CN112057944A - 一种烧结金属过滤器的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及过滤器清洗技术领域，尤其涉及一种烧结金属过滤器的清洗方法。所述清洗方法包括以下步骤：将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡；然后采用第二硝酸溶液由内向外对浸泡后的烧结金属过滤器进行冲洗；将冲洗后的烧结金属过滤器进行超声清洗，最后进行干燥。本发明将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡，第一硝酸溶液可以将热解灰溶解，具有较理想的去污效果；之后由内向外进行冲洗，进一步清除热解灰；再利用超声清洗的超声波震荡来更好的去除过滤器中堵塞的热解灰。实施例的结果表明，经本发明的清洗方法对烧结金属过滤器进行清洗后，符合GB 12711‑2018低、中水平放射性固体废物标准的要求。
Description
技术领域
本发明涉及过滤器清洗技术领域，尤其涉及一种烧结金属过滤器的清洗方法。
背景技术
在核工业核燃料循环后处理过程中会产生有机废液，对有机废液的处理目前国内、外较成熟的方法是热解焚烧法。烧结金属过滤器是一种由金属粉末或金属纤维经高温烧结而成的多微孔过滤器，主要使用在低放有机废液热解焚烧处理工程中，其主要功能是对热解炉产生的热解气和热解灰(粒径0.1μm)进行气固分离。如图1和图2所示，烧结金属过滤器的滤芯为一端封闭一端开口的圆筒状，热解灰被烧结金属过滤器阻拦在热解炉内，热解气经过烧结金属过滤器过滤后进入下一工序处理。在运行过程中，随着烧结金属过滤器附着的热解灰的增加，导致其压差不断升高，达到上限值时，只能更换报废，不利于降低生产成本，且增加了放射性二次废物的产生。
一般的清洗方法有加热法和化学清洗法。所谓加热法，是将堵塞的过滤器放于台式电阻加热炉中升温，将堵在过滤器微孔内的物质碳化，然后用压缩空气吹出。但是在上述工艺流程中，需过滤的热解灰已经是高温热解完成后的无机物(主要成分为焦磷酸钙)，无法进行碳化。
而现有的化学清洗法是：先将待清洗的过滤器放入盛有质量浓度为15％的氢氧化钠溶液的沸腾槽中，浸泡1～2h；再将过滤器放入质量浓度为10％硝酸溶液热浴槽中，浸泡5min进行中和；后用洁净的清水进行冲洗，最后将过滤器干燥处理。
以上两种现有清洗方法只适用于针对有机产物的清洗，不适用于烧结金属过滤器上附着的无机物的清洗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烧结金属过滤器的清洗方法，该清洗方法可以将放射性沾污的烧结金属过滤器附着的无机物有效清洗掉，使得烧结金属过滤器能够达到复用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种烧结金属过滤器的清洗方法，包括以下步骤：
将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡；
然后采用第二硝酸溶液由内向外对浸泡后的烧结金属过滤器进行冲洗；
将冲洗后的烧结金属过滤器进行超声清洗，最后进行干燥。
优选的，所述待清洗的烧结金属过滤器为低放有机废液热解焚烧过程中使用的烧结金属过滤器。
优选的，所述第一硝酸溶液和第二硝酸溶液的质量浓度独立为5～10％。
优选的，所述浸泡的温度为常温，所述浸泡的时间为0.5～1h。
优选的，所述冲洗的压力为0.5～0.8MPa，所述冲洗的时间为0.5～3min
优选的，所述超声清洗的频率为20～130kHz，功率根据所选清洗容器大小按照11W/L计算，所用的洗液为水。
优选的，所述超声清洗的时间为10～40min。
优选的，所述干燥的温度为120～150℃。
优选的，所述冲洗的过程包括：将管道的一端连接浸泡后的烧结金属过滤器的开口端，另一端连接酸泵出口，所述酸泵内盛有第二硝酸溶液，将连接有管道的烧结金属过滤器置于耐酸容器内，打开酸泵对浸泡后的烧结金属过滤器由内向外进行冲洗。
优选的，所述管道的两端带有法兰，所述管道与浸泡后的烧结金属过滤器的开口端以及与酸泵的出口端均通过法兰连接。
本发明提供了一种烧结金属过滤器的清洗方法，包括以下步骤：将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡；然后采用第二硝酸溶液由内向外对浸泡后的烧结金属过滤器进行冲洗；将冲洗后的烧结金属过滤器进行超声清洗，最后进行干燥。本发明将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡，第一硝酸溶液可以将热解灰溶解，具有较理想的去污效果；之后由内向外进行冲洗，进一步清除热解灰；再利用超声清洗的超声波震荡来更好的去除过滤器中堵塞的热解灰。
