CN114678152A - 具有放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置和方法，所述装置包括：炉体、螺旋推进器、链轮、进料管、排料管以及尾气管路。本发明装置的炉体由蒸发浓缩结晶区、干燥区、煅烧区顺序连接组成，炉体倾斜布置，在蒸发浓缩结晶区形成液池，内置螺旋推进器推动形成的结晶颗粒从蒸发浓缩结晶区，依次通过干燥区和煅烧区，从排料管排出，从而实现了对物料进行连续稳定的脱硝处理的目的。同时，采用微波作为能量源，通过微波导管将微波输入炉体，直接对放射性料液进行加热，实现了热量高效传导的目的。
Description
技术领域
本发明涉及核能乏燃料后处理技术领域，具体而言，本发明涉及具有放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置和方法。
背景技术
乏燃料后处理广泛采用PUREX流程，在主流程工艺和辅助流程工艺中会产生大量放射性，尤其是高放射性废液。这些废液中大部分是含有硝酸盐的水相硝酸溶液。由于含有放射性的金属核素，以液体状态贮存，不仅占地空间过大，需要占用昂贵的屏蔽贮存空间，而且容易泄漏，存在严重的安全隐患。从提高安全性和降低贮存费用角度考虑，通常需要将放射性废液进行蒸发浓缩脱硝处理，转变为体积小且易于转运和贮存的固体金属氧化物形式。同时，金属氧化物还可进一步进入玻璃固化流程进行固化处理。
目前，放射性废液尤其是高放射性废液通常采用多步法进行蒸发浓缩脱硝处理，即将蒸发浓缩、结晶干燥、煅烧分解三个步骤分别在不同的设备中完成，是一种批式处理操作。在存在放射性的情况下，这种分步操作方法之间的衔接、转运等均存在较大的安全隐患，同时处理效率不高。另外，目前采用的连续处理设备，可在一个设备中连续完成蒸发浓缩、结晶干燥、煅烧分解三个步骤。但是该类设备采用电阻丝作为外部热源，热量必须通过热传导加热炉体，炉体再作为二次热源以热传导方式加热料液和生成的结晶，为了保证受热均匀，炉体必须不间歇的旋转。这增大了一次热源电阻丝和炉体之间的热阻，同时由于料液不是直接被一次热源加热，二次传导的方式也降低了热量利用效率。更关键的是：由于在高温下操作，旋转的炉体在长时间使用后容易变形而发生破损。对应于上述难题，目前尚缺少可行的连续处理设备。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出具有放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置和方法。本发明装置的炉体由蒸发浓缩结晶区、干燥区、煅烧区顺序连接组成，炉体倾斜布置，在蒸发浓缩结晶区形成液池，内置螺旋推进器推动形成的结晶颗粒从蒸发浓缩结晶区，依次通过干燥区和煅烧区，从排料管排出，从而实现了对物料进行连续稳定的脱硝处理的目的。同时，采用微波作为能量源，通过微波导管将微波输入炉体，直接对放射性料液进行加热，实现了热量高效传导的目的。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置。根据本发明的实施例，该放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置包括：
炉体，所述炉体包括依次相连通的蒸发浓缩结晶区、干燥区和煅烧区，所述蒸发浓缩结晶区的炉体壁上设有第一微波导管，所述干燥区的炉体壁上设有第二微波导管，所述煅烧区的炉体壁上设有第三微波导管，所述第一微波导管、所述第二微波导管和所述第三微波导管各自独立地直接对所述炉体内的放射性物料进行加热；所述炉体相对水平面倾斜设置，且所述煅烧区高于所述蒸发浓缩结晶区；
螺旋推进器，所述螺旋推进器设在所述炉体内，且所述螺旋推进器的两端伸出所述炉体，所述螺旋推进器的靠近所述蒸发浓缩结晶区的一端设有定端轴承座，所述螺旋推进器的靠近所述煅烧区的一端设有动端轴承座，所述定端轴承座和所述动端轴承座分别与所述炉体连接，所述定端轴承座的外侧端口处设有第一密封盖，所述动端轴承座的外侧端口处设有第二密封盖，所述螺旋推进器包括中间螺杆，所述中间螺杆穿出所述第二密封盖；
