CN108257705A - 一种辐照工业废水用控制处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辐照工业废水用控制处理系统，包括电子加速器、扫描钛窗以及废水周转单元、自屏蔽体，该系统还包括用于前置输水单元、用于收集处理后废水的后置收集单元、形成水幕的喷射单元、辐照保护单元；废水周转单元包括废水周转箱、位于废水周转箱上方的扫描窗口以及出水口；辐照保护单元包括保护膜保持框以及保护膜。采用上述系统之后，可以减少甚至消除电子束直接作用在废水上产生的衍生腐蚀性物质对相关部件的破坏，延长钛箔的使用寿命；可以配合各种类型以及可变能量段的电子加速器使用；废水输送水幕厚度、流速可随电子束能量、束流同步调节，并且辐照废水吸收剂量一致性好；可使小型化自屏蔽加速器的使用得以实现。

Description

一种辐照工业废水用控制处理系统

技术领域

本发明属于核技术应用与环境保护领域，涉及一种辐照工业废水用控制处理系统。

背景技术

在电离辐射技术中，电离辐射主要是利用常见的电离辐射形式（X射线、β射线、γ射线）将原子外高速旋转的电子脱离，使受照射物产生电离的过程。随着科学技术的不断发展，电离辐射水处理技术也得到了不断发展。研究表明，在废水的辐射处理中，高能射线与介质水发生作用，激发或电离产生一系列自由基（游离基）、离子、水合电子及离子基等，这些粒子具有极高的化学反应活性，能与污染物发生链式反应，从而使其降解。

而目前电离辐射处理工业废水的实现方式如图1 所示，工业废水从输送管道被抽取上来后经过大流量的喷嘴3形成一定厚度和宽度的抛物线水幕，水幕经电子束1辐照一定剂量后进入废水周转箱2或通过排水口进入下道处理工序。这种处理方式从流程来说没问题，但是也存在一些问题：a.在这种工作方式下，必然带来潮湿的环境；b.工业废水通常带有一定的腐蚀性；c.电子束与空气作用会产生臭氧，作为电离辐射工业废水过程中的关键设备—电子加速器，其器件长期处在这种腐蚀性液体和臭氧共存的潮湿环境下寿命将大打折扣，特别是维持真空的密封件钛箔，寿命将缩短60%以上；d.其喷嘴口径不可调节，只能在加速器到额定能量且在此能量基础上出射的电子束才能实现生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种辐照工业废水用控制处理系统，可以减少甚至消除电子束直接作用在废水上产生的衍生腐蚀性物质（如溅射的废水珠、废水蒸发时的水气等）对钛箔及其他相关部件的腐蚀性破坏，延长加速器钛箔及其他器件的使用寿命。可使处理设备的小型化成为可能，可使自屏蔽加速器的使用得以实现。

本发明解决其技术所采取的技术方案是：一种辐照工业废水用控制处理系统，包括用于对工业废水进行辐照处理的电子加速器、电子加速器上的扫描钛窗以及用于接收被辐照后工业废水的废水周转单元，所述的扫描钛窗以及废水周转单元放置在防止辐照剂量泄漏的自屏蔽体内，该系统还包括，

前置输水单元，用于收集工业废水并将工业废水输送至废水周转单元；

后置收集单元，用于收集从废水周转单元输出的工业废水；

喷射单元，用于将工业废水喷射出并形成被电子束辐射的水幕；

辐照保护单元，位于废水周转单元与喷射单元之间用于防止工业废水的溅射对电子加速器上重要零部件的腐蚀；

所述的废水周转单元包括废水周转箱、位于废水周转箱上方的扫描窗口以及与后置收集单元连通的出水口；所述的辐照保护单元包括位于扫描窗口的保护膜保持框以及固定于保护膜保持框内的保护膜；所述的喷射单元喷射的水幕位于保护膜下方，所述的扫描钛窗位于保护膜的上方。

进一步具体的，所述的保护膜保持框包括安装下框以及安装上框，所述的保护膜设置在安装下框与安装上框之间。

进一步具体的，所述的喷射单元包括接收前置输水单元输出废水的抽水管道、安装于抽水管道上的喷嘴、安装于抽水管道上的流量控制器、安装于抽水管道上的可控水泵以及用于废水流量控制的控制单元。

