核电厂排放废气智能处理系统的制作方法

本技术涉及核电厂废气处理的，特别是涉及一种核电厂排放废气智能处理系统。

背景技术：

1、核电厂是指通过适当的装置将核能转变成电能的设施。核电厂以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。核电厂日常运行中会产生大量的废气，废气中一般含有氢气、含碳14的二氧化碳和含碳14的有机物，涉及氢气的处理是对氢气进行催化氧化以生成水，并经过冷凝后变为液态水，以此达到去除废气中的氢气及其放射性氚元素。

2、实际处理中，氢气和含碳14的有机物的催化氧化消除均需使用到一定量的氧气，而废气中的氧气含量较少，无法满足需求，因此就需要将经过脱碳罐处理后的空气补入混合器内，但由于待处理的废气是不断增加的，因此经由脱碳罐处理的空气量大，造成脱碳罐脱碳负荷重，需求频繁更换吸收单元，增加系统运行和维护成本；另外，空气中的氧气含量一般较高（21%），而经过脱碳罐处理的氧气含量则会更高，由于氢气在废气中的含量和浓度较高，且氢气为易燃易爆气体，因此在对氢气进行催化氧化处理的过程中需要控制好氧气和氢气的比例（通常混合气体中氧气浓度在6%，氢气浓度在1%），否则一旦出现氧气与氢气比例不符合要求，极易发生爆炸事故，潜在很大的安全隐患，对核电厂及人员的安全潜在巨大威胁。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对针对系统维护和运行成本高，催化氧化处理时氧气与氢气比例不符合要求而容易发生爆炸，潜在巨大安全隐患的问题，提供一种核电厂排放废气智能处理系统。

2、本技术提出一种核电厂排放废气智能处理系统，其特征在于，包括：

3、产气装置，所述产气装置用于产生并排放含氢废气，所述产气装置包括排气阀；

4、除氢装置，所述除氢装置包括第一混合器、除氢单元、循环管路和循环阀，所述产气装置的出口与所述第一混合器的入口连通，所述第一混合器的出口与所述除氢单元连通，所述除氢单元的出口通过所述循环管路与所述第一混合器的入口连通，所述循环阀设置于所述循环管路中；

5、供气装置，所述供气装置包括供气管路、脱碳罐和供气阀，所述供气阀布置于所述脱碳罐的上游，所述脱碳罐的入口与所述供气阀连通，所述供气管路与所述第一混合器的入口连通，所述供气阀和所述脱碳罐均设置于所述供气管路中；

6、催化氧化装置，所述催化氧化装置与所述除氢单元的出口连通；以及，

7、尾气再利用装置，所述尾气再利用装置的入口与所述催化氧化装置的出口连通，所述尾气再利用装置的出口与所述脱碳罐的入口或出口连通。

8、本方案的核电厂排放废气智能处理系统工作时，产气装置产生并排放的含氢废气会通入第一混合器中，考虑到含氢废气中的氢气浓度很高（通常在40% 左右），为了避免对氢气进行催化氧化时发生爆炸事故，系统进一步还设置供气装置，即环境中的空气通过供气装置的供气管路输送至第一混合器内并与含氢废气混合，可达到稀释含氢废气内的氢气，从而降低氢气浓度的效果，进而能防止爆炸事故发生；但考虑到氢气浓度很高，所需使用到的稀释含氢废气的稀释气体（即供气装置输送的空气）的使用量很大，造成运行成本升高，系统进一步还设置了循环管路和循环阀，除氢单元将从第一混合器输送而来的空气和含氢废气的混合气体进行催化氧化处理之后会排出除氢废气，除氢废气在沿着循环管路可回流至第一混合器内，参与对含氢废气的稀释作业，如此能减少从供气装置提供的稀释气体的使用量，由此达到降低运行成本的目的；此外，含氢废气中的氢气和含碳14的有机物的催化氧化消除均需使用到一定量的氧气，而含氢废气中的氧气含量较少，无法满足需求，因此经过脱碳罐处理后的空气补入第一混合器内，也能满足补氧的效果，但空气中的氧气含量一般较高（21%），而经过脱碳罐处理的氧气含量则会更高，因此为了能控制第一混合器内的氧气浓度，本系统还设置了催化氧化装置和尾气再利用装置，催化氧化装置与除氢单元的出口连通，尾气再利用装置的入口与催化氧化装置的出口连通，尾气再利用装置的出口与脱碳罐的入口或出口连通，如此一来经过系统大循环完成氢气和含碳14的有机物处理后（含碳14的有机物分解生成的二氧化碳会被吸收去除）最终生成的排放尾气可实现循环重复利用，一方面减轻了二氧化碳的脱碳处理负担，减少吸收单元的更换频次，降低系统维护和运行成本，另一方面，也能有效控制供氧的浓度，使反应时氧气的浓度快速降低至6%以下，在提升系统的处理能力的情况下，使系统使用更加安全。

