CN1207563A - 处理中和低强度放射性废物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理中、低强度放射性废物的装置,其中通过低温热解和碳净化来玻璃化吸附易燃废物,使易燃废物熔化所产生的废气保持在最小量,且以油的形式将有机气体回收并再利用。本发明的装置包括:一个熔化器;一个热解炉;一个碳清除器;一个中和塔;一个催化塔;以及一个凝结器。

Description

处理中和低强度放 射性废物的装置

本发明涉及对核电厂中被归为中、低强度放射性废物的可燃性废物的处理，更具体地说，涉及一种处理中、低强度放射性废物的装置，其中通过低温热解和碳净化来使可燃性废物成玻璃状物质而吸附放射性废物，将可燃性废物熔化所产生的废气净化，从而阻止了其中所含的放射性物质向大气中散发，同时使废气本身保持在最小量，且以油的形式将有机气体回收并再利用。

这里的中、低强度放射性废物包括用于核反应堆的控制、维护或诸如此类的设备、手套、套鞋、废纸、除尘器，防护服、PVC板、去污纸、废树脂(离子交换树脂)、残渣等等。这些放射性废物经上述处理后就不会发生放射性泄漏，然后就将其存入核废物仓库(的存贮设施中)。

近年来，据报道，本地9个核电厂每年所产生的中或低强度放射性废物的量共约600桶，每只200升容量(参见科技版，CHUNGANG llbo，1996年1月14日)。为了减少其体积并减少积聚，通过等离子法用煅烧法或超高温热解法，将这些放射性废物中可燃性的废物焚烧后再使产生的灰尘成玻璃状物质而吸附放射性废物。

即，在核燃料再处理时对有效成分进行分离和回收过程中呈现液态形式的高强度放射性废物经蒸发和焙烧后转变为氧化物形式的干粉末，然后在其经过熔化处理之前将其与玻璃混合，这样使玻璃化吸收处理过程变得容易。另一方面，因为被归为中或低强度放射性废物的可燃性废物由各种化学成分组成，所以由于在该种废物燃烧成灰的过程中消耗许多可燃气体而产生大量的废气。但是，很难阻止废气中微粒形式的挥发放射性物质和核物质泄漏入大气中。

换言之，由于主要存在于微粒中的放射性物质能随周围的气流广泛地扩散开来，并且在其散发进入大气的情况下，就会对人体予以致命的损害，因此，需要一个非常精密而复杂的过滤装置来减少二次废物辐射。由于该接法中的废气需用超高温(约1300℃)陶瓷滤器去除碳，而当燃烧器中处理可燃废物时碳与玻璃不相容，且过滤大量废气需大量过滤器，从而导致用于处理废物的处理设备复杂化，同时花费高的维护费用。

为解决上述传统技术中的问题，本发明的目的在于提供一种处理中或低强度放射性废物的装置，其中通过最简化过滤步骤而简化了用于处理放射性废物的处理装置。该最简化手段是通过减少废气量来实现的，而废气量的减少原因是对放射性废物进行低温热解(热分解)。该装置以重整液态油的形式回收有机气体来提高处理废物的效率，并通过完全除去热解剩余物的碳阻止核物质在玻璃化吸附过程中扩散来确保安全存贮。

本发明的上述目的是通过一个处理中或低强度放射性废物的装置来实现的。该装置包括：一个熔化器，它在低温下熔化可燃性废物，所述可燃废物由粉碎机粉碎；一个热解炉，它处理经所述熔化器熔化的废物，用以减少低温下的反应及通过蒸发和凝结过程分离油状可液化物质；一个碳清除器，它从遗留在热解炉的剩余物中将含碳物质去除，为启动玻璃化吸附过程而完成预处理过程；一个中和塔，它对在所述熔化器和热解炉中产生的有毒酸性气体进行中和；一个催化塔，它通过催化作用将热解炉中产生的分解气体和可燃废气变为液态有机物形式的轻油；以及一个凝结器，它根据气体成分的(沸腾)温度将它们凝结，所述气体成分未在所述催化塔中凝结。

以下将通过优选实施例并结合附图解释本发明。

该附图表示了根据本发明优选实施例的处理中、低强度放射性废物的装置的全视图。

参照附图，参考标号10表示盛装可燃废物100的漏斗。

漏斗10中的可燃废物100包括：比如设备、手套、套鞋、废纸、除尘器、防护服、PVC板、去污纸、废树脂(例如离子交换树脂制品)、残渣等诸如此类，如上所述，它们用于控制、维护核反应堆等等。

如图所示，为适于熔化，首先将可燃废物100经过粉碎机12粉碎，然后，经传送机14和螺旋传送机16将粉碎的废物100送入低温熔化器18中并在那里将其熔化。当熔化可燃废物100时会产生象HCl之类的有毒酸性气体，在它们排放前将它们送入中和塔20中，向塔内喷入来自循环箱21的苛性碱溶液以中和这些有毒气体。

