CN208284247U

CN208284247U - 含氯离子放射性废液处理系统

Info

Publication number: CN208284247U
Application number: CN201820984611.8U
Authority: CN
Inventors: 段治强; 谢刚贵; 李振臣; 李文钰; 刘文磊; 刘波; 张井田; 向德清; 赵艳华; 林蓉; 倪文博
Original assignee: Nuclear Power Institute of China
Current assignee: Nuclear Power Institute of China
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2018-12-25
Anticipated expiration: 2028-06-25

Abstract

本实用新型公开了含氯离子放射性废液处理系统，包括反渗透系统和蒸发系统，所述反渗透系统包括废液贮槽和渗透液贮槽，在废液贮槽和渗透液贮槽之间通过管道依次设置有活性炭过滤器、超滤过滤器和反渗透过滤器，在废液贮槽与活性炭过滤器之间的管道上设置有柱塞泵，所述反渗透过滤器通过管道连接有浓缩液贮槽，所述蒸发系统包括电加热蒸发器，所述电加热蒸发器的前端通过管道与浓缩液贮槽连接，该管道上设置有微型泵，所述电加热蒸发器的后端通过管道依次连接有旋风分离器、丝网除雾器和冷凝器，所述冷凝器的后端与冷凝液贮槽。本实用新型所述处理系统对放射性废液进行处理，避免现有蒸发系统中的设备被腐蚀。

Description

含氯离子放射性废液处理系统

技术领域

本实用新型涉及放射性废物处理技术领域，具体涉及含氯离子放射性废液处理系统。

背景技术

常规核设施产生的放射性废液中几乎不含Cl^—，但部分特殊场所产生的低放废液中Cl^—浓度超过25mg/L。由于Cl^—等强酸性阴离子的存在，该过程使得不锈钢表面呈弱酸性，弱酸性促进了不锈钢在表面活性点处进行化学腐蚀反应。腐蚀形成凹坑阻碍了H⁺的扩散，另一方面新的Fe²⁺的形成又促进了水解的继续进行促进了酸性环境的维持，破坏不锈钢钝化层自身的动态平衡从而最终导致了不锈钢沿凹坑不断深入腐蚀最终形成点蚀。

放射性废液中Cl^—浓度在25mg/L以上、工作温度在100℃以上时，氯离子会对316L不锈钢造成点腐蚀。场所现存含氯离子低放废液中氯离子浓度在548.0-837.9mg/L间，远高于25mg/L的标准。若用现有蒸发系统直接处理，长此以往，容易导致系统中预热器、蒸发器、蒸残液扬液器等关键设备破损，进而对后续放射性废液处理造成影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供含氯离子放射性废液处理系统，对放射性废液进行处理，避免现有蒸发系统中的设备被腐蚀。

本实用新型通过下述技术方案实现：

含氯离子放射性废液处理系统，包括反渗透系统和蒸发系统，所述反渗透系统包括废液贮槽和渗透液贮槽，在废液贮槽和渗透液贮槽之间通过管道依次设置有活性炭过滤器、超滤过滤器和反渗透过滤器，在废液贮槽与活性炭过滤器之间的管道上设置有柱塞泵，所述反渗透过滤器通过管道连接有浓缩液贮槽，所述蒸发系统包括电加热蒸发器，所述电加热蒸发器的前端通过管道与浓缩液贮槽连接，该管道上设置有微型泵，所述电加热蒸发器的后端通过管道依次连接有旋风分离器、丝网除雾器和冷凝器，所述冷凝器的后端与冷凝液贮槽。

本实用新型所述废液贮槽用于储存含氯离子放射性废液，所述活性炭过滤器、超滤过滤器和反渗透过滤器为现有过滤器。依次通过活性炭过滤器、超滤过滤器和反渗透过滤器，能够对含氯离子放射性废液进行处理，而且能够有效降低氯离子含量，经反渗透过滤器过滤后分为渗透液和浓缩液，所述渗透液进入渗透液贮槽，浓缩液进入浓缩液贮槽。所述电加热蒸发器、旋风分离器、丝网除雾器和冷凝器均为现有技术，能够对浓缩液进行进一步处理，以便于后期对浓缩液的固化处理。本实用新型所述前端和后端是按照流体运动的先后顺序设定。

