不同批次穿衣颗粒不合格品的回收。
[0019]本专利技术一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统的操作步骤如下：
[0020](1)打开流化罐上部的进料口，从流化罐顶端加入穿衣颗粒不合格品；
[0021](2)依次开启溶剂传输阀门、流化罐进液阀门和溶剂传输泵，将溶剂收集罐内的溶剂泵入流化罐中静置；
[0022](3)穿衣颗粒不合格品在溶剂内浸泡分钟后，依次关闭溶剂传输阀门、流化罐进液阀门和溶剂传输泵，开启进气阀门、流化罐进气阀门、流化罐出气阀门及冷凝器，通过供气
装置通入气体(如氮气)对流化罐内的液体进行搅拌，使穿衣颗粒不合格品表面的穿衣层溶解溃散；
[0023](4)依次开启流化罐出液阀门、洗液传输阀门、粉体阀门、溶剂蒸气阀门、洗液传输泵和刮板式旋转蒸发器，将洗液泵入加热状态的刮板式旋转蒸发器中蒸发干燥，溶剂蒸汽在冷凝器中冷凝回收，干燥后的穿衣层固形物由刮板刮至粉体收集罐；
[0024](5)重复上述步骤(2)(3)(4)的清洗过程2-3次，然后关闭流化罐出液阀门，开启气体加热器，通过供气装置通入加热气体(如氮气)对流化罐内清洗后的穿衣颗粒不合格品进行干燥；
[0025](6)依次关闭进气阀门、流化罐进气阀门和流化罐出气阀门，打开流化罐上部的进料口，将清洗后的穿衣颗粒不合格品从流化罐顶端吸出。
[0026]本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术由于采用了以上技术方案，采用气体对穿衣颗粒不合格品进行搅拌代替传统的机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，其特征在于，包括流化装置、溶剂供给装置和洗液回收装置，所述流化装置包括流化罐(3)和供气装置，所述供气装置和洗液回收装置分别与流化罐(3)的底部连接，所述溶剂供给装置与流化罐(3)的顶部连接，所述流化罐(3)的顶部还设有进料口和流化罐出气管路，所述流化罐(3)内的底部设有过滤网；所述溶剂供给装置包括依次连接的溶剂收集罐(13)、溶剂传输泵(14)和流化罐进液阀门(17)；所述洗液回收装置包括依次连接的流化罐出液阀门(4)、洗液传输泵(6)、刮板式旋转蒸发器(8)、冷凝器(12)和溶剂收集罐(13)，所述刮板式旋转蒸发器(8)的底部连接有粉体阀门(9)和粉体收集罐(10)。2.根据权利要求1所述的一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，其特征在于，所述流化罐(3)为圆筒状且底部为圆锥形，所述流化罐(3)内的上部设有喷淋装置，所述喷淋装置与溶剂供给装置连接。3.根据权利要求2所述的一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，其特征在于，所述流化罐(3)的内壁设有缓冲层，所述缓冲层的材质为硅胶、橡胶或塑料。4.根据权利要求1所述的一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，其特征在于，所述供气装置包括依次连接的进气阀门(1)、气体加热器(2)和流化罐进气阀门(18)。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢振明，李江华，周湘文，张杰，刘兵，唐亚平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：