由于当熔化可燃废物100的熔化器中的温度过高时，熔化所产生的有毒气体量会明显增多，所以，为了能在熔化可燃废物的同时实现气体生成量的显著减少，将温度调低至150-300℃。

将如上所述在熔化器18中低温熔化后的废物送入热解炉22中。在热解炉22内保持在300-450℃的低温环境下对废物进行还原反应，同时进行熔化和热解，之后通过蒸发和凝结过程来分离或回收油状液化物。在由此生成的有毒酸性气体(例如氯化氢气等)排出之前，通过中和塔20将其中和并处理。

与传统的经一个简单的焚化而排放大量废气的方法相比，重要的一点在于，存在于可燃废物100中的核类物质(在温度超过400℃时很易升华)，由于处于400℃以下的低温热解和熔化，所以使核类物质的挥发量保持最少，并更进一步地从可燃废物100中回收油类物质。

然后，将在热解炉22中热解后的剩余物送入碳清除器24中进行预处理过程以实现完全和高级的吸附。

通过碳清除器24中进行的碳清除过程，把由热解炉22生成的黑色剩余物变为白色粉末，该过程避免了放射性核类物质泄漏的危险，这是因为玻璃在其以金属和无机氧化物的形式存在时结构上非常稳定，而且如果将碳元素混入玻璃中，由于它与玻璃不相容，所以碳处于单独的相中。因此，在玻璃化吸附过程中，对碳的完全去除只能提供一个稳定的玻璃固化作用。

通常，在混合器28中把在如上所述的碳清除器24中净化为白色粉末的灰与来自玻璃存储容器28的玻璃粉末进行混合，然后经螺旋传送机30将混合物送入玻璃化吸附熔化器32中。在玻璃化吸附熔化器32中熔化混合物，并将其放入容器中固化和密封。最后，在对密封的容器进行去除放射性污染物的去污步骤及检验步骤之后，将其存入仓库34中。本方法是把浓缩核物质状态下充分提纯的灰与玻璃粉末相混合，熔化和固化，它具有因在自然条件下防止泄漏而能安全地长期存储的优点以及因明显地将体积减小到1/100而显著地改善了存储容量的另一优点。

另一方面，将在上述热解炉22中产生的热解气体35和可燃废气37送入催化塔36中，通过催化作用产生出液体有机物形式的轻油物质。把从催化塔36中流出的物流送入凝结器38中，在其中依据温度将未在催化塔中凝结的气体成分凝结，然后将凝结成油的部分收集入回收箱40中。而将遗留在凝结器38与中和塔20中未凝结的气体42作为原料气体再循环送入热解炉22中存贮在回收箱40中的轻油部分也被用作原料送入热解炉22和熔化器18中。

图中，数字标号44代表废气，它在废气处理装置46处理完之后排入大气中。如上所述的废气处理装置，由于所产生的气体量极少，所以仅用HEPA过滤器(图中未示)就能达到净化气体的目的，由此实现了简化气体释放装置的优点。

数字标号48代表一个热水箱，它对凝结器38供水并从其中回收水。符号“P”表示管道中的泵装置。

如上所述，本发明的一个优点是经过对可燃放射性废物的低温热解和碳处理，显著地减少废气，从而简化处理装置。本发明另一个优点是从热解剩余物中去除碳防止了玻璃化吸附步骤中核类物质泄漏来提高存贮的安全性。还有一个优点就是，通过回收作为重整液态油的有机气体成分并再利用它处理废物增加了处理效率。

Claims (3)

1.一个处理中或低强度放射性废物的装置，包括：

一个熔化器(18)，它在低温下熔化可燃废物(100)，所述可燃废物己由粉碎机(12)粉碎；

一个热解炉(22)，它对在所述熔化器(18)中熔化的废物，在低温下进行还原反应及通过蒸发和凝结过程分离油状可液化的物质；

一个碳清除器(24)，它从遗留在热解炉(22)的剩余物中将含碳物质去除，从而完成预处理过程以实现玻璃化吸附；

一个中和塔(20)，它对在所述熔化器(18)和热解炉(22)中产生的有毒酸性气体进行中和；

一个催化塔(36)，它通过催化作用将热解炉(22)中产生的分解气体和可燃废气变为液态有机物形式的轻油；以及

一个凝结器(38)，它根据气体成分的(沸腾)温度将气体成分凝结，所述气体成分未在所述催化塔(36)中凝结。

2.按照权利要求1的装置，其中所述熔化器(18)内部的温度在150-300℃范围内。

3.按照权利要求1的装置，其中所述热解炉(22)内部的温度在300-450℃范围内。