9、下面对本技术的技术方案作进一步的说明：

10、在其中一个实施例中，所述尾气再利用装置包括尾气输送管路和尾气输送阀，所述尾气输送阀设置于所述尾气输送管路中，所述尾气输送管路的进气管口与催化氧化装置的出口连通，所述尾气输送管路的出气管口与所述脱碳罐的入口或出口连通。

11、在其中一个实施例中，所述尾气再利用装置还包括尾气输送泵，所述尾气输送泵设置于所述尾气输送管路中且布置于所述尾气输送阀的下游。

12、在其中一个实施例中，所述核电厂排放废气智能处理系统还包括监测装置，所述监测装置包括第一氢气浓度传感器、第二氢气浓度传感器和氧气浓度传感器，所述第一氢气浓度传感器设置于所述产气装置的出口处，所述第二氢气浓度传感器和所述氧气浓度传感器均设置于所述第一混合器的出口处；以及，

13、控制装置，所述控制装置与所述排气阀、所述循环阀、所述供气阀、所述第一氢气浓度传感器、所述第二氢气浓度传感器、所述氧气浓度传感器、所述尾气输送阀和所述尾气输送泵分别电性连接。

14、在其中一个实施例中，所述除氢单元包括第一加热器和氢氧复合器，所述第一加热器的入口与所述第一混合器的出口连通，所述第一加热器的出口与所述氢氧复合器的入口连通，所述第一加热器与所述控制装置电性连接。

15、在其中一个实施例中，所述监测装置还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置于所述氢氧复合器的入口处，所述第二温度传感器设置于所述氢氧复合器的出口处，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别与所述控制装置电性连接。

16、在其中一个实施例中，所述除氢装置还包括第一气流驱动泵，所述第一气流驱动泵设置于所述循环管路中，且所述第一气流驱动泵与所述控制装置电性连接。

17、在其中一个实施例中，所述供气装置还包括第二气流驱动泵，所述第二气流驱动泵设置于所述供气管路中，且所述第二气流驱动泵与所述控制装置电性连接。

18、在其中一个实施例中，所述除氢装置还包括第一冷凝器和气液分离器，所述第一冷凝器的入口与所述氢氧复合器的出口连通，所述第一冷凝器的出口与所述气液分离器的入口连通，所述气液分离器的出口与所述循环管路连通。

19、在其中一个实施例中，所述催化氧化装置连接于所述气液分离器的出口，所述催化氧化装置与所述气液分离器之间的管路中连接有第一控制阀。

20、在其中一个实施例中，所述催化氧化装置还包括第二加热器、催化氧化炉、第二冷凝器和二氧化碳吸收罐，所述第二加热器的出口与所述催化氧化炉的入口连通，所述催化氧化炉的出口与所述第二冷凝器的入口连通，所述第二冷凝器的出口与所述二氧化碳吸收罐的入口连通，所述二氧化碳吸收罐的出口与余热回收装置连通或者直接与外部环境连通。

21、在其中一个实施例中，所述第一控制阀连接于所述气液分离器与所述第二加热器之间的连接管路中。

22、在其中一个实施例中，所述供气装置还包括补气管路和第二控制阀，所述催化氧化装置还包括第二混合器，所述第二混合器连接于所述第一控制阀与所述第二加热器之间；

23、所述脱碳罐的出口通过所述补气管路与所述第二混合器连通，所述第二控制阀设置于所述补气管路中。

24、在其中一个实施例中，所述供气装置还包括第三控制阀，所述脱碳罐的出口还与所述第一混合器的入口连通，所述第三控制阀设置于所述脱碳罐与所述第一混合器的连接管路中。

25、在其中一个实施例中，所述控制装置包括信息存储模块，所述信息存储模块内存储有第一氢气浓度阈值、第二氢气浓度阈值、氧气浓度阈值、第一温度阈值和第二温度阈值。