CN212750390U - 一种放射性回收酸的提纯装置及乏燃料后处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种放射性回收酸的提纯装置，包括本体容器、进料管线、以及进气管线，所述进料管线与所述本体容器的上部连通，用于向本体容器内通入放射性回收酸；所述进气管线与所述本体容器的下部连通，用于向本体容器内通入热气体，热气体和放射性回收酸在本体容器内逆流接触，使放射性回收酸中的杂质解吸分离出来，得到提纯后的放射性回收酸。还提供一种乏燃料后处理系统。采用本实用新型装置的后处理系统可以提高放射性回收酸的纯度，避免碘等杂质在酸循环过程中富集而影响乏燃料后处理效果。

Description

一种放射性回收酸的提纯装置及乏燃料后处理系统

技术领域

本实用新型属于核工业技术领域，具体涉及一种用于吸收乏燃料后处理产生的溶解气产生的放射性回收酸的提纯装置、以及一种包括上述提纯装置的乏燃料后处理系统。

背景技术

在乏燃料后处理厂首端溶解系统中会产生含氮氧化物(NOx) 的气体，且上述气体中含有放射性碘，这些气体如果直接排放会造成较大的环境污染和资源浪费。目前国内通常是采用酸回收技术对其进行回收,即：将上述气体中的氮氧化物转化为酸(即放射性回收酸),从而消除气体中的氮氧化物，而将生成的酸再返回到溶解系统进行循环重复利用。

然而，在采用上述的酸回收技术过程中，酸在循环的同时还会夹带放射性碘等杂质，而我国现有建成的乏燃料后处理厂的氮氧化物的回收系统中还没有用于去除上述回收酸中的碘等杂质的相关设施，无法有效除去其中的碘等杂质，导致碘在溶解系统及后续的共去污分离系统的液相中富集，而碘能够与共去污分离系统中的萃取剂发生反应，从而降低萃取剂的萃取效率，同时，碘还会对其中的有机溶剂的辐解产生不良影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种放射性回收酸的提纯装置及乏燃料后处理系统，可以提高放射性回收酸的纯度，避免碘等杂质在酸循环过程中富集而影响乏燃料后处理效果。

根据本实用新型的一个方面，提供一种放射性回收酸的提纯装置，其技术方案如下：

一种放射性回收酸的提纯装置，包括本体容器、进料管线、以及进气管线，

所述进料管线与所述本体容器的上部连通，用于向本体容器内通入放射性回收酸，

所述进气管线与所述本体容器的下部连通，用于向本体容器内通入热气体，

热气体和放射性回收酸在本体容器内逆流接触，使放射性回收酸中的杂质解吸分离出来，得到提纯后的放射性回收酸。

优选的是，所述本体容器内设有塔板，且所述塔板处于所述进料管线和所述进气管线之间的位置。

优选的是，所述塔板的数量为多个，多个所述塔板在本体容器内沿竖直方向依次排列，形成多级塔板。

优选的是，所述塔板上具有一定的坡度，所述坡度为0.3～ 0.6°，和/或，

所述塔板上设置凹部，且相邻两个塔板的凹部处于对角位置，所述凹部的底部设有导流管。

优选的是，所述塔板为筛孔塔板。

优选的是，所述装置还包括冲洗管线，所述冲洗管线与所述本体容器连通，用于通入冲洗液，所述冲洗液包括酸液、碱液、以及水。

优选的是，所述装置还包括控制单元，所述控制单元包括第一流量检测计、第二流量检测计和控制器，

所述第一流量检测计设置在所述进气管线上，用于检测进气管线内的热气体的流量；

所述第二流量检测计设置在所述进料管线上，用于检测进料管线内的放射性回收酸的流量；

所述控制器与第一流量检测计和第二流量检测计分别相连，用于根据第一流量检测计和第二流量检测计的检测结果控制进气管线中的热气体和进料管线中放射性回收酸之间的气液比。

优选的是，所述装置还包括负压单元，所述负压单元与所述本体容器连通，用于为本体容器提供负压。

优选的是，所述装置还包括存储装置、热气体提供装置，

所述存储装置与所述进料管线连通，用于存储放射性回收酸；

所述热气体提供装置与所述进气管线连通，用于提供热气体。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种乏燃料后处理系统，其技术方案如下：

