CN108269637A - 一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置 - Google Patents

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胡凤岐
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张国宝
李林艳
陈晓彤
贺林峰
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Abstract

本发明属于高温气冷堆核燃料元件生产技术领域，具体涉及一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置。该装置包括废液储槽，与废液储槽的入口连接的废液供应系统，与废液储槽的出口连接的蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统；本发明将含有机物的废液先进行蒸氨，废气经降膜吸收塔淋洗，得到的氨水吸收液可以在其它工艺重复使用，蒸氨后的废液加入絮凝剂，沉降过滤后的滤液经活性炭吸附，出去其中的有机物，并降低滤液中的铀含量，得到满足硅胶吸附的废液。有效的解决了废液PH高、铀含量高、有机物含量高导致的硅胶柱无法正常吸附处理此类废液的问题。

Description

一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置
技术领域
本发明属于高温气冷堆核燃料元件生产技术领域，具体涉及一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置。
背景技术
传统的硝酸铀酰制备重铀酸铵工艺，直接使用氨水沉淀，产生的废液经过滤后可直接进行硅胶吸附。高温气冷堆示范工程燃料元件在UO2核芯的制备过程中，在煮胶、配胶工艺要引入尿素、聚乙烯醇和四氢糠醇等有机物，在陈化、洗涤等工艺过程产生会产生含有上述有机物的废液，废液pH一般在12以上，铀浓度在30～70mg/L之间。该溶液具有碱性高、铀浓度低且含有一定量的水溶性有机物等特点。
有机物废液如果按照传统废液处理方法，直接采用硅胶废水处理系统进行处理，将会导致硅胶迅速失效，失去处理能力。高温气冷堆核燃料元件生产领域中，实验室阶段在生产过程中将产生的废液减容后使用专用容器储存，未进行进一步处理。而在工业化生产过程中，随着生产的进行，使用专用容器储存废液无法满足与日俱增的废液，大量积攒的废液会迫使生产中断。因此，含有机物废液处理工艺在高温气冷堆核燃料元件生产中显得尤为重要，是球形元件制造过程中废液处理的重要工艺之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，以解决上述问题。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，该装置包括废液储槽，与废液储槽的入口连接的废液供应系统，与废液储槽的出口连接的蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统；
所述的蒸氨回收系统包括蒸氨槽、磁力泵二、降膜吸收塔、吸收液储槽、离心泵五、水喷射机组；
其中，废液储槽的出口与离心泵一的进口相连，离心泵一的出口与蒸氨槽的进口相连，通过离心泵一将废液储槽的废液输送到蒸氨槽；
蒸氨槽的废液出口与离心泵二的进口相连，离心泵二的出口与絮凝沉降槽的进口相连，通过离心泵二将蒸氨槽的废液输送到絮凝沉降槽；
蒸氨槽的尾气出口与降膜吸收塔的尾气进口相连，降膜吸收塔的出口与吸收液储槽的进口相连，吸收液储槽的出口与离心泵五相连，离心泵五的出口与降膜吸收塔的喷淋口相连，通过离心泵五将吸收液储槽中的吸收液输送到降膜吸收塔；吸收液储槽的尾气出口与水喷射机组的尾气进口相连，将吸收液储槽的尾气在水喷射机组中进行洗涤；
所述的絮凝过滤系统包括絮凝沉降槽、絮凝剂配制槽、工作箱、平板过滤器、扬液器；
