專利名稱:放射性聚乙烯醇產(chǎn)品的處置和凈化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及處置由聚乙烯醇(PVA)形成的被污染的一次性產(chǎn)品的方法和設(shè)備，具體來說，涉及用于核工業(yè)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)
由于Kyung-jun低等和中等水平放射性廢物庫操作的預(yù)定日期從2009年底推遲了約兩年，處于國內(nèi)核電廠存放放射性廢物的儲存空間飽和的狀態(tài)下，因此，開發(fā)減少由核電廠產(chǎn)生的廢物量的技術(shù)成為非常受人關(guān)注的當(dāng)前難題。由于永久處置由核電廠操作產(chǎn)生的廢物的據(jù)報道成本超過約7，400，000韓元/罐，確定處置廢物的成本支付對核電廠經(jīng)營者是相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)。
表I顯示了近來國內(nèi)核電廠產(chǎn)生的廢物的趨勢調(diào)查。作為對2006年到2008年核電廠產(chǎn)生的廢物分析的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)混雜的放射性固體廢物占所有廢物的約83%，而可燃廢物的百分比為混雜放射性固體廢物的約55. 8%。因此，需要提出一種從根本上替代的計劃來減少在混雜放射性固體廢物中的可燃性廢物的百分比
權(quán)利要求
1.一種用于處理由聚乙烯醇(PVA)制造的防護(hù)產(chǎn)品的方法，以通過溶解-濃縮罐處理附著在PVA防護(hù)產(chǎn)品上的放射性材料，所述方法包括 1)液體廢物熱解/氧化步驟，用于在高溫下使經(jīng)溶解-濃縮罐處理的濾液中的有機(jī)物熱解和氧化； 2)催化氧化步驟，用于處理由熱解/氧化排放的未處理的氣體中存在的有機(jī)物； 3)廢氣冷卻步驟，用于收集和冷卻在氧化的有機(jī)物氣體中的廢熱； 4)冷凝水收集步驟，用于收集由所述廢氣冷卻步驟產(chǎn)生的冷凝水； 5)冷凝水中和步驟，用于根據(jù)在自然環(huán)境中排放水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，中和收集的冷凝水的pH ;和 6)冷凝水排放步驟，用于過濾在最終排放的冷凝水中的顆粒，和將冷凝水排放到工廠液體釋放系統(tǒng)(LRS)。
2.權(quán)利要求
I的方法，其中在液體廢物熱解/氧化步驟前，所述方法還包括 收集/分離步驟，用于從現(xiàn)場收集PVA防護(hù)產(chǎn)品和分離不溶性材料； 洗滌步驟，用于除去附著在PVA防護(hù)產(chǎn)品上的放射性材料； 溶解/濃縮步驟，用于溶解和濃縮洗滌過的PVA防護(hù)產(chǎn)品； 濃縮物排放步驟，用于將已溶解的PVA溶液從溶解-濃縮罐排放到絮凝罐； 濃縮物第一過濾步驟，用于通過過濾器首先分離在轉(zhuǎn)移至絮凝罐的PVA濃縮物中存在的顆粒； 絮凝劑供應(yīng)/攪拌步驟，用于除去在第一過濾的PVA溶液中存在的放射性材料；和 第二過濾步驟，用于除去由絮凝劑形成的絮凝物。
3.權(quán)利要求
2的方法，其中在濃縮物第一過濾步驟中，通過過濾器除去大尺寸顆粒，并使用高速旋轉(zhuǎn)的泵使有機(jī)物與氧化劑充分混合，從而使PVA溶液氧化。
4.權(quán)利要求
1-3中任一項(xiàng)的方法，其中在液體廢物熱解/氧化步驟中，熱解/氧化反應(yīng)器在550-600°C下操作，以使PVA溶液氧化。
5.權(quán)利要求
1-4中任一項(xiàng)的方法，其中在催化氧化步驟中，催化氧化反應(yīng)器在500-550°C下操作，以使PVA溶液氧化。
6.權(quán)利要求
1-5中任一項(xiàng)的方法，其中在液體廢物熱解/氧化步驟中，以細(xì)顆粒形式噴灑PVA溶液，并通過再生介質(zhì)和夾套加熱器使噴灑的PVA溶液加熱和氧化。
7.權(quán)利要求
