CN106448793A - 放射性废液雾沫夹带净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了放射性废液雾沫夹带净化装置，解决了传统放射性雾沫分离技术的分离精度和分离效率不高的问题。本发明包括壳体组件(1)，设置在壳体组件(1)顶端的放射性雾沫入口(2)，设置在壳体组件(1)底端的排液组件(3)，设置在壳体组件(1)内部并将壳体组件(1)内部分隔成上腔体和下腔体的托盘组件(4)，设置在下腔体内且顶端安装在托盘组件(4)上的复合膜组件(5)，以及设置在下腔体上部侧壁上的出气口(6)；所述复合膜组件(5)包括由密集纤维床组成的滤芯，以及设置在滤芯上用于将滤芯安装固定在托盘组件(4)上的安装组件。本发明具有分离精度和分离效率高、耐辐照效果和耐污性好、安全性能高等优点。

Description

放射性废液雾沫夹带净化装置

技术领域

本发明涉及一种净化装置，具体涉及放射性废液雾沫夹带净化装置。

背景技术

近年来，放射性废液的处理一直是核能技术应用和研究中的热点，蒸发处理方法在核电站、研究堆等产生的中放废液和低放废液的处理过程仍占据重要地位，蒸发器产生的二次蒸汽中雾沫去除率是决定蒸发器净化效果的关键因素，目前处理放射性废液的蒸发器雾沫主要采用传统的分离方法，如惯性式除雾、折流板式除雾、旋流板式气液分离、旋风式分离等。这些技术虽然应用广泛，但也存在明显的不足与弊端。

如：惯性式除雾器所能分离的液滴直径比较大,不适合一些要求很高的场合；折流板式除雾器、旋流板式气液分离器的技术分离精度和分离效率不高，且不便于去污；旋风式除雾器的阻力往往较大，且需要占用一定的空间，设备费用也较高，且不便于去污。

发明内容

本发明所要解决了传统放射性雾沫分离技术的分离精度和分离效率不高的问题，提供一种解决上述问题的放射性废液雾沫夹带净化装置。

本发明通过下述技术方案实现：

放射性废液雾沫夹带净化装置，包括壳体组件，设置在壳体组件顶端的放射性雾沫入口，设置在壳体组件底端的排液组件，设置在壳体组件内部并将壳体组件内部分隔成上腔体和下腔体的托盘组件，设置在下腔体内且顶端安装在托盘组件上的复合膜组件，以及设置在下腔体上部侧壁上的出气口。

所述复合膜组件包括由密集纤维床组成的滤芯，以及设置在滤芯上用于安装固定的安装组件。该安装组件包括顶端和底端均设置有开口的筒体，将筒体顶端固定在托盘组件上的固定装置，该筒体顶端的开口与上腔体连通，该滤芯设置在筒体内。

放射性雾沫从放射性雾沫入口进入上腔体，然后通过复合膜组件分离后进入到下腔体，该放射性雾沫通过多次碰撞后，润湿复合膜组件中的纤维，或破坏纤维上的微细电荷，进而导致润湿形成的连续液膜将增厚成为完全包围纤维的蛋形液滴，微小的液滴在密集纤维的直接拦截、惯性碰撞与布朗运动等机理的综合作用下，被收集在一根根超细纤维丝上，并趋于集结、凝聚。当凝集长大的液滴能抗衡流速夹带力和本身表面张力之和时才能通过重力沉降到壳体组件底部，干燥的气体在低速下脱离复合膜组件由出气口出去进入下道工序。

本发明中液雾的分离不同于飘尘之类固态颗粒，液雾的表面张力能够使密集纤维床上的细纤维彼此靠近，而使滤层的均一分散性被破坏，这有利于颗粒的穿透。因而，通过本发明结构的优化能有效解决传统放射性雾沫夹带净化装置体积较大的问题，极大地减小体积，同时，能有效增加过滤效率。

并且，在放射性蒸汽中夹带的液体颗粒中，直径小于1微米的亚微米尺寸部分的捕集除净最为困难，因为一般的分离作用力在该情况下都相当小，并且，微粒的布朗运动逐渐显著，他们与纤维的接触效率可能小于100％，因而增加了微粒从纤维层穿透逃逸的机会。上述一般的分离作用力包括：重力、离心力、纤维丝的直接拦截力(当颗粒与纤维的距离小于其自身的半径时)、纤维与颗粒的分子间吸力、颗粒对纤维表面的惯性撞击力以及纤维的筛选作用力(相邻纤维之间间距小于微粒自身的直径时)等。

