CN208460408U - 一种用于低放废液净化的离子交换柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于低放废液净化的离子交换柱，包括壳体，所述壳体上部设置有废液进口、树脂入口，壳体下部设置有废液出口、树脂出口，所述废液进口连通有位于壳体内部的废液喷淋管，所述废液喷淋管的出液端朝上，壳体内部还设置有位于废液出口下方的布水组件，所述布水组件用于归集和过滤净化后的废液，布水组件的弯管与废液出口连通。本实用新型使得废液能够充分地、均匀地同树脂接触，提高了树脂的利用率；同时，利用布水组件对净化后的废液进行归集、过滤，提高了废液排放的均匀性。

Description

一种用于低放废液净化的离子交换柱

技术领域

本实用新型涉及核废液净化设备领域，具体涉及一种用于低放废液净化的离子交换柱。

背景技术

目前核工业领域内常用的离子交换柱主要采用圆柱形结构，放射性液体进入离子交换柱后，容易沿着柱体内壁流动或在某一侧流动，致使液体分布不均匀，进而导致与离子交换树脂混合不均匀不充分，因此离子交换树脂的利用率较低并且净化去污效果较差。同时，经离子交换树脂净化后的液体一般从离子交换柱底部接管直接排出，例如，公开号为CN2520329Y的中国专利公开了一种围桶式离子交换柱，这种从离子交换柱底部接管直接排出净化后的液体的设计存在液体排出不均匀的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于低放废液净化的离子交换柱，以解决现有技术中存在的树脂与低放废液混合不均匀导致净化去污效果差，以及净化后的放射性废液排出不均匀的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于低放废液净化的离子交换柱，包括壳体，所述壳体上部设置有废液进口、树脂入口，壳体下部设置有废液出口、树脂出口，所述废液进口连通有位于壳体内部的废液喷淋管，所述废液喷淋管的出液端朝上，壳体内部还设置有位于废液出口下方的布水组件，所述布水组件用于归集和过滤净化后的废液，布水组件的弯管与废液出口连通。

现有技术中，核工业领域常用的离子交换柱主要采用圆柱形结构，放射性废液进入离子交换柱后将沿着柱体内壁流动或在某一侧流动，使得树脂利用率低，废液在树脂中的分布不均匀，进而导致废液和树脂混合不均匀，树脂对废液的净化效果不理想；同时，经离子交换树脂净化后的液体一般从离子交换柱底部接管直接排出，如公开号为CN2520329Y的中国专利公开的一种围桶式离子交换柱，这种从离子交换柱底部接管直接排出净化后的液体的设计存在液体排出不均匀的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于低放废液净化的离子交换柱，其通过废液喷淋管向上喷洒的进液方式使得放射性废液能够与离子交换树脂充分地、均匀地接触，提高离子交换树脂的使用率；同时通过设置布水组件，确保净化后的放射性废液能够均匀排出，并能有效地除去废液中的杂质。

具体地，与现有技术相同，本实用新型也包括壳体，优选地，壳体包括从上而下依次连接的上封头、筒体和下封头。为了便于拆卸，所述壳体的筒体可以由上下两段组成，上下两段之间通过法兰连接。所述壳体分为上部和下部，其中，壳体上部是指高于壳体一半高度的部分，壳体下部是指低于壳体一半高度的部分。壳体的上部设置有废液进口和树脂进口，所述废液进口用于向壳体内部通入待净化的放射性废液，树脂进口用于向壳体内通入树脂；壳体的下部设置有废液出口和树脂出口，所述废液出口用于从壳体内排出经净化后的放射性废液，树脂出口用于将使用后的废树脂从壳体内部排出。

与现有技术不同的是，本实用新型在废液进口上连接有废液喷淋管，所述废液喷淋管将废液在壳体内的出液端喷洒至壳体内部，使得放射性废液不会沿着壳体的壁面流动；进一步地，废液喷淋管的出液端朝上，使得带有压力的废液在进入壳体后先朝上进行喷淋，再依靠重力落下，废液在壳体横截面上的落点增多，而非集中在某一个区域，使得废液能够充分地、均匀地同树脂接触，提高了树脂的利用率。作为废液喷淋管的一种优选结构，废液喷淋管为90度弯管，且其竖直段的中轴线与壳体的中轴线共线，从而使废液落在树脂上的面积最大化。

