CN205943483U - 一种去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统，利用电化学原理，将待去污物件作为阳极，去污槽Ⅰ的槽壁作为阴极，配合化学去污溶液，使污染物均匀溶解，污染核素进入去污溶液中，随后重复进行超声去污，再进行加热浸泡，最后通过喷淋吹干测量装置进行喷淋吹干，检测待去污物件表面放射性污染参数后，判定是否重复进行去污工作，直至待去污物件表面达到设定的表面污染物控制指标后结束去污工作。本实用新型的去污系统实现了待去污物件的表面去污、自动化吹干、在线监测、传送及恢复再用，减少了放射性污染的扩散，通过重复利用去污溶液减少了放射性废液的排放，提高了工作效率，减轻了工作人员的劳动强度，降低了工作人员照射剂量。
Description
技术领域
本实用新型属于辐射防护与环境保护技术领域，具体涉及一种去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统。
背景技术
对放射性表面污染的去污通常采用化学去污和物理去污。常见的化学去污采用化学溶剂（有机溶剂、酸液、络合物溶液、盐溶液等）清洗污染表面等；物理方法有表面擦拭、表层剥离等；随着技术发展，放射性污染去污已应用了多种现代的物理和化学手段，如超声、等离子体、激光等，电化学技术也不例外。美国圣地亚和洛斯·阿拉莫斯实验室报道了将电化学去污应用于钚污染的去除，该成果被列为美国50年来取得的100项最重要成果之一，时至今日一些文献美国政府尚不允许对海外公开。在美国，电化学去污已发展成为核电在役去污中是最为重要的方法，形成了相应的去污操作条件和去污液配方，该体系最早在美国络基弗拉茨工厂开发、使用。其电解质基本组成是：200mg/mL硝酸钠、20mg/mL十水硼酸钠、2mg/mL草酸钠、2.5mg/mL氟化钠；而且一直以来由于技术封锁，公开资料几乎没有报道，很多操作细节无法直接获得。在台湾，电化学超声去污在核行业应用相当广泛，已是最为重要和主要的一种去污方法。
中国工程物理研究院开发了一种移动电解去污装置，该装置采用硝酸去污体系对铀、钚污染金属进行电解去污，通过对电解废液中的铀、钚含量分析，该装置对金属表面钚污染的平均去污效率为99.8％，铀的去污效率为94.8%左右，对铀的去污效果还不够理想，另外该装置对裂片核素的去污没有系统开展，已有的研究表明对裂片核素去污效率不高，产生了新的二次废物、废液需要进一步处理。
中国工程物理研究院还开发了一种干式涂膜电解去污装置，该装置的去污效果较好，产生废物量小且易处理，但是配套使用的涂膜要有导电性，生产困难。
中国辐射防护研究院利用电化学去污技术开展了相应的放射性表面污染去除研究及工程应用研究，获得了一定的研究成果，但是去污效率不高，适用范围窄，表面残留的化学废液会导致污染转移。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统。
本实用新型的去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统，其特点是：所述的超声电解自动去污系统中去污槽Ⅰ、去污槽Ⅱ、喷淋吹干测量装置通过自动传送带顺序连接形成回路。
所述的去污槽Ⅰ中放置待去污物件作为阳极，去污槽Ⅰ的槽壁作为阴极。
所述的超声波发生器Ⅰ、超声波发生器Ⅱ、超声波发生器Ⅲ分别通过电线与去污槽Ⅰ连接。
所述的喷淋吹干测量装置中包括表面α污染测量仪、表面β污染测量仪、表面γ剂量率测量仪和表面氚污染测量仪中的一种或以上。
所述的超声电解自动去污系统的部件材料均为316L不锈钢材质。
所述的去污槽Ⅰ、去污槽Ⅱ、喷淋吹干测量装置的内壁进行无缝连接和EP抛光处理。
所述的污槽Ⅰ中的去污溶液为硝酸、氢氧化钠、过氧化氢中的一种。
所述的去污槽Ⅱ中的去污溶液为柠檬酸、硫酸亚铁中的一种。
所述的喷淋吹干测量装置中的去污溶液为水。
所述的超声波发生器Ⅰ的超声波频率为28kHz，超声波发生器Ⅱ的超声波频率为40kHz，超声波发生器Ⅲ的超声波频率为50kHz。
