[发明专利]一种用核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法

说明书

本发明提供一种核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法，其包括如下步骤:活化工艺：在850℃下采用转炉活化椰壳炭化料，采用高温蒸汽造孔，以制得成品表征孔道特性的碘吸附值≥1000mg/g，亚甲蓝吸附值≥150mg/g；后处理：针对活化后破碎的活性炭颗粒进行反洗，然后采用高纯度30％的盐酸进行清洗，最后用电导率小于2μs/cm的除盐水对活性炭颗粒进行淋洗，以制成产品酸溶物指标≤0.5％；烘干：采用速干流化床和红外线加热组合快速烘干工艺，以制成成品水分含量≤3％。本发明提供的方法，能够高效去除核设施放射性废液中腐蚀产物，满足工程应用需求，并确保该工艺产生的废物可合理达到尽量低，实现废物最小化。

技术领域

本发明涉及一种核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法。

背景技术

根据我国《核动力厂环境辐射防护规定》(GB 6249-2011)，对于滨海厂址，槽式排放出口处的放射性流出物中除氚和碳14外其他放射性核素浓度不应超过1000Bq/L，对于内陆厂址，槽式排放出口处的放射性流出物中除氚和碳14外其他放射性核素浓度不应超过100Bq/L，根据核设施典型废液源项，对废液处理系统整体去污因子需要达到10³～10⁴。根据核动力厂放射性废物最小化导则，要求核动力厂从设计到退役各阶段产生的废物可合理达到尽量低，实现废物最小化，因此对废液处理系统运行中的固体废物产生量也有了更高的要求。

压水堆核电厂放射性废液主要包含反应堆冷却剂流出液、地面疏水、洗手废液和化学废液等几类，其中以反应堆冷却剂流出液的放射性活度浓度最高，其主要放射性物质包括离子态裂变产物和胶体\颗粒态腐蚀产物两类，根据在役电厂运行经验，胶体\颗粒态腐蚀产物占比大，去除难度高。针对现有放射性废液处理工艺，离子态裂变产物主要通过离子交换工艺去除，胶体\颗粒主要通过传统蒸发工艺或者孔道吸附和截留等新工艺去除。

活性炭含有一些化学功能团，表面具有很强的吸附能力，活性炭还具有丰富孔隙结构，孔道尺寸包含微孔(小于2nm)、中孔(2～50nm)和大孔(大于50nm)，针对放射性废液化学絮凝处理工艺，由于其腐蚀产物成因及形态、粒径分布、放射性等特有性质，与常规水处理污染物存在根本性差异，无法采用常规水处理用活性炭，国内也没有相关核设施放射性废液化学絮凝处理专用活性炭的研究报道，为了满足工程应用需求，针对孔道特性(处理能力相关)、机械强度、化学稳定性和粒度特性都有特殊和严格的要求，主要包括：

孔道特性：为了匹配核电厂放射性废液絮凝工艺，针对核电厂胶体颗粒典型尺寸，活性炭生产工艺过程需要调节孔道参数；

机械强度：由于活性炭使用过程包含运行、装填、失效输送等步骤，相比普通的活性炭具有更严格的强度要求，以避免运行中压差过高以及输送过程容易破碎等。

化学稳定性：放射性废液处理流程中，活性炭床下游通常串联针对离子态核素的离子交换树脂床，且放射性废液处理工艺中通常没有条件对装填的活性炭床进行预处理，为了不影响下游工艺的去除效果和容量，针对该专用活性炭需要通过合成工艺严格控制其化学杂质的释放。

粒度特性：根据活性炭工艺要求的工作层高度特性，对活性炭装填高度有一定的要求，为了避免运行中工作压差超过安全限值，需要对该专用活性炭颗粒度有严格的限定范围。

结合核设施放射性废液化学絮凝处理工艺的特殊要求，有必要开发一种专用活性炭满足工程应用需求，并优化现有工艺处理效果。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法。

本发明提供一种核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法，其包括如下步骤:

活化工艺：在850℃下采用转炉活化椰壳炭化料，采用高温蒸汽造孔，以制得成品表征孔道特性的碘吸附值≥1000mg/g，亚甲蓝吸附值≥150mg/g；