一种TRPO-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺及系统的制作方法

本发明属于放射性废液处理，具体涉及一种trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺及系统。

背景技术：

1、后处理厂在使用purex流程回收u、pu等核素并制成产品的同时，也会产生一定量的高放(射性)废液。高放废液活度浓度可达1010mbq/tu量级，包含了几乎所有的次锕系元素、少量残留的u和pu，以及绝大部分sr、cs、稀土、贵金属等裂片元素。以trpo流程为核心的高放废液分离技术(以下简称trpo流程)对高放废液中的绝大多数α放射性核素均能够实现有效萃取分离，回收sr-90、am-241、cm-242/244、np-237等高价值同位素资源的同时可以减少放射性废物的废物量，降低处置难度和处置成本，确保乏燃料后处理与核电的可持续发展。

2、与上述purex流程所使用的萃取剂tbp(磷酸三丁脂)类似，trpo流程使用的萃取剂trpo(三烷基氧膦)在放射性操作环境中，也会在α和γ粒子的作用下发生辐照损伤，产生的辐解产物会影响trpo的萃取性能。因此，需要定期将性能下降，无法通过酸碱洗涤、树脂吸附、减压精馏等净化手段再复用的废trpo-煤油有机相进行最终破坏处理。虽然乏燃料后处理厂产生的tbp-煤油废有机相可以使用成熟的“热解-焚烧”技术进行最终破坏处理，trpo-煤油有机废液无法使用“热解-焚烧”技术进行有效地破坏处理。

3、目前，trpo流程尚未工程应用，该流程产生的trpo-煤油有机废液也没有成熟、可靠的最终处理方案。我国《放射性污染防治法》第二十一条明确规定“与核设施相配套的放射性污染防治设施，应当与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。放射性污染防治设施应当与主体工程同时验收”。因此，确定trpo-煤油废有机相的最终处理方案对于推动trpo流程尽快工程应用是十分必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺及系统，使用该工艺能够对trpo-煤油废有机相进行充分雾化焚烧，产生的废气经净化处理后排放满足环保要求。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺，包括以下步骤：

4、s1、对trpo-煤油有机废液进行预处理，通过沉淀过滤工艺滤除有机废液中的大颗粒杂质，通过粘度调整工艺降低有机废液粘度，通过搅拌混合工艺使有机废液物性均匀；

5、s2、将预处理后的trpo-煤油混合料液输送至燃烧室进行雾化焚烧；

6、s3、对焚烧过程中产生的尾气进行净化和冷却处理后排入外部的废气排放系统。

7、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺，步骤s1中所述粘度调整工艺是指采用添加适量低粘度溶剂降粘方法，使有机废液粘度降至30mpa.s以下。

8、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺，步骤s2中通过雾化喷嘴将液体燃料粉碎成直径几微米到几百微米的微粒。

9、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺，步骤s2中控制燃烧室炉温在850～1100℃范围，烟气停留时间在2s以上。

10、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺，步骤s3中对焚烧过程中产生的尾气进行净化和冷却处理具体包括：

11、s31、采用沉降室或旋风过滤器以及高温过滤器对高温尾气中的残碳和放射性核素进行过滤处理；

12、s32、采用急冷器和碱液淋洗塔对尾气进行冷却以及对尾气中的磷氧化物进行固磷处理；

13、s33、采用旋风过滤器或沉降室、袋滤器以及高效过滤器对尾气中的磷酸盐和放射性核素进行过滤处理；

14、s34、采用scr脱硝设备对尾气中的氮氧化物进行除酸处理；

15、s35、采用活性炭床和高效过滤器对末端烟气中的其他有害物质进行过滤处理。

16、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺，步骤s31中对高温尾气中的残碳和放射性核素进行过滤处理时的温度保持在磷氧化物的露点以上，以避免磷氧化物冷凝，堵塞和腐蚀过滤器。

17、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺，步骤s32中通过急冷器将初步冷却至500-600℃的中温烟气通过喷水急冷的方式快速冷却至200℃左右，以抑制二噁英的二次合成。

18、本发明采用的另一种技术方案如下：

19、一种trpo-煤油废有机相雾化焚烧系统，包括雾化焚烧主工艺线和工艺辅助线，

20、所述焚烧主工艺线主要包括预处理单元、雾化焚烧单元和尾气净化冷却单元，其中：所述预处理单元用于对trpo-煤油有机废液原料进行预处理；所述雾化焚烧单元用于对预处理后的trpo-煤油混合料液进行雾化焚烧处理；所述尾气净化冷却单元用于对焚烧过程中产生的尾气进行净化和冷却处理，按工艺线路依次包括高温过滤模块、固磷模块、过滤模块、除酸模块和末端烟气过滤模块；