本实用新型的去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统的工作过程如下：
a. 将待去污物件放置在去污槽Ⅰ中通电，待去污物件表面进行电解去污；
b. 依次打开超声波发生器Ⅰ、超声波发生器Ⅱ、超声波发生器Ⅲ，待去污物件表面进行超声去污，去污完成后，待去污物件成为物件Ⅰ；
c. 物件Ⅰ通过自动传送带Ⅰ进入去污槽Ⅱ进行加热浸泡，进一步去除物件Ⅰ的表面污染，成为物件Ⅱ；
d. 物件Ⅱ通过自动传送带Ⅱ进入喷淋吹干测量装置进行喷淋吹干，成为物件Ⅲ，再通过喷淋吹干测量装置中的在线放射性污染测量装置测量物件Ⅲ的表面污染；
e. 当物件Ⅲ的表面污染极毒性α＜0.4Bq/cm2、β＜4.0Bq/cm2时，取出物件Ⅲ；当物件Ⅲ的表面污染极毒性α≥0.4Bq/cm2、β≥4.0Bq/cm2时，通过自动传送带Ⅲ将物件Ⅲ输送至去污槽Ⅰ重复步骤a-步骤e，直至表面去污完成。
本实用新型公开了一种去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统，该系统利用电化学原理，将待去污物件作为阳极，去污槽Ⅰ的槽壁作为阴极，配合一定温度的适宜化学去污溶液，使污染物均匀地溶解，污染核素进入去污溶液中；电解后的待去污物件进行超声去污，超声去污利用超声波在去污液中的振动引起的空化效应，使去污溶液产生空穴作用，空穴产生较强的冲击波并由此产生强大的机械力，空穴爆破在待去污物件表面，使得待去污物件表面的污垢发生振动，并分离、剥落，通过改变超声波的频率，重复进行超声去污，提高了待去污物件表面的去污系数，之后通过去污槽Ⅱ进行加热浸泡进一步提高了去污系数，再通过喷淋吹干测量装置进行喷淋吹干，检测表面放射性污染参数，重复进行去污工作，直至达到设定的表面污染物控制指标。本实用新型的去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统实现了待去污物件的表面去污、自动化吹干、在线监测、传送及恢复再用，减少了放射性污染的扩散，通过重复利用去污溶液减少了放射性废液的排放，提高了工作效率，减轻了工作人员的劳动强度，降低了工作人员照射剂量。
附图说明
图1为本实用新型的去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统示意图；
图中，1.去污槽Ⅰ 2.待去污物件 3.自动传送带Ⅰ 4.去污槽Ⅱ 5.自动传送带Ⅱ6.自动传送带Ⅲ 7.喷淋吹干测量装置 8.超声波发生器Ⅰ 9.超声波发生器Ⅱ 10.超声波发生器Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统的去污槽Ⅰ1、去污槽Ⅱ4、喷淋吹干测量装置7通过自动传送带顺序连接形成回路；
所述的去污槽Ⅰ1中放置待去污物件2作为阳极，去污槽Ⅰ1的槽壁作为阴极；
所述的超声波发生器Ⅰ8、超声波发生器Ⅱ9、超声波发生器Ⅲ10分别通过电线与去污槽Ⅰ1连接；
所述的喷淋吹干测量装置7中包括表面α污染测量仪、表面β污染测量仪、表面γ剂量率测量仪和表面氚污染测量仪中的一种或以上。
所述的超声电解自动去污系统的部件材料均为316L不锈钢材质；所述的去污槽Ⅰ1、去污槽Ⅱ4、喷淋吹干测量装置7的内壁进行无缝连接和EP抛光处理。
所述的污槽Ⅰ中的去污溶液为硝酸、氢氧化钠、过氧化氢中的一种。
所述的去污槽Ⅱ中的去污溶液为柠檬酸、硫酸亚铁中的一种。
所述的喷淋吹干测量装置中的去污溶液为水。
所述的超声波发生器Ⅰ的超声波频率为28kHz，超声波发生器Ⅱ的超声波频率为40kHz，超声波发生器Ⅲ的超声波频率范围为50kHz。
表1中给出了实施例所涉及的相关技术参数。
实施例1
a. 将待去污物件放置在去污槽Ⅰ中通电，去污溶液为硝酸溶液，待去污物件表面进行电解去污；
b. 超声波发生器Ⅰ的超声频率28kHz、超声波发生器Ⅱ的超声频率40kHz、超声波发生器Ⅲ的超声频率50kHz，先打开超声波发生器Ⅰ，超声波去污10min，再打开超声波发生器Ⅱ，去污10min，去污完成后，再打开超声波发生器Ⅲ，去污10min，待去污物件成为物件Ⅰ；