链轮，所述链轮设在穿出所述第二密封盖的所述中间螺杆上；
进料管，所述进料管设在所述蒸发浓缩结晶区的炉体壁上；
排料管，所述排料管设在所述煅烧区的靠近所述动端轴承座的底部；
尾气管路，所述尾气管路设在所述蒸发浓缩结晶区和所述干燥区的上部。
根据本发明上述实施例的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，炉体由蒸发浓缩结晶区、干燥区、煅烧区顺序连接组成，炉体倾斜布置，在蒸发浓缩结晶区形成液池，内置螺旋推进器推动形成的结晶颗粒从蒸发浓缩结晶区，依次通过干燥区和煅烧区，从排料管排出，从而实现了对物料进行连续稳定的脱硝处理的目的。同时，采用微波作为能量源，通过微波导管将微波输入炉体，直接对放射性料液进行加热，实现了热量高效传导的目的。
另外，根据本发明上述实施例的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述蒸发浓缩结晶区和所述干燥区的上部均呈扇形放大，形成膨胀空间，所述蒸发浓缩结晶区和所述干燥区的下部均为半圆。
在本发明的一些实施例中，所述装置还包括：液位检测器，所述液位检测器设在所述蒸发浓缩结晶区。
在本发明的一些实施例中，所述装置还包括：第一压力传感器，所述第一压力传感器设在所述尾气管路上。
在本发明的一些实施例中，所述装置还包括：第二压力传感器，所述第二压力传感器设在所述煅烧区的炉体壁上。
在本发明的一些实施例中，所述装置还包括：贴片热电阻，所述贴片热电阻设在炉体外壁上。
在本发明的一些实施例中，所述装置还包括：陶瓷炉管，所述陶瓷炉管内嵌在所述煅烧区，所述陶瓷炉管的外径小于所述煅烧区的内径，且所述螺旋推进器穿过所述陶瓷炉管。
在本发明的一些实施例中，所述螺旋推进器的表面设置吸波陶瓷层。
在本发明的一些实施例中，所述装置还包括：卸料管，所述卸料管设在所述蒸发浓缩结晶区的最低处。
在本发明的一些实施例中，所述装置还包括：抽真空单元，所述抽真空单元与所述尾气管路相连。
在本发明的一些实施例中，所述炉体相对水平面的倾斜角度为5-10度。
在本发明的一些实施例中，所述定端轴承座和所述动端轴承座的外部均设有水冷夹套，所述水冷夹套与炉体内部隔绝。
在本发明的一些实施例中，所述定端轴承座上设有与炉体内部连通的第一吹气管路；所述动端轴承座上设有与炉体内部连通的第二吹气管路。
在本发明的一些实施例中，所述动端轴承座的内部设有轴承、压紧环、弹簧和定位环，所述弹簧的一端可拆解地嵌入所述压紧环，所述弹簧的另一端可拆解地嵌入所述定位环，所述定位环设在所述第二密封盖的内侧，所述轴承设在所述压紧环的内侧。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种采用上述实施例的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置对放射性料液进行连续蒸发浓缩脱硝的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)通过进料管将放射性料液输入至蒸发浓缩结晶区，启动第一微波导管，使所述放射性料液蒸发浓缩，形成结晶颗粒；
(2)采用螺旋推进器将所述结晶颗粒推至干燥区，启动第二微波导管，使所述结晶颗粒干燥；
(3)采用所述螺旋推进器将干燥的结晶颗粒推至煅烧区，启动第三微波导管，使所述结晶颗粒分解形成金属氧化物；
(4)采用所述螺旋推进器将所述金属氧化物推进排料管，排出炉体。
根据本发明上述实施例的方法，该方法通过螺旋推进器推动蒸发浓缩结晶区形成的结晶颗粒从蒸发浓缩结晶区依次通过干燥区和煅烧区，从排料管排出，从而实现了对物料进行连续稳定的脱硝处理的目的。同时，采用微波作为能量源，通过微波导管将微波输入炉体，直接对放射性料液进行加热，实现了热量高效传导的目的。
