CN111644034A - 一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法 - Google Patents

一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111644034A
CN111644034A CN202010359770.0A CN202010359770A CN111644034A CN 111644034 A CN111644034 A CN 111644034A CN 202010359770 A CN202010359770 A CN 202010359770A CN 111644034 A CN111644034 A CN 111644034A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tail gas
catalytic combustion
fenton oxidation
waste resin
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010359770.0A
Other languages
English (en)
Inventor
柳兆峰
郭喜良
席亚慧
闫晓俊
薛海龙
安鸿翔
崔安熙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Institute for Radiation Protection
Original Assignee
China Institute for Radiation Protection
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Institute for Radiation Protection filed Critical China Institute for Radiation Protection
Priority to CN202010359770.0A priority Critical patent/CN111644034A/zh
Publication of CN111644034A publication Critical patent/CN111644034A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38—Removing components of undefined structure
    • B01D53/40—Acidic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/02—Treating gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明公开了一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法，所述装置包括水分冷凝单元和催化燃烧单元；所述水分冷凝单元包括冷凝器、冷凝水收集罐、引风机；所述催化燃烧单元包括催化燃烧炉、氧气加载系统；所述催化燃烧炉的外层为加热保温层，内层为燃烧工作室，所述燃烧工作室包括混合预热段和催化燃烧段；尾气经过冷凝器后，冷凝水进入冷凝水收集罐，不凝气通过引风机引入催化燃烧单元。本发明所提供的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法，可以保证废树脂芬顿氧化处理过程的放射性安全和有害气体的排放安全，降低对人体及环境的危害。

