[发明专利]一种聚变堆热室清洗废气变压吸附净化再生利用方法及装置

摘要

本发明涉及一种聚变堆热室清洗废气变压吸附净化再生利用方法及装置，包括清洗去污、固态、液态杂质过滤净化、清洗介质吸附分离再生、低温动力气体制备、可挥发性颗粒再生、可挥发性颗粒远距离气力输送工艺流程，通过多重过滤和变压吸附方法低危化处理含有放射性颗粒和放射性气体的聚变堆热室清洗废气，实现放射性颗粒和放射性气体氚与清洗介质二氧化碳气体的分离、分类收集及再利用。本发明再生产品纯度高，不需要外热源加热，气体温度变化范围小，更加经济节能，吸附剂寿命长，设备维护简便，完全可以实现自动化生产，适合远程遥控操作的热室环境中。

主权项

一种聚变堆热室清洗废气变压吸附净化再生利用方法，其特征在于实现步骤如下：（1）清洗去污工艺：将可挥发性清洗介质干冰颗粒在助推气体高压二氧化碳的助推下，喷射在待清洗表面，在碰撞待清洗表面的同时可挥发性颗粒破碎气化，撞击和挥发气化时产生的压力将清洗表面黏连附着的污染物与清洗表面分离，在密闭的清洗室内形成具有一定压力的载带着放射性颗粒的混合气体，可挥发性颗粒不断升华，使得清洗室内压力升高，之后以气流为依托，载带从污染表面清洗分离下的放射性颗粒离开清洗室，进入固态、液态杂质过滤净化工艺流程；（2）固态、液态杂质过滤净化工艺：对载带着放射性颗粒的混合气体首先进行前置除尘过滤，除去废气中的固体放射性颗粒的同时，集中收集防止其扩散，完成前置除尘过滤；再进行除油过滤处理，除去废气中夹杂的油脂类物质，之后进入微热再生气体干燥器除去混合气中的氚水蒸气，完成除水过滤，最后再经过后置除尘过滤二次过滤固态杂质；上述工艺完成后，混合气体完成了固态、液态相杂质的分离，剩下的混合气体中主要含有作为助推气体和清洗介质升华后的二氧化碳气体和需要除去的放射性核燃料氚以及微量的无害冷却剂氦和其他无害微量杂质；（3）清洗介质吸附分离再生工艺：对经过步骤（2）的前置除尘、除油、除水和后置除尘四重过滤后含有放射性核燃料氚的混合气体送入净化吸附分离单元，为了能够连续的净化废气，获得连续稳定的洁净二氧化碳，净化分离单元采用变压吸附，变压吸附由偶数倍吸附塔进行交替吸附和再生，装有吸附剂的吸附塔A、B交替吸附再生二氧化碳，排除出的杂质气体进入相关罐槽储藏待进一步处理提取核燃料和无害化处理后达到清洁解控标准排放处理，气体从吸附剂解析再生后得到净化后的二氧化碳气体；完成上述工序之后洁净干燥的二氧化碳气体进入缓冲罐内暂存；（4）低温动力气体制备工艺：由步骤（3）分离净化后洁净干燥的二氧化碳气体经过增压形成高压气体，通过管路输送至高压储罐，冷却降温后转化为‑20℃—‑50℃低温动力气体，在需要使用的时作为气力输送和清洗去污工艺中的动力源推送可挥发性清洗干冰颗粒，吹扫清洗室使用；（5）可挥发性颗粒再生工艺：由步骤（3）所制备的洁净干燥后的二氧化碳气体由管路通入外冷源冷却的深冷结晶器，在结晶器内逐渐凝固成雪花状固体干冰，再由造粒机挤压成型成为干冰颗粒，即为可挥发性清洗介质干冰颗粒；（6）可挥发性颗粒远距离气力输送工艺：以步骤（4）产生的低温气体为动力源，采用气力输送的方式，将步骤（5）中制备的可挥发性颗粒清洗介质干冰颗粒远距离吹送进清洗室中的喷射器，在喷射器内再引一路由步骤（4）产生的高压助推气体混合二次加速后，喷射出喷射器，在清洗室内喷向待清洗部件的表面完成清洗任务。