另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述蒸发浓缩结晶区的温度为90～105摄氏度。
在本发明的一些实施例中，所述干燥区的温度为100～120摄氏度。
在本发明的一些实施例中，所述煅烧区的温度为700～800摄氏度。
在本发明的一些实施例中，所述炉体内呈负压状态。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置的主体结构示意图；
图2是根据本发明实施例的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置的内部结构示意图；
图3是根据本发明实施例的动端轴承座端A部分的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的动端轴承座端A部分的拆解示意图；
图5是根据本发明实施例的对放射性料液进行连续蒸发浓缩脱硝方法的流程示意图。
附图标注，1-炉体，2-蒸发浓缩结晶区，3-干燥区，4-煅烧区，5-第一微波导管，6-第二微波导管，7-尾气管路，8-进料管，9-第三微波导管，10-卸料管，11-排料管，12-第一密封盖，13-定端轴承座，14-第一吹气管路，15-第一进水管，16-液位检测器，17-第一出水管，18-贴片热电阻，19-链轮，20-动端轴承座，21-第二进水管，22-第二出水管，23-第二密封盖，24-第一压力传感器，25-第二压力传感器，26-螺旋推进器，27-陶瓷炉管，28-弹簧，29-定位环，30-压紧环，31-第二吹气管路，32-中间螺杆，33-轴承。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，用于对放射性废液(例如100g-硝酸钕/L的硝酸溶液，硝酸浓度为1mol/L)的处理，将放射性废液转变为体积小且易于转运和贮存的固体金属氧化物形式。参考附图1-4，根据本发明的实施例，该放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置包括：炉体1、螺旋推进器26、链轮19、进料管8、排料管11和尾气管路7。
在本发明的实施例中，参考附图1和2，炉体1，所述炉体1包括依次相连通的蒸发浓缩结晶区2、干燥区3和煅烧区4，所述蒸发浓缩结晶区2的炉体壁上设有至少一个第一微波导管5，所述干燥区3的炉体壁上设有至少一个第二微波导管6，所述煅烧区4的炉体壁上设有至少一个(优选两个)第三微波导管9，所述第一微波导管5、所述第二微波导管6和所述第三微波导管9各自独立地直接对所述炉体1内的放射性物料进行加热；所述炉体1相对水平面倾斜设置，且所述煅烧区4高于所述蒸发浓缩结晶区2。由此，在蒸发浓缩结晶区2底部形成液池，蒸发浓缩结晶区2通过第一微波导管5输入微波能量，使放射性料液蒸发浓缩，随着蒸发的进行，液池L中的料液饱和形成硝酸盐结晶颗粒P(结晶水缺少的硝酸钕晶体颗粒)；颗粒P被螺旋推进器26向前推向干燥区3，干燥区3通过第二微波导管6输入微波能量，使结晶颗粒P快速干燥；干燥的结晶颗粒P进一步向前被螺旋推进器26推入煅烧区4，通过第三微波导管9输入微波能量，该微波直接对结晶颗粒P升温，升温至分解温度后，结晶颗粒分解为金属氧化物固体D(氧化钕)，并被螺旋推进器26推进排料管11完成全部操作。
在本发明的实施例中，所述炉体1可以是采用耐腐蚀耐高温金属材料加工形成的无机械连接的一体式耐压外壳。
根据本发明的一个具体实施例，参考附图1和2，所述蒸发浓缩结晶区2和所述干燥区3的上部均呈扇形放大，形成膨胀空间，所述蒸发浓缩结晶区2和所述干燥区3的下部均为半圆，由此，可为煅烧区4煅烧时瞬间产生的大量气体提供安全缓冲空间。需要解释的是，在蒸发浓缩结晶区2和干燥区3的上部设置膨胀空间，而不是在煅烧区4的上部设置膨胀空间主要是从热效率方面考虑的，煅烧区4要求的温度较高，空间太大则需要提供更多的热量才能使温度达标；而煅烧区4与前面的蒸发浓缩结晶区2和干燥区3相通，且蒸发浓缩结晶区2和干燥区3所需温度较低，所以煅烧区4可以利用蒸发浓缩结晶区2和干燥区3上部的膨胀空间，而无需负担太大能量输入。