其中，絮凝沉降槽的絮凝剂进口与絮凝剂配制槽的出口相连，絮凝沉降槽的出口与平板过滤器的进口相连，平板过滤器的出口与扬液器的进口相连，扬液器的不合格滤液出口与絮凝沉降槽的进口相连，扬液器的合格滤液出口与待吸液储槽的进口相连；
所述的活性炭吸附系统包括待吸液储槽、管道泵、活性炭吸附柱、尾水储槽、离心泵三、解析液储槽、马弗炉；
其中，待吸液储槽的进口与扬液器的出口相连，待吸液储槽的出口与管道泵的进口相连，管道泵的出口与活性炭吸附柱的进口相连，活性炭吸附柱的出口与尾水储槽的进口相连，活性炭吸附柱的出口与解析液储槽的进口相连，尾水储槽的出口与离心泵三的不合格吸附尾水进口相连，离心泵三的出口与待吸液储槽的进口相连，通过离心泵三将尾水储槽中的尾水输送到待吸液储槽；合格的吸附尾水经离心泵三(14)的出口去硅胶吸附系统；
所述的废液储槽的尾气出口、絮凝沉降槽的尾气出口、工作箱的尾气出口、扬液器的尾气出口、待吸液储槽的尾气出口、尾水储槽的尾气出口、解析液储槽的尾气出口、水喷射机组的尾气出口均与局排系统相连。
进一步的，如上所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，所述的蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统之间采用不锈钢管连接。
进一步的，如上所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，所述的蒸氨槽采用外部电热套加热，槽体配有蒸汽加热管道。
进一步的，如上所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，所述的离心泵四采用耐高温离心泵，最高工作温度＞90℃。
进一步的，如上所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，所述的降膜吸收塔的本体采用聚丙烯材质，填料采用聚丙烯颗粒。
进一步的，如上所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，所述的吸收液储槽内吸收液为水。
进一步的，如上所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，所述的活性炭吸附柱本体为不锈钢，柱顶设置一对对称的视镜，上下部各摄者一个人孔，上下部封头处均安装有筛板，下部筛板上配有不锈钢筛网，内部填料为活性炭圆柱颗粒。
进一步的，如上所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，所述的解析液为5％稀硝酸溶液。
本发明技术方案的有益效果在于：
本发明将含有机物的废液先进行蒸氨，废气经降膜吸收塔淋洗，得到的氨水吸收液可以在其它工艺重复使用，蒸氨后的废液加入絮凝剂，沉降过滤后的滤液经活性炭吸附，出去其中的有机物，并降低滤液中的铀含量，得到满足硅胶吸附的废液。此方法有效的解决了废液PH高、铀含量高、有机物含量高导致的硅胶柱无法正常吸附处理此类废液的问题。
本发明装置既能有效的处理含有机物废液，使其满足后续正常废液处理的要求，使得最终的废液满足国家要求的排放标准，有能减少废氨水的产生，有效减少硝酸的使用量，既经济又安全。随着高温气冷堆核燃料元件这种新型核燃料元件的不断发展，这种含有机物废液处理工艺也会得到更广泛的推广和应有。本发明装置保证了废水满足正常硅胶吸附的要求，使得最终的排放尾水达标排放。整个系统工艺流程简单、操作方便、合理可靠。实现对废液中氨、有机物(聚乙烯醇、四氢糠醇和尿素)和金属铀的分离、吸附和循环利用，保证处理后的尾液满足正常废水处理系统的要求。
附图说明
图1为本发明所述的一种高温气冷堆核燃料元件生产线含有机物废液处理装置示意图。