Description

一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法
技术领域
本发明涉及放射性废物处理领域，具体涉及一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法。
背景技术
含有机质放射性废树脂的无机化减容处理仍是目前国内放射性废物管理的难点之一，涉及的领域和范围包括核材料生产单位目前暂存废树脂的安全处理、核电厂和材料生产单位已有树脂水泥固化处理系统的升级、未来核设施退役将产生废树脂的安全处理。
目前国内单位产生的废树脂多采用传统水泥固化进行处理，水泥固化具有工艺简单，技术成熟，处理成本低的优点。但用于有机质颗粒状废树脂的处理，水泥固化存在废物增容和固化体长期稳定性的技术瓶颈。芬顿氧化是一种放射性废树脂的无机化减容处理技术，该技术包括两段法工艺，即树脂氧化降解和氧化产生废液的处理。树脂芬顿氧化国外已有实际应用，国内目前已初步掌握了放射性废树脂的关键氧化工艺参数，不同类型核级树脂的氧化分解率可达99％及以上，氧化废液的COD可低于100mg/L。
在废树脂芬顿氧化处理时，反应体系在加热和放热作用下会产生大量由水气和小分子化合物(如CO、CH4、NOx、SO2及苯类等)组成的尾气。这种尾气的安全处理对废树的脂芬顿氧化处理至关重要。目前国内尚未有针对这种尾气处理的方法和工艺。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法，以处理废树脂芬顿氧化过程中产生的废气，保证废树脂芬顿氧化处理过程的放射性安全和有害气体的排放安全，降低对人体及环境的危害。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，所述装置包括水分冷凝单元和催化燃烧单元；
所述水分冷凝单元包括冷凝器、冷凝水收集罐、引风机；
所述催化燃烧单元包括催化燃烧炉、氧气加载系统；
所述催化燃烧炉的外层为加热保温层，内层为燃烧工作室，所述燃烧工作室包括混合预热段和催化燃烧段；
所述氧气加载系统为催化燃烧炉提供恒定流量的氧气；
尾气经过冷凝器后，冷凝水进入冷凝水收集罐，不凝气通过引风机引入催化燃烧单元。
进一步地，所述引风机与催化燃烧炉之间设有不凝气缓冲罐。
进一步地，所述混合预热段内填磁环柱。
进一步地，所述催化燃烧段内填催化剂柱。
进一步地，所述加热保温层包括保温层以及设置在其中的第一加热器和第二加热器；第一加热器和第二加热器分别设置在混合预热段和催化燃烧段的外围，由第一温控器和第二温控器独立控制。
进一步地，所述氧气加载系统包括纯氧钢瓶、减压阀、流量调节阀和流量计。
进一步地，所述冷凝器为列管型换热器。
进一步地所述换热器采用恒定温度的冷水作冷媒。
进一步地，所述冷水由水冷机提供。
本发明还提供了一种利用上述的装置进行的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)废树脂芬顿氧化反应在加热和反应放热作用下产生的水气载带有少量放射性，对其采用冷凝法进行回收：尾气从芬顿反应釜排出后进入为冷凝器进行降温，产生的冷凝水收集在收集罐内；
(2)废树脂芬顿氧化尾气经冷凝回收水分后，尾气中剩余的主要是CO、CH4、NOx、SO2及苯类不凝气体，利用引风机将不凝气体引入碱液吸收罐，吸收不凝气中的微量放射性核素及无机酸性气体；
(3)不凝气流自碱液吸收罐流出后进入催化燃烧单元，进行充分燃烧。
本发明的有益效果在于：
1)本发明针对废树脂氧化废气中水分含量多的特性，提供了采用冷凝回收法处理放射性废树脂芬顿氧化产生的尾气中的水分。
2)本发明针对废树脂氧化废气中含有的CO、CH4、NOx、SO2及苯类等的特性，提供了采用催化燃烧法处理放射性废树脂芬顿氧化产生的尾气中的不凝气，保证废树脂芬顿氧化处理过程的放射性安全和有害气体排放安全。
3)本发明所提供的装置和方法，不受废树脂类型和来源的影响，可实现对各类树脂氧化废气的高效处理；可实现废树脂芬顿氧化废气(二次废物)的安全处理，可直接适用于废树脂芬顿氧化系统，具有明显的经济性、安全性和应用前景。
附图说明
图1为本发明的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置的原理示意图；
图2为本发明的催化燃烧炉的结构示意图；
其中：1-废树脂芬顿氧化反应釜；2-冷凝器；3-冷凝水收集罐；4-催化燃烧炉；5-碱液吸收罐；41-燃烧工作室；42-加热保温层；43-混合预热段；44-第一加热器；45-催化燃烧段；46-第二加热器；47-第一温控器；48-第二温控器；49-金属丝网。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，所述装置包括水分冷凝单元和催化燃烧单元。所述水分冷凝单元包括冷凝器2、冷凝水收集罐3、引风机；所述引风机与催化燃烧炉之间设有碱液吸收罐5。冷凝器为列管型换热器，采用恒定温度的冷水作冷媒，冷水由水冷机提供。
所述催化燃烧单元包括催化燃烧炉4、氧气加载系统，所述氧气加载系统为催化燃烧炉提供恒定流量的氧气，包括纯氧钢瓶、减压阀、流量调节阀和流量计。
所述催化燃烧炉的外层为加热保温层42，内层为燃烧工作室41；所述燃烧工作室41包括混合预热段43和催化燃烧段45；所述混合预热段43内填磁环柱；所述催化燃烧段45内填催化剂柱。催化燃烧段45下方设有金属丝网49；所述金属丝网49用于支撑催化剂柱。所述加热保温层42包括保温层以及设置在其中的第一加热器44和第二加热器46；第一加热器44和第二加热器46分别设置在混合预热段43和催化燃烧段45的外围，由第一温控器47和第二温控器48独立控制。
废树脂芬顿氧化反应釜1内产生的水气载带有少量放射性，对其采用冷凝法进行回收：尾气从芬顿反应釜排出后进入为冷凝器进行降温，产生的冷凝水收集在收集罐内；废树脂芬顿氧化尾气经冷凝回收水分后，尾气中剩余的主要是CO、CH4、NOx、SO2及苯类不凝气体，利用引风机将不凝气体引入碱液吸收罐5，其中的微量放射性核素及无机酸性气体被吸收，然后进入催化燃烧单元，进行充分燃烧后排放。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述装置包括水分冷凝单元和催化燃烧单元；
所述水分冷凝单元包括冷凝器、冷凝水收集罐、引风机；
所述催化燃烧单元包括催化燃烧炉、氧气加载系统；
所述催化燃烧炉的外层为加热保温层，内层为燃烧工作室，所述燃烧工作室包括混合预热段和催化燃烧段；
所述氧气加载系统为催化燃烧炉提供恒定流量的氧气；
尾气经过冷凝器后，冷凝水进入冷凝水收集罐，不凝气通过引风机引入催化燃烧单元。
2.一种如权利要求1所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述引风机与催化燃烧炉之间设有碱液吸收罐。
3.一种如权利要求1所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述混合预热段内填磁环柱。
4.一种如权利要求1所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述催化燃烧段内填催化剂柱。
5.一种如权利要求1所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述加热保温层包括保温层以及设置在其中的第一加热器和第二加热器；第一加热器和第二加热器分别设置在混合预热段和催化燃烧段的外围，由第一温控器和第二温控器独立控制。
6.一种如权利要求1所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述氧气加载系统包括纯氧钢瓶、减压阀、流量调节阀和流量计。
7.一种如权利要求1所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述冷凝器为列管型换热器。
8.一种如权利要求7所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述换热器采用恒定温度的冷水作冷媒。
9.一种如权利要求8所述的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置，其特征在于，所述冷水由水冷机提供。
10.一种利用权利要求1-9任意一项所述的装置进行的放射性废树脂芬顿氧化尾气处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)废树脂芬顿氧化反应在加热和反应放热作用下产生的水气载带有少量放射性，对其采用冷凝法进行回收：尾气从芬顿反应釜排出后进入为冷凝器进行降温，产生的冷凝水收集在收集罐内；
(2)废树脂芬顿氧化尾气经冷凝回收水分后，尾气中剩余的主要是CO、CH4、NOx、SO2及苯类不凝气体，利用引风机将不凝气体引入碱液吸收罐，吸收不凝气中的微量放射性核素及无机酸性气体；
(3)不凝气体自碱液吸收罐流出后进入催化燃烧单元，进行充分燃烧。
CN202010359770.0A 2020-04-30 2020-04-30 一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法 Pending CN111644034A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010359770.0A CN111644034A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010359770.0A CN111644034A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111644034A true CN111644034A (zh) 2020-09-11