在本发明的实施例中，炉体1各部分的尺寸并不受特别限制，本领域人员可根据实际需求随意调整，作为一个具体示例，蒸发浓缩结晶区2和干燥区3的炉体1长度均为0.8-1.0米，底部半圆直径为110-130毫米，上部空间呈扇形放大，形成膨胀空间，高度为0.7-0.9米。
根据本发明的再一个具体实施例，参考附图1和2，所述装置还包括：液位检测器16，所述液位检测器16设在所述蒸发浓缩结晶区2，用于实时检测蒸发浓缩结晶区2内部液池L的高度变化。优选地，在蒸发浓缩结晶区2的炉体壁上设有高、中、低3个吹气式液位检测器。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1和2，所述装置还包括：陶瓷炉管27，所述陶瓷炉管27内嵌在所述煅烧区4，所述陶瓷炉管27的外径略小于所述煅烧区4的内径，且所述螺旋推进器26穿过所述陶瓷炉管。第三微波导管9输出的微波可直接穿透陶瓷炉管作用于陶瓷炉管内的结晶颗粒P，且煅烧区4要求温度较高，陶瓷炉管具有耐高温的特性，而炉体1一般采用不锈钢加工形成，不锈钢炉体1的耐热性能较差，由此，在煅烧区4内设置了耐高温的陶瓷炉管。
在本发明的实施例中，所述陶瓷炉管的外径尺寸并不受特别限制，只要略小于所述煅烧区4的内径，使陶瓷炉管能内嵌在所述煅烧区4且能从煅烧区4中抽出即可。所述陶瓷炉管的材料的具体种类也并不受特别限制，作为一个具体示例，可选择氮化硅陶瓷炉管。
根据本发明的又一个具体实施例，所述炉体1相对水平面的倾斜角度为5-10度，由此，将所述炉体1相对水平面的倾斜角度限定在上述范围内，既可形成一定深度的液池，同时又避免了由于倾斜角度过大而导致结晶颗粒难以被螺旋推进器向前推进的问题。
在本发明的实施例中，参考附图1和2，螺旋推进器26，所述螺旋推进器26设在所述炉体1内，且所述螺旋推进器26的两端伸出所述炉体1，所述螺旋推进器26的靠近所述蒸发浓缩结晶区2的一端设有定端轴承座13，所述螺旋推进器26的靠近所述煅烧区4的一端设有动端轴承座20，定端轴承座13和动端轴承座20用于支撑转动的螺旋推进器26，所述定端轴承座13和所述动端轴承座20分别与所述炉体1连接，所述定端轴承座13的外侧端口处设有第一密封盖12，所述动端轴承座20的外侧端口处设有第二密封盖23，所述螺旋推进器26包括中间螺杆32，所述中间螺杆32穿出所述第二密封盖23。螺旋推进器26的作用主要是推动炉体1内的固体物质向排料管11所在方向移动。所述定端轴承座13的外侧端口处设置第一密封盖12的目的是防止炉体1内产生的蒸汽和分解的尾气由该定端轴承座13泄漏，所述定端轴承座13的外侧端口指的是定端轴承座13的远离炉体1的端口。同理，所述动端轴承座20的外侧端口处设置第二密封盖23的目的是防止炉体1内产生的蒸汽和分解的尾气由该动端轴承座20泄漏，所述动端轴承座20的外侧端口指的是动端轴承座20的远离炉体1的端口。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1和2，所述螺旋推进器26是采用耐高温耐腐蚀的金属材料制造而成的，所述螺旋推进器26的表面设置吸波陶瓷层，吸波陶瓷层的材料为氮化硅吸波陶瓷材料，该吸波陶瓷层具有吸收微波导管输出的微波的作用，使螺旋推进器26的温度尽可能的接近与其接触的物料的温度，由此显著降低了结晶颗粒粘接在螺旋推进器26上，形成颗粒粘接层的风险。特别的，在煅烧区，与分解温度(700-800摄氏度)接近的陶瓷层温度可保证粘接在螺旋推进器上的硝酸盐颗粒被直接分解，从而避免粘接层的形成。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1和4，所述定端轴承座13的外部设有水冷夹套，所述水冷夹套与炉体1内部隔绝，与第一进水管15和第一出水管17相连，用于保护内部轴承免受高温损害。