本發(fā)明涉及一種放射性有機(jī)廢液精餾裝置及精餾方法，屬于放射性廢物處理。

背景技術(shù)：

1、乏燃料后處理普遍采用purex流程萃取元件中的鈾、钚，選用磷酸三丁酯為萃取劑，煤油為稀釋劑，當(dāng)有溶劑在purex流程中長(zhǎng)時(shí)間使用，萃取性能惡化到不能滿足對(duì)鈾、钚的萃取率及對(duì)裂變產(chǎn)物的凈化要求時(shí)，這部分溶劑成為廢有機(jī)溶劑。

2、tbp-ok溶劑在核燃料后處理萃取過程中，由于輻解、水解等作用，生產(chǎn)多種降解產(chǎn)物，給萃取過程帶來(lái)危害，通常對(duì)廢tbp繼續(xù)再生，回收復(fù)用。有機(jī)溶劑經(jīng)幾次循環(huán)后，一些降解產(chǎn)物不能用洗滌法除去，需要采用進(jìn)一步的處理手段，如德國(guó)卡爾斯魯厄中間工廠對(duì)其所用的有機(jī)溶劑規(guī)定，當(dāng)其中十二烷酸和十二烷基丁基磷酸酯濃度達(dá)到5*10-5mol/l以上時(shí)，需要更換溶劑。而現(xiàn)在后處理廠中比較成熟的工藝過程是采用精餾塔工藝處理這些廢溶劑。德國(guó)和法國(guó)等國(guó)家都對(duì)其開展了相應(yīng)研究并應(yīng)用到工程實(shí)踐中。如法國(guó)的阿格廠和日本的六個(gè)所廠都采用精餾塔對(duì)廢溶劑進(jìn)行進(jìn)一步的處理。廢溶劑首先在脫水蒸發(fā)器中減壓(約5*103pa)蒸發(fā)脫水，溶劑脫水率達(dá)1g/l。主蒸發(fā)器采用并流操作，主蒸發(fā)器可以蒸發(fā)95％以上的溶劑，得到的殘?jiān)啃∮?％，殘?jiān)腿シ贌幚怼?/p>

3、目前國(guó)內(nèi)外乏燃料后處理及核燃料循環(huán)前段采用的均為精餾塔，一般包括供料槽、預(yù)熱器、急驟汽化器、tbp精餾塔、煤油精餾塔、冷凝冷卻器、tbp冷卻器、煤油重餾分冷卻器、真空泵等大型設(shè)備。精餾塔具有裝置大，檢修維護(hù)復(fù)雜，分離效率低、需多人控制等特點(diǎn)。后處理采用的精餾工藝，

4、專利申請(qǐng)文件cn113571223a公布了一種放射性有機(jī)萃取劑處理的方法及裝置，該裝置為固定式二級(jí)精餾裝置，裝置構(gòu)成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅適用于生產(chǎn)線產(chǎn)生的大量放射性廢液的處理，對(duì)于處理少量的放射性廢液來(lái)說(shuō)，裝置建造費(fèi)用過高。cn115116643a公布了一種放射性tbp/ok有機(jī)廢液處理方法，該方法僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)有機(jī)廢液中部分降解磷酸、丁醇的回收，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)廢液中的tbp提取，且為實(shí)現(xiàn)專利所述目的，需建設(shè)有機(jī)廢液熱解和熱解氣體過濾、處理裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)乏燃料處理中產(chǎn)生的中低放tbp/ok有機(jī)廢液處理，提出了一種放射性有機(jī)廢液精餾裝置及精餾方法，可通過將tbp/ok進(jìn)行分離提純以減少需要進(jìn)行處理的有機(jī)廢液量。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

3、一種放射性有機(jī)廢液精餾裝置，包括廢液儲(chǔ)料罐、料液輸送泵、短程分子精餾設(shè)備、tbp儲(chǔ)料罐、煤油儲(chǔ)料罐、第一冷阱、第二冷阱、第一級(jí)過濾器、第二級(jí)過濾器、加熱循環(huán)器、低溫循環(huán)器、第一冷阱殘液收集槽、第二冷阱殘液收集槽和真空泵；

