一种中低放废物热化学处理系统技术方案

本发明专利技术属于中低放射性废物处理设备技术领域，涉及一种中低放废物热化学处理系统，用于处理医院、科研机构以及核电单位所产生的包含放射性物质的中低放有机可燃类废弃物，解决中低放射性废物堆积量大、存储难的难题，实现中低放射性废物的减容化和无害化处理；其主体结构中热解装置和燃烧装置且为一体式结构，热解产物通过炉排落入固体燃烧室中再次灼烧降低热灼减率；变径进料段实现料封功能；气液燃烧室的直径大于固体燃烧室直径，减缓烟气风速，降低飞灰量，其整体结构简单，原理可靠，设备紧凑，占地面积小，减容率高，固化效果好，二次污染低，应用环境友好，投资及运营成本低，节能环保，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。 1

【技术实现步骤摘要】
一种中低放废物热化学处理系统
：本专利技术属于中低放射性废物处理设备
，涉及一种废物处理系统，特别是一种中低放废物热化学处理系统，用于处理医院、科研机构以及核电单位所产生的包含放射性物质的中低放有机可燃类废弃物，实现中低放射性废物的减容化和无害化处理。
技术介绍
：从技术层面分类，放射性废物主要分为高放射性和中低放射性两类。高放射性放射性废物主要包括核燃料在发电后产生的乏燃料及其处理物；中低放射性废物一般包括核电站的污染设备、检测设备、运行时的水化系统、交换树脂、废水废液；还包括医院、工厂、研究机构以及核电厂等产生包含放射性物质的废弃物，如衣物、纸类、试验器具等，中低放射性废物占到了所有放射性废物的99％，其中，大部分为核电厂产生的包含放射性物质的废弃物，中低放射性废物的危害性较低，但放射性废物具有独特性质，使其在处理中非常麻烦：①放射性：放射性废物的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。②射线危害：放射性废物放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。③热能释放：放射性废物中放射性核素通过衰变放出能量，当放射性核素含量较高时，释放的热能会导致放射性废物的温度不断上升，甚至使溶液自行沸腾，固体自行熔融。焚烧是对可燃废物减容及稳定化处理的常用技术方法之一。常规焚烧方法是将中低放可燃性废物置于高温焚烧炉内焚烧，产生惰性熔渣或灰烬供进一步固定，以实现对废物的减容化、稳定化、安全化等目的。该方法可以获得显著的减容和减重效果，符合国家放射性废物管理原则中所要求的废物最小量化的要求，是可燃废物减容的常用措施。可燃放射性废物的焚烧处理减容系数可达40～200，减重系数可达20～200。然而常规的中低放废物焚烧设备是在空气量高于化学计量值条件下，使主燃烧过程中氧气过量，从而使气态和固态成分能够在同一燃烧室内直接燃烧。废物通常是间断地从上方投入，废物在炉排上燃烧。助燃空气一部分从炉排下方送入(称一次风或火下风)，一部分从炉膛的适当位置以适当的方向送入(称二次风或火下风)。该焚烧设备比较简单，目前应用最广。但中低放可燃废物自身组分的特殊性，在常规通用燃烧炉进行燃烧处理的过程中，不可避免的会产生大量的焦油和烟炱，导致处理难以达标。为保证燃烧完全，需要炉膛满足温度高、空气供应量大、停留时间长和气流扰动强烈等必要条件，即炉膛体积足够大，以确保充足的燃烧时间，因此，炉膛中空气供应量大于理论量，且空气过剩系数高达20～30倍，同时为增加燃烧气流的湍流，炉膛常设计成各种流道形式，并在燃烧炉之后建立多个后燃烧室并配以大量的辅助燃料，其严重增大能耗且热解产物易堵塞管道。即使如此，也很难保证中低放可燃废物处理达标。一方面，在废物焚烧过程中，焦油、烟炱含量依然较高；另一方面，为保证充分燃烧，需要炉膛中气流扰动程度足够大，而这样则会导致气流携带的飞灰较多，而废物中的不挥发核素大量附载在飞灰上面，因而造成烟气放射性浓度高，增加了烟气后处理净化系统的负担和难度；再一方面，这种燃烧炉对废物的热值也有限定，如果热值过高或过低，焚烧过程的炉温就会过高或变化幅度较大，会导致炉膛的耐火衬里损坏，因此在焚烧前要对中低放可燃废物进行重新分拣配比，不仅难以实现自动化，还会增加操作人员的受辐照的风险。因此，传统焚烧炉的上述改进仍然不能从根本上解决传统燃烧炉存在的问题。显然，传统焚烧炉无法满足中低放可燃废物的处理要求，而放射性可燃废物的处理难题依然已经成为制约我国核工业的迅速发展的瓶颈，因此，研发一种可靠的装置，实现对中低放可燃废物减容化无害化处理已经迫在眉睫。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种中低放废物热化学处理系统，解决中低放射性废物堆积量大、存储难的难题，实现中低放射性废物的减容化和无害化处理。为了实现上述目的，本专利技术涉及的一种中低放废物热化学处理系统的主体结构包括废物接收装置、热解装置、燃烧装置、第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱、第一固废收集装置、烟气骤冷装置、烟气过滤装置、烟气洗涤装置、汽水分离装置、烟气再热装置、高效过滤装置、动力装置、烟囱、冷却水输入管路、第一废水处理装置、碱水输入管路、第二固废收集装置、第三固废收集装置、第二废水处理装置、密封进料阀、烟尘检测器、氧含量分析仪、第一电动阀和第二电动阀，用于承接可燃固体废物的废物接收装置通过密封进料阀与热解装置的输入端相连，热解装置的输出端与燃烧装置的输入端采用无管道直接对接的一体式结构，燃烧装置的上部通过第一电动阀与第一辅助燃料箱相连，第一电动阀用于控制第一辅助燃料箱的燃料流量；燃烧装置的下部通过第二电动阀与第二辅助燃料箱相连，第二电动阀用于控制第二辅助燃料箱的燃料流量；第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱均用于提供辅助燃料，燃烧装置的底部输出端与第一固废收集装置的输入端相连，燃烧装置的顶部输出端与烟气骤冷装置的输入端相连，燃烧装置和烟气骤冷装置之间的管路上设有烟尘检测器和氧含量分析仪，烟气骤冷装置的顶部输出端与烟气过滤装置的输入端相连，烟气骤冷装置的顶部输入端设有冷却水输入管路用于冷却来自燃烧装置产生的烟气，冷却水输入管路内添加冷却水，烟气骤冷装置的底部输出端与第一废水处理装置的输入端相连，烟气过滤装置用于除去烟气中的飞灰，烟气过滤装置的顶部输出端与烟气洗涤装置的输入端相连，底部输出端与第二固废收集装置的输入端相连；烟气洗涤装置用于洗涤并除去烟气中的酸性组分，烟气洗涤装置的顶部输入端与碱水输入管路连接，碱水输入管路内通入弱碱性吸收溶液；烟气洗涤装置的顶部输出端与汽水分离装置的输入端相连，汽水分离装置用于对烟气中夹带的水汽进行分离，烟气洗涤装置和汽水分离装置的底部输出端均与第二废水处理装置的输入端相连，汽水分离装置的下部输出端与烟气再热装置的输入端相连，烟气再热装置的输出端与高效过滤装置的输入端相连，高效过滤装置有两个输出端，一个输出端通过动力装置与烟囱相连，另一个输出端与第三固废收集装置的输入端相连。所述热解装置的主体结构包括密封进料段、大口储料段、动密封、驱动电机、螺旋推进器、变径进料段、加热装置、热解输送段和控温仪；水平设置的管状螺旋推进器的输入端处竖直设有管状密封进料段，螺旋推进器的前端设有用于暂存中低放可燃有机废物的大口储料段，大口储料段与动密封采用两盘对向布置的角接触球轴承密封方式或者采用磁流体密封方式连接，用于推动中低放可燃有机废物运动的螺旋推进器通过动密封与驱动电机轴连接，驱动电机用于控制螺旋推进器推进速度；螺旋推进器的输出端与变径进料段的输入端相连，所述变径进料段的直径尺寸从前到后呈逐渐减少趋势，有利于废料在缩小的口径处聚拢起来形成料封；所述变径进料段用于把物料变径进料段的输出端与热解输送段的输入端相连，热解输送段的外部设有用于提供热解物料所需热量的加热装置；加热装置由内至外依次包含耐火层和保温层，加热装置与控温仪电信息连接；控温仪用于控制加热装置维持热解输送段内的热解温度实现物料充分热解；所述螺旋推进器内部主体结构包括驱动轴和螺旋叶片，驱动电机通过动密封与驱动轴连接并带动驱动轴转动，动密封用于保障热解装置的气密性，确保螺旋推进器在运行过程中不泄漏；所述螺旋推进器的叶片尺寸与大口储料段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中低放废物热化学处理系统，其特征在于：主体结构包括废物接收装置、热解装

【技术特征摘要】
1.一种中低放废物热化学处理系统，其特征在于：主体结构包括废物接收装置、热解装置、燃烧装置、第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱、第一固废收集装置、烟气骤冷装置、烟气过滤装置、烟气洗涤装置、汽水分离装置、烟气再热装置、高效过滤装置、动力装置、烟囱、冷却水输入管路、第一废水处理装置、碱水输入管路、第二固废收集装置、第三固废收集装置、第二废水处理装置、密封进料阀、烟尘检测器、氧含量分析仪、第一电动阀和第二电动阀，用于承接可燃固体废物的废物接收装置通过密封进料阀与热解装置的输入端相连，热解装置的输出端与燃烧装置的输入端采用无管道直接对接的一体式结构，燃烧装置的上部通过第一电动阀与第一辅助燃料箱相连，第一电动阀用于控制第一辅助燃料箱的燃料流量；燃烧装置的下部通过第二电动阀与第二辅助燃料箱相连，第二电动阀用于控制第二辅助燃料箱的燃料流量；第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱均用于提供辅助燃料，燃烧装置的底部输出端与第一固废收集装置的输入端相连，燃烧装置的顶部输出端与烟气骤冷装置的输入端相连，燃烧装置和烟气骤冷装置之间的管路上设有烟尘检测器和氧含量分析仪，烟气骤冷装置的顶部输出端与烟气过滤装置的输入端相连，烟气骤冷装置的顶部输入端设有冷却水输入管路用于冷却来自燃烧装置产生的烟气，冷却水输入管路内添加冷却水，烟气骤冷装置的底部输出端与第一废水处理装置的输入端相连，烟气过滤装置用于除去烟气中的飞灰，烟气过滤装置的顶部输出端与烟气洗涤装置的输入端相连，底部输出端与第二固废收集装置的输入端相连；烟气洗涤装置用于洗涤并除去烟气中的酸性组分，烟气洗涤装置的顶部输入端与碱水输入管路连接，碱水输入管路内通入弱碱性吸收溶液；烟气洗涤装置的顶部输出端与汽水分离装置的输入端相连，汽水分离装置用于对烟气中夹带的水汽进行分离，烟气洗涤装置和汽水分离装置的底部输出端均与第二废水处理装置的输入端相连，汽水分离装置的下部输出端与烟气再热装置的输入端相连，烟气再热装置的输出端与高效过滤装置的输入端相连，高效过滤装置有两个输出端，一个输出端通过动力装置与烟囱相连，另一个输出端与第三固废收集装置的输入端相连。2.如权利要求1所述的中低放废物热化学处理系统，其特征在于：所述热解装置的主体结构包括密封进料段、大口储料段、动密封、驱动电机、螺旋推进器、变径进料段、加热装置、热解输送段和控温仪；水平设置的管状螺旋推进器的输入端处竖直设有管状密封进料段，螺旋推进器的前端设有用于暂存中低放可燃有机废物的大口储料段，大口储料段与动密封采用两盘对向布置的角接触球轴承密封方式或者采用磁流体密封方式连接，用于推动中低放可燃有机废物运动的螺旋推进器通过动密封与驱动电机轴连接，驱动电机用于控制螺旋推进器推进速度；螺旋推进器的输出端与变径进料段的输入端相连，所述变径进料段的直径尺寸从前到后呈逐渐减少趋势，有利于废料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，孙强，赵小鋆，管颖，
申请(专利权)人：青岛天和清原科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37