【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放射性废物处理，具体涉及一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置及方法。
技术介绍
1、在核电机组的运行及维护期间，会产生一定量的放射性废有机溶剂，这些放射性废有机溶剂的放射性水平较低、产生量少且分散存放，目前大多暂存于核电厂的废物暂存库内，虽每年的产生量不多，但随着暂存年限的增加，其存量也在逐渐增长，不仅占用了宝贵的暂存库容量，而且由于废有机溶剂具有易挥发性以及化学毒性和腐蚀性，对暂存库产生潜在安全影响。放射性废有机溶剂属于有机物，目前国内外还没有应对放射性废有机溶剂的有效处理手段和专用设备，属于核电厂的“疑难杂症”。放射性废有机溶剂长期存放会发生辐射和化学降解，产生co2、co、h2等，使稳定性变差，存在火灾风险。此外，放射性废有机溶剂易挥发，假如管理不善，易发生放射性污染扩散。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种装置，该装置能够消除核电厂放射性废有机溶剂的潜在安全隐患，解决核电放射性废有机溶剂处理问题，使处理后的放射性废有机溶剂的放射性水平达到清洁解控要求，缓解废物暂存库压力，提高核电厂的放射性废物管理能力。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其中，包括依次串联的100μm过滤器、10μm过滤器、溶剂搅拌罐、2μm过滤器、第一离子交换器和第二离子交换器。
3、进一步，所述100μm过滤器和所述10μm过滤器设置在第一管线上，所述第一管线的顶端开口用于抽取外部的放射性的
4、进一步，
5、所述100μm过滤器和所述10μm过滤器之间设有吸液泵，所述吸液泵用于将所述废有机溶剂通过所述第一管线输送至所述溶剂搅拌罐内；
6、所述100μm过滤器用于过滤所述废有机溶剂中的大体积颗粒及杂质，以便保护所述吸液泵；
7、所述10μm过滤器用于所述废有机溶剂中的放射性核素的初步过滤。
8、进一步，在所述第一管线的顶端开口附近还设有第一阀门，所述第一阀门位于所述100μm过滤器的上游。
9、进一步，
10、所述溶剂搅拌罐设有液位计、空气呼吸器和搅拌单元，所述溶剂搅拌罐的底端出口通过三通与第二管线连通；
11、所述液位计与所述吸液泵联动，能够自动控制所述溶剂搅拌罐内的液位高度；
12、所述空气呼吸器用于排出所述溶剂搅拌罐内的空气，维持所述溶剂搅拌罐内常压状态；
13、所述搅拌单元用于搅拌所述废有机溶剂。
14、进一步，
15、所述第二管线的顶端开口通过所述三通与所述溶剂搅拌罐的底端出口连通，所述第二管线的尾端开口连接到所述溶剂搅拌罐内；
16、所述2μm过滤器、所述第一离子交换器和所述第二离子交换器依次串联在所述第二管线上，所述2μm过滤器靠近所述三通，所述第二离子交换器靠近所述第二管线的尾端开口；
17、所述2μm过滤器用于去除所述废有机溶剂中的放射性核素；
18、所述第一离子交换器内填充gr20型树脂，所述第二离子交换器内填充z1型树脂，用于进一步去除所述废有机溶剂中残存的放射性核素。
19、进一步，在所述三通和所述2μm过滤器之间还依次串联第四阀门和再生泵；所述再生泵用于将所述溶剂搅拌罐内的所述废有机溶剂抽出并向下游输送。
20、进一步，
21、还包括第五管线，所述第五管线的尾端连接所述三通，所述第五管线的顶端开口用于排出所述废有机溶剂；在所述第五管线上依次串联设置第二阀门、排液泵、第三阀门和取样口；
22、所述取样口用于对所述溶剂搅拌罐内的废有机溶剂进行取样检测；
23、所述排液泵用于将所述溶剂搅拌罐内的液体通过所述第五管线的顶端开口进行排放；
24、所述液位计与所述排液泵联动，配合所述吸液泵，实现对所述溶剂搅拌罐内的液位高度的自动控制；
25、所述取样口通过第五阀门与所述第五管线连接。
26、进一步，
27、还包括通过第三管线与所述10μm过滤器相连的空压机，所述10μm过滤器上设有压缩空气入口，所述第三管线通过所述压缩空气入口连接所述10μm过滤器；
28、还包括连通所述2μm过滤器和所述第三管线的第四管线，所述2μm过滤器上设有压缩空气入口，所述第四管线的一端通过顶端压缩空气入口连接所述2μm过滤器；
29、所述空压机用于为所述10μm过滤器、所述2μm过滤器、所述第一离子交换器和所述第二离子交换器提供压缩气体，将过滤器和离子交换机内部残留的废有机溶剂吹出至所述溶剂搅拌罐内。