c. 物件Ⅰ通过自动传送带Ⅰ进入去污槽Ⅱ进行加热浸泡，去污溶液为柠檬酸，进一步去除物件Ⅰ的表面污染，成为物件Ⅱ；
d. 物件Ⅱ通过自动传送带Ⅱ进入喷淋吹干测量装置进行喷淋吹干，去污溶液为水，成为物件Ⅲ，再通过喷淋吹干测量装置中的在线放射性污染测量装置测量物件Ⅲ的表面污染；
e. 当物件Ⅲ的表面污染极毒性α＜0.4Bq/cm2、β＜4.0Bq/cm2时，取出物件Ⅲ；当物件Ⅲ的表面污染极毒性α≥0.4Bq/cm2、β≥4.0Bq/cm2时，通过自动传送带Ⅲ将物件Ⅲ输送至去污槽Ⅰ重复步骤a-步骤e，直至表面去污完成。
实施例2
a. 将待去污物件放置在去污槽Ⅰ中通电，去污溶液为氢氧化钠溶液，待去污物件表面进行电解去污；
b. 超声波发生器Ⅰ的超声频率28kHz、超声波发生器Ⅱ的超声频率40kHz、超声波发生器Ⅲ的超声频率50kHz，先打开超声波发生器Ⅰ，超声波去污10min，再打开超声波发生器Ⅱ，去污10min，去污完成后，再打开超声波发生器Ⅲ，去污10min，待去污物件成为物件Ⅰ；
c. 物件Ⅰ通过自动传送带Ⅰ进入去污槽Ⅱ进行加热浸泡，去污溶液为柠檬酸，进一步去除物件Ⅰ的表面污染，成为物件Ⅱ；
d. 物件Ⅱ通过自动传送带Ⅱ进入喷淋吹干测量装置进行喷淋吹干，去污溶液为水，成为物件Ⅲ，再通过喷淋吹干测量装置中的在线放射性污染测量装置测量物件Ⅲ的表面污染；
e. 当物件Ⅲ的表面污染极毒性α＜0.4Bq/cm2、β＜4.0Bq/cm2时，取出物件Ⅲ；当物件Ⅲ的表面污染极毒性α≥0.4Bq/cm2、β≥4.0Bq/cm2时，通过自动传送带Ⅲ将物件Ⅲ输送至去污槽Ⅰ重复步骤a-步骤e，直至表面去污完成。
实施例3
a. 将待去污物件放置在去污槽Ⅰ中通电，去污溶液为双氧水溶液，待去污物件表面进行电解去污；
b. 超声波发生器Ⅰ的超声频率28kHz、超声波发生器Ⅱ的超声频率40kHz、超声波发生器Ⅲ的超声频率50kHz，先打开超声波发生器Ⅰ，超声波去污10min，再打开超声波发生器Ⅱ，去污10min，去污完成后，再打开超声波发生器Ⅲ，去污10min，待去污物件成为物件Ⅰ；
c. 物件Ⅰ通过自动传送带Ⅰ进入去污槽Ⅱ进行加热浸泡，去污溶液为硫酸亚铁，进一步去除物件Ⅰ的表面污染，成为物件Ⅱ；
d. 物件Ⅱ通过自动传送带Ⅱ进入喷淋吹干测量装置进行喷淋吹干，去污溶液为水，成为物件Ⅲ，再通过喷淋吹干测量装置中的在线放射性污染测量装置测量物件Ⅲ的表面污染；
e. 当物件Ⅲ的表面污染极毒性α＜0.4Bq/cm2、β＜4.0Bq/cm2时，取出物件Ⅲ；当物件Ⅲ的表面污染极毒性α≥0.4Bq/cm2、β≥4.0Bq/cm2时，通过自动传送带Ⅲ将物件Ⅲ输送至去污槽Ⅰ重复步骤a-步骤e，直至表面去污完成。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统，其特征在于：所述的超声电解自动去污系统中去污槽Ⅰ（1）、去污槽Ⅱ（4）、喷淋吹干测量装置（7）通过自动传送带顺序连接形成回路；
去污槽Ⅰ（1）中放置待去污物件（2）作为阳极，去污槽Ⅰ（1）的槽壁作为阴极；
超声波发生器Ⅰ（8）、超声波发生器Ⅱ（9）、超声波发生器Ⅲ（10）分别通过电线与去污槽Ⅰ（1）连接；
喷淋吹干测量装置（7）中包括表面α污染测量仪、表面β污染测量仪、表面γ剂量率测量仪和表面氚污染测量仪中的一种或以上。
2.根据权利要求1所述的去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统，其特征在于：所述的超声电解自动去污系统的部件材料均为316L不锈钢材质；所述的去污槽Ⅰ（1）、去污槽Ⅱ（4）、喷淋吹干测量装置（7）的内壁进行无缝连接和EP抛光处理。
3.根据权利要求1所述的去除放射性表面污染的超声电解自动去污系统，其特征在于：所述的超声波发生器Ⅰ（8）的超声波频率为28kHz，超声波发生器Ⅱ（9）的超声波频率为40kHz，超声波发生器Ⅲ（10）的超声波频率为50kHz。
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