[实用新型]一种放射性废离子交换树脂快速降解装置

说明书

本实用新型涉及放射性废物处理技术领域，具体涉及一种放射性废离子交换树脂快速降解装置，包括进料系统、反应系统和尾气处理系统；反应系统包括反应釜和安装在反应釜外侧用于微波加热的微波加热装置，反应釜设置有卸料口和排气口，进料系统包括分别与反应釜连通并往其内部供料的催化剂进料罐、放射性废离子交换树脂进料罐和氧化剂进料罐；尾气处理系统包括依次连通设置的用于冷凝回流的第一冷凝管和用于蒸汽冷凝的第二冷凝管，第一冷凝管的进气口与反应釜的上端排气口连通。与现有技术相比，本申请的降解装置，不但降解速度快，而且还能够实现减容排放，降解和后期成本低，工作效率高，性能稳定，经济效益好。

技术领域

本实用新型涉及放射性废物处理技术领域，具体涉及一种放射性废离子交换树脂快速降解装置。

背景技术

离子交换树脂是一种具有一定伸缩性的高分子聚合物，由骨架和活性基团两部分组成,主要应用于核电厂反应堆一回路冷却剂、乏燃料水池池水的净化处理，放射性废树脂比活度一般可达10⁷～10¹³Bq/kg，无法重复利用需要对其进行放射性废物处理处置。放射性废树脂是目前核设施运行最主要的固体产物之一，一座常规核电站一年的废树脂产量约为几十立方米，在30-40年的平均寿期内其体量接近1000立方米。世界各国均对废树脂处理方法进行了大量研究，但成熟、理想的处理方法较少，目前多数核电站把放射性废离子交换树脂贮存在不锈钢贮槽中。

目前，放射性废树脂的处理主要采用先将废树脂降解后再进行水泥固化，固化体进入中低放处置库进行长期处置。在放射性废树脂降解处理技术中，芬顿湿法氧化技术由于反应条件温和、对设备的腐蚀性相对较小、反应产物易于处理和控制，是放射性废树脂降解的理想方案之一。芬顿湿法氧化技术主要是通过产生大量的羟基自由基(·OH)与废树脂作用，羟基自由基的强氧化性将废树脂结构破坏，使高分子聚合物分解为线性大分子，线性大分子又进一步分解为小分子直至变成无机物，达到便于进一步固化的目的。

芬顿湿法氧化法降解放射性废树脂开展了大量的研究，目前该技术在工程应用中主要存在以下缺点：1、芬顿湿法降解树脂需要在温度达到90℃降解效果最为明显，传统的加热手段不能实现试剂和树脂内部的快速加温。2、芬顿湿法氧化的降解效率较低。美国橡树岭国家实验室的废树脂降解时间为9-10小时，台湾为8小时，主要是由于在芬顿反应过程中，羟基自由基的存活时间短，生成速率较低。3、芬顿降解过程中产生大量的气泡(特别是阴离子树脂)。主要是反应过程中产生的二氧化碳和氧气等气体，气泡的产生一方面减小了树脂和试剂的降解效率，另一方面气泡将增加反应容器的压力，导致核素溢出风险。4、芬顿试剂降解后可能导致残液的体量增加，产生的废液需要进一步浓缩减容处理。

若能有效提高芬顿试剂降解废树脂的降解效率、控制气泡量、注意废液的减容，该方法能快速应用于放射性废树脂的降解工程，但在废离子树脂处理的领域中，针对于芬顿试剂处理放射性废离子交换树脂的降解装置极少，并且这些降解装置无法解决上述的问题，工作效率低，由此，需要制备一种快速降解装置来处理放射性废离子。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种快速降解装置，该降解装置能够辅助芬顿试剂湿法氧化反应处理放射性废离子交换树脂，从而解决工作效率低的问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种放射性废离子交换树脂快速降解装置，包括进料系统、反应系统和尾气处理系统；反应系统包括反应釜和安装在反应釜外侧用于微波加热的微波加热装置，反应釜设置有卸料口和排气口，进料系统包括分别与反应釜连通并往其内部供料的催化剂进料罐、放射性废离子交换树脂进料罐和氧化剂进料罐；尾气处理系统包括依次连通设置的用于冷凝的第一冷凝管和用于处理废气的尾气处理器，第一冷凝管的进气口与反应釜的排气口连通。

其中，反应釜呈球形状或者半球形状。

其中，从上至下，反应釜的横截面积依次减少。