【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放射性废物处理领域，具体涉及一种放射性湿废物微波桶内干燥装置及方法。
技术介绍
1、基于废物的最小化原则，核电站会将带有放射性的淤泥、浓缩液以及湿技术废物等废物装填到废物桶中。为了进一步减少废物的体积，需要对废物桶中的废物进行处理。微波桶内干燥技术是一种能够兼容处理淤泥、浓缩液等多种湿废物的放射性废物处理方法，拥有广泛的应用前景。使用微波桶内干燥技术处理放射性废物后，减容后的干燥固体产物位于干燥桶内。
2、目前成熟的桶内干燥工艺流程是将放射性废物装入桶内，然后将桶转入干燥室内进行加热，去除物料中的水分，以达到减小废物体积的目的。常见的干燥加热方式有热风、电加热和导热油等，利用由桶外向桶内、桶壁向桶中心的温度梯度进行加热，存在桶壁与桶中心干燥不均一、能量效率低的问题。
3、因此需要开发一种具备处理多种放射性湿废物，具有稳定、均一的干燥效果且操作控制便捷，又能减少设备占地和运行成本需求，并能有效避免环境和社会问题的装置及方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种放射性湿废物微波桶内干燥装置及方法，该方案能够有效处理放射性淤泥、浓缩液等多种核电湿废物，具有稳定、均一的干燥效果且操作控制便捷，又能减少设备占地和运行成本需求，并能有效避免环境和社会问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，包括进料计量单元、微波加热单元、冷却单元、
4、进一步，进料计量单元对流动性高或水分含量高的湿废物使用计量隔膜泵完成进料计量；对流动性差或水分含量低的湿废物使用计量桶和传送带完成进料计量。
5、进一步，计量隔膜泵的入口处设置流量标定柱，出口处设置安全阀。
6、进一步，传送带的起始端上方设置计量桶倾倒点，末端下方设置干燥桶存放点，侧面设置传送带侧挡板，传送带采用聚氯乙烯材质。
7、进一步，微波加热单元包括微波加热顶盖及附属结构，附属结构设置在微波加热顶盖下方，包括微波加热顶盖与干燥桶的配合槽以及干燥桶底部的支撑结构。
8、进一步，微波加热顶盖为圆盘状，采用316l不锈钢制成，微波发生装置磁控管设置在微波加热顶盖顶部，微波加热顶盖上方设置三个工艺物料/流股接口，分别为湿废物进料口、蒸汽排出口和备用接口，微波加热顶盖上方设有多个传感器。
9、进一步，附属结构中的微波加热顶盖与干燥桶的配合槽为设置在微波加热顶盖底部的圆形配合槽，用于实现微波加热顶盖与干燥桶的配合，配合槽的直径与干燥桶的直径相匹配，配合槽的凹槽处设置耐高温芳纶材质密封垫圈。
10、进一步，附属结构中的干燥桶底部的支撑结构包括干燥桶托盘、质量传感器以及底部底盘，干燥桶托盘设置在干燥桶的下方，质量传感器设置在干燥桶托盘的下方，底部底盘设置在质量传感器下方。
11、进一步，冷却单元包括冷水机、冷凝器、冷凝水箱和冷凝水泵，冷水机同时向冷凝器和微波加热顶盖提供冷却水，冷凝水箱与冷凝器通过水管或法兰相连，冷凝水泵与冷凝水箱底部排水口相连。
12、进一步，尾气处理单元包括除雾器、尾气加热装置、活性炭吸附器、高效过滤器和负压风机，除雾器通过螺纹安装在微波加热顶盖蒸汽排出口下方，尾气加热装置对冷凝水箱排气管道加热，尾气加热装置出口设有活性炭吸附器，活性炭吸附器出口设有高效过滤器，高效过滤器出口设有负压风机。
13、进一步，辅助单元包括风机、空压机和气瓶，与微波加热顶盖的备用接口相连，向干燥桶内通入空气、氮气、氩气、二氧化碳气体或其他有助于微波干燥过程的气体。
14、进一步，采用上述装置进行放射性湿废物微波桶内干燥的方法，包括以下步骤：
15、步骤1，湿废物的预处理，根据不同湿废物的含水率、流动性、最大颗粒直径、燃点、含盐量、有机/无机物种类以及可溶性盐的结晶温度等废物特征，选取搅拌、加热、过滤及粉碎等操作作为预处理手段；
16、步骤2，湿废物的进料及计量，根据不同湿废物的流动性、水分含量相应选取不同的进料计量方式，流动性高或水分含量高的湿废物使用计量隔膜泵完成进料计量；流动性差或水分含量低的湿废物使用计量桶和传送带完成进料计量；
17、步骤3，微波加热干燥环节，微波加热顶盖与干燥桶始终保持气密封与微波密封，且在干燥过程中微波加热顶盖与干燥桶形成的密闭空间中始终呈负压状态，并根据不同湿废物的相应特性选择不同干燥终点控制方法；
18、步骤4，尾气处理，采用除雾器、尾气加热装置、活性炭吸附器、高效过滤器和负压风机的单元组合方案完成对尾气的处理，各组成单元可根据不同湿废物的特征，进行单独更换或重新组合。
