CN115849674B - 一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高放射性废液玻璃固化处理技术领域，具体涉及一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法。主要包括以下步骤：熔炉供应去离子水；提升熔炉顶部加热回路电流；步骤三：维持气腔温度为固定值；步骤四：高温烘烤尾气管；步骤五、熔炉尾气管清洗准备；步骤六、降低尾气端缝流量；步骤七：熔炉尾气管竖直段清洗；步骤八：熔炉尾气管水平段清洗；步骤九：连续清洗；步骤十：清洗后恢复。本发明能够有效解决熔炉尾气管堵塞严重后清洗效果不佳的问题，有利于更好的清洗掉粘结物质，保证熔炉尾气管继续连续稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于高放射性废液玻璃固化处理技术领域，具体涉及一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法。
背景技术
玻璃固化运行过程中，料液和玻璃由熔炉顶部进料管连续进入熔炉，在冷帽层煅烧蒸发，最终以氧化物的形式与玻璃珠混合熔融。过程产生的尾气主要包括水蒸气以及氮氧化物、硫化物、Cs、Sr等气态和固态放射性流出物容易在尾气管中堆积，造成尾气管堵塞。
熔炉尾气管作为熔炉与尾气处理系统的唯一连接，一旦堵塞严重，使得尾气风机转速升高，尾气处理系统运行压力增大，严重时会造成熔炉负压不稳定或者正压等异常情况，影响熔炉及尾气系统的正常运行。
在熔炉运行过程中，首先采取去离子水定时清洗尾气管或者尾气管压差达到定值增加额外清洗次数的方法，但随着熔炉尾气管的长时间运行或熔炉出现不良工况，熔炉尾气管会出现压差增加过快的现象，此时仅采用去离子水进行清洗的效果不佳，且频繁清洗对整个尾气系统造成较大压力。因此，当熔炉尾气管堵塞到一定程序后，需要调整熔炉尾气管清洗方法或者更换熔炉尾气管，来解决熔炉尾气管继续运行问题。但是更换熔炉尾气管不仅会增加新的高放射性固体废物，且熔炉尾气管造价约200万人民币，成本过高，且危险性极高。
熔炉尾气管的堵塞情况是熔炉连续生产运行的关键。因此，针对熔炉尾气管堵塞情况严重的情况，亟需设计一种熔炉尾气管净化技术，在不更换熔炉尾气管的情况下能够让熔炉尾气管堵塞物被清洗掉，熔炉尾气管继续连续生产运行，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法，有效解决熔炉尾气管堵塞严重后清洗效果不佳的问题，保证熔炉尾气管继续连续稳定运行。
本发明所采取的技术方案为：
一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法，包括以下步骤：
步骤一、熔炉供应去离子水：
熔炉尾气管堵塞的主要原因是废液中的氧化物挥发通过熔炉尾气管时附着在尾气管内部，因此首先需要停止向熔炉继续进废液，将熔炉进料改为进去离子水，通过主控调节去离子水电动调节阀将去离子水流量调节为40-50L/h。去离子水的流量对应废液中的水分含量，与当时供料速率保持一致，减少放射性物质挥发。
步骤二、提升熔炉顶部加热回路电流：
陶瓷电熔炉通过电极通电以玻璃本身为导体进行焦耳加热，陶瓷电熔炉有4对电极对。4对电极对的材料是inconel690材料，上部电极2对，中部电极1对，底部电极1对。由上部2对电极和中部1对电极对玻璃进行加热，底部电极作为出料使用，当玻璃流出时关闭。当熔炉在停止进废液开始进去离子水后，逐步提升上中部电极电流对玻璃进行加热，将玻璃进行融化，将废液中的氧化物充分包容进玻璃中，防止氧化物继续挥发至熔炉尾气管造成堵塞。通过主控将上部电极提升至450A-500A，中部电极提升至650A-700A。熔炉在运行期间功率随着熔炉液位变化，450-500A对应功率为36-38kW，两对上部电极对应功率为72-76kW，1对中部电极650-700A对应功率为51-53kW，总体功率123-129kW。
步骤三、将气腔温度维持在1000℃±20℃：
熔炉气腔与熔炉尾气管直接连接，气腔的空气温度能够对熔炉尾气管进行烘烤，因此需要通过主控调节熔炉上部电极电流与加入去离子水流量，维持熔炉气腔温度在1000±20℃。
