CN109887633A - 一种放射性废油处理方法及装置 - Google Patents

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柳兆峰
赵滢
刘建琴
邓才远
高超
安鸿翔
王宇飞
何小平
万勇
张惠炜
郭喜良
闫晓俊
冯文东
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Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Co Ltd
China Institute for Radiation Protection
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Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Co Ltd
China Institute for Radiation Protection
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Abstract

本发明涉及一种放射性废油处理方法及装置。所述方法包括以下处理工艺：萃取、催化氧化和离子交换；所述任意一种处理工艺可单独实施或与其他处理工艺组合实施。本发明的方法能有效分离废油中放射性核素，降低废油的放射性水平，实现放射性废油的清洁解控和安全管理。

Description

一种放射性废油处理方法及装置
技术领域
本发明属于放射性废物处理处置技术领域，具体涉及一种放射性废油处理方法及装置。
背景技术
核电站运行过程中不可避免地产生放射性废油。放射性废油包括废润滑油、废机油等，通常混合存放在一起。放射性废油一般为低放废物，其中含有的放射性核素主要是少量的Co-60。
核电站放射性废油年产生量不大，但基于本身的易燃易爆及毒性等理化特性，国内现在对其还没有一种安全有效的处理工艺，因此其一直未能得到妥善处理处置，均暂存在核电站专用贮存库等待处理。随着核电站运行，放射性废油存量会增多，对其安全管理的困扰也在增大。
国际上对放射性废油多采用处理后处置的方式，主要有焚烧法(通过燃烧使废油无机化，放射性核素残留在废渣中)、吸附法(利用吸附剂吸收废油后进行处置)和乳化-固化法(将废油乳化处理后进行水泥固化后处置)。上述方法虽然可处理放射性废油，但焚烧法尾气处理难度大，对环境影响较大；吸附法对吸附剂性能要求高，国内没有可以自主生产的高效吸附剂，需从国外引进，处理成本大；乳化-固化法增容大，且乳化剂开发尚不成熟，固化体的性能有待验证，尚未正式用于对放射性废油的处理。
针对核电站放射性废油活度浓度低和存量小的特点，本发明提出采用萃取-氧化老化-过滤-离子交换等组合处理工艺和专用装备将放射性核素从废油中分离出来，实现放射性废油的解控和安全管理。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种放射性废油处理方法及装置，能有效分离废油中放射性核素，降低废油的放射性水平，实现放射性废油的清洁解控和安全管理。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种放射性废油处理方法，所述方法以下处理工艺：萃取、催化氧化和离子交换；
所述任意一种处理工艺可单独实施或与其他处理工艺组合实施。
进一步的，所述萃取具体包括：将放射性废油与去离子水按预设体积比加入萃取容器中，加热至58℃-62℃后静置预设时间，将水相从萃取容器中分离。
进一步的，所述预设体积比为1:1-1:2。
进一步的，所述预设时间为7天。
进一步的，所述催化氧化还包括过滤，
所述过滤具体为：过滤除去防射性废油催化氧化生成的油泥。
还提供一种放射性废油处理的装置，所述装置包括依次连接的萃取单元、催化氧化单元和离子交换单元；
所述任意一种处理单元可单独实施或与其他处理单元组合实施。