同时，所述动端轴承座20的外部设有水冷夹套，所述水冷夹套与炉体1内部隔绝，与第二进水管21、第二出水管22相连，用于保护内部轴承免受高温损害。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1和4，所述定端轴承座13上设有与炉体1内部连通的第一吹气管路14，用于吹入表压大约为50-100kPa的正压空气或其它惰性气体，防止蒸汽和分解的尾气从此第一密封盖12泄漏。同时，所述动端轴承座20上设有与炉体1内部连通的第二吹气管路31，用于吹入表压大约为50-100kPa的正压空气或其它惰性气体，防止蒸汽和分解的尾气从此第二密封盖23泄漏。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图3和4，所述动端轴承座20的内部设有轴承33、压紧环30、弹簧28和定位环29，所述弹簧28的一端可拆解地嵌入所述压紧环30，所述弹簧28的另一端可拆解地嵌入所述定位环29，所述定位环29设在所述第二密封盖23的内侧，所述轴承设在所述压紧环30的内侧。上述弹簧28的作用是为高温导致的炉体1和螺旋推进器26的膨胀伸缩提供自动余量调节，即使发生5厘米的膨胀也不会发生应力破损。通过机械手、天车和特制支撑工具配合，可将链轮19、第二密封盖23、动端轴承座20、弹簧28、压紧环30、轴承33、螺旋推进器26可向链轮19方向依次无障碍抽出，由此可保证在放射性环境下对内构件进行远程拆装。
在本发明的实施例中，参考附图1-4，链轮19，所述链轮19设在穿出所述第二密封盖23的所述中间螺杆上，链轮19通过传动链条与可变频的驱动电机相连，用于驱动螺旋推进器26以设定转速旋转。
在本发明的实施例中，参考附图1和2，进料管8，所述进料管8设在所述蒸发浓缩结晶区2的炉体壁上，通过该进料管8将放射性料液输入至蒸发浓缩结晶区2。
在本发明的实施例中，参考附图1和2，排料管11，所述排料管11设在所述煅烧区4的靠近所述动端轴承座20的底部，采用螺旋推进器26将在煅烧区4分解完成的金属氧化物推进该排料管11，排出炉体1。
在本发明的实施例中，参考附图1和2，尾气管路7，所述尾气管路7设在所述蒸发浓缩结晶区2和所述干燥区3的上部，用于排出放射性料液在蒸发浓缩结晶区2和干燥区3产生的蒸汽以及煅烧区4分解产生的尾气。尾气管路7后续与包含除尘、冷凝和洗涤的尾气处理系统连接。
根据本发明的又一个具体实施例，所述装置还包括：抽真空单元(在图中未示出)，所述抽真空单元与所述尾气管路7相连，用于对与尾气管路7相连的炉体1进行抽真空，使炉体1内部呈负压状态，真空度为-60～-80kPa，配合定端轴承座13上的第一吹气管路和动端轴承座20上的第二吹气管路，可保证没有蒸汽和尾气从两端泄漏。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1和2，所述装置还包括：第一压力传感器24，所述第一压力传感器24设在所述尾气管路7上，用于监测尾气管路7上的压强。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1，所述装置还包括：第二压力传感器25，所述第二压力传感器25设在所述煅烧区4的炉体壁上，用于监测煅烧区4上的压强。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1和2，所述装置还包括：贴片热电阻18，所述贴片热电阻18设在炉体外壁上，用于监测炉体外壁的温度，炉体外壁和炉体内壁存在一定的温差，炉体外壁的温度加上温差就是炉体内壁的温度，因此，贴片热电阻实际也能用于反映炉体内壁的温度。
根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1和2，所述装置还包括：卸料管10，所述卸料管10设在所述蒸发浓缩结晶区2的最低处，用于排出蒸发浓缩结晶区2内没有蒸发完全的液体以及清洗炉体1时产生的液体。