步骤四、烘烤尾气管：
气腔温度到达1000±20℃时，维持当前熔炉运行参数，高温烘烤尾气管3～6h。1000±20℃的气腔温度会将熔炉尾气管中的堵塞物硫化物、Cs、Sr等物质烘烤干，减少附着粘度，再加入较大量去离子水清洗后，能够有效将熔炉尾气管中的附着物清洗干净，让熔炉尾气管达到继续使用的状态，熔炉气腔温度在1000±20℃时，会增加整个尾气系统温度和对熔炉顶部组件造成伤害，因此高温烘烤时间不易过长，3-6小时即可。
步骤五、熔炉尾气管清洗准备：
就地调节清洗管线手动阀门，将熔炉尾气管清洗流量调节为3L/min，通过VPC主控室电脑，将熔炉尾气管清洗水体积设置为熔炉尾气管竖直段清洗量15L和水平段清洗量5L每次。
因为去离子水只能每次加入20L，过多会导致湿法系统液位过高，因此通过试验确定，将堵塞较为严重的竖直段调整为15L，相对堵塞情况不严重的水平段调整为5L。同时，熔炉在运行过程中挥发物累计在熔炉尾气管中，主要堵塞在熔炉尾气管竖直段，且湿法除尘器作为熔炉尾气管清洗液接收装置，无法连续接收大量水，因此熔炉尾气管每次清洗量只能设定为20L。
步骤六、降低尾气端缝流量：
清洗水加上尾气端缝一起进入熔炉尾气管会导致熔炉尾气管压差短时间增加，熔炉出现正压现象，放射性物质外泄。为避免在清洗熔炉尾气管时熔炉出现正压，放射性物质外泄，通过主控人员调节气动调节阀将尾气端缝流量调节为75Nm3/h。其中，75Nm3/h端缝流量能够降低尾气系统流量，让熔炉保持负压，放射性物质不外泄。
步骤七、熔炉尾气管竖直段清洗
主控人员点击熔炉尾气管竖直段清洗气动球阀，用15L去离子水先清洗尾气管竖直段。
步骤八、熔炉尾气管水平段清洗
待主控画面上监测到熔炉尾气管竖直段剩余体积为2L时，主控点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用5L去离子水清洗尾气管水平段。
步骤九、连续清洗
继续进行步骤五到八连续清洗2-5次，将烘烤后的熔炉尾气管附着物清洗干净。
步骤十、清洗后恢复
待熔炉尾气管垂直段和水平段清洗完成后，自动关闭清洗阀门，主控调节气动调节阀将尾气管端缝恢复至系统设置需要。
本发明具有以下优点：
停止进废液改为40-50L/h去离子水，能够提升气腔温度的同时也能降低尾气挥发量，让尾气管在烘烤时间内不再沉积；
气腔温度1000±20℃能够有效的对熔炉尾气管内粘结物质进行烘烤，降低熔炉尾气管中的粘结物质粘度，有利于更好的清洗掉粘结物质；
上部电极电流450A-500A,中部电极电流650A-700A，此电流下熔炉能够将熔炉内部氧化物进行包容，防止其继续挥发造成尾气管堵塞；
高温烘烤时间3-6小时，能够在不影响熔炉组件安全和尾气的情况下达到降低粘性物质粘度，有助于清洗效果；
连续清洗次数2-5次，能够有效的保证将高温烘烤后熔炉尾气管中的附着物清洗干净，熔炉尾气管不需更换还能继续生产运行。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
在陶瓷电熔炉玻璃固化运行中，熔炉尾气管到达16-20mbar，堵塞情况严重
步骤一、熔炉供应去离子水
将熔炉进料改为进去离子水，通过主控人员调节去离子水电动调节阀将去离子水流量调节为40-50L/h。
步骤二、提升熔炉顶部加热回路电流
主控人员将上部电极提升至450A-500A，中部电极提升至650A-700A。
步骤三、气腔温度维持1000℃±20℃
主控人员调节熔炉上部电极电流与加入去离子水流量，维持熔炉气腔温度在1000±20℃。
步骤四、烘烤尾气管
气腔温度到达1000±20℃时，维持当前熔炉运行参数，高温烘烤尾气管3～6h
步骤五、熔炉尾气管清洗准备
通过人工就地调节清洗管线手动阀门，将熔炉尾气管清洗流量调节为3L/min，通过VPC主控室电脑，将熔炉尾气管清洗水体积设置为熔炉尾气管竖直段清洗量15L和水平段清洗量5L每次。
步骤六、降低尾气端缝流量
主控人员调节气动调节阀将尾气端缝流量调节为75Nm3/h。
步骤七、熔炉尾气管竖直段清洗
主控人员点击熔炉尾气管竖直段清洗气动球阀，用15L去离子水先清洗尾气管竖直段。