进一步的，所述萃取单元具体包括：夹套结构萃取罐和安装在萃取罐上的变频搅拌机构。
进一步的，所述催化氧化单元具体包括：密封的废油氧化罐、布置在废油氧化罐外侧的夹套式导热油加热器和安装废油氧化罐密封盖上的变频搅拌机构。
进一步的，所述催化氧化单元还包括沿废油氧化罐轴向均布的铜棒。
进一步的，所述催化氧化单元还包括过滤单元，所述过滤单元包括输油泵和油过滤器。
本发明的效果在于，采用本发明所述的系统，有以下优点：
1.本发明提供的放射性废油处理方法，主要考虑核电站放射性废油特性，通过包含萃取、催化氧化、过滤和离子交换多级去污工艺处理，有效分离废油中放射性核素，降低费油的放射性水平，实现放射性废油的清洁解控和安全管理。
2.本发明提供的放射性废油处理装置，主要基于上述放射性废油多级去污工艺，包括萃取单元、催化氧化单元、过滤单元和离子交换单元等主要机构，各单元可以单独运行或组合运行。
3.本发明提供的放射性废油处理装置为可移动式废油处理装置，装置布置紧促，可实现在多个核电站基地现场进行放射性废油的安全处理。
附图说明
图1是本发明所述方法一实施例的流程示意图；
图2是本发明所述装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
如图1所示，图1是本发明所述方法一实施例的流程示意图。所述方法包括包括以下处理工艺：萃取、催化氧化和离子交换，所述任意一种处理工艺可单独实施或与其他处理工艺组合实施。所述组合处理工艺的先后顺序不做限定。
所述催化氧化还包括过滤工艺。
在具体实施例中，具体选用哪种工艺或组合工艺，依据废油的种类、其中核素的种类及初始活度浓度来确定。下面举例说明本发明中废油处理方法包括的实施例：
(1)萃取-离子交换；
(2)萃取-催化氧化-过滤；
(3)催化氧化-过滤；
(4)萃取-催化氧化-过滤-离子交换；；
(5)萃取-离子交换-催化氧化-过滤。
需要指出的是，本发明中废油处理方法并不仅限于以上几种。
所述萃取具体包括：将放射性废油与去离子水按预设体积比加入萃取容器中，恒温加热至58℃-62℃后静置预设时间，将水相从萃取容器中分离。
优选的，放射性废油与去离子水按预设体积比为1:1-1:2。
优选的，预设时间为7天。
在一个具体的实施例中，将放射性废油与去离子水按体积比1:1-1:2加入萃取容器中，通过搅拌使废油与去离子水充分混合，并加热至60℃±2℃后静置7天。水相和油相分层后将水相从萃取容器中排出，实现油水分离，达到将放射性核素从废油中分离出来的目的。
催化氧化工艺主要是将放射性废油在一定温度、催化剂和氧化剂作用下快速老化，放射性废油老化生成的油泥浓集放射性核素。
在一个具体的实施例中，将放射性废油转入老化容器，在30cpm转速下对放射性废油持续搅拌扰动，向放射性废油中加入催化剂和氧化剂。优选的，催化剂为纯铜棒/带，氧化剂为空气中氧。在常压下将放射性废油加热至155℃-160℃恒温反应7天，反应结束后将放射性废油排入油泥沉淀槽进行冷却。
过滤工艺为过滤除去防射性废油催化氧化生成的油泥。
在一个具体的实施例中，经催化氧化处理后的放射性废油冷却后由泵输送通过过滤器进行过滤。优选的过滤器为三级过滤器，放射性废油经过逐级过滤，必要时可进行重复过滤。
离子交换工艺是对放射性废油的精处理，实现放射性核素从放射性废油中的充分分离。
在一个具体的实施例中，离子交换工艺为将放射性废油由泵输送通过离子交换柱。
下面以一个具体的应用案例来说明本发明能有效分离废油中放射性核素，降低废油的放射性水平，实现放射性废油的清洁解控和安全管理。
取自某核电基地放射性污染油贮存库(QR厂房)2号储罐的放射性废油52.6L，初始放射性活度浓度约为5.1Bq/g，其中主要放射性核素为Co-60。经放射性废油-去离子水体积比1:1萃取处理后，废油放射性活度浓度降低至0.65Bq/g。继续在155～160℃下催化氧化处理7天以及冷却后过滤，废油放射性活度浓度降低至0.08Bq/g。达到了《可免于辐射监管的物料中放射性核素活度浓度》(GB27742-2011)中规定的相关免管限值要求(0.1Bq/g)。