基于上述原理和问题，本发明对密集纤维床的结构进行了优化设置，即，密集纤维床采用不规则排列的纤维构成，滤芯的高度为40～150cm。密集纤维床的密度为0.2～0.4t/m3，纤维的规格为2.0～2.5D。

通过上述密集纤维床结构的优化设置，能有效提高分离效率和分离精度。通过检测可知，通过本发明上述密集纤维床结构和组成的优化设置，能有效将分离效率提高到99％，分离精度提高到0.1μm。

进一步，本发明中复合膜组件中的滤芯优选由聚苯硫醚和聚乙烯复合材料组成，即该滤芯中的纤维优选采用聚苯硫醚和聚乙烯复合材料组成。

由于本发明中的纤维采用聚苯硫醚和聚乙烯复合后制成，通过上述复合材料制成的纤维具有超高光洁度、万物不粘性、优良的抗辐照性、抗腐蚀性、高温稳定性等性能。因而采用本发明所述纤维制成的密集纤维床进行过滤时，其能够有效解决传统复合纤维膜在去除放射性雾沫时不耐辐照的问题，同时取得极好的耐污性，延长滤芯使用寿命，效果显著。

并且，本发明的复合材料能够有效优化与放射性废液的蒸发器雾沫颗粒之间的分子间吸力，通过与密集纤维床的结合设置，能有效保证放射性雾沫在分离过程中高效、低阻力连续运行，保证过滤效果，即有效提高分离效率、分离精度，通过检测可知，通过本发明上述密集纤维床结构和组成的优化设置，进一步提高分离效率和分离精度。

因而，本发明通过上述复合材料的优化设置，在不影响处理能力的前提下，不仅仅能达到自身超高光洁度、万物不粘性、优良的抗辐照性、抗腐蚀性、高温稳定性等性能，还能极大地提高分离效率和分离精度，效果十分显著。

更为优选地，聚苯硫醚和聚乙烯的配比为6～12：1。

进一步，所述上腔体内设置有喷淋组件。通过该喷淋组件的设置，能有效实现复合膜组件自清洗效果，并且能提高去污便捷性，并可实现复合膜组件的清洗再生。

更进一步地，所述上腔体上设置有温度远程组件。所述下腔体上设置有另一个温度远程组件。所述放射性雾沫入口上设置有压力远程组件。所述出气口上设置有另一个压力远程组件。

通过温度远程组件和压力远程组件的设置，能监测进、出口的压力和温度变化，从而可以远传得出本发明净化装置的实时运行状况和分离效率。

优选地，所述壳体组件顶端还设置有安全控制组件。当壳体内压力及温度过高时，该安全控制组件可有效释放壳体内部压力，达到避免装置爆炸的情况发生，保证放射性废液雾沫夹带净化装置在设计范围内正常运行，进而有效提高安全性能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明在不影响处理能力的前提下，能有效将分离效率提高到99％，通过激光散射法检测，蒸汽中的水粒径≥0.1μm，分离精度提高到0.1μm；

2、本发明通过复合纤维膜材料的设置，能有效解决传统复合纤维膜在去除放射性雾沫时不耐辐照的问题，取得较好耐辐照效果和耐污性，延长滤芯使用寿命；

3、本发明安全控制组件保证放射性废液雾沫夹带净化装置在设计范围内正常运行，进而有效提高安全性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-壳体组件，2-放射性雾沫入口，3-排液组件，4-托盘组件，5-复合膜组件，6-出气口，7-喷淋组件，8-温度远程组件，9-压力远程组件，10-安全控制组件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

放射性废液雾沫夹带净化装置，如图1所示，包括壳体组件1、放射性雾沫入口2、排液组件3、托盘组件4、复合膜组件5和出气口6。具体设置如下：

该壳体组件1包括上壳体和下壳体，该托盘组件4安装在上壳体和下壳体之间并将壳体组件1的内腔体分隔成上腔体和下腔体。该放射性雾沫入口2设置在上壳体上，该排液组件3设置在下壳体上，该排液组件3位于下壳体底端的中间位置处，该出气口6位于下壳体上部。

该复合膜组件5顶端安装在托盘组件4上，且该复合膜组件5位于下腔体中。该复合膜组件5包括滤芯，以及设置在滤芯上用于安装固定的安装组件；该滤芯由密集纤维床组成，而该密集纤维床由不规则排列的纤维构成，密集纤维床采用不规则排列的纤维构成，密集纤维床的密度为0.2～0.4t/m3，纤维的规格为2.0～2.5D，滤芯的高度为40～150cm。且本实施例中该纤维采用聚苯硫醚和聚乙烯复合材料组成，聚苯硫醚和聚乙烯的配比为6～12：1。本实施例中密集纤维床的密度为0.3T/m3，纤维的规格为2.5D，滤芯的高度为100cm。且本实施例中该纤维采用聚苯硫醚和聚乙烯复合材料组成，聚苯硫醚和聚乙烯的质量配比为9：1。

安装组件安装在托盘组件4上，其连接方式有多种，如：本实施例中该托盘组件4上设置有通孔，该安装组件呈倒置的“T”型结构，该安装组件顶端穿过该通孔，然后通过螺帽结构固定在托盘组件4上，如图1所示。同时，为了达到最佳的过滤效果，该安装组件与托盘组件4之间设置有密封结构。

通过上述结构的设置，本发明能有效将分离效率提高到99％，分离精度提高到0.1μm，效果十分显著。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例还增加了喷淋组件7，通过该设置有效实现复合膜组件的自清洗效果，提高去污便捷性。本实施例中该喷淋组件7设置在上腔体中，如图1所示。

在本发明的结构使用一段时间后，可能有尘或结晶物堵塞复合膜组件，导致压差增加，因而，可以通过该喷淋组件7的设置有效实现复合膜组件的反洗再生，效果显著。

实施例3

本实施例与实施例1和实施例2的区别在于：本实施例中增加了温度远程组件8和压力远程组件9，如图1所示，具体设置如下：

该上腔体上设置有温度远程组件8，该下腔体上设置有另一个温度远程组件8。该放射性雾沫入口2上设置有压力远程组件9，该出气口6上设置有另一个压力远程组件9。

通过上述温度远程组件8和压力远程组件9的设置，从而可以远传得出本发明的实时运行状况。

实施例4

本实施例与实施例1和实施例2的区别在于：本实施例中设置有安全控制组件10，该安全控制组件10设置在上壳体顶端。通过上述安全控制组件10的设置，能保证本发明的装置在设计范围内正常运行，如果工作时出现异常超出了设计范围，它将保证本发明的装置不出现事故。

实施例5

本实施例为实施例1的对比实施例，本实施例的区别在于：本实施例中密集纤维床的参数不同，本实施例中的参数在实施例1中的优选范围值之外，具体设置如下：

密集纤维床采用不规则排列的纤维构成，密集纤维床的密度为0.2t/m3，纤维的规格为3D，滤芯的高度为80cm。

通过上述设置，本实施例的分离效率为：90％，分离精度为0.1μm。

实施例6

本实施例为实施例1的对比实施例，本实施例的区别在于：本实施例中密集纤维床的参数不同，本实施例中的参数在实施例1中的优选范围值之外，具体设置如下：

密集纤维床采用不规则排列的纤维构成，密集纤维床的密度为0.5t/m3，纤维的规格为1.5D，滤芯的高度为40cm。

通过上述设置，本实施例的分离效率为：95％，分离精度为0.1μm。

实施例7

本实施例为实施例1的对比实施例，本实施例的区别在于：本实施例中纤维材料组成不同，本实施例中该纤维采用聚乙烯材料组成。

通过上述设置，本实施例的分离效率为：95％，分离精度为0.1μm。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，包括壳体组件(1)，设置在壳体组件(1)顶端的放射性雾沫入口(2)，设置在壳体组件(1)底端的排液组件(3)，设置在壳体组件(1)内部并将壳体组件(1)内部分隔成上腔体和下腔体的托盘组件(4)，设置在下腔体内且顶端安装在托盘组件(4)上且与上腔体连通的复合膜组件(5)，以及设置在下腔体上部侧壁上的出气口(6)；

所述复合膜组件(5)包括由密集纤维床组成的滤芯，以及设置在滤芯上用于将滤芯安装固定在托盘组件(4)上的安装组件。

2.根据权利要求1所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述密集纤维床采用不规则排列的纤维构成，密集纤维床的密度为0.2～0.4t/m3，纤维的规格为2.0～2.5D，滤芯的高度为40～150cm。

3.根据权利要求1所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述复合膜组件(5)中的滤芯由聚苯硫醚和聚乙烯复合材料组成。

4.根据权利要求1所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述上腔体内设置有喷淋组件(7)。

5.根据权利要求1所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述上腔体上设置有温度远程组件(8)。

6.根据权利要求5所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述下腔体上设置有另一个温度远程组件(8)。

7.根据权利要求1所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述放射性雾沫入口(2)上设置有压力远程组件(9)。

8.根据权利要求7所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述出气口(6)上设置有另一个压力远程组件(9)。

9.根据权利要求1～8任一项所述的放射性废液雾沫夹带净化装置，其特征在于，所述壳体组件(1)顶端还设置有安全控制组件(10)。