步骤八、熔炉尾气管水平段清洗
待主控画面上监测到熔炉尾气管竖直段剩余体积为2L时，主控点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用5L去离子水清洗尾气管水平段。
步骤九、连续清洗
继续进行步骤五到八连续清洗2-5次，将烘烤后的熔炉尾气管附着物清洗干净。
步骤十、清洗后恢复
待熔炉尾气管垂直段和水平段清洗完成后，自动关闭清洗阀门，主控调节气动调节阀将尾气管端缝恢复至系统设置需要。
步骤十一、清洗效果
在使用熔炉尾气管净化技术后，熔炉尾气管压差由16-20mbar降低至3-5mbar，熔炉尾气管无需更换能达到继续使用的效果。
高温烘烤前后尾气管压差情况对比如下表所示：
Claims (5)
1.一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一：熔炉供应去离子水：停止向熔炉继续进废液，将熔炉进料改为进去离子水，通过主控调节去离子水电动调节阀调节去离子水流量为40-50L/h；去离子水的流量对应废液中的水分含量，与当时供料速率保持一致，减少放射性物质挥发；
步骤二：提升熔炉顶部加热回路电流：陶瓷电熔炉一共有4对电极对，其中中部电极1对，底部电极1对；由上部2对电极和中部1对电极对玻璃进行加热，底部电极作为出料使用，当玻璃流出时关闭；4对电极对的材料均是inconel690材料；当熔炉在停止进废液开始进去离子水后，逐步提升上中部电极电流对玻璃进行加热，将玻璃进行融化，将废液中的氧化物充分包容进玻璃中，防止氧化物继续挥发至熔炉尾气管造成堵塞；通过主控将上部电极提升至450A-500A，中部电极提升至650A-700A；
步骤三：维持气腔温度为固定值：
通过主控调节熔炉上部电极电流与加入去离子水流量，维持熔炉气腔温度为1000±20℃
步骤四：高温烘烤尾气管；
步骤五：熔炉尾气管清洗准备：就地调节清洗管线手动阀门调节熔炉尾气管清洗流量；
步骤六：降低尾气端缝流量：通过气动调节阀调节尾气端缝流量，让熔炉保持负压，放射性物质不外泄；
步骤七：熔炉尾气管竖直段清洗：主控人员点击熔炉尾气管竖直段清洗气动球阀，用去离子水先清洗尾气管竖直段；
步骤八：熔炉尾气管水平段清洗：点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用去离子水清洗尾气管水平段；
步骤九：连续清洗：继续进行步骤五到八，连续清洗2-5次，将烘烤后的熔炉尾气管附着物清洗干净；
步骤十：清洗后恢复：待熔炉尾气管垂直段和水平段清洗完成后，自动关闭清洗阀门，主控调节气动调节阀将尾气管端缝恢复至系统设置需要；
其中，步骤四中气腔温度到达1000±20℃时，维持当前熔炉运行参数，高温烘烤尾气管3～6h。
2.如权利要求1所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法，其特征在于：所述步骤五中就地调节清洗管线手动阀门，将熔炉尾气管清洗流量调节为3L/min，通过VPC主控室电脑，将每次熔炉尾气管清洗水体积设置为熔炉尾气管竖直段清洗量15L、水平段清洗量5L。
3.如权利要求2所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法，其特征在于：所述步骤六中调节气动调节阀将尾气端缝流量调节为75Nm3/h。
4.如权利要求3所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法，其特征在于：所述步骤七中用15L去离子水先清洗尾气管竖直段。
5.如权利要求4所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管净化方法，其特征在于：所述步骤八中待主控画面上监测到熔炉尾气管竖直段剩余体积为2L时，主控点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用5L去离子水清洗尾气管水平段。
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