一种乏燃料后处理系统，包括氮氧化物回收装置、以及以上所述的放射性回收酸的提纯装置，所述放射性回收酸的提纯装置还包括热气体提供单元，

所述氮氧化物回收装置的输出端与所述进料管线连通，用于为本体容器提供放射性回收酸；

所述热气体提供单元与所述进气管线连通，用于为本体容器提供热气体。

优选的是，所述系统还包括溶解装置、尾气装置，所述放射性回收酸的提纯装置还包括出料管线和出气管线，

所述溶解装置与所述出料管线连通，用于将所述提纯装置内得到的提纯后的放射性回收酸回流以进行循环使用；

所述尾气装置与所述出气管线连通，用于队所述提纯装置内解吸产生的含碘气相物进行集中处理。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的提纯装置，不仅能够将放射性回收酸中的碘解吸出来，可有效降低放射性回收酸中的碘的含量，避免在放射性回收循环过程中导致的碘的富集的问题，还能够将回收酸的微量亚硝酸氧化成硝酸，从而可进一步提高放射性回收酸的纯度，降低对后续使用放射性回收酸的工艺系统的影响，并且，本装置结构简单，稳定性强，易于检修，传质效率高，具有较高的提纯效率。

本实施例的乏燃料处理系统，不仅可对回收氮氧化物产生的回收酸中的碘、氮氧化物、亚硝酸等杂质进行有效去除，可减少或避免回收酸在回流至溶解器进行循环使用的过程中的碘等杂质的富集，进而降低对后续处理工序(如共去污分离工序)中的萃取剂、有机溶剂的不良影响，提高乏燃料后处理效果和效率，还可对解吸产生的含碘气相物可进行集中处理，可减少对大气环境的污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中放射性回收酸的提纯装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中放射性回收酸的提纯装置的俯视图。

图中：1-本体容器；2-进料管线；3-进气管线；4-出料管线； 5-出气管线；6-塔板；7-支座；8-凹部；9-导流管；10-冲洗管线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

由于现有技术中放射性回收酸在循环过程中造成的碘的富集等问题，本实用新型提供一种放射性回收酸的提纯装置，包括本体容器、进料管线、以及进气管线、

所述进料管线与所述本体容器的上部连通，用于向本体容器内通入放射性回收酸，

所述进气管线与所述本体容器的下部连通，用于向本体容器内通入热气体，热气体和放射性回收酸在本体容器内逆流接触，使放射性回收酸中的杂质解吸分离出来，得到提纯后的放射性回收酸。

相应地，本实用新型还提供一种乏燃料后处理系统，包括氮氧化物回收装置、以及以上所述的放射性回收酸的提纯装置，所述放射性回收酸的提纯装置还包括热气体提供单元，

所述氮氧化物回收装置的输出端与所述进料管线连通，用于为本体容器提供放射性回收酸；

所述热气体提供单元与所述进气管线连通，用于为本体容器提供热气体。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种放射性回收酸的提纯装置，包括本体容器1、进料管线2、以及进气管线3，其中，进料管线2与本体容器1的上部连通，用于向本体容器1内通入放射性回收酸；进气管线3与本体容器1的下部连通，用于向本体容器 1内通入热气体，热气体和放射性回收酸在本体容器1内逆流接触，使放射性回收酸中的杂质解吸分离出来，得到提纯后的放射性回收酸。

具体来说，进料管线2优选设于本体容器1的上部，且进料管线2的出口伸入到本体容器1内部，通过进料管线2向本体容器内通入放射性回收酸。本实施例中的放射性回收酸是指乏燃料后处理过程中通过溶解、回收氮氧化物(NO_X)等过程生成的酸 (本实施例中称为放射性回收酸，简称回收酸)，上述回收酸中包含硝酸、少部分亚硝酸、以及放射性碘、氮氧化物等杂质。进料管线2的出口可设有喷洒机构，比如可采用莲蓬头式喷头等喷洒机构，以便将上述回收酸尽可能均匀的通入到本体容器1内部。进气管线3优选设于本体容器1的下部，且进气管线3的出口也伸入到本体容器3内部，通过进气管线3中向本体容器1 内通入热气体。本实施例中，热气体可以是采用热空气，也可以是热的压缩空气，热气体的温度为80～100℃，优选为90℃。进气管线3的出口也可设有喷洒机构，如气体分布器，以便将热空气尽可能均匀的通入到本体容器内部。本体容器1的底部设有出料管线4，用于排出提纯后的回收酸，提纯后的回收酸可用于乏燃料后处理过程中的溶解工序等工序。本体容器1的顶部设有出气管线5，用于排出解吸产生的含碘、以及氮氧化物的气体。

本实施例装置利用气提原理对回收酸的中的解吸，分离出其中的碘、以及氮氧化物等杂质，同时，还能将回收酸中夹杂的少量亚硝酸氧化成硝酸，从而实现对放射性回收酸的提纯目的，通过将热气体和回收酸分别从本体容器1的上部和下部通入进行逆流接触，可以延长接触时间和接触面接，从而提高对放射性回收酸的提纯效果。

本实施例中，本体容器1可采用塔状容器，本体容器1内部设有塔板6，塔板6的数量为一个或多个，优选设置多个塔板6，且优选为将多个塔板6均设于进料管线2和进气管线3之间的位置，多个塔板6在本体容器1内沿竖直方向依次排列，形成多级塔板，塔板6与本体容器1之间可采用焊接等方式进行连接。本体容器1的外壁上可设有支座7，用于对本体容器1进行支撑，且支座7、以及处于本体容器1外的进料管线2、进气管线3、出料管线4之间尽可能处于不同的竖直平面上，如图2所示，这样既可以便于布置进料管线2、进气管线3、出料管线4等管线，还有利于提高装置的平衡性和稳定性。

本实施例中，塔板6优选采用筛板塔板，这个塔板结构简单，易于后期维护检维修等工作。当然，塔板6还可以采用泡罩塔板、浮阀塔板等可用于增强上述加热气体和回收酸这两种流体密切接触效果的其它类型的塔板。

在一些可选的实施方式中，将塔板6设置成具有一定的坡度，以便于倒空，有利于使回收酸下落到塔板6上时能及时往下流，不会在塔板6上存留积液而导致筛板塔板的筛孔阻塞，而影响解吸效率。本实施例中，塔板6的坡度优选为0.3～0.6°。

在另一些可选的实施方式中，在各塔板6上设置凹部8，凹部优选设于塔板6的一侧的边缘处，且上下相邻的两个塔板6 的凹部8处于对角的位置，如图1所示，并且，在凹部8的底部设置导流管(或导流孔)9，以便能及时将下落到塔板上的回收酸倒空。

当然，本实施例的塔板6还可以是采用上述两种方式相结合的塔板。

进一步的，本实施例装置还包括控制单元，用于控制通入到本体容器中的热气体和放射性回收酸之间的气液比。

具体来说，控制控制单元包括第一流量检测计、第二流量检测计和控制器，其中：第一流量检测计设置在进气管线3上，用于检测进气管线3内的热气体的流量；第二流量检测计设置在进料管线2上，用于检测进料管线2内的放射性回收酸的流量；控制器与第一流量检测计和第二流量检测计分别相连，用于根据第一流量检测计和第二流量检测计的检测结果控制进气管线3中的热气体和进料管线2中放射性回收酸之间的气液比。本实施例中，优选控制气液比为(100～600):1。

考虑到装置运行后可能需要进行检维修等工作，而回收酸具有一定的放射性，需要清洗之后方可进行检维修。因此，本实施例装置还包括冲洗管线10，冲洗管线10与本体容器1连通，用于通入冲洗回收酸所用的冲洗液。

具体来说，如图1所示，冲洗管线10与本体容器的上部或顶部连接，冲洗管线10的出口端伸入到本体容器1的内部的上部或顶部，处于进料管线2的上方位置，且冲洗管线10的出口端可设置喷嘴等喷洒机构，通过喷洒等方式对本体容器内部进行冲洗，从而洗去本体容器内的回收酸，以便进行检维修)。冲洗管线10的进口端可同时与酸液、碱液、以及水的供应单元连通，也就是说，冲洗管线10中的冲洗液包括酸、碱、以及水，在进行清洗时，先在冲洗管线10中通入硝酸进行酸洗，再通入碱液，最后通入水。本实施例中，酸液可采用硝酸，碱液可采用氢氧化钠，水可采用自来水。

考虑到传质效率、放射性泄露造成的污染等因素，本实施例装置在工作时优选采用负压操作，因此，本实施例的装置中还可包括负压单元，负压单元与本体容器1连通，用于为本体容器1 提供负压。本实施例中，负压单元可以采用风机等可提供负压的任意设备，且优选控制本体容器1内的负压(表压)大小为-50～ 2kPa。

本实施例,不仅能够将放射性回收酸中的碘解吸出来，可有效降低放射性回收酸中的碘的含量，避免在放射性回收循环过程中导致的碘的富集的问题，还能够将回收酸的微量亚硝酸氧化成硝酸，从而可进一步提高放射性回收酸的纯度，降低对后续使用放射性回收酸的工艺系统的影响，并且，本装置结构简单，但稳定性强，易于检修，传质效率高，具有较高的提纯效率。

实施例2

本实施例还公开一种乏燃料后处理系统，包括氮氧化物回收装置、以及实施例1中所述的放射性回收酸的提纯装置。

具体来说，本实施例中放射性回收酸的提纯装置还可包括热气体提供单元。

氮氧化物回收装置的输出端与进料管线2连通，用于为本体容器提供放射性回收酸；热气体提供单元与进气管线3连通，用于为本体容器提供热气体。

本实施例的乏燃料后处理系统还包括溶解装置、尾气装置。

具体来说，溶解装置与提纯装置中的本体容器的出料管线4 连通，用于将提纯装置内得到的提纯后的放射性回收酸回流至溶解装置中进行循环使用，酸在溶解装置中乏燃料进行反应，使乏燃料溶解，反应后产生的含氮氧化物的气相物通入到氮氧化物回收装置中进行氮氧化物回收，使气相物中的氮氧化物转化为酸 (即放射性回收酸),回收酸通过进料管线通入到本体容器内再进行提纯，从而实现循环重复利用。尾气处理装置与提纯装置中的本体容器的出气管线5连通，用于将提纯装置内解吸产生的含碘气相物通入到尾气装置中进行集中处理，以避免含碘气相物直接排放造成的大气污染。

本实施例的乏燃料处理系统，不仅可对回收氮氧化物产生的回收酸中的碘、氮氧化物、亚硝酸等杂质进行有效去除，可减少或避免回收酸在回流至溶解器进行循环使用的过程中的碘等杂质的富集，进而降低对后续处理工序(如共去污分离工序)中的萃取剂、有机溶剂的不良影响，提高乏燃料后处理效果和效率，还可对解吸产生的含碘气相物可进行集中处理，可减少对大气环境的污染。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型实施例的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种放射性回收酸的提纯装置，其特征在于，包括本体容器(1)、进料管线(2)、以及进气管线(3)，

所述进料管线与所述本体容器的上部连通，用于向本体容器内通入放射性回收酸，

所述进气管线与所述本体容器的下部连通，用于向本体容器内通入热气体，

热气体和放射性回收酸在本体容器内逆流接触，使放射性回收酸中的杂质解吸分离出来，得到提纯后的放射性回收酸，

所述本体容器内设有塔板(6)，且所述塔板处于所述进料管线和所述进气管线之间的位置；

所述塔板的数量为多个，多个所述塔板在本体容器内沿竖直方向依次排列，形成多级塔板。

2.根据权利要求1所述的放射性回收酸的提纯装置，其特征在于，所述塔板上具有一定的坡度，所述坡度为0.3～0.6°，和/或，

所述塔板上设置凹部(8)，且相邻两个塔板的凹部处于对角位置，所述凹部的底部设有导流管(9)。

3.根据权利要求1所述的放射性回收酸的提纯装置，其特征在于，所述塔板为筛孔塔板。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的放射性回收酸的提纯装置，其特征在于，所述装置还包括冲洗管线(10)，所述冲洗管线与所述本体容器连通，用于通入冲洗液。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的放射性回收酸的提纯装置，其特征在于，所述装置还包括控制单元，所述控制单元包括第一流量检测计、第二流量检测计和控制器，

所述第一流量检测计设置在所述进气管线上，用于检测进气管线内的热气体的流量；

所述第二流量检测计设置在所述进料管线上，用于检测进料管线内的放射性回收酸的流量；

所述控制器与第一流量检测计和第二流量检测计分别相连，用于根据第一流量检测计和第二流量检测计的检测结果控制进气管线中的热气体和进料管线中放射性回收酸之间的气液比。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的放射性回收酸的提纯装置，其特征在于，所述装置还包括负压单元，所述负压单元与所述本体容器连通，用于为本体容器提供负压。

7.一种乏燃料后处理系统，其特征在于，包括氮氧化物回收装置、以及权利要求1-6任意一项所述的放射性回收酸的提纯装置，所述放射性回收酸的提纯装置还包括热气体提供单元，

所述氮氧化物回收装置的输出端与所述进料管线连通，用于为本体容器提供放射性回收酸；

所述热气体提供单元与所述进气管线连通，用于为本体容器提供热气体。

8.根据权利要求7所述的乏燃料后处理系统，其特征在于，所述系统还包括溶解装置、尾气装置，所述放射性回收酸的提纯装置还包括出料管线(4)和出气管线(5)，

所述溶解装置与所述出料管线连通，用于将所述提纯装置内得到的提纯后的放射性回收酸回流以进行循环使用；

所述尾气装置与所述出气管线连通，用于对所述提纯装置内解吸产生的含碘气相物进行集中处理。

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