CN116282840A - 一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法 - Google Patents

一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，包括以下步骤：S1，停止向熔炉加入去离子水；S2，停止鼓泡器运行；S3，调整熔炉的电极电流；S4，向熔炉内加入废液和玻璃珠；S5，打开鼓泡器气动球阀，开启鼓泡器运行；S6，再次调整熔炉的电极电流，使冷帽处于稳定状态。通过上述设计，本发明在建立冷帽前停止鼓泡器，在冷帽初始建立阶段有助于形成冷帽，降低建立冷帽初期，熔炉上部温度过高，放射性物质外泄。且通过调节玻璃珠和废液的供料速度，在逐步增加供料速率的过程中，可以使得冷帽建立的更加均匀且稳定。因此，适宜推广应用。

Description

一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法
技术领域
本发明属于高放射性废液玻璃固化处理方法，具体地说，是涉及一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法。
背景技术
高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉在运行过程中，废液和玻璃由熔炉顶部进料管连续进入熔炉，废液在熔炉顶部蒸发掉水蒸气，留下的氧化物与玻璃珠进行反应，最终熔融成产品玻璃。冷帽是指在陶瓷电熔炉内顶部玻璃与废液发生反应的区域，该区域相对于熔炉内温度较低，因此称为冷帽。
在运行过程中，冷帽的建立十分重要。冷帽建立过快，会导致冷帽区域过大，熔炉气腔温度偏低(熔炉内冷帽区域无法直接观测，只能通过气腔温度的高低来判断冷帽区域的范围)，冷帽发生翻转现象，导致熔炉内部温度急速变化，对熔炉内陶瓷砖和电极造成损坏，降低熔炉运行寿命。冷帽建立过慢，会导致冷帽区域过小，熔炉气腔温度升高，放射性气体流出增加，熔炉尾气管发生堵塞，尾气系统负荷增加，直接影响连续生产运行。
在目前的熔炉运行中，建立冷帽采用先开启熔炉内鼓泡器，再固定电流和废液供料速率的方式进行。此冷帽建立方法在冷帽建立过程中发生尾气管堵塞，且建立的冷帽区域过大，造成冷帽不稳定，在运行过程中周期性的发生冷帽翻转，对熔炉的寿命造成较大影响。
冷帽的建立是连续生产运行的关键。因此，针对熔炉冷帽不稳定的情况，发明一种冷帽建立的方法，解决在冷帽建立期间导致的尾气管堵塞和在运行过程中冷帽翻转的现象，保证熔炉运行寿命和连续生产运行，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，主要解决现有熔炉冷帽不稳定的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，包括以下步骤：
S1，需要建立冷帽时，关闭向熔炉加入去离子水的气动球阀，停止向熔炉加入去离子水；
S2，停止向熔炉加入去离子水后，关闭鼓泡器压空阀门，停止鼓泡器运行；
S3，停止鼓泡器运行后，降低熔炉上部2对电极电流，提升熔炉中部2对电极电流；
S4，熔炉电流调整完成后，打开供料槽向熔炉供料的手动球阀和气动球阀，并调节熔炉供料电动调节球阀开度，向熔炉内加入废液和玻璃珠；
S5，在废液和玻璃珠加入熔炉后，熔炉气腔温度降低至稳定区域时，打开鼓泡器气动球阀，开启鼓泡器运行，冷帽建立；
S6，冷帽建立后，提升熔炉上部2对电极电流，维持熔炉中部2对电极电流，使冷帽处于稳定状态。
进一步地，在所述步骤S3中，在冷帽建立前，玻璃固化陶瓷电熔炉在升温阶段，熔炉上部2对电极电流处于400-500A，中部2对电极电流处于500-700A；熔炉上部2对电极电流件降低后为350-450A；熔炉中部2对电极电流提升后为650-750A。
进一步地，在所述步骤S4中，废液和玻璃珠的初始加入速率为25-35L/h，并以5L/4h的速率逐步提升供料速率至45-65L/h。
进一步地，在所述步骤S5中，再次开启鼓泡器后，鼓泡器的压空流量调节为0.1-0.2Nm3/h。
进一步地，在所述步骤S6中，提升后的熔炉上部2对电极电流为400-500A。