壳体内还设置有布水组件，所述布水组件设置在废液出口的下方，优选地，布水组件设置在下封头内，且位于树脂出口的正上方。布水组件通过上夹板和下夹板固定在壳体内部，优选地，下夹板焊接在壳体的内壁上，上夹板不与壳体内壁焊接。布水组件通过其上的过水孔对净化后的废液进行归集，最后废液通过弯管从废液出口排出，确保了净化后的放射性废液能够均匀排出，同时，布水组件还具备过滤功能，能够一定程度上除去废液中的杂质。

使用时，首先将经过预处理的新树脂装入新树脂贮槽，打开离子交换柱树脂入口盲板，将新树脂贮槽下端树脂出口软管与离子交换柱树脂入口管法兰连接，采用复用水将新树脂冲入离子交换柱内，同时将粘附于新树脂贮槽内壁上的树脂冲洗进入离子交换柱内，完成新树脂的装填；之后，放射性废液经废液进口、废液喷淋口进入壳体内进行离子交换处理，净化后的废液经布水组件归集后从废液出口排出。离子交换树脂失效后，不再生，打开复用水截止阀及树脂出口，用复用水将废树脂冲入废树脂贮槽中贮存。

作为本实用新型的布水组件的一种优选实施方式，所述布水组件包括集水管，所述集水管两端焊封有圆封板，集水管的侧面设置有弯管和滤头。集水管两端焊封的圆封板使得集水管的两端为封闭端，废液从集水管侧面的滤头过滤并进入集水管中收集，当集水管中的废液储存到一定量后，集水管中的废液通过弯管被压至废液出口排放。

作为本实用新型的滤头的一种优选的实施方式，所述滤头包括可拆卸连接在集水管上的滤管，所述滤管的开口端上安装有螺母盖，所述滤管外侧并排套设有多个小环，相邻两个小环之间存在间隙，所述滤管和小环之间设置有筋板，所述滤管和筋板上均设置有过水孔。滤管与集水管的连接方式为卡接、螺纹连接等可拆卸的连接方式。滤管的开口端，也即滤管远离集水管的一端上安装有螺母盖，通过螺母盖将多个小环并排固定在螺母盖与集水管之间，避免使用时小环沿滤管上的筋板移动，同时螺母盖还能够避免废液、树脂从滤管的开口端进入滤管中。相邻的小环之间存在间隙，优选地，该间隙的宽度在0.05～0.30mm之间，该间隙用于对树脂、废液中的杂质进行过滤，避免体积较大的固体颗粒堵住过水孔。滤管与小环之间设置有筋板，筋板一端固定在滤管外壁，另一端与小环接触，但小环可以相对一般转动，筋板的作用在于支撑小环，使得小环和滤管外壁之间存在足够的空间以通过液体。液体通过滤管和筋板上的过水孔最终归集在集水管中。通过上述滤头的结构，使得布水组件不仅能够归集废液，使得废液均匀排出，且经过小环之间间隙的过滤，能够有效地过滤掉废液中的大部分杂质，有利于后续工艺对废液的处理。优选地，所述滤头的个数为8个，所述8个滤头的中轴线位于同一平面，8个滤头关于集水管对称分布。8个滤头的长度可以相同，也可以不同，8个滤头分为两组，每组4个滤头，两组滤头关于集水管对称分布，使得布水组件对废液的归集更加均匀。根据滤管的长短，滤管外侧套设的小环数量不等，小环的数量为3～5个。

进一步地，所述小环的一个端面上设置有凹槽。作为小环之间间隙的优选设置形式，小环的两个端面中一端为平面，另一端上设置有凹槽，所述凹槽的深度构成两个小环之间的间隙。优选地，所述凹槽的个数为4个，所述四个凹槽围绕小环的周向均匀分布。

进一步地，相邻两个小环之间的间隙为0.18mm。也即，小环上的凹槽的深度为0.18mm。

进一步地，所述壳体的内壁上固定有水平放置的上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板夹持布水组件。优选地，所述壳体的内壁底端焊接有下夹板。布水组件通过上下夹板的卡合作用固定在壳体内部底端，布水组件在壳体内水平布置。

进一步地，所述壳体上设置有窥视镜组件，所述窥视镜组件包括焊接在壳体上的接缘、以及安装在接缘上的压盖，所述接缘和压盖间设置有卡合腔，所述卡合腔内安装有钢化玻璃，所述钢化玻璃覆盖接缘上的开口。压盖通过螺母安装在接缘上，当压盖安装在接缘上时，接缘和压盖间存在卡合腔以用于卡合钢化玻璃，钢化玻璃用于覆盖接缘上的开口以防止壳体内的树脂、废液从接缘上的开口排出至壳体外。通过上述结构，使用者可以通过窥视镜组件观察壳体内的情况，便于对壳体内部运行情况进行实时观察。优选地，窥视镜组件总共有三个，三个窥视镜组件分别位于壳体的上部、中部和下部。

