CN104722187B - 一种等离子熔融炉尾气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子熔融炉尾气处理系统，包括：碱液池；可对碱液池中的碱液进行抽吸并可将碱液与待处理烟气进行雾化接触的半干除酸装置；用以对经过半干除酸装置的废气进行除尘的除尘装置；用以对经过除尘装置的废气进行微小粉尘及部分气体吸附的吸附装置；用以对经过吸附装置的废气进行多余粉尘和酸性气体去除的喷淋洗涤装置；用以对经过喷淋洗涤装置的废气进行升温处理的加热装置；用以对经过加热装置的废气进行催化处理的反应装置。实施本发明的等离子熔融炉尾气处理系统，对固废等离子熔融尾气进行净化，实现对酸性气体、氮氧化物、二恶英以及放射性核素等有害物质进行高效率捕获。

Description

一种等离子熔融炉尾气处理系统

技术领域

本发明涉及核工业技术领域，尤其涉及一种等离子熔融炉尾气处理系统。

背景技术

目前，核电站及核领域对放射性废物的主要处理工艺为水泥固化、混凝土固定、压缩打包、超级压缩，包装后送往暂存库贮存，最终再送往永久处置场埋藏处置。该处置技术的应用无法实现废物整备体积的有效减容，对永久处理场造成巨大压力。等离子体处理技术可适用于大多数中低放射性废物处置，尤其适用于不可燃废物的处理。对于有机废物，热等离子体的高温可使有机成分分解，分解后的小分子气体在有氧的环境下进一步燃烧；对于无机废物，热等离子体的高温也可使无机成分熔融，从而包容放射性核素，冷却后形成均匀玻璃固化体，并直接处置。但固体废物熔融处理后的尾气中含有大量的酸性气体、放射性核素、以及颗粒粉尘等污染物，必须对其进行处理才能排放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种等离子熔融炉尾气处理系统，对固废等离子熔融尾气进行净化，实现对酸性气体、氮氧化物、二恶英以及放射性核素等有害物质进行高效率捕获。

本发明所要解决的另一技术问题在于，减小作业人员的工作量及作业人员接受辐照剂量，降低运行成本，提高可操控性。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种等离子熔融炉尾气处理系统，包括：碱液池；可对碱液池中的碱液进行抽吸并可将碱液与待处理烟气进行雾化接触的半干除酸装置；用以对经过半干除酸装置的废气进行除尘的除尘装置；用以对经过除尘装置的废气进行微小粉尘及部分气体吸附的吸附装置；用以对经过吸附装置的废气进行多余粉尘和酸性气体去除的喷淋洗涤装置；用以对经过喷淋洗涤装置的废气进行升温处理的加热装置；用以对经过加热装置的废气进行催化处理的反应装置；碱液池、半干除酸装置、除尘装置、吸附装置、喷淋洗涤装置、加热装置以及反应装置依次相连接。

其中，吸附装置为活性炭超微颗粒捕集装置，活性炭超微颗粒捕集装置包括：腔室，腔室的两端设有废气入口和废气出口；分别设置在腔室中的上卸料板和中卸料板，上卸料板设置在靠近废气出口的端侧，中卸料板设置在废气入口的端侧，其中：可远程控制上卸料板和/或中卸料板的开启或关闭，用以对放置在其上的活性炭进行更换。

其中，活性炭为经碱性浸渍后的活性炭，用以对酸性气体及二恶英进行吸附。

其中，活性炭超微颗粒捕集装置还包括：设置在腔室底部的用以贮存饱和活性炭的贮存箱；设置在贮存箱底部的下卸料板，其中：贮存箱的一端与腔室相连通，下卸料板可通过远程控制进行开启或关闭。

其中，半干除酸装置包括雾化器，雾化器压缩空气作为雾化介质。

其中，进入喷淋洗涤装置中的废气与喷淋的碱液进行气液对流传质，用以去除废气中的多余粉尘和酸性气体。

其中，进入反应装置中的废气中的氮氧化物在催化剂的作用下生成氮气和水。

其中，等离子熔融炉尾气处理系统还包括：用以对经过反应装置的洁净废气抽至烟囱进行高空排放的排风装置，排风装置与反应装置连接。

本发明所提供的等离子熔融炉尾气处理系统，具有如下有益效果：

第一、由于碱液池、半干除酸装置、除尘装置、吸附装置、喷淋洗涤装置、加热装置以及反应装置依次相连接，能够实现对酸性气体、氮氧化物以及二恶英等有害物质进行捕获，捕获效率高。其中：所设置的吸附装置为活性炭超微颗粒捕集装置，能够捕获微型颗粒、放射性核素，捕获效率高；所设置的喷淋洗涤装置，利用碱液对尾气进行降温及物质沉降，实现对酸性气体、挥发性易溶物质的捕获。

第二、由于可远程控制上卸料板和/或中卸料板的开启或关闭，且在腔室的底部设置用以贮存饱和活性炭的贮存箱，使活性炭填装作业实现远程操作，简单快捷，能够实现减小作业人员劳动强度、作业时间、减小作业人员受照射的剂量并可延长更换周期。

第三、结构简单，容易加工制造，操控便捷，维护方便。

第四、能源耗费小，运行成本低，经济性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例等离子熔融炉尾气处理系统的结构示意图。

图2是本发明实施例等离子熔融炉尾气处理系统的活性炭超微颗粒捕集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合参见图1-图2所示，为本发明等离子熔融炉尾气处理系统的实施例一。

本实施例中等离子熔融炉尾气处理系统，包括：

碱液池1；

可对碱液池1中的碱液进行抽吸并可将碱液与待处理烟气进行雾化接触的半干除酸装置2；

用以对经过半干除酸装置2的废气进行除尘的除尘装置3；

用以对经过除尘装置3的废气进行微小粉尘及部分气体吸附的吸附装置4；

用以对经过吸附装置4的废气进行多余粉尘和酸性气体去除的喷淋洗涤装置5；

用以对经过喷淋洗涤装置5的废气进行升温处理的加热装置6；

用以对经过加热装置6的废气进行催化处理的反应装置7；

用以将经过反应装置7的洁净废气抽至烟囱9进行高空排放的排风装置8，

碱液池1、半干除酸装置2、除尘装置3、吸附装置4、喷淋洗涤装置5、加热装置6、反应装置7以及排风装置8依次相连接。

具体实施时，半干除酸装置2上的待处理烟气的入口21设置在半干除酸装置2的顶部，废气出口22设置在半干除酸装置2的底部。半干除酸装置2在待处理烟气进入待处理烟气入口21的同时，可一同将碱液池1中的碱液抽吸至待处理烟气入口21，碱液与待处理烟气进行雾化接触。具体地，碱液在半干除酸装置2内经雾化器(雾化喷头)的雾化，充分完成酸碱反应，碱液中的水分汽化蒸发。本实施例中，雾化器压缩空气作为雾化介质，其经济性较高。

除尘装置3用以对经过半干除酸装置2的废气进行除尘。本实施例中，除尘装置3为布袋除尘器，其气体的入口和出口分别设置在布袋除尘器的底部和顶部，利于大颗粒的污染物和灰尘进行沉降。

吸附装置4用以对经过除尘装置3的废气进行微小粉尘及部分气体的吸附。本实施例中，吸附装置4可以为活性炭吸附床或活性炭超微颗粒捕集装置，其中，活性炭吸附床仅能够对废气中的微小粉尘及部分气体进行吸附，无法对酸性气体及二恶英等污染物进行吸附。而活性炭超微颗粒捕集装置可以对酸性气体及二恶英进行吸附，其具体结构如下：

活性炭超微颗粒捕集装置包括：

腔室41，腔室41的两端设有废气入口42和废气出口43；分别设置在腔室41中的上卸料板44和中卸料板45，上卸料板44设置在靠近废气出口43的端侧，中卸料板45设置在废气入口42的端侧，其中：可远程控制上卸料板44和/或中卸料板45的开启或关闭，用以对放置在其上的活性炭进行更换。

进一步的，还包括设置在腔室41底部的用以贮存饱和活性炭的贮存箱46；设置在贮存箱46底部的下卸料板47，其中：贮存箱46的一端与腔室41相连通，下卸料板47可通过远程控制进行开启或关闭。

具体实施时，腔室41的形状并不限定，呈中空筒状。废气入口42设置在腔室41底部的侧面，废气出口43位于腔室41的顶部，等离子熔融处理产生的废气从废气入口42进入活性炭超微颗粒捕集装置，穿过上卸料板44和中卸料板45，如此设置一方面可以增加等离子熔融处理产生的废气与活性炭的接触时间；另一方面，由于上卸料板44和中卸料板45上设置的活性炭为碱性浸渍活性炭，其能够对酸性气体及二恶英进行吸附，与此同时，微小炭颗粒及其它粉尘也能够被活性炭吸附下来。

进一步，当经碱性浸渍后的活性炭的吸附饱和后，通过控制上卸料板44和/或中卸料板45的开启，使放置在其上的已吸附饱和的活性炭落入底部的贮存箱46中。

具体实施时，贮存箱46的形状并不限定，其一端与腔室41相连通。贮存箱46可以容纳多期的饱和活性炭，能够延长更换饱和活性炭的周期，降低工作人员的劳动强度和劳动量，减小工作人员受辐照的时间，降低工作人员受辐照剂量。同理，当控制上卸料板44和/或中卸料板45关闭后，及时补充碱性浸渍活性炭以备继续使用。同时，由于贮存箱46的底部设有下卸料板47，通过控制下卸料板47的开启或关闭，可以及时对贮存箱46中的饱和碱性浸渍活性炭进行处理。

可以理解的是：控制上卸料板44、中卸料板45或下卸料板47的开启或关闭是指，远程电控打开或闭合上述板体，使得装载和更换活性炭只需远程操控，更方便快捷，也能够减小作业人员劳动量以及接受辐照剂量。同时，使用碱性浸渍活性炭，除常规活性炭吸附微颗粒外，对酸性气体、二恶英等物质也有吸附作用。

喷淋洗涤装置5用以对经过吸附装置4的废气进行多余粉尘和酸性气体的去除。本实施例中，喷淋洗涤装置5为喷淋洗涤塔，在喷淋洗涤塔内，废气与喷淋的碱液进行气液对流传质，可以去除废气中的多余粉尘和酸性气体。

加热装置6用以对经过喷淋洗涤装置5的废气进行升温处理，为即将进行的催化反应做好准备。具体实施时，从喷淋洗涤装置5出来的废气便进入电加热器6中进行升温。

反应装置7用以对经过加热装置6的废气进行催化处理。本实施例中，反应装置7为SCR反应器，通过催化处理，废气中的氮氧化物在催化剂的作用下生成氮气和水。

排风装置8用以将经过反应装置7的洁净废气抽至烟囱9进行高空排放，使等离子熔融炉尾气被最终处理成洁净的废气进行排放。

本发明的等离子熔融炉尾气处理系统可以应用在核电站及核领域等离子固废熔融尾气的处理以及不同配方玻璃熔融尾气的处理上，使能够达到环保的要求，满足国家的排放标准。

实施本发明的等离子熔融炉尾气处理系统，具有如下有益效果：

第一、由于碱液池、半干除酸装置、除尘装置、吸附装置、喷淋洗涤装置、加热装置以及反应装置依次相连接，能够实现对酸性气体、氮氧化物以及二恶英等有害物质进行捕获，捕获效率高。其中：所设置的吸附装置为活性炭超微颗粒捕集装置，能够捕获微型颗粒、放射性核素，捕获效率高；所设置的喷淋洗涤装置，利用碱液对尾气进行降温及物质沉降，实现对酸性气体、挥发性易溶物质的捕获。

第二、由于可远程控制上卸料板和/或中卸料板的开启或关闭，且在腔室的底部设置用以贮存饱和活性炭的贮存箱，使活性炭填装作业实现远程操作，简单快捷，能够实现减小作业人员劳动强度、作业时间、减小作业人员受照射的剂量并可延长更换周期。

第三、结构简单，容易加工制造，操控便捷，维护方便。

第四、能源耗费小，运行成本低，经济性较高。

Claims (8)

1.一种等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，包括：

碱液池；

可对所述碱液池中的碱液进行抽吸并可将所述碱液与待处理烟气进行雾化接触的半干除酸装置；

用以对经过所述半干除酸装置的废气进行除尘的除尘装置；

用以对经过所述除尘装置的废气进行微小粉尘及部分气体吸附的吸附装置；

用以对经过所述吸附装置的废气进行多余粉尘和酸性气体去除的喷淋洗涤装置；

用以对经过所述喷淋洗涤装置的废气进行升温处理的加热装置；

用以对经过所述加热装置的废气进行催化处理的反应装置；

所述碱液池、所述半干除酸装置、所述除尘装置、所述吸附装置、所述喷淋洗涤装置、所述加热装置以及所述反应装置依次相连接。

2.如权利要求1所述的等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，所述吸附装置为活性炭超微颗粒捕集装置，所述活性炭超微颗粒捕集装置包括：

腔室，所述腔室的两端设有废气入口和废气出口；

分别设置在所述腔室中的上卸料板和中卸料板，所述上卸料板设置在靠近所述废气出口的端侧，所述中卸料板设置在所述废气入口的端侧，其中：

可远程控制所述上卸料板和/或所述中卸料板的开启或关闭，用以对放置在其上的活性炭进行更换。

3.如权利要求2所述的等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，所述活性炭为经碱性浸渍后的活性炭，用以对酸性气体及二恶英进行吸附。

4.如权利要求2或3所述的等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，所述活性炭超微颗粒捕集装置还包括：

设置在所述腔室底部的用以贮存饱和活性炭的贮存箱；

设置在所述贮存箱底部的下卸料板，其中：所述贮存箱的一端与所述腔室相连通，所述下卸料板可通过远程控制进行开启或关闭。

5.如权利要求1所述的等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，所述半干除酸装置包括雾化器，所述雾化器压缩空气作为雾化介质。

6.如权利要求1所述的等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，进入所述喷淋洗涤装置中的废气与喷淋的碱液进行气液对流传质，用以去除废气中的多余粉尘和酸性气体。

7.如权利要求1所述的等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，进入所述反应装置中的废气中的氮氧化物在催化剂的作用下生成氮气和水。

8.如权利要求1所述的等离子熔融炉尾气处理系统，其特征在于，所述等离子熔融炉尾气处理系统还包括：用以将经过反应装置的洁净废气抽至烟囱进行高空排放的排风装置，所述排风装置与所述反应装置连接。