进一步具体的，所述的喷嘴为大小可调节式喷嘴并通过喷嘴控制机构进行控制调节，所述的喷嘴控制机构通过控制单元实现自动调节。

进一步具体的，所述的喷嘴包括喷嘴主体、设置在喷嘴主体上的喷嘴下唇以及位于喷嘴下唇上方并可以上下活动的喷嘴上唇，在所述的喷嘴主体上设置蜗杆减速器，所述的蜗杆减速器连接于喷嘴上唇保证喷嘴上唇上下运动，所述的蜗杆减速器通过驱动装置进行驱动，所述的驱动装置通过控制单元进行控制。

进一步具体的，所述的蜗杆减速器与驱动装置之间通过转向器将驱动力转向后传递给蜗杆减速器。

进一步具体的，所述的驱动装置为步进电机或伺服电机或变频电机。

进一步具体的，所述的保护膜采用钛箔或者耐辐射的隔离膜。

进一步具体的，在所述的扫描钛窗与保护膜之间通过冷却装置进行冷却。

进一步具体的，所述的冷却装置包括冷却风道、位于扫描钛窗与保护膜一侧的冷却风嘴以及位于扫描钛窗与保护膜另一侧的弧形导风板。

本发明的有益效果是：采用上述系统之后，可以减少甚至消除电子束直接作用在废水上产生的衍生腐蚀性物质（如溅射的废水珠、废水蒸发时的水气等）对钛箔及其他相关部件的腐蚀性破坏，延长加速器钛箔使用寿命；可以配合各种类型以及可变能量段的电子加速器共同使用，大大增加了适用范围；废水输送水幕厚度流速可随电子束能量束流同步调节，并且辐照废水吸收剂量一致性好；可使小型化自屏蔽加速器的使用得以实现。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2中A部位的放大结构示意图；

图4是本发明喷射单元的结构示意图一；

图5是本发明喷射单元的结构示意图二；

图6是图5中B部位的放大结构示意图；

图7是本发明辐照保护单元的俯视结构示意图。

图中：1、电子束；2、废水周转箱；3、喷嘴；4、扫描钛窗；5、屏蔽体；6、扫面窗口；7、辐照保护单元；8、水幕；9、抽水管道；10、流量控制器；11、可控水泵；12、喷嘴控制机构；13、冷却风道；14、冷却风嘴；15、弧形导风板；16、收集管道；17、工业废水池；18、收集池；19、电子加速器；31、喷嘴主体；32、喷嘴下唇；33、喷嘴上唇；71、保护膜保持框；72、保护膜；121、蜗杆减速器；122、驱动装置；123、转向器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图2所示一种辐照工业废水用控制处理系统，该系统包括

电子加速器19，用于对工业废水进行辐照处理；

扫描钛窗4，为电子加速器19电子束1扫描引出系统的一部分，其上安装有钛箔，电子束1透过钛箔后作用到被辐照物品上；

废水周转单元，用于接收并收集被辐照后的工业废水；

自屏蔽体5，设置于扫描钛窗4以及废水周转单元外侧；

前置输水单元，用于收集工业废水并将工业废水输送至废水周转单元；

后置收集单元，用于收集从废水周转单元输出的工业废水；

喷射单元，用于将工业废水以某一厚度和流速的水幕8形式喷射出并被电子加速器产生的电子束1进行辐射照射；

辐照保护单元7，位于废水周转单元与喷射单元之间用于防止工业废水溅射对电子加速器19上重要零部件尤其是扫描钛窗4上钛箔的腐蚀；

工业废水通过前置输水单元进行收集后通过抽水管道9输送至喷射单元，喷射单元将工业废水喷射成一定厚度以及一定宽度的水幕8，此时电子加速器19产生的电子束1通过扫描钛窗4与辐照保护单元照射在水幕8上，废水周转单元接收到被辐照过的工业废水并输送至后置收集单元进行后序处理。