进一步地，所述钢化玻璃与接缘之间、以及钢化玻璃与压盖之间均设置有位于卡合腔内的密封垫片。密封垫片用于确保离子交换柱的密封性，避免壳体内的废液从卡合腔中流出。

进一步地，所述壳体上部设置有排气口，所述壳体下部设置有压缩空气进口。优选地，所述排气口设置在壳体的上封头的顶部。在排放废树脂前，可以通过压缩空气进口通入压缩空气对壳体内部离子交换树脂进行充分混合与搅拌，使废树脂的排放更加通畅，排气经过排气口排入工艺排气系统，统一处理后向环境释放。

进一步地，所述壳体内壁上设置有支撑板，所述支撑板连接废液喷淋管的竖直段。支撑板用于固定废液喷淋管，使废液喷淋管的竖直段的中轴线始终与壳体的中轴线共线。优选地，支撑板平行于水平面。

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、本实用新型在废液进口上连接有废液喷淋管，所述废液喷淋管将废液在壳体内的出液端延伸至壳体内部，使得放射性废液不会沿着壳体的壁面流动；同时，废液喷淋管的出液端朝上，使得带有压力的废液在进入壳体后先朝上进行喷淋，再依靠重力落下，使得废液能够充分地、均匀地同树脂接触，提高了树脂的利用率；

2、本实用新型的布水组件通过其上的过水孔对净化后的废液进行归集，最后废液通过弯管从废液出口排出，确保净化后的放射性废液能够均匀排出，同时，布水组件还具备过滤功能，能够一定程度上除去废液中的杂质；

3、本实用新型布水组件的滤头经过特殊设计，使得布水组件不仅能够归集废液，使得废液均匀排出，且经过小环之间的间隙的过滤，能够有效地过滤掉废液中的大部分杂质，有利于后续工艺对废液的处理；

4、本实用新型设置的窥视镜组件允许使用者通过窥视镜组件观察壳体内的情况，便于对壳体内部运行情况进行实时观察；

5、本实用新型还设置有排气口和压缩空气进口，在排放废树脂前，可以通过压缩空气进口通入压缩空气对壳体内部离子交换树脂进行充分混合与搅拌，使废树脂的排放更加通畅，排气经过排气口排入工艺排气系统，统一处理后向环境释放。

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为本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中布水组件的结构示意图；

图3为图2中A-A面的剖面示意图；

图4为本实用新型具体实施例中小环的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例中窥视镜的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-壳体，2-废液进口，3-废液喷淋管，4-废液出口，5-树脂入口，6-树脂出口，7-布水组件，71-集水管，72-圆封板，73-弯管，74-滤头，75-小环，76-滤管，77-螺母盖，78-筋板，79-凹槽，8-窥视镜组件，81-接缘，82-压盖，83-钢化玻璃，84-密封垫片，9-上夹板，10-下夹板，11-压缩空气进口，12-排气口，13-支撑板。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1：

如图1至图4所示的一种用于低放废液净化的离子交换柱，包括壳体1，壳体1上部设置有废液进口2、树脂入口5，壳体1下部设置有废液出口4、树脂出口6，废液进口2连通有位于壳体1内部的废液喷淋管3，所述废液喷淋管3的出液端朝上，壳体1内部还设置有位于废液出口4下方的布水组件7，所述布水组件7用于归集和过滤净化后的废液，布水组件7的弯管73与废液出口4连通；所述布水组件7包括集水管71，所述集水管71两端焊封有圆封板72，集水管71的侧面设置有弯管73和滤头74；所述滤头74包括可拆卸连接在集水管71上的滤管76，所述滤管76的开口端上安装有螺母盖77，所述滤管76外侧并排套设有多个小环75，相邻两个小环75之间存在间隙，所述滤管76和小环75之间设置有筋板(78)，所述滤管76和筋板78上均设置有过水孔；所述小环75的一个端面上设置有凹槽79；相邻两个小环75之间的间隙为0.18mm；所述壳体1的内壁上固定有水平放置的上夹板9和下夹板10，所述上夹板9和下夹板10夹持布水组件7；所述壳体1上部设置有排气口12，所述壳体1下部设置有压缩空气进口11；壳体1内壁上设置有支撑板13，所述支撑板13连接废液喷淋管3的竖直段。

使用时，首先将经过预处理的新树脂装入新树脂贮槽，打开离子交换柱树脂入口5盲板，将新树脂贮槽下端树脂出口软管与离子交换柱树脂入口5管法兰连接，采用复用水将新树脂冲入壳体1内，同时将粘附于新树脂贮槽内壁上的树脂冲洗进入壳体1内，完成新树脂的装填；之后，放射性废液经废液进口2、废液喷淋口3进入壳体1内进行离子交换处理，净化后的废液经布水组件7的小环75之间的间隙过滤后进入至集水管71中归集，归集、过滤后的废液从废液出口4排出。离子交换树脂失效后，不再生，打开复用水截止阀及树脂出口6，用复用水将废树脂冲入废树脂贮槽中贮存。可以在排放废树脂前，通过压缩空气进口11通入0.3Mpa压缩空气对壳体1内部离子交换树脂进行充分混合与搅拌，使树脂的排放更加通畅。壳体1内的气体经过排气口12排入工艺排气系统，统一处理后向环境释放。

实施例2：

如图5所示，在实施例1的基础上，所述壳体1上设置有窥视镜组件8，所述窥视镜组件8包括焊接在壳体1上的接缘81、以及安装在接缘81上的压盖82，所述接缘81和压盖82间设置有卡合腔，所述卡合腔内安装有钢化玻璃83，所述钢化玻璃83覆盖接缘81上的开口；所述钢化玻璃83与接缘81之间、以及钢化玻璃83与压盖82之间均设置有位于卡合腔内的密封垫片84。

在部分实施例中，窥视镜组件8的个数为三个，三个窥视镜组件8分别位于布水组件7附近、废液进口2附近和壳体1的中部，便于对壳体内部运行情况进行实时观察。

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 (10)

1.一种用于低放废液净化的离子交换柱，包括壳体(1)，所述壳体(1)上部设置有废液进口(2)、树脂入口(5)，壳体(1)下部设置有废液出口(4)、树脂出口(6)，其特征在于，所述废液进口(2)连通有位于壳体(1)内部的废液喷淋管(3)，所述废液喷淋管(3)的出液端朝上，壳体(1)内部还设置有位于废液出口(4)下方的布水组件(7)，所述布水组件(7)用于归集和过滤净化后的废液，布水组件(7)的弯管(73)与废液出口(4)连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述布水组件(7)包括集水管(71)，所述集水管(71)两端焊封有圆封板(72)，集水管(71)的侧面设置有弯管(73)和滤头(74)。

3.根据权利要求2所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述滤头(74)包括可拆卸连接在集水管(71)上的滤管(76)，所述滤管(76)的开口端上安装有螺母盖(77)，所述滤管(76)外侧并排套设有多个小环(75)，相邻两个小环(75)之间存在间隙，所述滤管(76)和小环(75)之间设置有筋板(78)，所述滤管(76)和筋板(78)上均设置有过水孔。

4.根据权利要求3所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述小环(75)的一个端面上设置有凹槽(79)。

5.根据权利要求3所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，相邻两个小环(75)之间的间隙为0.18mm。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述壳体(1)的内壁上固定有水平放置的上夹板(9)和下夹板(10)，所述上夹板(9)和下夹板(10)夹持布水组件(7)。

7.根据权利要求1所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述壳体(1)上设置有窥视镜组件(8)，所述窥视镜组件包括焊接在壳体(1)上的接缘(81)、以及安装在接缘(81)上的压盖(82)，所述接缘(81)和压盖(82)间设置有卡合腔，所述卡合腔内安装有钢化玻璃(83)，所述钢化玻璃(83)覆盖接缘(81)上的开口。

8.根据权利要求7所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述钢化玻璃(83)与接缘(81)之间、以及钢化玻璃(83)与压盖(82)之间均设置有位于卡合腔内的密封垫片(84)。

9.根据权利要求1所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述壳体(1)上部设置有排气口(12)，所述壳体(1)下部设置有压缩空气进口(11)。

10.根据权利要求1所述的一种用于低放废液净化的离子交换柱，其特征在于，所述壳体(1)内壁上设置有支撑板(13)，所述支撑板(13)连接废液喷淋管(3)的竖直段。