图中：1.废液储槽；2.离心泵一；3.蒸氨槽；4.离心泵二；5.絮凝沉淀槽；6絮凝剂配制槽；7.工作箱；8.平板过滤器；9.扬液器；10.待吸液储槽；11.管道泵；12.活性炭吸附柱；13.尾水储槽；14.离心泵三；15.解析液储槽；16.降膜吸收塔；17.吸收液储槽；18.离心泵五；19.水喷射机组；20.马弗炉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，该装置包括废液储槽1，与废液储槽1的入口连接的废液供应系统，与废液储槽1的出口连接的蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统；蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统之间采用不锈钢管连接；
所述的蒸氨回收系统包括蒸氨槽3、磁力泵二4、降膜吸收塔16、吸收液储槽17、离心泵五18、水喷射机组19；
其中，废液储槽10的出口与离心泵一2的进口相连，离心泵一2的出口与蒸氨槽3的进口相连，通过离心泵一2将废液储槽10的废液输送到蒸氨槽3；
蒸氨槽3的废液出口与离心泵二4的进口相连，离心泵二4的出口与絮凝沉降槽5的进口相连，通过离心泵二4将蒸氨槽3的废液输送到絮凝沉降槽5；蒸氨槽3采用外部电热套加热，槽体配有蒸汽加热管道；离心泵四4采用耐高温离心泵，最高工作温度＞90℃；
蒸氨槽3的尾气出口与降膜吸收塔16的尾气进口相连，降膜吸收塔16的出口与吸收液储槽17的进口相连，吸收液储槽17的出口与离心泵五18相连，离心泵五18的出口与降膜吸收塔16的喷淋口相连，通过离心泵五18将吸收液储槽17中的吸收液输送到降膜吸收塔16；吸收液储槽17的尾气出口与水喷射机组19的尾气进口相连，将吸收液储槽17的尾气在水喷射机组19中进行洗涤；降膜吸收塔16的本体采用聚丙烯材质，填料采用聚丙烯颗粒，吸收液储槽17内吸收液为水。
所述的絮凝过滤系统包括絮凝沉降槽5、絮凝剂配制槽6、工作箱7、平板过滤器8、扬液器9；
其中，絮凝沉降槽5的絮凝剂进口与絮凝剂配制槽6的出口相连，絮凝沉降槽5的出口与平板过滤器8的进口相连，平板过滤器8的出口与扬液器9的进口相连，扬液器9的不合格滤液出口与絮凝沉降槽5的进口相连，扬液器9的合格滤液出口与待吸液储槽10的进口相连；
所述的活性炭吸附系统包括待吸液储槽10、管道泵11、活性炭吸附柱12、尾水储槽13、离心泵三14、解析液储槽15、马弗炉20；
其中，待吸液储槽10的进口与扬液器9的出口相连，待吸液储槽10的出口与管道泵11的进口相连，管道泵11的出口与活性炭吸附柱12的进口相连，活性炭吸附柱12的出口与尾水储槽13的进口相连，活性炭吸附柱12的出口与解析液储槽15的进口相连，尾水储槽13的出口与离心泵三14的不合格吸附尾水进口相连，离心泵三14的出口与待吸液储槽10的进口相连，通过离心泵三14将尾水储槽13中的尾水输送到待吸液储槽10；合格的吸附尾水经离心泵三14的出口去硅胶吸附系统。
活性炭吸附柱12本体为不锈钢，柱顶设置一对对称的视镜，上下部各摄者一个人孔，上下部封头处均安装有筛板，下部筛板上配有不锈钢筛网，内部填料为活性炭圆柱颗粒；
解析液为5％稀硝酸溶液。
所述的废液储槽1的尾气出口、絮凝沉降槽5的尾气出口、工作箱7的尾气出口、扬液器9的尾气出口、待吸液储槽10的尾气出口、尾水储槽13的尾气出口、解析液储槽15的尾气出口、水喷射机组19的尾气出口均与局排系统相连。

Claims (9)

1.一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：
该装置包括废液储槽(1)，与废液储槽(1)的入口连接的废液供应系统，与废液储槽(1)的出口连接的蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统；
所述的蒸氨回收系统包括蒸氨槽(3)、磁力泵二(4)、降膜吸收塔(16)、吸收液储槽(17)、离心泵五(18)、水喷射机组(19)；
其中，废液储槽(1)的出口与离心泵一(2)的进口相连，离心泵一(2)的出口与蒸氨槽(3)的进口相连，通过离心泵一(2)将废液储槽(1)的废液输送到蒸氨槽(3)；
蒸氨槽(3)的废液出口与离心泵二(4)的进口相连，离心泵二(4)的出口与絮凝沉降槽(5)的进口相连，通过离心泵二(4)将蒸氨槽(3)的废液输送到絮凝沉降槽(5)；
