CN115326971A - 放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于放射性废物处理技术领域，具体涉及一种放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统。针对重整尾气的分析检测难点，系统主要配备缓冲罐、电磁阀、辅助加热设备、金属烧结滤芯、真空泵等装置，系统包括无机物检测支路和有机物检测支路，在无机物检测支路上配置预处理器和烟气分析仪，在有机物检测支路上配置缓冲罐和气相色谱仪，确保了高沸点大分子有机物通过进样管路和定量环进入色谱柱，不产生冷凝物堵塞管路，及尾气脱水除尘保护设备使用寿命，准确定标尾气等体积、等比例进入气相色谱仪中进行检测。通过本系统，满足放射性废物处理设施高温放射性气态物质成分在线检测和分析要求，有效的解决蒸汽重整尾气成分检测研究中遇到的难题。

Description

放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统
技术领域
本发明属于放射性废物处理技术领域，具体涉及一种放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统。
背景技术
蒸汽重整(steam reforming)，也称作水蒸气转化、蒸汽重组，是一种从烃类(如天然气)中生产氢、一氧化碳或其他产物的方法。该过程是在称为重整炉或重整反应器的装置中，令蒸汽在高温下与有机物反应而实现。非核领域蒸汽重整技术最早应用于石脑油制氢工艺中，已有多年的工程化应用历史。
在放射性废物处理领域，放射性废油缺乏安全、有效的处理处置技术。蒸汽重整技术利用高温蒸汽与有机废油产生重整反应，将有机废油中的高分子聚合物重整为小分子可燃气体，同时将其内部的放射性核素进行矿化包容。由于高温的重整尾气中含有大量水蒸汽和小分子有机物、少量的粉尘颗粒和高沸点的大分子有机物，常见的尾气分析仪器无法直接、准确快速地对尾气成分进行测量，并且常规的降温和除尘手段严重影响尾气成分的检测结果。
发明内容
针对重整尾气的分析检测难点，本发明提出一种放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，目的在于通过本系统，满足放射性废物处理设施高温放射性气态物质成分在线检测和分析要求，有效的解决蒸汽重整尾气成分检测研究中遇到的难题。
为达到上述发明目的，本发明通过下述技术方案实现：
放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，包括无机物检测支路和有机物检测支路，所述无机物检测支路的管路进样口接入重整反应器，之后依次串接预处理器和烟气分析仪；所述有机物检测支路的管路进样口接入重整反应器，之后依次串接缓冲罐和气相色谱仪，且所述缓冲罐之前的管路上套设有加热保温层。其中，加热保温层减少有机物的冷凝、有机废液的生成，缓冲罐减少水蒸气对尾气分析的影响，烟气预处理器降温除水、过滤除尘、泵抽吸气，适配烟气分析仪对无机气体的检测，本方案能够满足于核设施放射性废物处理中高温工况下放射性气态物质成分在线检测和分析的需求。
作为优选方案，系统还包括真空泵，所述真空泵串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述气相色谱仪后端。
作为优选方案，所述无机物检测支路和所述有机物检测支路通过Y型阀与重整反应器接通。
作为优选方案，系统还包括初级过滤器，在Y型阀中安装金属过滤网作为初级过滤器，除去尾气中的粉尘颗粒。
作为优选方案，系统还包括二级过滤器，在所述气相色谱仪前端进样管路中安装金属烧结滤芯作为二级过滤器，进一步除去尾气中的粉尘颗粒。
作为优选方案，系统还包括阀1，所述阀1串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述缓冲罐前端。
作为优选方案，系统还包括阀2，所述阀2串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述缓冲罐与所述气相色谱仪之间。
作为优选方案，系统还包括阀3，所述阀3串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述气相色谱仪与所述真空泵之间。
作为优选方案，系统还包括阀4，所述阀4串接在所述无机物检测支路的管路上，且位于所述预处理器前端。
作为优选方案，所述阀1、阀2、阀3或阀4为电磁阀。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明提出的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，确保了高沸点大分子有机物通过进样管路和定量环进入色谱柱，不产生冷凝物堵塞管路，及尾气脱水除尘保护设备使用寿命，准确定标尾气等体积、等比例进入气相色谱仪中进行检测，实现了高温工况下重整尾气的检测和分析。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1是实施例蒸汽重整尾气分析系统组成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作的原理和特征等做进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明保护范围的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书的描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“高”、“低”“内”、“外”、“中心”、“长度”、“周侧”、“周向”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保护范围的限制。
在本说明书的描述中，“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。
本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。
本说明书中使用了流程图或文字来说明根据本申请的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本申请实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