30、进一步，所述第三管线上设有第六阀门，所述10μm过滤器、所述2μm过滤器、所述第一离子交换器和所述第二离子交换器的顶部均设有排气口。
31、进一步，
32、还包括设有固定框架的移动推车，所述100μm过滤器、所述10μm过滤器、溶剂搅拌罐、所述2μm过滤器、所述第一离子交换器、所述第二离子交换器、所述第一管线、所述第二管线、所述第三管线、所述第四管线和所述空压机均设置在所述固定框架内；
33、所述固定框架上还设有操作面板和压力表，所述操作面板用于控制所述吸液泵、所述搅拌单元、所述再生泵、所述空压机和所述排液泵，所述压力表用于显示所述溶剂搅拌罐、所述第一管线和所述第二管线中的压力值。
34、为达到以上目的，本专利技术还公开了用于以上所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的方法，包括如下步骤：
35、步骤s1，将所述第一管线的顶端开口插入装有所述废有机溶剂的物料桶内，确保所述第一阀门打开，其他阀门关闭；开启所述吸液泵及所述搅拌单元，所述废有机溶剂依次通过所述100μm过滤器和所述10μm过滤器进入所述溶剂搅拌罐内；
36、步骤s2，对所述溶剂搅拌罐内持续加入所述废有机溶剂并搅拌，当所述溶剂搅拌罐内的所述废有机溶剂到达指定液位时，所述吸液泵自动关闭；
37、步骤s3，关闭所述第一阀门，开启所述第四阀门及所述再生泵，所述废有机溶剂依次通过所述2μm过滤器、所述第一离子交换器和所述第二离子交换器进行循环处理；
38、步骤s4，在循环处理期间，打开所述第五阀门取样检测所述废有机溶剂的放射性活度，若放射性活度水平不满足要求则继续循环处理；若放射性活度水平满足要求则执行步骤s5；
39、步骤s5，关闭所述第四阀门及所述再生泵，打开所述空压机，利用所述压缩气体将所述10μm过滤器、所述2μm过滤器、所述第一离子交换器和所述第二离子交换器内残存的所述废有机溶剂吹入所述溶剂搅拌罐内；
40、步骤s6，开启所述第二阀门和所述第三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：包括依次串联的100μm过滤器(1)、10μm过滤器(3)、溶剂搅拌罐(4)、2μm过滤器(9)、第一离子交换器(10)和第二离子交换器(11)。
2.如权利要求1所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：所述100μm过滤器(1)和所述10μm过滤器(3)设置在第一管线(17)上，所述第一管线(17)的顶端开口用于抽取外部的放射性的废有机溶剂，所述第一管线(17)的尾端开口连接到所述溶剂搅拌罐(4)内，所述100μm过滤器(1)靠近所述第一管线(17)的顶端开口，所述10μm过滤器(3)靠近所述第一管线(17)的尾端开口。
3.如权利要求2所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
4.如权利要求3所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：在所述第一管线(17)的顶端开口附近还设有第一阀门(21)，所述第一阀门(21)位于所述100μm过滤器(1)的上游。
5.如权利要求4所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机
6.如权利要求5所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
7.如权利要求6所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：在所述三通(29)和所述2μm过滤器(9)之间还依次串联第四阀门(24)和再生泵(8)；所述再生泵(8)用于将所述溶剂搅拌罐(4)内的所述废有机溶剂抽出并向下游输送。
8.如权利要求7所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
9.如权利要求8所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
10.如权利要求9所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：所述第三管线(19)上设有第六阀门(26)，所述10μm过滤器(3)、所述2μm过滤器(9)、所述第一离子交换器(10)和所述第二离子交换器(11)的顶部均设有排气口(13)。