如图2和图3所示废水周转单元包括废水周转箱2、位于废水周转箱2上方的扫描窗口6以及与后置收集单元连通的出水口；辐照保护单元包括位于扫描窗口6的保护膜保持框71以及固定于保护膜保持框71内的保护膜72（如图7所示）；保护膜72采用钛箔或者耐辐射的隔离膜，钛箔的厚度控制在0.02mm～0.05mm；隔离膜采用聚酰亚胺材料制作而成，其厚度控制在0.05mm～0.15mm。

前置输水单元包括用于收集工业废水的工业废水池17以及位于工业废水池17底部的输水口，输水口通过抽水管道9与喷射单元连通，同时在抽水管道9上设置可控水泵11以及流量控制器10用于控制工业废水的流速以及流量。该系统还包括一控制单元，控制单元与可控水泵11以及流量控制器10连接，实现自动控制，可以根据电子加速器19的辐照能量、束流大小控制工业废水的流速以及流量，提高工业废水的处理效果。

在使用过程中，可控水泵11、流量控制器10、抽水管道9以及喷嘴3组成喷射单元，喷嘴3喷射出的水幕8大小可调节，其可调节结构通过改变喷嘴3的大小并通过控制单元同时对可控水泵11、流量控制器10进行调整控制达到喷射的水幕8长度、厚度以及速度达到所需要求。可调式喷嘴的结构可以有多种方式，增加喷嘴3的宽度、长度或者改变喷嘴的外形等；如图4、图5与图6所示本发明采用改变喷嘴3的宽度，其结构包括喷嘴主体31、固定在喷嘴主体31上的喷嘴下唇32以及位于喷嘴下唇32上方的喷嘴上唇33，喷嘴上唇33通过喷嘴控制机构12实现喷嘴上唇33的上下运动；喷嘴控制机构12包括设置在喷嘴主体31上的蜗杆减速器121，蜗杆减速器121连接于喷嘴上唇33并保证喷嘴上唇33上下运动，蜗杆减速器121可以通过驱动装置122直接驱动，同时驱动装置122通过控制单元进行控制；控制单元通过控制可控水泵11、流量控制器10以及驱动装置122，实现对工业废水的精确控制，本发明设计喷嘴上唇33与喷嘴下唇32之间可调节的范围在1mm～10mm，保证电子加速器19的能量范围处于500kV～3.0MeV之间均可以适用。

为了保证喷嘴上唇33能够平稳运动，如图5所示本发明采用2个蜗杆减速器121位于喷嘴上唇33两端部，并在2个蜗杆减速器121之间的中间位置设置转向器123，转向器123接收到驱动装置122的驱动力进行转向并给2个蜗杆减速器121提供动力。驱动装置122可以采用步进电机、伺服电机、变频电机等可控电机。

后置收集单元包括收集池18以及与废水周转箱2连通的废水收集口，废水收集口通过收集管道16与废水周转箱2连通；后置收集单元可以用于收集多个废水周转箱2的工业废水；收集池18根据需要可以是多个；在使用的时候，根据收集池18的容量，可以1个收集池18对应多个废水周转箱2工作，也可以是多个收集池18对应多个废水周转箱2。

辐照保护单元7中的保护膜保持框71由安装上框及安装下框组成，保护膜72固定在安装上框及安装下框之间。安装上框及安装下框可以直接由螺栓进行固定，也可以由卡扣组件快速固定，主要目的能够将保护膜72快速固定在保护膜保持框71内，节省时间以及提高效率。

基于上述系统结构，在使用中，扫描钛窗4上的钛箔以及保护膜保持框71的保护膜72由于电子束1的辐射会发热，为了能够给其迅速降温，在扫描钛窗4与保护膜72之间通过冷却装置进行冷却，如图2和图3所示冷却装置包括冷却风道13、位于扫描钛窗4与保护膜72一侧的冷却风嘴14，冷却风嘴14直接将冷风吹在扫描钛窗4的钛箔以及保护膜72上；同时在扫描钛窗4与保护膜72另一侧设置弧形导风板15；冷风从冷却风道13通过冷却风嘴14吹在扫描钛窗4上的钛箔上，之后经过弧形导风板15导流到保护膜保持框71内的保护膜72上对其冷却，能够延长钛箔以及保护膜72的使用寿命。

该系统的控制单元可以与生产主控制系统进行匹配后集中控制；生产主控制系统可以根据当前电子加速器19运行的能量、束流大小来发送指令控制可变口径的喷嘴3来调节出水口的大小，从而控制喷射的水幕8的厚度，控制可控水泵11调节喷嘴3出水流速，从而实现辐照废水处理时的水幕8厚度、流速跟随电子束1能量、束流的变化而调节，保证废水辐照处理的剂量吸收的一致性。

综上，本发明可以与各种类型以及可变能量段的电子加速器19配套使用，具有废水输送水幕8的厚度、流速可随电子束能量、束流同步调节，辐照废水吸收剂量一致性好，对辐照室内器件的腐蚀小，同时具有能够延长电子加速器19的钛箔以及保护膜72使用寿命等优点。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种辐照工业废水用控制处理系统，包括用于对工业废水进行辐照处理的电子加速器（19）、电子加速器（19）上的扫描钛窗（4）以及用于接收被辐照后工业废水的废水周转单元，所述的扫描钛窗（4）以及废水周转单元放置在防止辐照剂量泄漏的自屏蔽体（5）内，其特征在于，该系统还包括，

前置输水单元，用于收集工业废水并将工业废水输送至废水周转单元；

后置收集单元，用于收集从废水周转单元输出的工业废水；

喷射单元，用于将工业废水喷射出并形成被电子束（1）辐射的水幕（8）；

辐照保护单元（7），位于废水周转单元与喷射单元之间用于防止工业废水的溅射对电子加速器（19）上重要零部件的腐蚀；

所述的废水周转单元包括废水周转箱（2）、位于废水周转箱上方的扫描窗口（6）以及与后置收集单元连通的出水口；所述的辐照保护单元（7）包括位于扫描窗口（6）的保护膜保持框（71）以及固定于保护膜保持框（71）内的保护膜（72）；所述的喷射单元喷射的水幕（8）位于保护膜（72）下方，所述的扫描钛窗（4）位于保护膜（72）的上方。

2.根据权利要求1所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的保护膜保持框（71）包括安装下框以及安装上框，所述的保护膜（72）设置在安装下框与安装上框之间。

3.根据权利要求1所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的喷射单元包括接收前置输水单元输出废水的抽水管道（9）、安装于抽水管道（9）上的喷嘴（3）、安装于抽水管道（9）上的流量控制器（10）、安装于抽水管道（9）上的可控水泵（11）以及用于废水流量控制的控制单元。

4.根据权利要求3所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的喷嘴（3）为大小可调节式喷嘴并通过喷嘴控制机构（12）进行控制调节，所述的喷嘴控制机构（12）通过控制单元实现自动调节。

5.根据权利要求4所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的喷嘴（3）包括喷嘴主体（31）、设置在喷嘴主体（31）上的喷嘴下唇（32）以及位于喷嘴下唇（32）上方并可以上下活动的喷嘴上唇（33），在所述的喷嘴主体（31）上设置蜗杆减速器（121），所述的蜗杆减速器（121）连接于喷嘴上唇（33）保证喷嘴上唇（33）上下运动，所述的蜗杆减速器（121）通过驱动装置（122）进行驱动，所述的驱动装置（122）通过控制单元进行控制。

6.根据权利要求5所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的蜗杆减速器（121）与驱动装置（121）之间通过转向器（123）将驱动力转向后传递给蜗杆减速器（121）。

7.根据权利要求5所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的驱动装置（122）为步进电机或伺服电机或变频电机。

8.根据权利要求1所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的保护膜（72）采用钛箔或者耐辐射的隔离膜。

9.根据权利要求1所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，在所述的扫描钛窗（4）与保护膜（72）之间通过冷却装置进行冷却。

10.根据权利要求9所述的辐照工业废水用控制处理系统，其特征在于，所述的冷却装置包括冷却风道（13）、位于扫描钛窗（4）与保护膜（72）一侧的冷却风嘴（14）以及位于扫描钛窗（4）与保护膜（72）另一侧的弧形导风板（15）。