进一步地，在所述步骤S6中，冷帽稳定后，熔炉运行期间维持气腔温度保持在570-900℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在建立冷帽前停止鼓泡器，在冷帽初始建立阶段有助于形成冷帽，降低建立冷帽初期，熔炉上部温度过高，放射性物质外泄。且通过调节玻璃珠和废液的供料速度，在逐步增加供料速率的过程中，可以使得冷帽建立的更加均匀且稳定。
(2)本发明采用建立冷帽时降低电流，在冷帽建立后提升电流，对于冷帽的建立采取动态调整，既建立的稳定的冷帽，又能保证熔炉内玻璃与废液反应的能量。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例1
如图1所示，本发明公开的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，熔炉工作的初始条件为：通过提升熔炉上部2对电极电流至460A和中部1对电极电流至600A，加热至熔池温度1130℃，气腔1030℃，期间向熔炉加入45L/h的去离子水。开始建立冷帽操作如下：
步骤一、停止向熔炉加入去离子水
关闭向熔炉加入去离子水气动球阀，停止向熔炉加入去离子水。
步骤二、停止鼓泡器运行
关闭鼓泡器压空阀门，停止鼓泡器运行。
步骤三、调整电流
玻璃固化陶瓷电熔炉在升温阶段，熔炉上部2对电极电流处于相对较高状态460A，中部电极电流处于相对较低状态600A，上部2对电极电流主要负责废液的蒸发、煅烧、反应，中部电极主要负责玻璃的熔融，因此在建立冷帽前，将熔炉上部2对电极电流降低至400A，中部电极电流提升至700A，有利于冷帽的形成和玻璃的熔融。
步骤四、加入废液和玻璃珠
在熔炉电流调整完成后，打开供料槽向熔炉供料的手动球阀和气动球阀，调节熔炉供料电动调节球阀开度，以25L/h(供料速率过低会导致冷帽建立慢，气腔温度升高，放射性物质外泄加重，供料速率过高会导致冷帽建立过快，玻璃与废液氧化物反应不充分，冷帽不稳定发生翻转)的速率开始向熔炉供废液。点击启动玻璃珠供料装置(玻璃珠供料装置的作用是向熔炉加入玻璃珠)，根据下列公式计算出每批玻璃珠质量为5678g。
Figure BDA0004127003110000041
其中，m为每批次玻璃珠质量(kg)；x1为每批废液的进料量(L)；x2为湿法除尘器848BK01洗涤液返回液批次比；x3为废液总氧化物含量分析结果C分析(kg/L)(玻璃与废液的氧化物包容率为16.3％)；x4为每一供料循环内玻璃珠批次(每批料液循环一般加入5次玻璃珠)；w为氧化物包容率(wt％)。
再调节气动调节球阀开度，以5L/4h的速率逐步提升供料速率，最终提升至50L/h(逐步以5L/4h提升供料速率，能够让玻璃与废液充分发生反应，形成均匀的冷帽)。(冷帽的形成主要靠玻璃珠和废液发生反应吸取上部热量，从而形成冷帽)
步骤五、开启鼓泡器
随着废液和玻璃珠加入熔炉，在熔炉顶部发生反应吸热，熔炉气腔温度逐步开始降低，当气腔温度降低至800℃时(气腔温度在600-900℃时表示冷帽范围在％80-60％左右，处于稳定区域)，打开鼓泡器气动球阀，开启鼓泡器运行，并且将鼓泡器压空流量调节至0.15Nm3/h(压空流量在0.1-0.2Nm3/h，能够有助于硫化物的包容且不会造成冷帽的翻转，压空过大会造成冷帽翻转，压空过小会降低硫化物包容)。
步骤六、调整电流稳定冷帽
为保证玻璃珠与废液反应的足够能量，因此在冷帽建立后，将熔炉上部2对电极的电提升至450A，将中部电极的电流维持在700A，确保熔炉足够能量维持玻璃与废液的连续蒸发、煅烧、反应和熔融，再通过对供料速率、电流的动态调节，维持气腔温度在570-900℃，连续稳定运行。
通过本次对冷帽的建立，玻璃固化熔炉气腔温度维持在570-900℃，冷帽未发生翻转，尾气管和尾气系统运行良好，熔炉连续生产运行90天，运行状态良好。
实施例2
在本实施例中，熔炉工作的初始条件为：通过提升熔炉上部2对电极电流至470A和中部1对电极电流至620A，加热至熔池温度1120℃，气腔1020℃，期间向熔炉加入44L/h的去离子水。开始建立冷帽操作如下：
步骤一、停止向熔炉加入去离子水
