本实用新型专利技术提供了一种用于核电厂放射性废气的碳14分离装置，包括依次连接的加压单元、热交换单元、气液分离单元和冷凝液收集单元；所述热交换单元包括依次连接的第一热交换器和第二热交换器；所述第一热交换器的物料入口与加压单元的物料出口连接；所述第一热交换器的换热介质入口与气液分离单元的气相出口连接。本实用新型专利技术提供的碳14分离装置避免了碳14对环境及人体的危害，同时简化了分离工艺，降低了处理成本。降低了处理成本。降低了处理成本。
【技术实现步骤摘要】
一种用于核电厂放射性废气的碳14分离装置
[0001]本技术属于核电厂
，涉及一种废气处理装置，尤其涉及一种用于核电厂放射性废气的碳14分离装置。
技术介绍
[0002]核电厂在生产运行过程中会产生放射性同位素碳14，其具有弱β放射性，半衰期长达5730年。以二氧化碳等形式存在的碳14，如果无控制措施直接排放到大气中，将与空气中的非放射性二氧化碳混合，参与植物的光合作用，从而进入到生物圈中。如果通过呼吸或扩散吸附到人体组织内，将使得人体长期遭受内照射的风险。
[0003]大量研究表明，C、N、O等元素及其同位素在反应堆的慢化剂、堆芯材料和冷却剂中分布广泛，因此在反应堆运行的各阶段，碳14均有可能出现。碳14是核电厂的主要气态流出物之一，核电厂的日常运行会引起周边地区空气中碳14的局部增加，碳14进入环境后可能会对公众的健康产生影响。碳14对人体的伤害主要是内照射，根据IAEA研究表明，碳14对世界居民的有效剂量当量贡献超过1％。
[0004]目前核电厂产生的气载碳14物质均是直排环境，虽然未超出国家排放标准限值，但是年排放限量已经接近标准规定的限值。对此，一种处理思路是将放射性废气中的碳元素固定为碳酸盐，通过预处理将碳酸盐转化为固体碳酸钙进行处理，然而处理过程为化学变化，工艺较为复杂，成本较高。
[0005]由此可见，如何提供一种用于核电厂放射性废气的碳14分离装置，避免碳14对环境及人体的危害，同时简化分离工艺，降低处理成本，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术内容
[0006]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种用于核电厂放射性废气的碳14分离装置，所述碳14分离装置避免了碳14对环境及人体的危害，同时简化了分离工艺，降低了处理成本。
[0007]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]本技术提供一种用于核电厂放射性废气的碳14分离装置，所述用于核电厂放射性废气的碳14分离装置包括依次连接的加压单元、热交换单元、气液分离单元和冷凝液收集单元。
[0009]所述热交换单元包括依次连接的第一热交换器和第二热交换器。
[0010]所述第一热交换器的物料入口与加压单元的物料出口连接。
[0011]所述第一热交换器的换热介质入口与气液分离单元的气相出口连接。
[0012]本技术提供的碳14分离装置所处理的核电厂放射性废气中主要包括氢气、氮气、氧气、二氧化碳和甲烷等气体。核电厂放射性废气中的碳14主要以二氧化碳形式存在。常压下氢气、氮气、氧气的沸点分别为
‑
253℃、
‑
195.8℃、
‑
183℃。相比之下，常压下二氧化
碳的沸点高达
‑
57℃，临界温度为31.1℃，临界压力为7.37MPa，因此比较容易加压液化。通常在20℃时，加压至6.0MPa即可实现二氧化碳的液化，且压力为1.6MPa，温度为
‑
30℃即可液化。本技术提供的碳14分离装置基本原理为利用二氧化碳等气体与废气中其它气体的液化点不同，在加压和冷却的双重作用下，使得二氧化碳等气体在较高温度下液化，而其它气体依然保持气态，即可实现碳14的分离。
[0013]优选地，所述加压单元为压气机。
[0014]本技术中，所述压气机通过对废气的加压，一方面可使得二氧化碳更容易液化，另一方面可缩小气体体积，加快降温速率。
[0015]优选地，所述压气机和第一热交换器之间还连接有止回阀，以防止被加压废气在管道内发生回流。
[0016]优选地，所述第一热交换器和第二热交换器分别独立地为固定管板式换热器或U型管式换热器。
[0017]本技术中，所述第一热交换器的换热介质为气液分离单元中的气相，所述第二热交换器的换热介质可以为液氮，经过两级热交换处理，即可将废气转化为气液两相流体。
[0018]优选地，所述第一热交换器和第二热交换器的上游及下游分别独立地设置有温度表，以实时监控管道中流体的温度。
[0019]优选地，所述气液分离单元为气液分离器。
[0020]优选地，所述冷凝液收集单元为压力瓶。
[0021]优选地，所述气液分离单元和冷凝液收集单元之间的管路还并联有液位计，以便于操作人员根据液位计中的液位高低及时将气液分离器中的液相排放至压力瓶中。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0023]本技术提供的碳14分离装置利用二氧化碳等气体与废气中其它气体的液化点不同，在加压和冷却的双重作用下，使得二氧化碳等气体在较高温度下液化，而其它气体依然保持气态，即可实现碳14的分离，避免了碳14对环境及人体的危害，同时简化了分离工艺，降低了处理成本。
附图说明
[0024]图1为实施例1
‑
3提供的碳14分离装置结构示意图；
[0025]图2为实施例4
‑
5提供的碳14分离装置结构示意图。
[0026]其中：1
‑
压气机；2
‑
压力表；3
‑
第一温度表；4
‑
第二温度表；5
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第三温度表；6
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气液分离器；7
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第一仪表根阀；8
‑
第一液位计；9
‑
第二仪表根阀；10
‑
压力瓶；11
‑
快速接头；12
‑
第一手动阀；13
‑
第三仪表根阀；14
‑
第二液位计；15
‑
第四仪表根阀；16
‑
第二手动阀；17
‑
第二热交换器；18
‑
第一热交换器；19
‑
减压阀；20
‑
止回阀。
具体实施方式
[0027]需要理解的是，在本技术的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0028]需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0029]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于核电厂放射性废气的碳14分离装置，其特征在于，所述用于核电厂放射性废气的碳14分离装置包括依次连接的加压单元、热交换单元、气液分离单元和冷凝液收集单元；所述热交换单元包括依次连接的第一热交换器和第二热交换器；所述第一热交换器的物料入口与加压单元的物料出口连接；所述第一热交换器的换热介质入口与气液分离单元的气相出口连接。2.根据权利要求1所述用于核电厂放射性废气的碳14分离装置，其特征在于，所述加压单元为压气机。3.根据权利要求2所述用于核电厂放射性废气的碳14分离装置，其特征在于，所述压气机和第一热交换器之间还连接有止回阀。4.根据权利要求1所述用于核电厂放射性废气的...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪正强，马柏松，
申请(专利权)人：山东核电有限公司，
类型：新型
国别省市：
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