[发明专利]一种废浸渍活性炭焚烧处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于废浸渍活性炭处理技术领域，具体涉及一种废浸渍活性炭焚烧处理装置及方法。

背景技术

焚烧可实现大幅减容，降低贮存、运输及处置的费用；有机物转化为无机物，焚烧产物易于整备、提高最终处置的安全性等优点，在废物处理领域广泛应用。

放射性气体碘在核反应堆等核设施正常运行中会释放出来，目前国内外普遍采用活性炭吸附技术来净化这些气态放射性碘。核用活性炭为了满足吸附要求，会浸渍一定量的含氮有机物和碘化钾等。这些活性炭使用一段时间后性能不能满足要求时会被替换下来，通过暂存放置后，变成放射性极低的固体废物。

发明内容

为了降低这些废活性炭的体积，实现废物最小化，降低废物最终处置费用，本发明提出了一种处理废碘吸附器浸渍活性炭的工艺，通过该工艺处理后，原放射性废物(浸渍活性炭)将会大幅减容和减重，同时废物性质转变为性质稳定的焚烧灰。

本发明所提供的废浸渍活性炭焚烧处理装置主要由燃烧部分、尾气处理和其它辅助工艺三部分组成。

燃烧部分为完全自主开发新工艺，较高的燃烧效率确保了燃烧后的烟气具有固体颗粒污染物少，气体污染物成分简单等特点，为后续的尾气处理工艺提供了良好的基础。尾气处理部分主要完成氮氧化物处理、烟气冷却和固体颗粒物过滤，各个单元采用相应的工业处理单元，通过合理搭配，最终使烟气排放达标。辅助工艺部分包括测量与控制，系统负压维持，加料、卸灰等部分。

本工艺优化燃烧方式，燃烧效率高，未经净化前燃烧烟气颗粒物含量较低，未经尾气处理的燃烧烟气中仅氮氧化物含量超过排放标准；

在尾气处理部分，针对氮氧化物采用选择催化还原工艺对其进行处理，当脱氮效率达到60％以上即可使排放达标(工业常用的选择催化还原单元一般脱硝效率80-90％以上)；

针对废物本身具备的极低含量放射性核素，将整个主工艺运行于微负压之下，确保燃烧气体不能泄露到环境中；在工艺尾端，放射性核素被高效过滤器捕集，使排放烟气不含放射性；

烟气中少量的颗粒物通过过滤器捕集，尾气经冷却后排放到大气。

废浸渍活性炭通过本工艺焚烧处理后，形成稳定的无机焚烧灰，能较大的减容减重，降低放射性废物处置成本，提高废物管理安全性。该工艺具有很高的燃烧效率，产生的二次废物少，相关废气排放符合国家相关标准。

附图说明

图1为本发明废浸渍活性炭焚烧处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明所提供的废浸渍活性炭焚烧处理装置主要由燃烧部分、尾气处理和其它辅助工艺三部分组成。

1.燃烧部分

燃烧分三个阶段进行，即前燃烧室燃烧、燃气预混和后燃烧室燃气燃烧。

在前燃烧室，空气通过有一定厚度(10cm以上)的碳层，主要生成CO，反应发生在空气与碳层接触面，温度控制在1000℃左右。空气通过炽热碳层接触面的气速是关键控制参数，气速过大会造成大量未燃烧的活性炭颗粒随气流夹带进入后续工艺，气速太小会造成处理量小和前燃烧室温度不能维持。合理接触面气速受浸渍炭颗粒大小影响，颗粒越小，合理气速越低。

前燃烧室燃烧后的尾气主要成分为CO，还含有一些浸渍物的分解产物，这些混合气体很易燃，为在后燃烧室实现更好的燃烧，前燃烧室产生的可燃气在进入后燃烧室之前需与空气进行良好预混。空气过量系数是预混时需控制的关键参数，通过调节前燃烧室空气流量和预混空气流量进行调节。

预混好的混合气进入后燃烧室进行无焰燃烧，后燃烧室温度、停留时间为后燃烧室关键参数。

2.尾气处理

尾气处理部分主要完成烟气冷却、脱氮及固体颗粒物脱除的作用。

脱氮单元利用催化还原等方法实现氮氧化物脱除，烟气脱氮前需经冷却至脱氮单元最佳工作温度。

烟气冷却分为两个阶段，一阶段将烟气冷却至脱氮单元最佳工作温度(以选择催化还原为例为300-400℃，脱氮方法及催化剂等影响脱氮单元最佳工作温度)；二阶段将烟气冷却到较低的温度(60-80℃以下)。烟气进入露点以下，冷凝水在此阶段同时排出。同时较低的烟气温度下，烟气中气态的碘单质等低熔点污染物变成固体颗粒，可以被后续的过滤器捕集。

固体颗粒物捕集分为高温段和低温段，高温段捕集盐类等高熔点固体颗粒物，低温段捕集碘等低熔点物质颗粒。

3.辅助工艺部分