4、所述廢液儲(chǔ)料罐的廢液出口通過輸液管線和料液輸送泵連接于所述短程分子精餾設(shè)備的廢液進(jìn)口；所述短程分子精餾設(shè)備的加熱介質(zhì)進(jìn)口連接所述加熱循環(huán)器的加熱介質(zhì)出口，所述短程分子精餾設(shè)備的加熱介質(zhì)出口連接所述加熱循環(huán)器的加熱介質(zhì)進(jìn)口；

5、所述短程分子精餾設(shè)備的tbp出口連接所述tbp儲(chǔ)料罐的進(jìn)口；

6、所述短程分子精餾設(shè)備的煤油出口連接所述煤油儲(chǔ)料罐的進(jìn)口；

7、所述短程分子精餾設(shè)備的抽真空口設(shè)置一條抽真空管線，該抽真空管線從前至后依次設(shè)置第一冷阱、第二冷阱、真空計(jì)、第一級(jí)過濾器、第二級(jí)過濾器和真空泵；

8、所述低溫循環(huán)器的冷卻介質(zhì)出口，連接所述短程分子精餾設(shè)備的冷卻介質(zhì)進(jìn)口和所述第一冷阱的冷卻介質(zhì)進(jìn)口；所述低溫循環(huán)器的冷卻介質(zhì)進(jìn)口，連接所述短程分子精餾設(shè)備的冷卻介質(zhì)出口和所述第二冷阱的冷卻介質(zhì)出口；所述第一冷阱的冷卻介質(zhì)出口連接所述第二冷阱的冷卻介質(zhì)進(jìn)口；

9、所述第一冷阱和第二冷阱的底部均設(shè)置與抽真空管線連通的介質(zhì)出口，并分別連接所述第二冷阱殘液收集槽和第一冷阱殘液收集槽的介質(zhì)進(jìn)口。

10、在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，所述tbp儲(chǔ)料罐和煤油儲(chǔ)料罐所在區(qū)域均設(shè)置輻射檢測(cè)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

11、在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，在所述廢液儲(chǔ)料罐內(nèi)設(shè)置60-200目的過濾網(wǎng)，該過濾網(wǎng)位于所述廢液儲(chǔ)料罐的進(jìn)料口和出料口之間。

12、在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，所述料液輸送泵為防爆變頻齒輪泵。

13、在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，所述短程分子精餾設(shè)備的tbp出口和所述tbp儲(chǔ)料罐的進(jìn)口之間，所述短程分子精餾設(shè)備的煤油出口和所述煤油儲(chǔ)料罐的進(jìn)口之間均通過帶窺視窗和真空閥的管線連接。

14、在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，所述真空泵為螺桿式防爆真空泵。

15、在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，所述加熱循環(huán)器的制熱溫度范圍為50℃～180℃。

16、在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，所述低溫循環(huán)器的制冷溫度范圍為-55℃～室溫。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

18、本發(fā)明可在低壓力下實(shí)現(xiàn)中低放有機(jī)廢液tbp/ok的熱分離，相對(duì)于現(xiàn)有tbp/ok精餾萃取技術(shù)，本發(fā)明采用的精餾反應(yīng)溫度更低，非常適合tbp/ok有機(jī)廢液等熱敏性、高沸點(diǎn)的液體精餾。

19、相比于化工廠萃取工藝系統(tǒng)，本發(fā)明將原本需要多級(jí)精餾塔裝置實(shí)現(xiàn)tbp與煤油分離的大型工藝設(shè)備，簡(jiǎn)化為單個(gè)小型短程分子精餾設(shè)備而實(shí)現(xiàn)精餾濃縮、分離回收功能，設(shè)備裝置簡(jiǎn)單，便于移動(dòng)，占地面積小，工藝控制點(diǎn)減少，系統(tǒng)壓力不超過5kpa，安全性得到提升，操作簡(jiǎn)便。該裝置中集成了輻射檢測(cè)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，便于對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。

20、本發(fā)明可以將tbp純度為20％的tbp/ok有機(jī)溶劑中tbp提純至80％以上，并實(shí)現(xiàn)tbp和煤油的分離，煤油中tbp含量＜0.2％，分離后的煤油可以循環(huán)再生利用。在相同的分離要求下，采用本發(fā)明提供的方案，相較于現(xiàn)有工藝技術(shù)，在達(dá)到相同分離效果條件下，可以節(jié)省tbp/ok萃取工藝系統(tǒng)能耗約90％，一次性分離，不多要多級(jí)蒸餾，操作安全，自動(dòng)化程度高，可移動(dòng)操作，簡(jiǎn)化了乏燃料后處理精餾工藝，可以極大節(jié)約核廢物處理處置成本，極具經(jīng)濟(jì)效益。

21、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

技術(shù)特征：

1.一種放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，包括廢液儲(chǔ)料罐、料液輸送泵、短程分子精餾設(shè)備、tbp儲(chǔ)料罐、煤油儲(chǔ)料罐、第一冷阱、第二冷阱、第一級(jí)過濾器、第二級(jí)過濾器、加熱循環(huán)器、低溫循環(huán)器、第一冷阱殘液收集槽、第二冷阱殘液收集槽和真空泵；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，所述tbp儲(chǔ)料罐和煤油儲(chǔ)料罐所在區(qū)域均設(shè)置輻射檢測(cè)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，在所述廢液儲(chǔ)料罐內(nèi)設(shè)置60-200目的過濾網(wǎng)，該過濾網(wǎng)位于所述廢液儲(chǔ)料罐的進(jìn)料口和出料口之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，所述料液輸送泵為防爆變頻齒輪泵。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，所述短程分子精餾設(shè)備的tbp出口和所述tbp儲(chǔ)料罐的進(jìn)口之間，所述短程分子精餾設(shè)備的煤油出口和所述煤油儲(chǔ)料罐的進(jìn)口之間均通過帶窺視窗和真空閥的管線連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，所述真空泵為螺桿式防爆真空泵。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，所述加熱循環(huán)器的制熱溫度范圍為50℃～180℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置，其特征在于，所述低溫循環(huán)器的制冷溫度范圍為-55℃～室溫。

9.一種精餾方法，其特征在于，該精餾方法采用了權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的放射性有機(jī)廢液精餾裝置對(duì)放射性有機(jī)廢液進(jìn)行精餾處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種放射性有機(jī)廢液精餾裝置及精餾方法，屬于放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，包括廢液儲(chǔ)料罐、料液輸送泵、短程分子精餾設(shè)備、TBP儲(chǔ)料罐、煤油儲(chǔ)料罐、第一冷阱、第二冷阱、第一級(jí)過濾器、第二級(jí)過濾器、加熱循環(huán)器、低溫循環(huán)器、第一冷阱殘液收集槽、第二冷阱殘液收集槽和真空泵；本發(fā)明可在低壓力下實(shí)現(xiàn)中低放射性有機(jī)廢液TBP/OK的熱分離，短程分子精餾設(shè)備反應(yīng)溫度低，TBP/OK有機(jī)廢液等熱敏性、高沸點(diǎn)的液體精餾，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝控制點(diǎn)減少，能耗低，且處理效率高，操作安全，精餾后放射性物質(zhì)主要集中在濃縮的TBP/OK中，可以極大節(jié)約核廢物處理處置成本，極具經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：徐立國(guó),皮煜鑫,李風(fēng)茂,祖祥俊,楊濤,張雷,汪文瑤,陳澤平,劉勤遠(yuǎn),孫可
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中核四川環(huán)保工程有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9