11.如权利要求10所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
12.用于如权利要求11所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的方法，包括如下步骤：
13.如权利要求12所述的方法，其特征是：还包括步骤S7，当滤芯及树脂失效需要更换时，关闭所述第一阀门(21)、所述第四阀门(24)和所述再生泵(8)，关闭所有的所述排气口(13)，开启所述空压机(15)，压缩气体由压缩空气入口(14)进入所述2μm过滤器(9)内，沿管路依次通过所述2μm过滤器(9)、所述第一离子交换器(10)和所述第二离子交换器(11)，将内部残留的所述废有机溶剂吹出至所述溶剂搅拌罐(4)内，确保更换滤芯和树脂操作的安全。
14.如权利要求12所述的方法，其特征是：在所述步骤S1中，开启所述吸液泵(2)及所述搅拌单元(7)时，将所述10μm过滤器(3)顶部的所述排气口(13)打开，所述废有机溶剂从所述10μm过滤器(3)排出后关闭所述排气口(13)。
15.如权利要求12所述的方法，其特征是：在所述步骤S3中，开启所述第四阀门(24)及所述再生泵(8)时，首先将所述2μm过滤器(9)、所述第一离子交换器(10)和所述第二离子交换器(11)顶部的所述排气口(13)打开，当所述第二管线(18)的尾端开口有所述废有机溶剂排出后关闭上述三个所述排气口(13)。
16.如权利要求12所述的方法，其特征是：在所述步骤S4中，所述废有机溶剂的放射性活度的标准为0.1Bq/g，大于等于此标准则继续循环处理，小于此标准则执行所述步骤S5。
17.如权利要求12所述的方法，其特征是：在所述步骤S4中，一个容积200L的所述物料桶内的所述废有机溶剂进行一次循环处理的时长为2-4小时。
...【技术特征摘要】
1.一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：包括依次串联的100μm过滤器(1)、10μm过滤器(3)、溶剂搅拌罐(4)、2μm过滤器(9)、第一离子交换器(10)和第二离子交换器(11)。
2.如权利要求1所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：所述100μm过滤器(1)和所述10μm过滤器(3)设置在第一管线(17)上，所述第一管线(17)的顶端开口用于抽取外部的放射性的废有机溶剂，所述第一管线(17)的尾端开口连接到所述溶剂搅拌罐(4)内，所述100μm过滤器(1)靠近所述第一管线(17)的顶端开口，所述10μm过滤器(3)靠近所述第一管线(17)的尾端开口。
3.如权利要求2所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
4.如权利要求3所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：在所述第一管线(17)的顶端开口附近还设有第一阀门(21)，所述第一阀门(21)位于所述100μm过滤器(1)的上游。
5.如权利要求4所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
6.如权利要求5所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
7.如权利要求6所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：在所述三通(29)和所述2μm过滤器(9)之间还依次串联第四阀门(24)和再生泵(8)；所述再生泵(8)用于将所述溶剂搅拌罐(4)内的所述废有机溶剂抽出并向下游输送。
8.如权利要求7所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
9.如权利要求8所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：
10.如权利要求9所述的一种过滤和离子交换处理放射性废有机溶剂的装置，其特征是：所述第三管线(19)上设有第六阀门(26)，所述10μm过滤器(3)、所...
【专利技术属性】
技术研发人员：高凯，王浩，万勇，闫晓俊，张惠炜，高超，罗刚，安鸿翔，何小平，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：
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