区别于现有技术特征，本发明提供的一种放射性废油处理方法，能有效分离废油中放射性核素，降低废油的放射性水平，实现放射性废油的清洁解控和安全管理。
参阅图2，图2是本发明所述装置一实施例的结构示意图。一种放射性废油处理的装置100，包括依次连接的萃取单元101、催化氧化单元102和离子交换单元104，所述任意一种处理单元可单独实施或与其他处理单元组合实施。
萃取单元101具体包括：夹套结构萃取罐和安装在萃取罐上的变频搅拌机构。萃取罐的体积可以为200L。其夹套内灌注导热油，可对放射性废油间接恒温加热。
萃取单元101中萃取罐上部留有观察窗、废油注入口、排气口、温度传感器安装口，下部留有排液口和取样口。
所述催化氧化单元102具体包括：密封的废油氧化罐、布置在废油氧化罐外侧的夹套式导热油加热器和安装废油氧化罐密封盖上的变频搅拌机构。
在一个具体实施例中，废油氧化罐的体积可以为100L。
在一个具体实施例中，变频搅拌机构包括变频电机、变频控制器和板式搅拌桨。
所述催化氧化单元102还包括沿废油氧化罐轴向均布的铜棒。所述铜棒用做催化剂。
所述催化氧化单元102还包括监测用的温度传感器和压力传感器及保证装置安全的泄压阀。
所述催化氧化单元102还包括过滤单元103。过滤单元103包括输油泵和油过滤器。具体的，输油泵泵流量包括10L/min和3L/min。具体的，油过滤器的为三级过滤器，其精度依次为20μm、10μm和3μm。
离子交换单元104包括：装有离子交换树脂或分子筛的柱状的吸附容器。
所述放射性废油处理的装置100还包括控制单元105。所述控制单元105用于控制萃取单元101、催化氧化单元102、过滤单元103和离子交换单元104。
区别于现有技术特征，本发明提供的一种放射性废油处理装置，能有效分离废油中放射性核素，降低废油的放射性水平，实现放射性废油的清洁解控和安全管理。
本领域技术人员应该明白，本发明所述的方法和装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种放射性废油处理方法，其特征在于，所述方法包括以下处理工艺：萃取、催化氧化和离子交换；
所述任意一种处理工艺可单独实施或与其他处理工艺组合实施。
2.根据权利要求1所述一种放射性废油处理方法，其特征在于，
所述萃取具体包括：将放射性废油与去离子水按预设体积比加入萃取容器中，加热至58℃-62℃后静置预设时间，将水相从萃取容器中分离。
3.根据权利要求2所述一种放射性废油处理方法，其特征在于，
所述预设体积比为1:1-1:2。
4.根据权利要求2所述一种放射性废油处理方法，其特征在于，
所述预设时间为7天。
5.根据权利要求1所述一种放射性废油处理方法，其特征在于，所述催化氧化还包括过滤，
所述过滤具体为：过滤除去防射性废油催化氧化生成的油泥。
6.一种放射性废油处理的装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的萃取单元、催化氧化单元和离子交换单元；
所述任意一种处理单元可单独实施或与其他处理单元组合实施。
7.根据权利要求6所述一种放射性废油处理的装置，其特征在于，
所述萃取单元具体包括：夹套结构萃取罐和安装在萃取罐上的变频搅拌机构。
8.根据权利要求6所述一种放射性废油处理的装置，其特征在于，
所述催化氧化单元具体包括：密封的废油氧化罐、布置在废油氧化罐外侧的夹套式导热油加热器和安装废油氧化罐密封盖上的变频搅拌机构。
9.根据权利要求8所述一种放射性废油处理的装置，其特征在于，
所述催化氧化单元还包括沿废油氧化罐轴向均布的铜棒。
10.根据权利要求6所述一种放射性废油处理的装置，其特征在于，
所述催化氧化单元还包括过滤单元，所述过滤单元包括输油泵和油过滤器。
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