【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放射性同位素生产，具体涉及一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置和方法。
技术介绍
1、重水堆核电机组在运行过程中产生大量放射性同位素c-14，主要以hco3-形式被慢化剂净化系统离子床中的阴树脂所吸收，理论分析和实际测量表明，慢化剂净化系统离子交换净化床(3221-ix1)阴树脂中的c-14比活度接近2×1010bq/kg，总盘存量约20000居里，而且还以每年1000居里的速度在不断增加。
2、根据2017年11月30日生态环境部、国防科工局、工业和信息化部联合发布的[2017]65号《放射性废物分类》，c-14比活度超过1×108bq/kg的废树脂应分类为中等水平放射性废物。中放废物需要按照中等深度进行最终处置，且满足gb 9132-2018《低、中水平放射性固体废物近地表处置安全规定》的要求，但国内暂无处置条件。世界上其它国家重水堆的废树脂基本都采取了长期暂存的策略，在储存过程中废树脂内的c-14会14co2形态缓慢释放至空气中，造成核电站气态c-14释放量的增加，对于重水堆来说，含高浓度c-14的废树脂处理目前是一个世界性难题。
3、c-14既是重水堆核电站运行的负产品，也是具有较高商业价值的放射性同位素，在医学、科研、工业等多个领域有着广泛的应用。国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物，包括了氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等，品种已达近千种；c-14标记化合物作为灵敏的示踪剂，具有非常广泛的应用前景。
4、重水堆机组产生的放射性废树脂本身具有极高的外照射水平，除了发射低能β射线的c-14外，还含有大量发射高能γ射线的co-60、mn-54、cs-134、cs-137等多种放射性核素。需要解决如何在工程台架上安全、高效、大批量地回收废树脂内的c-14。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置和方法。
2、本专利技术的技术方案如下：一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置，包括干燥组件、冷凝组件、吸收组件、贮存组件、尾气处理组件以及相互连接的管道，其中，干燥组件通过管道与冷凝组件连接，冷凝组件通过管道与吸收组件，吸收组件通过管道与贮存组件、尾气处理组件分别连接。
3、所述的干燥组件包括干燥器、加热设备、除水泵和氮气瓶组，干燥器通过管路分别与加热设备，氮气瓶组，除水泵连接。
4、所述的干燥器为单锥形容器双层夹套结构，干燥器顶部设置废树脂进口，干燥器内设置双螺旋搅拌叶片，干燥器底部设置滤网和氮气吹扫口，干燥器顶部设置排气口和可清洗过滤器。
5、所述的除水泵采用气动隔膜泵。
6、所述的冷凝组件包括一级冷凝器、二级冷凝器、冷凝液箱和冷冻水机组，一级冷凝器与二级冷凝器通过管路串联，一级冷凝器和二级冷凝器分别通过管路与冷凝液箱连接，一级冷凝器和二级冷凝器分别通过管路与冷冻水机组连接。
7、所述的一级冷凝器和二级冷凝器均为管壳式换热器，一级冷凝器和二级冷凝器的底部设置疏水阀。
8、所述的吸收组件包括固体吸收装置和碱液吸收罐，固体吸收装置和碱液吸收罐通过管路进行串联形成两级吸收。
9、所述的贮存组件用于贮存从碱液吸收罐排出的碱液，包括吸收液贮罐和排液泵。
10、所述的尾气处理组件包括催化氧化装置，催化氧化装置入口处设置有氧气浓度检测仪表。
11、一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的方法，包括如下步骤：
12、步骤1：废树脂进料和除水
13、废树脂经计量后通过重力或泵从干燥器顶部进料口送入干燥器内，将干燥器内废树脂多余的游离水从干燥器底部带滤网的排水口抽出，排往废水贮罐；
14、步骤2：废树脂高温降解
15、从干燥器底部的氮气吹扫口持续注入氮气，将氧气排出，直至氧气浓度检测仪表读数为0，启动搅拌装置和加热设备，加热温度逐步升高至150～220℃，并保持氮气吹扫管线以一定的流量持续注入氮气作为载气，将废树脂高温降解过程产生的气体排出；干燥器持续加热，直至吸收组件进气口处的c-14放射性活度浓度检测仪表将达到设定值时，停止加热，并对干燥器降温，从干燥器底部的氮气吹扫口注入大量氮气，并维持一定时间，将系统内残留的14co2排入吸收组件被吸收，直至吸收组件进气口处的c-14放射性活度浓度检测仪表将达到设定值时，停止通入氮气；
16、步骤3：14co2吸收和贮存
17、排气经过一级冷凝器和二级冷凝器冷凝后，冷凝液排入冷凝液箱收集，冷凝液经取样分析后监测排放或排入厂房废液处理系统作进一步处理，不凝性气体排入固体吸收装置和碱液吸收罐进行吸收，尾气排入催化氧化装置，经催化氧化处理后经碱液吸收排入厂房通风系统；
18、步骤4：废树脂卸料和清洗
19、停止加热后，对干燥器降温，待废树脂温度降至50℃时，将干燥器内的废树脂排入指定容器内，通过除盐水对干燥器、冷凝液箱等设备进行清洗，清洗废液排入厂房废液处理系统。
20、本专利技术的有益效果在于：应用本专利技术可以开展重水堆大批量放射性废树脂高温降解提取c-14。解决重水堆废树脂中c-14含量过高且难以处理的问题，经装置加热处理后的废树脂，做进一步处理后(如水泥固化)可实现近地表处置。本装置提取的c-14纯度高，后续可用于c-14核技术利用。
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1.一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：包括干燥组件、冷凝组件、吸收组件、贮存组件、尾气处理组件以及相互连接的管道，其中，干燥组件通过管道与冷凝组件连接，冷凝组件通过管道与吸收组件，吸收组件通过管道与贮存组件、尾气处理组件分别连接。
2.如权利要求1所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的干燥组件包括干燥器、加热设备、除水泵和氮气瓶组，干燥器通过管路分别与加热设备，氮气瓶组，除水泵连接。
3.如权利要求2所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的干燥器为单锥形容器双层夹套结构，干燥器顶部设置废树脂进口，干燥器内设置双螺旋搅拌叶片，干燥器底部设置滤网和氮气吹扫口，干燥器顶部设置排气口和可清洗过滤器。
4.如权利要求2所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的除水泵采用气动隔膜泵。
5.如权利要求1所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的冷凝组件包括一级冷凝器、二级冷凝器、冷凝液箱
6.如权利要求5所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的一级冷凝器和二级冷凝器均为管壳式换热器，一级冷凝器和二级冷凝器的底部设置疏水阀。
7.如权利要求1所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的吸收组件包括固体吸收装置和碱液吸收罐，固体吸收装置和碱液吸收罐通过管路进行串联形成两级吸收，。
8.如权利要求1所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的贮存组件用于贮存从碱液吸收罐排出的碱液，包括吸收液贮罐和排液泵。
9.如权利要求1所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的装置，其特征在于：所述的尾气处理组件包括催化氧化装置，催化氧化装置入口处设置有氧气浓度检测仪表。
10.一种工程用处理和回收放射性废树脂中C-14的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置，其特征在于：包括干燥组件、冷凝组件、吸收组件、贮存组件、尾气处理组件以及相互连接的管道，其中，干燥组件通过管道与冷凝组件连接，冷凝组件通过管道与吸收组件，吸收组件通过管道与贮存组件、尾气处理组件分别连接。
2.如权利要求1所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置，其特征在于：所述的干燥组件包括干燥器、加热设备、除水泵和氮气瓶组，干燥器通过管路分别与加热设备，氮气瓶组，除水泵连接。
3.如权利要求2所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置，其特征在于：所述的干燥器为单锥形容器双层夹套结构，干燥器顶部设置废树脂进口，干燥器内设置双螺旋搅拌叶片，干燥器底部设置滤网和氮气吹扫口，干燥器顶部设置排气口和可清洗过滤器。
4.如权利要求2所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置，其特征在于：所述的除水泵采用气动隔膜泵。
5.如权利要求1所述的一种工程用处理和回收放射性废树脂中c-14的装置，其特征在于：所述的冷凝组件包括一级冷凝器、二级冷凝器...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹正宇，孙雷，张海峰，沈照根，周焱，王孔钊，何艳红，卢丹，董文曙，曹天祥，秦建华，任恩旭，王慧波，戈建安，李明，袁义华，叶青，张斌，陆丽燕，邱旭，孙毅，杜烜境，王斌，
申请(专利权)人：中核核电运行管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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