实施例的结果表明，经本发明的清洗方法对烧结金属过滤器进行清洗后，符合GB12711-2018低、中水平放射性固体废物标准的要求。
附图说明
图1为烧结金属过滤器工作示意图；
图2为烧结金属过滤器滤芯结构示意图；
图3为本发明烧结金属过滤器清洗方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种烧结金属过滤器的清洗方法，包括以下步骤：
将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡；
然后采用第二硝酸溶液由内向外对浸泡后的烧结金属过滤器进行冲洗；
将冲洗后的烧结金属过滤器进行超声清洗，最后进行干燥。
本发明将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡。
浸泡前，本发明优选先对待清洗的烧结金属过滤器进行表面污染情况的检测，初步了解待清洗的烧结金属过滤器的表面污染情况。
在本发明中，所述待清洗的烧结金属过滤器为低放有机废液热解焚烧过程中使用的烧结金属过滤器。低放有机废液热解焚烧产生的热解灰主要成分为焦磷酸钙。
在本发明中，所述第一硝酸溶液的质量浓度优选为5～10％，更优选为10％。在本发明中，所述浸泡优选在常温条件下进行；所述浸泡的时间优选为0.5～1h，更优选为40～50min。本发明对所述第一硝酸溶液的用量没有特殊要求，能够将待清洗的烧结金属过滤器完全浸没即可。在本发明的实施例中，具体是在1100×1100×500mm的酸槽中配制500L第一硝酸溶液进行所述浸泡。本发明所述浸泡过程中，热解灰(主要成分为焦磷酸钙)溶于第一硝酸溶液，从烧结金属过滤器上脱离下来，而不会腐蚀烧结金属过滤器。
完成所述浸泡后，本发明采用第二硝酸溶液由内向外对浸泡后的烧结金属过滤器进行冲洗。
在本发明中，所述第二硝酸溶液的质量浓度优选为5～10％，更优选为10％。在本发明中，所述冲洗的压力优选为0.5～0.8MPa，更优选为0.6～0.7MPa；所述冲洗的时间优选为0.5～3min，更优选为2min。本发明利用冲洗将滤芯过滤介质内层的粉尘和在滤芯外壁表面残留的滤饼清洗掉。本发明将冲洗的压力控制在上述范围，有利于滤芯外壁表面的滤饼的脱落，提升反清洗效果。
在本发明中，所述冲洗的过程优选包括：将管道的一端连接浸泡后的烧结金属过滤器的开口端，另一端连接酸泵出口，所述酸泵内盛有第二硝酸溶液，将连接有管道的烧结金属过滤器置于耐酸容器内，打开酸泵对浸泡后的烧结金属过滤器由内向外进行冲洗。
在本发明中，所述管道的两端优选带有法兰，所述管道与浸泡后的烧结金属过滤器的开口端以及与酸泵的出口端均通过法兰连接。本发明通过在管道的两端设置法兰，可实现管道与烧结金属过滤器和酸泵的快速链接和拆卸，使用更加方便。在本发明中，所述管道的材质优选为柔性耐压材质。本发明对所述耐酸容器的体积没有特殊要求，能够容纳冲洗所用的酸液即可。在本发明的实施例中，所述耐酸容器的容积具体为1100×1100×1200mm。
完成所述冲洗后，本发明将冲洗后的烧结金属过滤器进行超声清洗。
在本发明中，所述超声清洗优选在超声清洗机中进行。在本发明中，所述超声清洗的频率优选为20～130kHz，更优选为30～100kHz，进一步优选为40～80kHz；功率优选根据所选清洗容器大小按照11W/L计算，在本发明的实施例中，具体为200W，所用的洗液优选为水。在本发明中，所述超声清洗的时间优选为10～40min，更优选为20～30min。本发明利用超声清洗的超声波震荡来更好的去除过滤器中堵塞的热解灰。
超声清洗后的清洗废液符合水泥固化工艺系统，本发明优选将清洗废液水泥固化后贮存。
完成所述超声清洗后，本发明将超声清洗后的烧结金属过滤器进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为120～150℃，更优选为130～140℃。本发明对所述干燥的时间没有特殊要求，能够实现烧结金属过滤器的干燥即可。
在本发明中，所述干燥的方式优选为电吹风干燥过滤器内外表面，或用电阻加热炉干燥。
完成所述干燥后，本发明优选还包括检测烧结金属过滤器的表面污染情况。若表面污染仍超标，可重复采用本发明的方法进行清洗，直至达标，将达标后的烧结金属过滤器进行重复使用。