根据本发明上述实施例的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，至少具有以下优点之一：
1)炉体由蒸发浓缩结晶区、干燥区、煅烧区顺序连接组成，炉体倾斜布置，在蒸发浓缩结晶区形成液池，内置螺旋推进器推动形成的结晶颗粒从蒸发浓缩结晶区，依次通过干燥区和煅烧区，从排料管排出，从而实现了对物料进行连续稳定的脱硝处理的目的。
2)采用微波作为能量源，通过微波导管将微波输入炉体，直接对放射性料液进行加热，实现了热量高效传导的目的。
3)在炉体两端设有正压吹气管路，配合炉体内负压操作，可有效防止炉体内的放射性蒸汽和分解尾气泄漏。
4)同时在动端轴承内设置弹簧，能够适应高温导致的膨胀收缩。
5)通过机械手、天车和特制支撑工具配合，所述装置的所有内构件均可单向顺次无障碍抽出，由此可保证在放射性环境下对内构件进行远程拆装。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种采用上述实施例的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置对放射性料液进行连续蒸发浓缩脱硝的方法。根据本发明的实施例，参考附图5，该方法包括：
S100：通过进料管将放射性料液输入至蒸发浓缩结晶区，启动第一微波导管，使所述放射性料液蒸发浓缩，形成结晶颗粒；
在该步骤中，料液F(例如100g-硝酸钕/L+1mol-硝酸/L水相溶液)由进料管连续输入至蒸发浓缩结晶区(例如流量为15L/h)，在蒸发浓缩结晶区底部形成液池，启动第一微波导管，第一微波导管向蒸发浓缩结晶区输入微波能量，控制液池温度在料液蒸发温度以上，实现蒸发浓缩。随着蒸发的进行，液池L中的料液饱和，形成硝酸盐结晶颗粒P(结晶水缺少的硝酸钕晶体颗粒)。作为一种优选的方案，所述蒸发浓缩结晶区的温度为90～105摄氏度。所述炉体内呈负压状态。
S200：采用螺旋推进器将所述结晶颗粒推至干燥区，启动第二微波导管，使所述结晶颗粒干燥；
在该步骤中，颗粒P被螺旋推进器向前推至干燥区，启动第二微波导管，第二微波导管向干燥区输入微波能量，使所述结晶颗粒快速干燥。作为一种优选的方案，所述干燥区的温度为100～120摄氏度。
S300：采用所述螺旋推进器将干燥的结晶颗粒推至煅烧区，启动第三微波导管，使所述结晶颗粒分解形成金属氧化物；
在该步骤中，干燥的结晶颗粒P进一步向前被螺旋推进器推入煅烧区，通过第三微波导管输入微波能量，该微波能量透过陶瓷炉管直接对结晶颗粒P加热至结晶颗粒P的分解温度，在该分解温度下，结晶颗粒P被分解为金属氧化物固体D(氧化钕)。蒸发浓缩结晶区和干燥区产生的蒸汽以及煅烧区分解产生的尾气被抽入尾气管路，形成尾气G并进入后续的尾气处理系统。作为一种优选的方案，所述煅烧区的温度为700～800摄氏度。
S400：采用所述螺旋推进器将所述金属氧化物推进排料管，排出炉体。
根据本发明上述实施例的方法，该方法通过螺旋推进器推动蒸发浓缩结晶区形成的结晶颗粒从蒸发浓缩结晶区依次通过干燥区和煅烧区，从排料管排出，从而实现了对物料进行连续稳定的脱硝处理的目的。同时，采用微波作为能量源，通过微波导管将微波输入炉体，直接对放射性料液进行加热，实现了热量高效传导的目的。
另外，需要说明的是，前文针对放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置所描述的全部特征和优点，同样适用于放射性料液连续蒸发浓缩脱硝方法，在此不再一一赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，包括：
炉体，所述炉体包括依次相连通的蒸发浓缩结晶区、干燥区和煅烧区，所述蒸发浓缩结晶区的炉体壁上设有第一微波导管，所述干燥区的炉体壁上设有第二微波导管，所述煅烧区的炉体壁上设有第三微波导管，所述第一微波导管、所述第二微波导管和所述第三微波导管各自独立地直接对所述炉体内的放射性物料进行加热；所述炉体相对水平面倾斜设置，且所述煅烧区高于所述蒸发浓缩结晶区；