由于高温的重整尾气中含有大量水蒸汽和小分子有机物、少量的粉尘颗粒和高沸点的大分子有机物，常见的尾气分析仪器无法直接、准确快速地对尾气成分进行测量，并且常规的降温和除尘手段严重影响尾气成分的检测结果。针对重整尾气的分析检测难点，本发明提出一种放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，目的在于通过本系统，满足放射性废物处理设施高温放射性气态物质成分在线检测和分析要求，有效的解决蒸汽重整尾气成分检测研究中遇到的难题。为达到上述发明目的，本发明通过下述具体实施例实现：
实施例
本实施例提供一种放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，使用缓冲罐、电磁阀、辅助加热设备、金属烧结滤芯、真空泵等装置，自主设计了一套适用于重整尾气的检测分析系统，主要应用于核设施放射性废物处理中高温工况下放射性气态物质成分在线检测和分析。
具体地，如图1所示，包括无机物检测支路和有机物检测支路，所述无机物检测支路的管路进样口接入重整反应器，之后依次串接预处理器和烟气分析仪；所述有机物检测支路的管路进样口接入重整反应器，之后依次串接缓冲罐和气相色谱仪，且所述缓冲罐之前的管路上套设有加热保温层。
作为一种可选择的实施方式，如图1所示，系统还包括真空泵，所述真空泵串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述气相色谱仪后端。
作为一种可选择的实施方式，所述无机物检测支路和所述有机物检测支路通过Y型阀与重整反应器接通。系统还包括初级过滤器，在Y型阀中安装金属过滤网作为初级过滤器。系统还包括二级过滤器，在所述气相色谱仪前端进样管路中安装金属烧结滤芯作为二级过滤器。
作为一种可选择的实施方式，如图1所示，系统还包括阀1，所述阀1串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述缓冲罐前端。系统还包括阀2，所述阀2串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述缓冲罐与所述气相色谱仪之间。系统还包括阀3，所述阀3串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述气相色谱仪与所述真空泵之间。系统还包括阀4，所述阀4串接在所述无机物检测支路的管路上，且位于所述预处理器前端。所述阀1、阀2、阀3或阀4为电磁阀。
本实施例的作用原理及具体实施方式见下：
1)采用管路安装加热保温层(电加热和保温棉保温)的联合方法，确保管路内尾气温度在200℃，最大可能地减少有机物的冷凝、有机废液的生成；
2)采用缓冲罐保温和稀释的方法，减少水蒸气对尾气分析的影响；
3)设置两级过滤装置，除去尾气中的粉尘颗粒。初级过滤在尾气出口Y型阀安装金属过滤网，二级过滤在气相色谱仪前端进样管路安装金属烧结滤芯；
4)设置缓冲罐，其作用等同于气闸，适配色谱仪的负压检测需要；
5)采用烟气预处理器降温除水、过滤除尘、泵抽吸气，适配烟气分析仪对无机气体的检测。
综上所述，本实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实施例提出的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，针对放射性气态物质在高温工况有一定的含水含尘量状态下，采用了保温方法、减少水分影响的方法、除尘方法、负压检测方法、无机气体检测方法，实现了高温尾气的检测和分析。可以有效解决高温工况下放射性气态物质成分的在线检测和分析，且有效避免水蒸汽和颗粒粉尘对耗材的非正常损坏，减缓了色谱分析仪的老化。确保了高沸点大分子有机物通过进样管路和定量环进入色谱柱，不产生冷凝物堵塞管路，及尾气脱水除尘保护设备使用寿命，准确定标尾气等体积、等比例进入气相色谱仪中进行检测，实现了高温工况下重整尾气的检测和分析。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：包括无机物检测支路和有机物检测支路，所述无机物检测支路的管路进样口接入重整反应器，之后依次串接预处理器和烟气分析仪；所述有机物检测支路的管路进样口接入重整反应器，之后依次串接缓冲罐和气相色谱仪，且所述缓冲罐之前的管路上套设有加热保温层。
2.根据权利要求1所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：系统还包括真空泵，所述真空泵串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述气相色谱仪后端。
3.根据权利要求1所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：所述无机物检测支路和所述有机物检测支路通过Y型阀与重整反应器接通。
4.根据权利要求3所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：系统还包括初级过滤器，在Y型阀中安装金属过滤网作为初级过滤器。
5.根据权利要求4所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：系统还包括二级过滤器，在所述气相色谱仪前端进样管路中安装金属烧结滤芯作为二级过滤器。
6.根据权利要求1所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：系统还包括阀1，所述阀1串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述缓冲罐前端。
7.根据权利要求1所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：系统还包括阀2，所述阀2串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述缓冲罐与所述气相色谱仪之间。
8.根据权利要求2所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：系统还包括阀3，所述阀3串接在所述有机物检测支路的管路上，且位于所述气相色谱仪与所述真空泵之间。
9.根据权利要求1所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：系统还包括阀4，所述阀4串接在所述无机物检测支路的管路上，且位于所述预处理器前端。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统，其特征在于：所述阀1、阀2、阀3或阀4为电磁阀。
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