关闭向熔炉加入去离子水气动球阀，停止向熔炉加入去离子水。
步骤二、停止鼓泡器运行
关闭鼓泡器压空阀门，停止鼓泡器运行。
步骤三、调整电流
玻璃固化陶瓷电熔炉在升温阶段，熔炉上部2对电极电流处于相对较高状态450A，中部电极电流处于相对较低状态620A，上部2对电极电流主要负责废液的蒸发、煅烧、反应，中部电极主要负责玻璃的熔融，因此在建立冷帽前，将熔炉上部2对电极电流降低至410A，中部电极电流提升至720A，有利于冷帽的形成和玻璃的熔融。
步骤四、加入废液和玻璃珠
在熔炉电流调整完成后，打开供料槽向熔炉供料的手动球阀和气动球阀，调节熔炉供料电动调节球阀开度，以30L/h(供料速率过低会导致冷帽建立慢，气腔温度升高，放射性物质外泄加重，供料速率过高会导致冷帽建立过快，玻璃与废液氧化物反应不充分，冷帽不稳定发生翻转)的速率开始向熔炉供废液。点击启动玻璃珠供料装置(玻璃珠供料装置的作用是向熔炉加入玻璃珠)，根据下列公式计算出每批玻璃珠质量为6538g。
Figure BDA0004127003110000051
其中，m为每批次玻璃珠质量(kg)；x1为每批废液的进料量(L)；x2为湿法除尘器848BK01洗涤液返回液批次比；x3为废液总氧化物含量分析结果C分析(kg/L)(玻璃与废液的氧化物包容率为16.3％)；x4为每一供料循环内玻璃珠批次(每批料液循环一般加入5次玻璃珠)；w为氧化物包容率(wt％)。
再调节气动调节球阀开度，以5L/4h的速率逐步提升供料速率，最终提升至55L/h(逐步以5L/4h提升供料速率，能够让玻璃与废液充分发生反应，形成均匀的冷帽)。(冷帽的形成主要靠玻璃珠和废液发生反应吸取上部热量，从而形成冷帽)
步骤五、开启鼓泡器
随着废液和玻璃珠加入熔炉，在熔炉顶部发生反应吸热，熔炉气腔温度逐步开始降低，当气腔温度降低至700℃时(气腔温度在600-900℃时表示冷帽范围在％80-60％左右，处于稳定区域)，打开鼓泡器气动球阀，开启鼓泡器运行，并且将鼓泡器压空流量调节至0.18Nm3/h(压空流量在0.1-0.2Nm3/h，能够有助于硫化物的包容且不会造成冷帽的翻转，压空过大会造成冷帽翻转，压空过小会降低硫化物包容)。
步骤六、调整电流稳定冷帽
为保证玻璃珠与废液反应的足够能量，因此在冷帽建立后，将熔炉上部2对电极的电提升至460A，将中部电极的电流维持在720A，确保熔炉足够能量维持玻璃与废液的连续蒸发、煅烧、反应和熔融，再通过对供料速率、电流的动态调节，维持气腔温度在570-900℃，连续稳定运行。
通过本次对冷帽的建立，玻璃固化熔炉气腔温度维持在570-900℃，冷帽未发生翻转，尾气管和尾气系统运行良好，熔炉连续生产运行100天，运行状态良好。
实施例3
在本实施例中，熔炉工作的初始条件为：通过提升熔炉上部2对电极电流至440A和中部1对电极电流至650A，加热至熔池温度1125℃，气腔1010℃，期间向熔炉加入45L/h的去离子水。开始建立冷帽操作如下：
步骤一、停止向熔炉加入去离子水
关闭向熔炉加入去离子水气动球阀，停止向熔炉加入去离子水。
步骤二、停止鼓泡器运行
关闭鼓泡器压空阀门，停止鼓泡器运行。
步骤三、调整电流
玻璃固化陶瓷电熔炉在升温阶段，熔炉上部2对电极电流处于相对较高状态440A，中部电极电流处于相对较低状态650A，上部2对电极电流主要负责废液的蒸发、煅烧、反应，中部电极主要负责玻璃的熔融，因此在建立冷帽前，将熔炉上部2对电极电流降低至380A，中部电极电流提升至710A，有利于冷帽的形成和玻璃的熔融。
步骤四、加入废液和玻璃珠
在熔炉电流调整完成后，打开供料槽向熔炉供料的手动球阀和气动球阀，调节熔炉供料电动调节球阀开度，以35L/h(供料速率过低会导致冷帽建立慢，气腔温度升高，放射性物质外泄加重，供料速率过高会导致冷帽建立过快，玻璃与废液氧化物反应不充分，冷帽不稳定发生翻转)的速率开始向熔炉供废液。点击启动玻璃珠供料装置(玻璃珠供料装置的作用是向熔炉加入玻璃珠)，根据下列公式计算出每批玻璃珠质量为5135g。
Figure BDA0004127003110000071