1-6中任一項(xiàng)的方法，其中在催化氧化步驟中，使用包含鉬(Pt)、鈀(Pd)和氧化鋁(Al2O3)的催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1-7中任一項(xiàng)的方法處理PVA防護(hù)產(chǎn)品的設(shè)備，所述設(shè)備包括 用于液體廢物的熱解/氧化反應(yīng)器，其中在高溫下使經(jīng)溶解-濃縮罐處理的濾液中的有機(jī)物熱解和氧化； 催化氧化反應(yīng)器，用于處理在熱解/氧化反應(yīng)器中處理的氣體中未處理的氣體中存在的有機(jī)物； 換熱器，用于收集和冷卻在氧化的有機(jī)物氣體中的廢熱；和 冷凝水儲罐，用于收集由換熱器產(chǎn)生的冷凝水， 其中在熱解/氧化反應(yīng)器中，以細(xì)顆粒形式噴灑PVA溶液，并通過再生介質(zhì)和夾套加熱器使噴灑的PVA溶液加熱和氧化，和根據(jù)在自然環(huán)境中排放水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，使在冷凝水儲罐中儲存的冷凝水的PH中和，并過濾在最終排放的冷凝水中的顆粒，以便將冷凝水排放到工廠LRS。
9.權(quán)利要求
8的設(shè)備，其中在熱解/氧化反應(yīng)器和溶解-濃縮罐之間提供絮凝罐，并且其中通過過濾器除去大尺寸顆粒，并使用高速旋轉(zhuǎn)的泵使有機(jī)物與氧化劑充分混合，從而使PVA溶液氧化。
10.權(quán)利要求
8或9的設(shè)備，其中熱解/氧化反應(yīng)器在550-600°C下操作。
11.權(quán)利要求
8-10中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中催化氧化反應(yīng)器在500-550°C下操作。
12.權(quán)利要求
8-11中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中將通過加熱器加熱的空氣供應(yīng)到熱解/氧化反應(yīng)器。
13.權(quán)利要求
8-12中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中再生介質(zhì)由陶瓷材料制成。
14.權(quán)利要求
8-13中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中在催化氧化反應(yīng)器中，使用包含鉬(Pt)、鈀(Pd)和氧化鋁(Al2O3)的催化劑來處理PVA溶液。
15.用于處置由聚乙烯醇(PVA)制備的防護(hù)產(chǎn)品的方法，所述方法包括 用過的PVA防護(hù)產(chǎn)品的收集/分離步驟； 第一洗滌步驟，用于通過在真空條件下超聲洗滌來預(yù)處理PVA防護(hù)產(chǎn)品； PVA溶解/濃縮步驟，用于第二次洗滌在第一洗滌步驟中經(jīng)真空洗滌的防護(hù)產(chǎn)品；第一過濾步驟，用于通過使用過濾器使在已溶解/濃縮的水溶液中存在的放射性材料過濾； 絮凝劑供應(yīng)步驟，用于處理在來自第一過濾步驟的未處理的濾液中的放射性材料，和第二過濾步驟； 離子吸附步驟，用于除去在來自第二過濾步驟的未處理的濾液中的放射性材料； 放射性材料已被除去的PVA溶液的放射性濃度分析步驟，和濃縮物儲存步驟；和 處置步驟，用于處理經(jīng)濃縮的非放射性PVA溶液。
16.權(quán)利要求
2或15的方法，其中在第一洗滌步驟中，除去在水溶性防護(hù)產(chǎn)品中附著或吸收的P核素。
17.權(quán)利要求
16的方法，其中所述核素為H-3和C-14。
18.權(quán)利要求
2或15-17中任一項(xiàng)的方法，其中在第一洗滌步驟中，為了提高在水溶性防護(hù)產(chǎn)品中附著或吸收的放射性材料的洗滌效率，多反應(yīng)器的內(nèi)部保持在100-300托的真空氣氛。
19.權(quán)利要求
2或15-18中任一項(xiàng)的方法，其中在第一洗滌步驟中，在真空氣氛下,通過壓電類型的超聲波發(fā)生器洗滌水溶性防護(hù)產(chǎn)品。
20.權(quán)利要求
18或19的方法，其中在多反應(yīng)器中，濾液循環(huán)管線位于外圓周表面的切線方向，使得濾液在切線方向螺旋供應(yīng)。
21.權(quán)利要求
18-20中任一項(xiàng)的方法，其中多反應(yīng)器與加熱罐連接，所述加熱罐用于在PVA溶解/濃縮步驟中加熱多反應(yīng)器的內(nèi)部。
22.權(quán)利要求
21的方法，其中加熱罐加熱多反應(yīng)器，同時水溶性防護(hù)產(chǎn)品的PVA首先溶解于多反應(yīng)器內(nèi)的溶液中，其方式使得PVA以5-15重量％的量包含在內(nèi)。
23.權(quán)利要求
22的方法，其中，將包含其中溶解的PVA的溶液濃縮至35-45重量％，以便使要自處置的液態(tài)廢物的產(chǎn)生量最小化。
24.權(quán)利要求