19、进一步，步骤2中，使用计量隔膜泵进行进料计量是通过批次进料保持干燥桶内待干燥的湿废物高度恒定；使用计量桶及传送带进行进料计量是通过整桶进料的方式。
20、进一步，步骤3中，工况的监测与干燥终点判断均基于各类传感器数值，包括干燥桶内物料温度、桶壁温度、桶内气体温度、桶内压力；干燥桶和干燥桶托盘的实时质量；蒸汽管道中蒸汽流量、蒸汽压力以及蒸汽温度/湿度等。
21、进一步，步骤3中，干燥终点判断采取趋势判断法，监测：干燥桶内物料温度、桶壁温度、桶内气体温度、桶内压力；干燥桶和干燥桶托盘的实时质量；蒸汽管道中蒸汽流量、蒸汽压力以及蒸汽温度/湿度等参数，这些参数在微波干燥过程中的变化趋势呈现分段特征，根据不同阶段趋势的差异判断干燥终点。
22、本专利技术的有益效果如下：
23、1、通过微波加热顶盖的设置，保证了稳定、均一的干燥效果，提高了能量效率；
24、2、通过进料计量单元的设置，具备了对多种放射性湿废物进行处理的能力。
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1.一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，包括进料计量单元、微波加热单元、冷却单元、尾气处理单元和辅助单元，其特征在于：所述进料计量单元对湿废物进行进料计量，并将计量后的湿废物置于干燥桶(6)内；所述微波加热单元对所述干燥桶(6)内的湿废物进行微波加热干燥；冷却单元分别向微波加热单元和尾气处理单元提供冷却水，辅助单元通过备用接口与微波加热单元相连。
2.如权利要求1所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述进料计量单元对流动性高或水分含量高的湿废物使用计量隔膜泵(1)完成进料计量；对流动性差或水分含量低的湿废物使用计量桶(4)和传送带(5)完成进料计量。
3.如权利要求2所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述计量隔膜泵(1)的入口处设置流量标定柱(3)，出口处设置安全阀(2)。
4.如权利要求2所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述传送带(5)的起始端上方设置计量桶(4)倾倒点，末端下方设置干燥桶(6)存放点，侧面设置传送带侧挡板(7)，传送带(5)采用聚氯乙烯材质。
5.如权利要求1所
6.如权利要求5所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述微波加热顶盖为圆盘状，采用316L不锈钢制成，微波发生装置磁控管设置在微波加热顶盖顶部，微波加热顶盖上方设置三个工艺物料/流股接口，分别为湿废物进料口、蒸汽排出口和备用接口，微波加热顶盖上方设有多个传感器。
7.如权利要求5所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述附属结构中的微波加热顶盖与干燥桶(6)的配合槽为设置在微波加热顶盖底部的圆形配合槽，用于实现微波加热顶盖与干燥桶的配合，配合槽的直径与干燥桶(6)的直径相匹配，配合槽的凹槽处设置耐高温芳纶材质密封垫圈。
8.如权利要求5所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述附属结构中的干燥桶(6)底部的支撑结构包括干燥桶托盘、质量传感器以及底部底盘，干燥桶托盘设置在干燥桶(6)的下方，质量传感器设置在干燥桶托盘的下方，底部底盘设置在质量传感器下方。
9.如权利要求6所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述冷却单元包括冷水机、冷凝器、冷凝水箱和冷凝水泵，冷水机同时向冷凝器和微波加热顶盖提供冷却水，冷凝水箱与冷凝器通过水管或法兰相连，冷凝水泵与冷凝水箱底部排水口相连。
10.如权利要求9所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述尾气处理单元包括除雾器、尾气加热装置、活性炭吸附器、高效过滤器和负压风机，除雾器通过螺纹安装在微波加热顶盖蒸汽排出口下方，尾气加热装置对冷凝水箱排气管道加热，尾气加热装置出口设有活性炭吸附器，活性炭吸附器出口设有高效过滤器，高效过滤器出口设有负压风机。
11.如权利要求6所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述辅助单元包括风机、空压机和气瓶，与微波加热顶盖的备用接口相连，向干燥桶(6)内通入空气、氮气、氩气、二氧化碳气体或其他有助于微波干燥过程的气体。
12.一种采用权利要求1-11中任意一项所述装置进行放射性湿废物微波桶内干燥的方法，其特征在于：包括以下步骤：
13.如权利要求12所述的进行放射性湿废物微波桶内干燥的方法，其特征在于：步骤2中，使用计量隔膜泵(1)进行进料计量是通过批次进料保持干燥桶(6)内待干燥的湿废物高度恒定；使用计量桶(4)及传送带(5)进行进料计量是通过整桶进料的方式。
14.如权利要求12所述的进行放射性湿废物微波桶内干燥的方法，其特征在于：步骤3中，工况的监测与干燥终点判断均基于各类传感器数值，包括干燥桶(6)内物料温度、桶壁温度、桶内气体温度、桶内压力；干燥桶(6)和干燥桶托盘的实时质量；蒸汽管道中蒸汽流量、蒸汽压力以及蒸汽温度/湿度等。
15.如权利要求12所述的进行放射性湿废物微波桶内干燥的方法，其特征在于：步骤3中，干燥终点判断采取趋势判断法，监测：干燥桶(6)内物料温度、桶壁温度、桶内气体温度、桶内压力；干燥桶(6)和干燥桶托盘的实时质量；蒸汽管道中蒸汽流量、蒸汽压力以及蒸汽温度/湿度等参数，这些参数在微波干燥过程中的变化趋势呈现分段特征，根据不同阶段趋势的差异判断干燥终点。
...【技术特征摘要】
1.一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，包括进料计量单元、微波加热单元、冷却单元、尾气处理单元和辅助单元，其特征在于：所述进料计量单元对湿废物进行进料计量，并将计量后的湿废物置于干燥桶(6)内；所述微波加热单元对所述干燥桶(6)内的湿废物进行微波加热干燥；冷却单元分别向微波加热单元和尾气处理单元提供冷却水，辅助单元通过备用接口与微波加热单元相连。
2.如权利要求1所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述进料计量单元对流动性高或水分含量高的湿废物使用计量隔膜泵(1)完成进料计量；对流动性差或水分含量低的湿废物使用计量桶(4)和传送带(5)完成进料计量。
3.如权利要求2所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述计量隔膜泵(1)的入口处设置流量标定柱(3)，出口处设置安全阀(2)。
4.如权利要求2所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述传送带(5)的起始端上方设置计量桶(4)倾倒点，末端下方设置干燥桶(6)存放点，侧面设置传送带侧挡板(7)，传送带(5)采用聚氯乙烯材质。
5.如权利要求1所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述微波加热单元包括微波加热顶盖及附属结构，附属结构设置在微波加热顶盖下方，包括微波加热顶盖与干燥桶(6)的配合槽以及干燥桶(6)底部的支撑结构。
6.如权利要求5所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述微波加热顶盖为圆盘状，采用316l不锈钢制成，微波发生装置磁控管设置在微波加热顶盖顶部，微波加热顶盖上方设置三个工艺物料/流股接口，分别为湿废物进料口、蒸汽排出口和备用接口，微波加热顶盖上方设有多个传感器。
7.如权利要求5所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述附属结构中的微波加热顶盖与干燥桶(6)的配合槽为设置在微波加热顶盖底部的圆形配合槽，用于实现微波加热顶盖与干燥桶的配合，配合槽的直径与干燥桶(6)的直径相匹配，配合槽的凹槽处设置耐高温芳纶材质密封垫圈。
8.如权利要求5所述的一种放射性湿废物微波桶内干燥装置，其特征在于：所述附属结构中的干燥桶(6)底部的支撑结构包括干燥桶托盘、质量传感器以及底部底盘，干燥桶托...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟子贺，高超，贾梅兰，赵彦东，王浩，韩旭，
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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