[发明专利]一种采用V型等离子体炬的放射性废物处理装置

说明书

本发明提供了一种采用V型等离子体炬的放射性废物处理装置，可解决NOx偏高、高腐蚀性、高核素浓度以及熔池不均匀的问题，同时可实现排放达标，并保证处理设备能够长期连续稳定运行；其包括炉体，所述炉体内设有熔池，所述炉体上设有进料口、排烟口，其还包括由等离子体炬阴极、等离子体炬阳极构成的等离子体炬，所述炉体包括相连通的气化段和熔融段，所述熔池布置于所述气化段和熔融段的连接处，所述进料口、排烟口均设置于所述气化段，所述等离子体炬阴极、等离子体炬阳极呈V型布置于位于所述熔融段位置的所述炉体上，并在所述熔融段中形成深入所述熔池内的V字型电弧。

技术领域

本发明涉及放射性废物处理技术领域，具体为一种采用V型等离子体炬的放射性废物处理装置。

背景技术

随着核技术的迅速发展，放射性物质在核能发电、医学治疗等领域得到了日益广泛的应用，对促进国民经济和科学技术的发展发挥着不可取代的作用。但放射性物质在为人类的进步做出巨大贡献的同时，不可避免地带来了大量放射性废物，也就需要对放射性废物进行有效处理。

等离子体气化熔融技术作为放射性废物处理领域最有发展前途的减容固化技术之一，和传统处理技术相比，大量有害的重金属和核素被固化到了玻璃体里面，具有适用范围广、反应速度快、二次污染小、尾气量小及设备紧凑等优势，可在一套系统中实现有机废物的分解气化燃烧、无机废物高温熔融和放射性核素的固化过程，大幅减小废物体积，获得稳定的最终玻璃固化体；但同时等离子体高温熔融处理技术也存在NOx偏高的问题(二燃室出口NOx浓度可以达到1000～1200mg/m3)，特别是对于处理中低放射性废物，还存在高腐蚀性和高核素浓度的问题，比如，对于核电站中低放射性废物当中废树脂中氯含量高达20％，这就导致烟气腐蚀性极强；同时废树脂中核素浓度也非常高(主要是cs、sr、co、I-129、Tc-99等)，这就对烟气处理系统的安全可靠性、耐久性以及核素去除效率等提出了非常高的要求；而且在等离子体高温熔融过程中，保障熔池的均匀性和稳定性，从而安全可靠的形成稳定固化的玻璃体是等离子体技术的核心难点，即核电站对处理设备的长期连续稳定运行的可靠性、耐久性提出了更高要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种采用V型等离子体炬的放射性废物处理装置，可解决NOx偏高、高腐蚀性、高核素浓度以及熔池不均匀的问题，同时可实现排放达标，并保证处理设备能够长期连续稳定运行。

其技术方案是这样的，一种采用V型等离子体炬的放射性废物处理装置，其包括炉体，所述炉体内设有熔池，所述炉体上设有进料口、排烟口，其还包括由等离子体炬阴极、等离子体炬阳极构成的等离子体炬，所述炉体包括相连通的气化段和熔融段，所述熔池布置于所述气化段和熔融段的连接处，所述进料口、排烟口均设置于所述气化段，所述等离子体炬阴极、等离子体炬阳极呈V型布置于位于所述熔融段位置的所述炉体上，并在所述熔融段中形成深入所述熔池内的V字型电弧。

其进一步特征在于：

所述炉体通过所述气化段、熔融段连接以形成L型结构；所述进料口设置于所述气化段的顶端，所述排烟口设置于所述气化段的上部；

在所述熔池底部设有从所述气化段向所述熔融段的方向高度变低的倾斜面；

所述炉体的所述熔融段上部装有红外摄像头，在所述熔融段底部设有排空口，位于所述排空口上方的所述熔融段上设有溢流口，所述溢流口中设有密封堵头；

位于所述溢流口处的所述熔融段外侧设置有密封室，在所述密封室的出口处设置有闸阀；

所述密封室采用外壁钢材内衬耐火材料的结构；

所述等离子体炬阴极、等离子体炬阳极均分别由若干中间电极连接组成，且所述等离子体炬阴极、等离子体炬阳极产生的等离子体电弧长度相等；

所述等离子体炬阴极、等离子体炬阳极形成的V型角度范围是30°～120°；