Family

ID=72351961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010359770.0A Pending CN111644034A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111644034A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103791507A (zh) * 2014-02-19 2014-05-14 南京工业大学 一种含苯系物废气的催化燃烧处理方法及装置系统
CN106782734A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 青岛天和清原科技有限公司 一种中低放射性废物处理方法
CN106935306A (zh) * 2016-10-13 2017-07-07 中国辐射防护研究院 一种处理放射性废离子交换树脂的装置
CN109215825A (zh) * 2018-10-26 2019-01-15 西南科技大学 一种放射性废离子交换树脂快速降解装置
CN110260343A (zh) * 2019-06-19 2019-09-20 西南化工研究设计院有限公司 一种含VOCs有机废气蓄热催化燃烧的系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103791507A (zh) * 2014-02-19 2014-05-14 南京工业大学 一种含苯系物废气的催化燃烧处理方法及装置系统
CN106935306A (zh) * 2016-10-13 2017-07-07 中国辐射防护研究院 一种处理放射性废离子交换树脂的装置
CN106782734A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 青岛天和清原科技有限公司 一种中低放射性废物处理方法
CN109215825A (zh) * 2018-10-26 2019-01-15 西南科技大学 一种放射性废离子交换树脂快速降解装置
CN110260343A (zh) * 2019-06-19 2019-09-20 西南化工研究设计院有限公司 一种含VOCs有机废气蓄热催化燃烧的系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105565465B (zh) 一种微波诱导负载型活性炭催化过硫酸盐处理邻苯二甲酸酯废水的方法
CN105038822A (zh) 一种污泥的清洁处理方法及装置
CN106653130B (zh) 一种中低放射性废物处理装置
CN105060662A (zh) 一种污泥处理方法和装置
CN106782734B (zh) 一种中低放射性废物处理方法
CN104524957B (zh) 一种放射性碘-131蒸气捕集装置
CN101327936B (zh) 氨气回收双塔蒸馏工艺
CN111644034A (zh) 一种放射性废树脂芬顿氧化尾气处理装置及方法
CN211938413U (zh) 一种分段式热修复有机污染土壤的装置
CN206709040U (zh) 配套于催化裂化装置的高温高压脱硝余热锅炉
CN113354242A (zh) 一种污泥处理系统及处理方法
CN204768616U (zh) 一种带有加热冷却装置的环保型化工反应装置
CN204918477U (zh) 一种污泥的清洁处理装置
CN207330679U (zh) 一种市政污泥无害化处理系统
CN114212961B (zh) 一种污泥微正压碳化控制系统及气体净化方法
CN110437052A (zh) 从酯化废水中回收乙醛制备乙酸的系统及制备方法
CN202954011U (zh) 煤气发生炉酚水处理装置
CN214495750U (zh) 一种用于脱硫脱硝的液氨制备氨水一体化装置
CN206915766U (zh) 一种中温碳化法处理高cod硫酸的装置
CN111617754A (zh) 应用于高浓难降解废水处理中的活性炭原位吸附再生方法
CN206451517U (zh) 一种中低放射性废物处理装置
CN206810058U (zh) 一种hdpe再生料生产废气的净化系统
CN217490342U (zh) 一种二甲基环己胺生产过程中的二甲胺废气再利用系统
CN215196185U (zh) 一种DMO生产系统VOCs治理联合装置
CN202924883U (zh) 利用污泥干化余热对消化处理进泥进行预加热的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination