一种处理低放射性悬浊液的桶内微波干燥装置

技术领域

本发明属于放射性废液处理处置技术领域，具体涉及一种处理低放射性悬浊液的桶内微波干燥装置。

背景技术

在低放废液处理设施的试运行过程中发现，蒸发浓缩液中含有大量结垢物沉积在储槽底部形成悬浊液，其固体颗粒的成分主要为碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁等，液体成分主要为过饱和的碳酸钙、硫酸钙溶液。由于悬浊液中有较多固体颗粒物的存在，常常导致废液的输送、取样、吹气液位测量、远程输送等工艺过程出现故障，甚至导致停车，严重影响设施的运行。

通常情况下，可以用水泥固化技术可以实现对悬浊液处理，但是由于水泥固化增容，不符合放射性废物最小化的原则，且悬浊液中过量的钙、镁离子对水泥固化体的性能造成严重影响，需要重新研制配方，所以有必要开发减容系数比较高的干燥处理技术，以解决上述问题。桶内微波干燥技术就是一种高减容的处理方法，具有占地面积小、工艺简单、操作简便、废物处理最小化等优点，因此，也逐渐受到放射性废物治理行业的重视。桶内干燥的基本原理就是在废物桶内湿物料中的水分子在微波能的作用下，转化为二次蒸汽排出，而干燥后的放射性固体废物则留在桶内，待检测后进行处置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理低放射性悬浊液的桶内微波干燥装置，用于低处理放射性废液在蒸发浓缩过程中对浓缩液(悬浊液)进行固液分离，以及分离后放射性悬浊液的干燥处理，对于解决放射性三废治理、退役过程中低水平放射性污泥、槽底泥浆、垢渣等“瓶颈”问题，具有极为重要的意义。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种处理低放射性悬浊液的桶内微波干燥装置，旋流器的进口处设置稀酸管线，旋流器底部出口管线上设置流量计，在流量计的出口管线处接供料槽，在供料槽中安装有搅拌桨A，由搅拌电机A驱动，供料槽上安装有液位计A和固液比测量仪，供料槽的出口管道上连接供料泵，供料泵的出口连接计量槽，在计量槽中安装有搅拌桨B，由搅拌电机B驱动，计量槽上安装有液位计B；标准废物桶经过辊道进入屏蔽箱；标准废物桶外部设置夹桶臂，标准废物桶底部设置顶升平台；计量槽与计量泵连接，计量泵的出口管道穿过屏蔽箱接入加注罩；微波发生器通过波导管穿过屏蔽箱后接入加注罩，标准废物桶内的废蒸汽出口管线从加注罩接出，穿过屏蔽箱，再接入到净化塔，净化塔上部的管线接入冷凝冷却器的进口，冷凝冷却器的出口与汽液分离器连接，汽液分离器的废液管线与离子交换柱连接，离子交换柱的出口管线与冷凝液槽连接；冷凝液槽装有取样阀，汽液分离器与过滤器连接，过滤器与真空泵连接。

在准备阶段，标准废物桶经过辊道进入屏蔽箱，在顶升平台和夹桶臂的作用下，使标准废物桶内部形成密封环境；使用时，放射性浓缩液通过旋流器完成固液分离，分离后旋流器顶部出口的清液去水泥固化，旋流器底部出口的悬浊液流到供料槽中；通过流量计的数据，读取旋流器底部悬浊液的流量；在旋流器进口处设置稀酸管线，用于清洗；供料槽在接收浓缩液的过程中，在搅拌电机A驱动下，搅拌桨A进行搅拌，同时观察固液比测量仪，直至悬浊液搅拌均匀；在供料泵的作用下，供料槽中的悬浊液分批次输送至计量槽；在搅拌电机B驱动下，搅拌桨B对输送的浓缩液搅拌均匀，同时，由液位计B读取计量槽的液位；在计量泵的作用下，计量槽中的浓缩液分批次加入到标准废物桶中；微波发生器的微波能通过波导管，再经过屏蔽箱和加注罩，对标准废物桶内部的浓缩液进行加热，从而实现悬浊液的干燥；在浓缩液的干燥过程中，标准废物桶内的废蒸汽出口管线从加注罩接出，穿过屏蔽箱，再接入到净化塔，实现废蒸汽中液滴的捕集，重新返回至标准废物桶中；净化塔上部的二次蒸汽冷凝液接入冷凝冷却器的进口，以实现对二次蒸汽的冷凝；汽液分离器的温度由循环水控制；汽液分离器产生的废液进入离子交换柱进行净化，再排放至冷凝液槽，废液经分析检验合格后进行排放；汽液分离器产生的废气在真空泵的作用下，经过气体过滤器过滤后，实现尾气的排放；干燥过程结束后，停止供料，关闭微波发生器，松开夹桶臂，顶升平台下降，屏蔽箱开启，辊道反转，标准废物桶退出；封盖后，再对标准废物桶进行无损测量，再进行水泥固定后送处置场处置。

本发明所取得的有益效果为：

可广泛应用于核行业放射性废液暂存、运输、处理过程中低水平放射性废液中的残渣、结垢、沉淀等沉积物的处理，对于解决放射性三废治理、退役过程中放射性污泥、槽底泥浆、垢渣等瓶颈问题，具有重要意义。

可以有效的解决某设施浓缩液中结垢物的分离、干燥的关键问题，对于保证设施生产线的正常运行，具有重大意义；对放射性浓缩液进行旋流器固液分离，分离后的清液暂存后进行水泥固化，而对以泥水混合物为主要特征的放射性悬浊液则进行桶内微波干燥，既解决了影响生产线的瓶颈问题，又可以满足悬浊液处理过程中的废物最小化的原则；整套装置占地面积小、操作简便、安全可靠、自动化程度高。

附图说明

图1为处理低放射性悬浊液的桶内微波干燥装置示意图；

图中：1-旋流器；2-流量计；3-供料槽；4-搅拌桨A；5-搅拌电机A；6-液位计A；7-固液比测量仪；8-供料泵；9-计量槽；10-搅拌电机B；11-搅拌桨B；12-液位计B；13-计量泵；14-微波发生器；15-屏蔽箱；16-标准废物桶；17-夹桶臂；18-加注罩；19-顶升平台；20-波导管；21-辊道；22-净化塔；23-冷凝冷却器；24-汽液分离器；25-离子交换柱；26-冷凝液槽；27-取样阀；28-气体过滤器；29-真空泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明包括旋流器1；流量计2；供料槽3；搅拌桨A4；搅拌电机A5；液位计A6；固液比测量仪7；供料泵8；计量槽9；搅拌电机B10；搅拌桨B11；液位计B12；计量泵13；微波发生器14；屏蔽箱15；标准废物桶16；夹桶臂17；加注罩18；顶升平台19；波导管20；辊道21；净化塔22；冷凝冷却器23；汽液分离器24；离子交换柱25；冷凝液槽26；取样阀27；气体过滤器28；真空泵29。

旋流器1用于对放射性浓缩液进行固液分离，分离后旋流器顶部出口的清液去水泥固化，旋流器底部出口的悬浊液通过后续的桶内微波干燥装置进行干燥处理。在旋流器1的进口处设置稀酸管线，用于清洗设备。在旋流器1底部出口管线上设置流量计2，用于测量悬浊液的流量。在流量计2的出口管线处接供料槽3，用于接收悬浊液。在供料槽3中安装有搅拌桨A4，由搅拌电机A5驱动，用于对供料槽中的悬浊液进行搅拌。供料槽3上安装有液位计A6和固液比测量仪7。其中，液位计6用于测量供料槽液位，固液比测量仪7用于测量悬浊液的固液比。供料槽3的出口管道上连接供料泵8，供料泵8的出口连接计量槽9。在供料泵8的作用下，供料槽3中的悬浊液分批次输送至计量槽9。在计量槽9中安装有搅拌桨B11，由搅拌电机B10驱动，用于对计量槽9中的悬浊液进行搅拌。计量槽9上安装有液位计B12，用于测量计量槽9液位。

在准备阶段，标准废物桶16经过辊道21，进入屏蔽箱15。标准废物桶16外部设置夹桶臂17，标准废物桶16底部设置顶升平台19。在顶升平台19和夹桶臂17的作用下，使废物桶内部形成密封环境。计量槽9与计量泵13连接，计量泵13的出口管道穿过屏蔽箱15接入加注罩18，将悬浊液分批次加入到标准废物桶16中。其中，屏蔽箱15用于屏蔽标准废物桶16中的放射性射线。微波发生器14通过波导管20穿过屏蔽箱15后接入加注罩18，向标准废物桶16内部反馈微波能，实现悬浊液的干燥。标准废物桶16内的废蒸汽出口管线从加注罩18接出，穿过屏蔽箱15，再接入到净化塔22，实现废蒸汽中液滴的捕集，重新返回至标准废物桶16中。净化塔22上部的管线接入冷凝冷却器23的进口，以实现对二次蒸汽的冷凝。其中，汽液分离器24的温度由循环水控制。冷凝冷却器23的出口与汽液分离器24连接，再与真空泵29连接。在真空泵29的作用下，实现废气的处理。汽液分离器24的废液管线与离子交换柱25连接，实现对废液的处理。离子交换柱25的出口管线与冷凝液槽26连接。冷凝液槽26装有取样阀27，用以取样，从而实现槽式排放功能。汽液分离器24与过滤器28连接，过滤器28与真空泵29连接。

在准备阶段，标准废物桶16经过辊道21，进入屏蔽箱15。在顶升平台19和夹桶臂17的作用下，使废物桶内部形成密封环境。

使用时，放射性浓缩液通过旋流器1完成固液分离，分离后旋流器顶部出口的清液去水泥固化，旋流器底部出口的悬浊液流到供料槽3中。通过流量计2的数据，可以读取旋流器1底部悬浊液的流量。在旋流器1进口处设置稀酸管线，用于清洗。供料槽3在接收浓缩液的过程中，在搅拌电机A5驱动下，搅拌桨A4进行搅拌，同时观察固液比测量仪7，直至悬浊液搅拌均匀。

在供料泵8的作用下，供料槽3中的悬浊液分批次输送至计量槽9。在搅拌电机B10驱动下，搅拌桨B11对输送的浓缩液搅拌均匀，同时，由液位计B12读取计量槽9的液位。在计量泵13的作用下，计量槽9中的浓缩液分批次加入到标准废物桶16中。微波发生器14的微波能通过波导管20，再经过屏蔽箱15和加注罩18，对标准废物桶16内部的浓缩液进行加热，从而实现悬浊液的干燥。

在浓缩液的干燥过程中，标准废物桶16内的废蒸汽出口管线从加注罩18接出，穿过屏蔽箱15，再接入到净化塔22，实现废蒸汽中液滴的捕集，重新返回至标准废物桶16中。净化塔22上部的二次蒸汽冷凝液接入冷凝冷却器23的进口，以实现对二次蒸汽的冷凝。其中，汽液分离器24的温度由循环水控制。

汽液分离器24产生的废液进入离子交换柱25进行净化，再排放至冷凝液槽26，废液经分析检验合格后进行排放。其中，取样阀27用以取样。汽液分离器24产生的废气在真空泵29的作用下，经过气体过滤器28过滤后，实现尾气系统的排放。

干燥过程结束后。前端停止供料，关闭微波发生器14，松开夹桶臂17，顶升平台19下降，屏蔽箱15开启，辊道21反转，标准废物桶16退出。封盖后，再对废物桶进行无损测量，再进行水泥固定后送处置场处置。