在本发明中，热解灰中含有低放射性物质，本发明通过检测放射性污染的情况来确定热解灰的清洗情况。
图3为本发明提供的烧结金属过滤器清洗方法的工艺流程图。如图3所示，本发明先检测待清洗烧结金属过滤器的表面污染情况，然后采用第一硝酸溶液对待清洗烧结金属过滤器进行浸泡，之后采用第二硝酸溶液进行反冲洗(即由内向外冲洗)；再对反冲洗后的烧结金属过滤器进行超声清洗，超声清洗的废液经水泥固化后贮存；将超声清洗后的烧结金属过滤器进行干燥，最后检测表面污染情况，若检测达标，则可实现复用，若不达标，重复本发明的清洗方法，直至达标。
本发明将硝酸浸泡、硝酸反向冲洗和超声清洗相结合，可以将放射性沾污的烧结金属过滤器附着的无机物有效清洗掉，使得烧结金属过滤器能够达到复用。
下面结合实施例对本发明提供的烧结金属过滤器的清洗方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
步骤一、清洗前检测表面剂量率及表面污染
辐射防护人员对待清洗烧结金属过滤器表面剂量率及表面污染情况进行检测；得知该过滤器表面剂量率γ为20msv/h，距表面1m处剂量率γ≤12msv/h，放射性表面污染约为β污染30Bq/cm2，α污染低于检测线。
步骤二、酸浸泡及反清洗
加工一个1100×1100×500mm的酸槽，在槽内配制500L质量浓度为10％的硝酸溶液，将待清洗的过滤器放入盛有10％的硝酸溶液的槽中，浸泡1h；
用管道(柔性耐压材质，两端带法兰)、法兰快速锁紧装置连接待浸泡后的过滤器的开口端和酸泵出口法兰，过滤器放置于一个1100×1100×1200mm耐酸容器内，用酸泵抽取质量浓度10％的纯净硝酸溶液，以0.7MPa的压力从里向外对过滤器进行反向冲洗，冲洗2min后，解开连接。
步骤三、超声波清洗过滤器
酸浸泡且反清洗后的过滤器，继续使用超声波清洗机清洗，超声清洗的功率按照清洗槽的容积大小(L)乘以11W/L计算得出，洗液为水，频率为40kHz，清洗时间为30min，用来去除过滤器的表面污染，清洗后的清洗废液符合水泥固化工艺系统，可将清洗废液水泥固化后贮存。
步骤四、干燥过滤器
用电吹风干燥过滤器内外表面，并用电阻加热炉干燥过滤器(控制加热温度在130℃)。
步骤五、清洗后检测表面剂量率及表面污染
由辐射防护人员对清洗完并干燥后的过滤器表面剂量率及表面污染情况进行检测，并获得以下数据：表面剂量率γ为1.0msv/h，距表面1m处剂量率γ为0.1msv/h，表面污染β为2.8Bq/cm2，α污染低于检测线；符合GB12711-2018低、中水平放射性固体废物标准的要求。
实施例2
步骤一、清洗前检测表面剂量率及表面污染
辐射防护人员对过滤器表面剂量率及表面污染情况进行检测；得知该过滤器表面剂量率γ为20msv/h，距表面1m处剂量率γ≤12msv/h，放射性表面污染约为β污染30Bq/cm2，α污染低于检测线。
步骤二、酸浸泡及反清洗
加工一个1100×1100×500mm的酸槽，在槽内配制500L质量浓度为10％的硝酸溶液，将待清洗的过滤器放入盛有10％的硝酸溶液的槽中，浸泡0.5h；
用管道(柔性耐压材质，两端带法兰)、法兰快速锁紧装置连接待浸泡后的过滤器的开口端和酸泵出口法兰，过滤器放置于一个1100×1100×1200mm耐酸容器内，用酸泵抽取质量浓度10％的纯净硝酸溶液，以0.8MPa的压力从里向外对过滤器进行反向冲洗，冲洗2min后，解开连接。
步骤三、超声波清洗过滤器
酸浸泡且反清洗后的过滤器，继续使用超声波清洗机清洗，超声清洗的功率按照清洗槽的容积大小(L)乘以11W/L计算得出，洗液为水，频率为40kHz，清洗时间为30min，用来去除过滤器的表面污染，清洗后的清洗废液符合水泥固化工艺系统，可将清洗废液水泥固化后贮存。
步骤四、干燥过滤器
用电吹风干燥过滤器内外表面，并用电阻加热炉干燥过滤器(控制加热温度在140℃)。
步骤五、清洗后检测表面剂量率及表面污染
由辐射防护人员对清洗完并干燥后的过滤器表面剂量率及表面污染情况进行检测，并获得以下数据：表面剂量率γ为1.5msv/h，距表面1m处剂量率γ为0.1msv/h，表面污染β为3.3Bq/cm2，α污染低于检测线；符合GB12711-2018低、中水平放射性固体废物标准的要求。
实施例3
步骤一、清洗前检测表面剂量率及表面污染
辐射防护人员对过滤器表面剂量率及表面污染情况进行检测；得知该过滤器表面剂量率γ为20msv/h，距表面1m处剂量率γ≤12msv/h，放射性表面污染约为β污染30Bq/cm2，α污染低于检测线。