蒸氨槽(3)的尾气出口与降膜吸收塔(16)的尾气进口相连，降膜吸收塔(16)的出口与吸收液储槽(17)的进口相连，吸收液储槽(17)的出口与离心泵五(18)相连，离心泵五(18)的出口与降膜吸收塔(16)的喷淋口相连，通过离心泵五(18)将吸收液储槽(17)中的吸收液输送到降膜吸收塔(16)；吸收液储槽(17)的尾气出口与水喷射机组(19)的尾气进口相连，将吸收液储槽(17)的尾气在水喷射机组(19)中进行洗涤；
所述的絮凝过滤系统包括絮凝沉降槽(5)、絮凝剂配制槽(6)、工作箱(7)、平板过滤器(8)、扬液器(9)；
其中，絮凝沉降槽(5)的絮凝剂进口与絮凝剂配制槽(6)的出口相连，絮凝沉降槽(5)的出口与平板过滤器(8)的进口相连，平板过滤器(8)的出口与扬液器(9)的进口相连，扬液器(9)的不合格滤液出口与絮凝沉降槽(5)的进口相连，扬液器(9)的合格滤液出口与待吸液储槽(10)的进口相连；
所述的活性炭吸附系统包括待吸液储槽(10)、管道泵(11)、活性炭吸附柱(12)、尾水储槽(13)、离心泵三(14)、解析液储槽(15)、马弗炉(20)；
其中，待吸液储槽(10)的进口与扬液器(9)的出口相连，待吸液储槽(10)的出口与管道泵(11)的进口相连，管道泵(11)的出口与活性炭吸附柱(12)的进口相连，活性炭吸附柱(12)的出口与尾水储槽(13)的进口相连，活性炭吸附柱(12)的出口与解析液储槽(15)的进口相连，尾水储槽(13)的出口与离心泵三(14)的不合格吸附尾水进口相连，离心泵三(14)的出口与待吸液储槽(10)的进口相连，通过离心泵三(14)将尾水储槽(13)中的尾水输送到待吸液储槽(10)；合格的吸附尾水经离心泵三(14)的出口去硅胶吸附系统；
所述的废液储槽(1)的尾气出口、絮凝沉降槽(5)的尾气出口、工作箱(7)的尾气出口、扬液器(9)的尾气出口、待吸液储槽(10)的尾气出口、尾水储槽(13)的尾气出口、解析液储槽(15)的尾气出口、水喷射机组(19)的尾气出口均与局排系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统之间采用不锈钢管连接。
3.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的蒸氨槽(3)采用外部电热套加热，槽体配有蒸汽加热管道。
4.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的离心泵四(4)采用耐高温离心泵，最高工作温度＞90℃。
5.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的降膜吸收塔(16)的本体采用聚丙烯材质，填料采用聚丙烯颗粒。
6.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的吸收液储槽(17)内吸收液为水。
7.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的活性炭吸附柱(12)本体为不锈钢，柱顶设置一对对称的视镜，上下部各摄者一个人孔，上下部封头处均安装有筛板，下部筛板上配有不锈钢筛网，内部填料为活性炭圆柱颗粒。
8.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的解析液为5％稀硝酸溶液。
9.根据权利要求1所述的一种球形核燃料元件生产线含有机物废液处理装置，其特征在于：所述的蒸氨回收系统、絮凝过滤系统、活性炭吸附系统之间采用不锈钢管连接；
所述的蒸氨槽(3)采用外部电热套加热，槽体配有蒸汽加热管道；
所述的离心泵四(4)采用耐高温离心泵，最高工作温度＞90℃；
所述的降膜吸收塔(16)的本体采用聚丙烯材质，填料采用聚丙烯颗粒；
所述的吸收液储槽(17)内吸收液为水；
所述的活性炭吸附柱(12)本体为不锈钢，柱顶设置一对对称的视镜，上下部各摄者一个人孔，上下部封头处均安装有筛板，下部筛板上配有不锈钢筛网，内部填料为活性炭圆柱颗粒；
所述的解析液为5％稀硝酸溶液。
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