反渗透系统的工作流程如下：

(1)通过柱塞泵将废液贮槽放射性废液输送至反渗透系统入口端，柱塞泵出口端带有回流管，方便调节流量；

(2)放射性废液通过柱塞泵依次通过活性炭过滤器、超滤过滤器、反渗透过滤器，之后废液分为透过液和浓缩液；

(3)透过液流入渗透液贮槽中，取样分析透过液的放射性活度浓度，达标则去排放系统排放，不达标则用现有离子交换系统继续处理；

(4)浓缩液贮存在其浓缩液贮槽中，根据浓缩液体积及取样分析结果决定是否需要进行二次浓缩。

蒸发系统的操作流程如下：

(1)存于浓缩液贮槽内的浓缩液通过自吸泵进入电加热蒸发器，运行过程中则通过微型泵进行持续供料；

(2)电加热蒸发器内电加热管对废液进行加热，产生的蒸汽通过电加热蒸发器上部安装的除雾装置，以及后端的旋风分离器、丝网除雾器依次除去蒸汽中的雾沫、液滴、细小颗粒，随后进入冷凝器；

(3)蒸汽在冷凝器中冷凝为液体，并将液体温度降为40℃左右，随后进入冷凝液槽内。对冷凝液进行取样分析，若放射性活度浓度低于现有标准，则用现有净化水排放系统排放，若放射性活度浓度略微高于现有标准，则用现有离子交换系统作进一步处理。

本实用新型通过设置反渗透系统和蒸发系统，所述反渗透系统中依次有活性炭过滤器、超滤过滤器和反渗透过滤器，能够对含氯离子放射性废液进行处理，效降低渗透液中氯离子含量，以便后期处理，同时，蒸发系统能够对反渗透系统处理后的浓缩液进行进一步处理，以便后期对浓缩液的进一步固化处理，如此，本实用新型实现对放射性废液进行处理，避免现有蒸发系统中的设备被腐蚀。

本实用新型遵循废物最小化原则，处理完含氯离子低放废液所产生的二次废物量较小氯离子浓度在25-1000mg/L内时，均能获得较好的处理效果，可推广性强。

进一步地，还包括去排放系统和离子交换系统，所述去排放系统和离子交换系统与冷凝液贮槽、渗透液贮槽连通。

所述去排放系统和离子交换系统均为现有技术，当经过反渗透系统和蒸发系统处理后的液体中氯离子的含量达到标准以后，由离子交换系统直接排放，当经过反渗透系统和蒸发系统处理后的液体中氯离子的含量为达到标准，由去排放系统进行进一步处理，然后再排放。

进一步地，电加热蒸发器通过管道与蒸发液存储罐连通。

由于蒸发后蒸残液含盐量很高，可能在蒸发器底部结晶，通过设置蒸发液存储罐能够避免电加热蒸发器底部结晶的问题。

进一步地，在微型泵的回路中并联有大流量上料泵。

保证在实际运行时两种供料方式均能实现，从而杜绝了实际运行时再进行停工改造的问题。一次性完成注入料溶液浓度随着蒸发越来越大，不容易保证冷凝水的质量；持续小流量供料能够保证溶液的液位保持稳定，在一定程度上也缓解了溶液浓度的变化，从而能够保证冷凝水的质量。因此采用持续小流量供料的方式进行常态补水，而在排渣完毕后，蒸发器再次投入运行前，需要用一次性完成注料来完成蒸发器的首次大量补水，这两种式结合使用才是最高效的运行方式

进一步地，在电加热蒸发器和浓缩液贮槽之间的管道设置为并联结构。

有利于管道的维修。

进一步地，电加热蒸发器采用双相不锈钢制成。

该类钢兼有奥氏体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。

在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣(如海水，氯离子浓度较高)的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢。

进一步地，电加热蒸发器的外壁设置有复合硅酸盐保温层。

进一步地，渗透液贮槽和冷凝液贮槽的后端均设置有氯离子检测装置。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型通过设置反渗透系统和蒸发系统，所述反渗透系统中依次有活性炭过滤器、超滤过滤器和反渗透过滤器，能够对含氯离子放射性废液进行处理，效降低渗透液中氯离子含量，以便后期处理，同时，蒸发系统能够对反渗透系统处理后的浓缩液进行进一步处理，以便后期对浓缩液的进一步固化处理。

2、本实用新型结构紧凑，占地空间小。且去污因子高，浓缩倍数大，能够满足使用要求。

3、本实用新型含氯离子放射性废液处理系统，。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是反渗透系统的示意图；

图2是蒸发系统的示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-废液贮槽，2-柱塞泵，3-活性炭过滤器，4-超滤过滤器，5-反渗透过滤器，6-渗透液贮槽，7-去排放系统，8-离子交换系统，9-浓缩液贮槽，10-微型泵，11-电加热蒸发器，12-旋风分离器，13-丝网除雾器，14-冷凝器，15-冷凝液贮槽，16-蒸发液存储罐。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1、图2所示，含氯离子放射性废液处理系统，包括反渗透系统和蒸发系统，所述反渗透系统包括废液贮槽1和渗透液贮槽6，在废液贮槽1和渗透液贮槽6之间通过管道依次设置有活性炭过滤器3、超滤过滤器4和反渗透过滤器5，在废液贮槽1与活性炭过滤器3之间的管道上设置有柱塞泵2，所述反渗透过滤器5通过管道连接有浓缩液贮槽9，所述蒸发系统包括电加热蒸发器11，所述电加热蒸发器11的前端通过管道与浓缩液贮槽9连接，该管道上设置有微型泵10，所述电加热蒸发器11的后端通过管道依次连接有旋风分离器12、丝网除雾器13和冷凝器14，所述冷凝器14的后端与冷凝液贮槽15；还包括去排放系统7和离子交换系统8，所述去排放系统7和离子交换系统8与冷凝液贮槽15、渗透液贮槽6连通；所述渗透液贮槽6和冷凝液贮槽15的后端均设置有氯离子检测装置图未示，电加热蒸发器11中包括液位计、温度计、密度计，时刻监控蒸发器蒸发过程各项参数是否满足条件，后端加有旋风分离器12和丝网除雾器13进一步去除蒸汽中的雾沫，提高净化效果，冷凝器14兼作冷凝、冷却作用，保证冷凝液出口温度低于40℃。

本实施例所述反渗透系统处理能力在0.5-1m³/h间，占地约2000mm×1500mm×1800mm(含预处理设备)，浓缩液的产生量约占废液总量的30％，系统设计脱盐率为98％，浓缩倍数为3.3。

实施例2：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1，所述电加热蒸发器11通过管道与蒸发液存储罐16连通；在微型泵10的回路中并联有大流量上料泵；在电加热蒸发器11和浓缩液贮槽9之间的管道设置为并联结构；所述电加热蒸发器11采用双相不锈钢制成；所述电加热蒸发器11的外壁设置有复合硅酸盐保温层。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，包括反渗透系统和蒸发系统，所述反渗透系统包括废液贮槽(1)和渗透液贮槽(6)，在废液贮槽(1)和渗透液贮槽(6)之间通过管道依次设置有活性炭过滤器(3)、超滤过滤器(4)和反渗透过滤器(5)，在废液贮槽(1)与活性炭过滤器(3)之间的管道上设置有柱塞泵(2)，所述反渗透过滤器(5)通过管道连接有浓缩液贮槽(9)，所述蒸发系统包括电加热蒸发器(11)，所述电加热蒸发器(11)的前端通过管道与浓缩液贮槽(9)连接，该管道上设置有微型泵(10)，所述电加热蒸发器(11)的后端通过管道依次连接有旋风分离器(12)、丝网除雾器(13)和冷凝器(14)，所述冷凝器(14)的后端与冷凝液贮槽(15)。

2.根据权利要求1所述的含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，还包括去排放系统(7)和离子交换系统(8)，所述去排放系统(7)和离子交换系统(8)与冷凝液贮槽(15)、渗透液贮槽(6)连通。

3.根据权利要求1所述的含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，所述电加热蒸发器(11)通过管道与蒸发液存储罐(16)连通。

4.根据权利要求1所述的含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，在微型泵(10)的回路中并联有大流量上料泵。

5.根据权利要求1所述的含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，在电加热蒸发器(11)和浓缩液贮槽(9)之间的管道设置为并联结构。

6.根据权利要求1所述的含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，所述电加热蒸发器(11)采用双相不锈钢制成。

7.根据权利要求1所述的含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，所述电加热蒸发器(11)的外壁设置有复合硅酸盐保温层。

8.根据权利要求1所述的含氯离子放射性废液处理系统，其特征在于，所述渗透液贮槽(6)和冷凝液贮槽(15)的后端均设置有氯离子检测装置。