其中，m为每批次玻璃珠质量(kg)；x1为每批废液的进料量(L)；x2为湿法除尘器848BK01洗涤液返回液批次比；x3为废液总氧化物含量分析结果C分析(kg/L)(玻璃与废液的氧化物包容率为16.3％)；x4为每一供料循环内玻璃珠批次(每批料液循环一般加入5次玻璃珠)；w为氧化物包容率(wt％)。
再调节气动调节球阀开度，以5L/4h的速率逐步提升供料速率，最终提升至60L/h(逐步以5L/4h提升供料速率，能够让玻璃与废液充分发生反应，形成均匀的冷帽)。(冷帽的形成主要靠玻璃珠和废液发生反应吸取上部热量，从而形成冷帽)
步骤五、开启鼓泡器
随着废液和玻璃珠加入熔炉，在熔炉顶部发生反应吸热，熔炉气腔温度逐步开始降低，当气腔温度降低至900℃时(气腔温度在600-900℃时表示冷帽范围在％80-60％左右，处于稳定区域)，打开鼓泡器气动球阀，开启鼓泡器运行，并且将鼓泡器压空流量调节至0.2Nm3/h(压空流量在0.1-0.2Nm3/h，能够有助于硫化物的包容且不会造成冷帽的翻转，压空过大会造成冷帽翻转，压空过小会降低硫化物包容)。
步骤六、调整电流稳定冷帽
为保证玻璃珠与废液反应的足够能量，因此在冷帽建立后，将熔炉上部2对电极的电提升至445A，将中部电极的电流维持在710A，确保熔炉足够能量维持玻璃与废液的连续蒸发、煅烧、反应和熔融，再通过对供料速率、电流的动态调节，维持气腔温度在570-900℃，连续稳定运行。
通过本次对冷帽的建立，玻璃固化熔炉气腔温度维持在570-900℃，冷帽未发生翻转，尾气管和尾气系统运行良好，熔炉连续生产运行120天，运行状态良好。
通过上述设计，本发明在建立冷帽前停止鼓泡器，在冷帽初始建立阶段有助于形成冷帽，降低建立冷帽初期，熔炉上部温度过高，放射性物质外泄。且通过调节玻璃珠和废液的供料速度，在逐步增加供料速率的过程中，可以使得冷帽建立的更加均匀且稳定。因此，与现有技术相比，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，需要建立冷帽时，关闭向熔炉加入去离子水的气动球阀，停止向熔炉加入去离子水；
S2，停止向熔炉加入去离子水后，关闭鼓泡器压空阀门，停止鼓泡器运行；
S3，停止鼓泡器运行后，降低熔炉上部2对电极电流，提升熔炉中部2对电极电流；
S4，熔炉电流调整完成后，打开供料槽向熔炉供料的手动球阀和气动球阀，并调节熔炉供料电动调节球阀开度，向熔炉内加入废液和玻璃珠；
S5，在废液和玻璃珠加入熔炉后，熔炉气腔温度降低至稳定区域时，打开鼓泡器气动球阀，开启鼓泡器运行，冷帽建立；
S6，冷帽建立后，提升熔炉上部2对电极电流，维持熔炉中部2对电极电流，使冷帽处于稳定状态。
2.根据权利要求1所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在冷帽建立前，玻璃固化陶瓷电熔炉在升温阶段，熔炉上部2对电极电流处于400-500A，中部2对电极电流处于500-700A；熔炉上部2对电极电流件降低后为350-450A；熔炉中部2对电极电流提升后为650-750A。
3.根据权利要求2所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，其特征在于，在所述步骤S4中，废液和玻璃珠的初始加入速率为25-35L/h，并以5L/4h的速率逐步提升供料速率至45-65L/h。
4.根据权利要求3所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，其特征在于，在所述步骤S5中，再次开启鼓泡器后，鼓泡器的压空流量调节为0.1-0.2Nm3/h。
5.根据权利要求4所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，其特征在于，在所述步骤S6中，提升后的熔炉上部2对电极电流为400-500A。
6.根据权利要求5所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉冷帽建立方法，其特征在于，在所述步骤S6中，冷帽稳定后，熔炉运行期间维持气腔温度保持在570-900℃。
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