22或23的方法，其中，加熱罐允許離子顆粒被除去的凈化水經(jīng)由加熱夾套間接加熱多反應(yīng)器。
25.權(quán)利要求
24的方法，其中通過加熱器使包含在加熱罐中的凈化水形成為10(Tl30°C 的蒸汽。
26.權(quán)利要求
18-25中任一項(xiàng)的方法，其中在多反應(yīng)器中，在PVA的第一溶解期間，引入過氧化氫和鐵鹽用于引起芬頓反應(yīng)，由芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基促進(jìn)PVA的溶解。
27.權(quán)利要求
18-25中任一項(xiàng)的方法，其中在多反應(yīng)器中，在PVA的第一溶解期間，當(dāng)70-95%的PVA材料溶解時，引入過氧化氫和鐵鹽以引起芬頓反應(yīng)。
28.權(quán)利要求
26或27的方法，其中以0.3-1LH2(J2/kgPVAKW；&的量引入過氧化氫，以0. l—0. 5 L鐵鹽溶液/kgPVA防護(hù)衣的里引入鐵鹽溶液。
29.權(quán)利要求
26-28中任一項(xiàng)的方法，其中如下形成鐵鹽溶液在500mL容量瓶中引A 6. 25 mL H2SO4和2. 18 g FeS047H20，填充蒸餾水直至容量瓶的500 mL，接著為一小時純化過程。
30.權(quán)利要求
22-29中任一項(xiàng)的方法，其中在80-85°C溫度范圍和100-300托壓力范圍下，將包含已溶解的PVA的溶液加熱和加壓，使得溶液的水分蒸發(fā)，將已蒸發(fā)的水分冷凝和作為工藝水再循環(huán)。
31.權(quán)利要求
2-7和15-30中任一項(xiàng)的方法，其中在第一過濾步驟中，使用直徑為1-80Um的過濾器首先除去包含在濃縮物中的放射性核素。
32.權(quán)利要求
2-7和15-31中任一項(xiàng)的方法，其中在第一過濾步驟后，通過絮凝劑注入和攪拌步驟引入絮凝劑，以除去廢水中的Y核素，其中在PH 6. 5-7.0的條件下，使用基于丙烯酰胺的陽離子/陰離子聚合物絮凝劑兩者，并且絮凝劑的供應(yīng)量在0. 2-1. 0 mLx^/LpvA溶液徂圍內(nèi)。
33.權(quán)利要求
32的方法，其中在注入絮凝劑以提高凈化效率之前，以0.2-1. 0 HiLlsiftsw/Lpvass的比率引入含有鐵鹽的絮凝晶種，其方式使得注入的絮凝劑允許在含有高濃度有機(jī)物的PVA溶液中產(chǎn)生穩(wěn)定的絮凝物。
34.權(quán)利要求
2-7和15-33中任一項(xiàng)的方法，其中在第一過濾步驟和第二過濾步驟中，使用直徑為0. 2-80 u m的過濾器來過濾濃縮物中的絮凝劑。
35.權(quán)利要求
15-34中任一項(xiàng)的方法，其中在離子吸附步驟中，用于除去離子核素的離子交換介質(zhì)為金屬氧化物。
36.權(quán)利要求
15-35中任一項(xiàng)的方法，其中用于處理PVA溶液的處置步驟通過濃縮物自處置過程或濃縮物干燥產(chǎn)品焚燒處置過程中的任一種進(jìn)行。
專利摘要
本發(fā)明公開了用于使在核電廠使用的由聚乙烯醇(PVA)制備的一次性防護(hù)產(chǎn)品凈化至低于最低可檢測活性(MDA)的方法和設(shè)備。在所公開的方法和設(shè)備中，將由核電廠產(chǎn)生的由PVA制備的固體防護(hù)產(chǎn)品溶解于液體中，然后將其凈化至小于MDA。將采用這種方式凈化的PVA溶液濃縮至合適的濃度或干燥，最后經(jīng)歷自處置。該方法可從根本上阻斷可燃廢物的產(chǎn)生量，達(dá)核電廠的低等和中等水平廢物的50%或以上，從而顯著引起減少核電廠的操作成本。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于自處置由常規(guī)的聚乙烯醇(PVA)制造的一次性防護(hù)產(chǎn)品的方法和設(shè)備，通過使通過濃縮產(chǎn)生的PVA溶液熱解/催化氧化，并在工廠內(nèi)處理凈化的PVA溶液。在水中，將PVA防護(hù)產(chǎn)品溶解/濃縮/氧化，以首先除去有機(jī)物，然后，通過使用小型熱解/催化氧化反應(yīng)器，將PVA溶液中的PVA材料完全氧化為CO2和H2O。
文檔編號G21F9/14GKCN102754167SQ201080061322
公開日2012年10月24日 申請日期2010年11月12日
發(fā)明者H-K.金, J-K.金, S-J.洪, U-D.李 申請人:漢納檢查及工程有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan