一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法技术

本发明专利技术属于放射性有机废液处理领域，具体涉及一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，包括：步骤1、将放射性TBP/OK有机废液配置为悬浮液或乳化液；步骤2、TBP/OK模拟废液乳化液在等离子体炬内进行有机物裂解；步骤3、在热解燃烧室中沉降分离裂解产物，去除小分子烃类物质。本发明专利技术能够安全高效的利用等离子体技术实现放射性TBP/OK有机废液的裂解，实现有机物的完全热解燃烧，将放射性核素与腐蚀性P固定至灰分当中，降低高温热解造成的挥发性核素大量挥发的影响。发的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法


[0001]本专利技术属于放射性有机废液处理领域，具体涉及一种处理放射性 TBP/OK有机废液的方法。

技术介绍

[0002]铀纯化和乏燃料后处理采用的PUREX流程中使用30％TBP
‑
70％煤油作为萃取剂，随着多次重复利用后形成放射性TBP/OK有机废液。放射性 TBP/OK有机废液属于易燃易爆物质、成分复杂，具有高热值、高释热率等特点，且是多相的，其中保留了少量U、Pu、Am、Cm以及痕量裂变产物(铌、锆、钌、Sr、Cs等)，以及降解产生的DBP、MDP等。
[0003]目前国内外均没有较理想的方法处理该废液，只能将其暂存于特制不锈钢桶中。随着众多相关企业核设施不断运行积累，总量已相当可观，且不锈钢储罐本身有质量和寿命问题存在，导致现今暂存压力和安全隐患日益提升。
[0004]目前国际上对TBP废有机相的研究方法有很多，比较常用或研究较多包括传统空气焚烧法、超临界水氧化法、蒸汽重整法、水泥固化等。传统空气焚烧法工艺简单，但焚烧不充分，致使尾气处理系统负担大；超临界水氧化法具有高温高压双重特点，操作条件苛刻，反应过程中设备腐蚀严重；蒸汽重整法不仅反应器腐蚀极大，反应过程中还会生成多聚磷酸，蒸发后粘在过滤器和热解炉壁上，导致热解炉运行性能下降，目前均未实现商业工程应用。
[0005]因此，亟待开发一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，以有效解决目前存在的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，能够安全高效的利用等离子体技术实现放射性TBP/OK有机废液的裂解，实现有机物的完全热解燃烧，将放射性核素与腐蚀性P固定至灰分当中，降低高温热解造成的挥发性核素大量挥发的影响。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案：
[0008]一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，所述方法包括以下步骤：
[0009]步骤1、将放射性TBP/OK有机废液配置为悬浮液或乳化液；
[0010]步骤2、TBP/OK模拟废液乳化液在等离子体炬内进行有机物裂解；
[0011]步骤3、在热解燃烧室中沉降分离裂解产物，去除小分子烃类物质。
[0012]所述步骤1包括：
[0013]步骤1.1、配置模拟放射性TBP/OK有机废液；
[0014]步骤1.2、配置放射性TBP/OK有机废液悬浮液或乳化液。
[0015]所述步骤1.1具体为：在气动升降分散搅拌机中倒入煤油、磷酸三丁酯 (TBP)和磷酸二丁酯进行搅拌，配置模拟放射性TBP/OK有机废液。
[0016]所述步骤1.1中磷酸三丁酯、煤油和磷酸二丁酯的质量比为： m(TBP):m(OK):m
(DBP)＝30:70:0.63。
[0017]所述步骤1.2包括：
[0018]步骤1.2.1、向搅拌中的模拟废液加入固磷剂进行搅拌。
[0019]步骤1.2.2、加入混合的乳化剂和水进行搅拌，然后后暂停搅拌。
[0020]步骤1.2.3、加入稳定剂进行搅拌后，得到放射性TBP/OK有机废液悬浮液或乳化液。
[0021]所述步骤1.2.1中固磷剂为氢氧化钙或氢氧化镁。
[0022]所述步骤1.2.2中乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵。
[0023]所述步骤1.2.2中乳化剂和水的质量比为m(乳化剂)/m(水)＝0.045
‑
0.07。
[0024]所述步骤1.2.3中稳定剂为碳酸镁。
[0025]所述步骤2包括：
[0026]步骤2.1、运行等离子体炬至稳定状态
[0027]步骤2.2、将配置好的TBP/OK模拟废液乳化液通过等离子体炬进料口以射流形式直接喷入等离子体射流高温区，进行有机物裂解；
[0028]所述步骤2.1具体为：等离子体炬电极升至8kV
‑
10kV时，电极间产生高温、高浓度自由基的电弧射流。电弧电流强度为100A
‑
140A；电压约 270V
‑
300V。
[0029]所述步骤2.2具体为：将配置好的TBP/OK模拟废液乳化液通过等离子体炬进料口以射流形式直接喷入等离子体射流高温区，等离子体射流高温区气体流速为200m/s
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250m/s，压力入口压强100000Pa
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120000Pa，压力出口压强为99500Pa
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99900Pa，模拟有机废液在射流裂解段管道中的停留时间为1.2ms
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2ms。
[0030]所述步骤3具体为：气体进入热解燃烧室后，由上千度高温，瞬间降至300℃以下，使在高温气氛下大量挥发的有机废液中含有的Cs等挥发性核素沉降，裂解产物中存在的未完全反应的小分子烃类物质，在热解燃烧室内进行燃烧反应，生成H2O和CO2。
[0031]本专利技术的有益技术效果在于：
[0032]1、本专利技术在废液进料前，对废液进行预处理，向废液中加入固磷剂、乳化剂等使其乳化，将放射性TBP/OK有机废液配置为悬浮液或乳化液，来减轻设备运行过程中的腐蚀，易于输送，适用于等离子体处理系统进料，有效避免了在放射性废TBP/OK分解过程中产生的P2O5遇水生成磷酸，对设备产生严重的腐蚀。
[0033]2、本专利技术在配置放射性TBP/OK有机废液乳化液时，通过加入固磷剂 Ca(OH)2，使得热解产物中的P被固定到灰分当中，减轻了设备的腐蚀；通过将十六烷基三甲基溴化铵作为乳化剂，使得有机废液乳化，且料液稳定；通过加入稳定剂MgCO3，使乳化液稳定时间更长；通过在加入稳定剂搅拌均匀后暂停搅拌有利于成乳。
[0034]3、本专利技术采用的等离子体炬具有高温、高焓、高能量密度等特点，等离子体炬中心温度可达5000K以上，其射流热能高度集中，致使它能够在相对较小的空间内进行高效地热转换，从而达到裂解效果。
[0035]4、本专利技术具有二次废物产量小、反应过程速率快；尾气量少且清洁、减容减重比高、可操作性好等优势，同时有机物裂解更完全，能有效抑制二恶英、呋喃等有毒有害物质的生成。
[0036]5、本专利技术的等离子体技术可安全高效热解该废液，实现有机物的完全热解燃烧，
并将放射性核素与腐蚀性P固定至灰分当中，降低高温热解造成的挥发性核素大量挥发的影响，实现废物高减容减重比，生成的产物易于处理。并且由于热源(等离子体炬)的特性，可实现设备小型化。
[0037]6、本专利技术方法等离子体温度高，TBP可瞬间裂解，裂解产物立即进入低于300℃环境，可降低Cs等核素的挥发；等离子体射流温度与输入废物的化学组成无关；减少物质完全氧化时间，因此在相同的进料率下，设备结构更加紧凑，易于小型化。
具体实施方式
[0038]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0039]本专利技术提供的一种处理放射性TBP/O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将放射性TBP/OK有机废液配置为悬浮液或乳化液；步骤2、TBP/OK模拟废液乳化液在等离子体炬内进行有机物裂解；步骤3、在热解燃烧室中沉降分离裂解产物，去除小分子烃类物质。2.根据权利要求1所述的一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤1.1、配置模拟放射性TBP/OK有机废液；步骤1.2、配置放射性TBP/OK有机废液悬浮液或乳化液。3.根据权利要求2所述的一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述步骤1.1具体为：在气动升降分散搅拌机中倒入煤油、磷酸三丁酯(TBP)和磷酸二丁酯进行搅拌，配置模拟放射性TBP/OK有机废液。4.根据权利要求3所述的一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述步骤1.1中磷酸三丁酯、煤油和磷酸二丁酯的质量比为：m(TBP):m(OK):m(DBP)＝30:70:0.63。5.根据权利要求4所述的一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述步骤1.2包括：步骤1.2.1、向搅拌中的模拟废液加入固磷剂进行搅拌；步骤1.2.2、加入混合的乳化剂和水进行搅拌，然后后暂停搅拌；步骤1.2.3、加入稳定剂进行搅拌后，得到放射性TBP/OK有机废液悬浮液或乳化液。6.根据权利要求5所述的一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述步骤1.2.1中固磷剂为氢氧化钙或氢氧化镁。7.根据权利要求5所述的一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述步骤1.2.2中乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵。8.根据权利要求5所述的一种处理放射性TBP/OK有机废液的方法，其特征在于，所述步骤1.2.2中乳化剂和水的质量比为m(乳化剂)/m(水)＝0.045
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【专利技术属性】
技术研发人员：张琳，程昌明，张正浩，袁青青，张帆，
申请(专利权)人：中核同创成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：