螺旋推进器，所述螺旋推进器设在所述炉体内，且所述螺旋推进器的两端伸出所述炉体，所述螺旋推进器的靠近所述蒸发浓缩结晶区的一端设有定端轴承座，所述螺旋推进器的靠近所述煅烧区的一端设有动端轴承座，所述定端轴承座和所述动端轴承座分别与所述炉体连接，所述定端轴承座的外侧端口处设有第一密封盖，所述动端轴承座的外侧端口处设有第二密封盖，所述螺旋推进器包括中间螺杆，所述中间螺杆穿出所述第二密封盖；
链轮，所述链轮设在穿出所述第二密封盖的所述中间螺杆上；
进料管，所述进料管设在所述蒸发浓缩结晶区的炉体壁上；
排料管，所述排料管设在所述煅烧区的靠近所述动端轴承座的底部；
尾气管路，所述尾气管路设在所述蒸发浓缩结晶区和所述干燥区的上部。
2.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，所述蒸发浓缩结晶区和所述干燥区的上部均呈扇形放大，形成膨胀空间，所述蒸发浓缩结晶区和所述干燥区的下部均为半圆。
3.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，还包括：液位检测器，所述液位检测器设在所述蒸发浓缩结晶区；
任选地，还包括：第一压力传感器，所述第一压力传感器设在所述尾气管路上；
任选地，还包括：第二压力传感器，所述第二压力传感器设在所述煅烧区的炉体壁上；
任选地，还包括：贴片热电阻，所述贴片热电阻设在炉体外壁上。
4.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，还包括：陶瓷炉管，所述陶瓷炉管内嵌在所述煅烧区，所述陶瓷炉管的外径小于所述煅烧区的内径，且所述螺旋推进器穿过所述陶瓷炉管；
任选地，所述螺旋推进器的表面设置吸波陶瓷层。
5.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，还包括：卸料管，所述卸料管设在所述蒸发浓缩结晶区的最低处；
任选地，还包括：抽真空单元，所述抽真空单元与所述尾气管路相连；
任选地，所述炉体相对水平面的倾斜角度为5-10度。
6.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，所述定端轴承座和所述动端轴承座的外部均设有水冷夹套，所述水冷夹套与炉体内部隔绝。
7.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，所述定端轴承座上设有与炉体内部连通的第一吹气管路；所述动端轴承座上设有与炉体内部连通的第二吹气管路。
8.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，所述动端轴承座的内部设有轴承、压紧环、弹簧和定位环，所述弹簧的一端可拆解地嵌入所述压紧环，所述弹簧的另一端可拆解地嵌入所述定位环，所述定位环设在所述第二密封盖的内侧，所述轴承设在所述压紧环的内侧。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置对放射性料液进行连续蒸发浓缩脱硝的方法，其特征在于，包括：
(1)通过进料管将放射性料液输入至蒸发浓缩结晶区，启动第一微波导管，使所述放射性料液蒸发浓缩，形成结晶颗粒；
(2)采用螺旋推进器将所述结晶颗粒推至干燥区，启动第二微波导管，使所述结晶颗粒干燥；
(3)采用所述螺旋推进器将干燥的结晶颗粒推至煅烧区，启动第三微波导管，使所述结晶颗粒分解形成金属氧化物；
(4)采用所述螺旋推进器将所述金属氧化物推进排料管，排出炉体。
10.根据权利要求1所述的放射性料液连续蒸发浓缩脱硝装置，其特征在于，所述蒸发浓缩结晶区的温度为90～105摄氏度；
任选地，所述干燥区的温度为100～120摄氏度；
任选地，所述煅烧区的温度为700～800摄氏度；
任选地，所述炉体内呈负压状态。
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