步骤二、酸浸泡及反清洗
加工一个1100×1100×500mm的酸槽，在槽内配制500L浓度为10％的硝酸溶液，将待清洗的过滤器放入盛有10％的硝酸溶液的槽中，浸泡1h；
用管道(柔性耐压材质，两端带法兰)、法兰快速锁紧装置连接待浸泡后的过滤器的开口端和酸泵出口法兰，过滤器放置于一个1100×1100×1200mm耐酸容器内，用酸泵抽取质量浓度10％的纯净硝酸溶液，以0.6MPa的压力从里向外对过滤器进行反向冲洗，冲洗2min后，解开连接，更换下一根进行清洗，重复清洗步骤。
步骤三、超声波清洗过滤器
酸浸泡且反清洗后的过滤器，继续使用超声波清洗机清洗，超声清洗的功率按照清洗槽的容积大小(L)乘以11W/L计算得出，洗液为水，频率为80kHz，清洗时间为30min，用来去除过滤器的表面污染，清洗后的清洗废液符合水泥固化工艺系统，可将清洗废液水泥固化后贮存。
步骤四、干燥过滤器
用电吹风干燥过滤器内外表面，并用电阻加热炉干燥过滤器(控制加热温度在150℃)。
步骤五、清洗后检测表面剂量率及表面污染
由辐射防护人员对清洗完并干燥后的过滤器表面剂量率及表面污染情况进行检测，并获得以下数据：表面剂量率γ为1.8msv/h，距表面1m处剂量率γ为0.1msv/h，表面污染β为2.0Bq/cm2，α污染低于检测线；符合GB 12711-2018低、中水平放射性固体废物标准的要求。
由以上实施例可知，采用本发明的清洗方法可以将放射性沾污的烧结金属过滤器附着的无机物有效清洗掉，使得烧结金属过滤器能够达到复用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种烧结金属过滤器的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待清洗的烧结金属过滤器在第一硝酸溶液中进行浸泡；
然后采用第二硝酸溶液由内向外对浸泡后的烧结金属过滤器进行冲洗；
将冲洗后的烧结金属过滤器进行超声清洗，最后进行干燥。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述待清洗的烧结金属过滤器为低放有机废液热解焚烧过程中使用的烧结金属过滤器。
3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一硝酸溶液和第二硝酸溶液的质量浓度独立为5～10％。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述浸泡的温度为常温，所述浸泡的时间为0.5～1h。
5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述冲洗的压力为0.5～0.8MPa，所述冲洗的时间为0.5～3min。
6.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述超声清洗的频率为20～130kHz，功率根据清洗容器大小按照11W/L计算，所用的洗液为水。
7.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述超声清洗的时间为10～40min。
8.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述干燥的温度为120～150℃。
9.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述冲洗的过程包括：将管道的一端连接浸泡后的烧结金属过滤器的开口端，另一端连接酸泵出口，所述酸泵内盛有第二硝酸溶液，将连接有管道的烧结金属过滤器置于耐酸容器内，打开酸泵对浸泡后的烧结金属过滤器由内向外进行冲洗。
10.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，所述管道的两端带有法兰，所述管道与浸泡后的烧结金属过滤器的开口端以及与酸泵的出口端均通过法兰连接。
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- 2020-09-21 CN CN202010993351.2A patent/CN112057944A/zh active Pending
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