21、所述工艺辅助线用于为所述焚烧主工艺线提供辅助功能，包括压缩空气供应子系统、吸收液配制与循环子系统、冷却水子系统和供排风子系统。

22、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧系统，所述预处理单元包括大粒径杂质过滤装置、粘度调整装置和混合搅拌装置，所述大粒径杂质过滤装置用于通过沉淀过滤方式滤除有机废液中的大颗粒杂质，所述粘度调整装置用于通过添加适量低粘度溶剂的方式降低有机废液粘度，所述混合搅拌装置用于使有机废液物性均匀；

23、所述雾化焚烧单元包括供料泵、燃烧室和控制阀组，所述供料泵用于将trpo-煤油混合料液输送至所述燃烧室；所述燃烧室包括雾化喷嘴和炉体，所述雾化喷嘴用于将混合料液粉碎成直径几微米到几百微米的微粒；雾化后的微粒在所述炉体内迅速地汽化蒸发并与空气良好地混合进行高效燃烧。

24、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧系统，所述高温过滤模块用于对高温尾气中的残碳和放射性核素进行过滤处理，包括沉降室或旋风过滤器以及高温过滤器，所述沉降室通过降低烟气流速，依靠重力实现大颗粒烟尘的分离；所述旋风过滤器利用含尘气流旋转产生的离心力对烟尘进行分离；所述高温过滤器为烧结金属过滤器或陶瓷过滤器，用于进一步过滤烟气，减少后续工艺的放射性；

25、所述固磷模块用于对尾气进行冷却以及对尾气中的磷氧化物进行固磷处理，包括急冷器和碱液淋洗塔，所述急冷器用于将初步冷却至500-600℃的中温烟气通过喷水急冷的方式快速冷却至200℃左右，以抑制二噁英的二次合成；所述碱液淋洗塔为喷淋结构或文丘里管，用于向尾气中喷入碱液，与尾气中的酸性气体反应，吸收一定比例的酸性气体，碱液同时对尾气进行降温，达到尾气进入塔釜的要求温度；

26、所述过滤模块用于对尾气中的磷酸盐和放射性核素进行过滤处理，包括旋风过滤器或沉降室、袋滤器以及高效过滤器，所述袋滤器使用滤袋对烟气进行过滤，以金属骨架支撑滤袋；所述高效过滤器使用玻纤滤材对后端烟气进一步过滤，最高使用温度为200℃，过滤效率最高达99.99％。

27、所述除酸模块用于对尾气中的氮氧化物进行除酸处理，包括scr脱硝设备，所述scr脱硝设备用于使用催化剂和还原剂对烟气中的氮氧化物进行处理，生成无害的氮气；

28、所述末端烟气过滤模块用于对末端烟气中的其他有害物质进行过滤处理，包括活性炭床和高效过滤器。

29、进一步，如上所述的trpo-煤油废有机相雾化焚烧系统，所述压缩空气供应子系统主要为雾化和启动机构提供压缩空气，压力为0.4-0.6mpa；

30、所述吸收液配制及循环子系统主要为磷的吸收提供新鲜及循环碱液，并将废碱液排出，所述吸收液配制及循环系统包括吸收液配制装置、碱液输送装置、碱液循环装置和废碱液缓存装置；

31、所述冷却水子系统用于为所述雾化焚烧主工艺线提供循环冷却水，将热量从系统带出，并将其散热至大气中。

32、与现有技术相比，本发明提供的trpo-煤油废有机相雾化焚烧处理工艺及系统，具有以下有益效果：

33、本发明将trpo-煤油有机废液经过滤、煤油掺混配比、搅拌降黏等预处理后送入焚烧炉的燃烧室，在高温下完全燃烧，焚烧过程产生的废气首先预过滤去除颗粒物，随后尾气通过喷淋塔洗涤和冷却，进一步过滤后脱除氮氧化物，最后经废气排气机排入工厂的废气排放系统。该工艺提供的固磷工艺，在磷吸收装置之前维持磷氧化物以气态存在，气态磷氧化物与金属管道内部能够形成钝化膜，从而减少设备和管路的腐蚀速率，降低了磷酸类物质以液态形式积存在管路和设备内壁的风险，使装置的防腐能力满足工程应用条件。

34、总之，本发明提供了一条切实可行的trpo-煤油有机废液处理方案，可极大推动trpo流程尽快工程应用。