CN205302967U - 一种放射性污染土壤现场应急处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种放射性污染土壤现场应急处理装置，特别适用于放射性现场污染土壤的应急处理。该处理装置包括炉体、冷却系统、气氛系统、输送装置和控制系统，所述炉体包括由内向外依次设置的吸波载体、腔体和外炉壁，所述炉体的顶部设有进料口，所述进料口配有密封盖，所述吸波载体为用于放置放射性沙土的顶部开口的容器，所述腔体和外炉壁均将吸波载体密封，所述外炉壁的外侧包覆有防辐射保护层，所述吸波载体和腔体之间设有密封的保温层。本实用新型放射性污染沙土的应急处理装置集中安放在可移动设备上，可以通过控制系统对样品处理实现半自动化控制，避免与放射性污染沙土直接接触；带有气氛装置，并具有多重防泄漏保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种放射性污染土壤现场应急处理装置，特别适用于污染场地放射性土壤的应急处理。
背景技术
放射性物质散发在大气、沉降于水源中，最后进入土壤(另有部分直接进入土壤)，放射性元素半衰期长，其污染物进入土壤后，危及生态系统的稳定，进入植物(包括粮食作物、蔬菜、果树)，通过食物链进入人体，威胁人类的生命健康和其他生物的生存。如果放射性物质进入人体，会对人体造成内辐射，诱发内部组织器官癌变；核辐射会引起再生细胞遗传部分的变化，遗传损伤是积累性的，对后代会有显著的影响。
目前对放射性污染土壤的修复方法主要有间接防治法、直接治理法和生物修复技术三种。间接防治就是先采用机械物理、化学、电化学和物理化学联合去污等方法对放射性污染水源、大型设备、车辆等进行去污，然后将放射性污染物焚烧、固化、掩埋，不要让放射性污染物质进入土壤；目前土壤放射性污染直接治理法主要有：自然衰减消除法、化学处理法和物理填埋法；土壤生物修复放射性核素污染土壤可利用耐辐射微生物、超积累植物和森林的吸附、截持作用等修复技术。
通过综合性防冶，可以达到对放射性核素污染土壤的修复和利用的目的，但是目前对放射性污染土壤处理存在较多缺点：工程量较大，成本高，放射性污染土壤运输过程中有可能造成二次污染，花费费用较大；还有就是修复周期较长。所以寻找一种可以现场应急处理放射性污染土壤的方法尤为必要。
实用新型内容
本实用新型内容的目的是设计一种放射性污染土壤现场应急处理装置，以克服现有土壤修复技术的工程量大、成本高、修复周期长等缺点。
本实用新型所述的一种放射性污染土壤现场应急处理装置，包括炉体、冷却系统、气氛系统、输送装置和控制系统，所述炉体包括由内向外依次设置的吸波载体、腔体和外炉壁，所述炉体的顶部设有进料口，所述进料口配有密封盖，所述吸波载体为用于放置放射性沙土的顶部开口的容器，所述腔体和外炉壁均将吸波载体密封，所述外炉壁的外侧包覆有防辐射保护层，所述吸波载体和腔体之间设有密封的保温层，所述保温层的内壁上吸波载体开口的上方设有热电偶和微波源，所述腔体和外炉壁之间设有密封的冷却水循环层，所述冷却水循环层通过出水管和入水管与冷却塔连通，所述冷却水循环层和冷却塔组成冷却系统。
所述气氛系统由气瓶及气体通道组成，所述气体通道由进气通道和出气通道组成，所述气体通道的一端与气瓶连通，另一端穿过保温层与其内部连通；所述气氛系统由人工控制向炉体内通入保护气体，其流量为0～3000mL/min，保护气是Ar或N2。
所述输送装置为能够由控制系统或人工遥控操纵的智能机械手。
所述热电偶和微波源与控制系统通过导线电连接，所述冷却系统与控制系统无线连接。
优选的是，所述密封盖由内向外依次设有与炉体相适配的保温层、腔体、外炉壁和防辐射保护层。
优选的是，所述吸波载体由碳化硅粉或碳化硅纤维制成。
优选的是，所述保温层由氧化铝保温材料制成。
优选的是，所述腔体由氧化铝材料制成，所述腔体厚度为5～30mm。
优选的是，所述炉体为长方体、立方体或圆柱体，所述炉体的内容积为0.001～60m3。
优选的是，所述控制系统的电流控制精度为0.1A，电压控制精度为0.1V，腔体温度范围为室温～1600℃。
优选的是，所述控制系统为含有编程程序和显示器的微机控制系统。
优选的是，所述防辐射保护层为5～200mm的铅板，能够隔绝抗α、β及γ射线的辐射，所述防辐射保护层的外部还包覆有外壳，该外壳采用普通钢材制成，其厚度为1～10mm。
本实用新型的有益效果为：放射性污染沙土的应急处理装置能够集中安放在可移动设备上，可以通过控制系统对样品处理实现半自动化控制，避免与放射性污染沙土直接接触；带有气氛装置，并具有多重防泄漏保护。
附图说明：
图1本实用新型放射性污染土壤现场应急处理装置的结构示意图。
其中，1为防辐射保护层，2为外炉壁，3为腔体，4为保温层，5为吸波载体，6为放射性沙土，7为热电偶，8为微波源，9为冷却水循环层，10为冷却塔，11为导线，12为输送装置，13为控制系统，14为气瓶，15为入水管，16为出水管，17为气体通道。
具体实施方式
以下通过实施例进一步详细描述本实用新型，但这些实施例不应认为是对本实用新型的限制。
实施例1
参见图1所示，一种放射性污染土壤现场应急处理装置，包括炉体、冷却系统、气氛系统、输送装置12和控制系统13，炉体包括由内向外依次设置的吸波载体5、腔体3和外炉壁2，吸波载体5为用于放置放射性沙土6的顶部开口的容器，腔体3和外炉壁2均将吸波载体5密封，外炉壁2的外侧包覆有防辐射保护层1，吸波载体5和腔体3之间设有密封的保温层4，保温层4的内壁上吸波载体5的上方设有热电偶7和微波源8，腔体3和外炉壁2之间设有冷却水循环层9，冷却水循环层9通过其两侧的出水管16和入水管15与冷却塔10连通，所述冷却水循环层9和冷却塔10组成冷却系统。其中，炉体的顶部设有进料口(未图示)，进料口配有密封盖(未图示)，密封盖由内向外依次设有与炉体相适配的保温层、腔体、外炉壁和防辐射保护层。
所述气氛系统由气瓶14及气体通道17组成，气体通道17由进气通道(未图示)和出气通道(未图示)组成，气体通道17的一端与气瓶14连通，另一端穿过保温层4与其内部连通；气氛系统由人工控制根据需要向炉体内通入保护气体，其流量为0～3000mL/min，保护气是Ar、N2等惰性气体。
所述输送装置12为能够由控制系统13或人工遥控操纵的智能机械手。通过控制系统13或人工遥控操纵能够将污染土壤样品通过进料口送入吸波载体5内。
所述热电偶7和微波源8分别与控制系统13通过导线11电连接，冷却系统与控制系统13无线连接，所述控制系统13为含有编程程序和显示器的微机控制系统，在放射性污染土壤6的烧结过程中，根据热电偶7的测温功能得到土壤烧结过程的升温曲线图，热电偶测温范围为0～1600℃，然后通过显示器能够读出升温曲线图，对升温过程进行全程动态监控并可根据实际情况对条件进行应急操作，能够实时控制整个应急处理装置温度的范围以及升温速率。控制系统13的电流控制精度为0.1A，电压控制精度为0.1V，腔体温度范围为室温～1600℃。温度设定及升温速率均通过控制系统13的编程程序控制。
所述吸波载体5由碳化硅粉或碳化硅纤维制成，保温层4由氧化铝保温材料制成，腔体3由氧化铝材料制成，腔体厚度为5～30mm。炉体为长方体，其长宽高分别为0.1～5.0m、0.1～4.0m、0.1～3.0m，当然炉体还可以设置为立方体或圆柱体，炉体的内容积在0.001～60m3范围内即可。外炉壁2采用耐高温、高压的由钛钢和钼基制成的合金材料制成，厚度为5～35mm；防辐射保护层1为5～200mm的铅板，能够隔绝抗α、β及γ射线的辐射。防辐射保护层1的外部还包覆有外壳(未图示)，该外壳(未图示)采用普通钢材制成，其厚度为1～10mm。
本实用新型的放射性污染土壤现场应急处理装置在工作时，通过控制系统13或人工遥控操控可以将污染土壤样品通过进料口送入吸波载体5内；在微波烧结之前开启气氛系统排除保温层4内部其他气体，再通过热电偶7和微波源8用微波加热的方式实现放射性污染土壤的应急处理。微波烧结的原理是将利用微波的特殊波段与材料自身基本细微结构耦合产生热量，打到烧结温度，实现致密化的过程，因为热量是从材料内部产生，达到材料被整体同时均匀加热的效果，材料内部温度梯度很小，从而使污染土壤固化体不易开裂。
本实用新型的放射性污染土壤现场应急处理装置整体安放在可移动设备上，或者至少炉体、冷却系统和气氛系统集中安放在可移动设备上，可以通过控制系统对样品处理实现半自动化控制，避免与放射性污染沙土直接接触；带有气氛装置，并具有多重防泄漏保护。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：包括炉体、冷却系统、气氛系统、输送装置和控制系统，所述炉体包括由内向外依次设置的吸波载体、腔体和外炉壁，所述炉体的顶部设有进料口，所述进料口配有密封盖，所述吸波载体为用于放置放射性沙土的顶部开口的容器，所述腔体和外炉壁均将吸波载体密封，所述外炉壁的外侧包覆有防辐射保护层，所述吸波载体和腔体之间设有密封的保温层，所述保温层的内壁上吸波载体开口的上方设有热电偶和微波源，所述腔体和外炉壁之间设有密封的冷却水循环层，所述冷却水循环层通过出水管和入水管与冷却塔连通，所述冷却水循环层和冷却塔组成冷却系统；
所述气氛系统由气瓶及气体通道组成，所述气体通道由进气通道和出气通道组成，所述气体通道的一端与气瓶连通，另一端穿过保温层与其内部连通；所述气氛系统由人工控制向炉体内通入保护气体，其流量为0～3000mL/min，保护气是Ar或N2；
所述输送装置为能够由控制系统或人工遥控操纵的智能机械手；
所述热电偶和微波源与控制系统通过导线电连接，所述冷却系统与控制系统无线连接。
2.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述密封盖由内向外依次设有与炉体相适配的保温层、腔体、外炉壁和防辐射保护层。
3.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述吸波载体由碳化硅粉或碳化硅纤维制成。
4.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述保温层由氧化铝保温材料制成。
5.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述腔体由氧化铝材料制成，所述腔体厚度为5～30mm。
6.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述炉体为长方体、立方体或圆柱体，所述炉体的内容积为0.001～60m3。
7.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述控制系统的电流控制精度为0.1A，电压控制精度为0.1V，腔体温度范围为室温～1600℃。
8.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述控制系统为含有编程程序和显示器的微机控制系统。
9.根据权利要求1所述的放射性污染土壤现场应急处理装置，其特征在于：所述防辐射保护层为5～200mm的铅板，能够隔绝抗α、β及γ射线的辐射，所述防辐射保护层的外部还包覆有外壳，该外壳采用普通钢材制成，其厚度为1～10mm。
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|---|---|---|---|---|
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| CN110544547A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-12-06 | 西南科技大学 | 一种放射性污染高铝土壤的处理方法 |
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Granted publication date: 20160608 Termination date: 20181125 |
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