[发明专利]基于Fenton法降解放射性废树脂的反应装置及方法

说明书

本发明属于核废物处理领域，并具体公开了一种基于Fenton法降解放射性废树脂的反应装置及方法。所述装置包括搅拌反应模块、树脂加料模块、酸化催化剂调节模块、加热调节模块、双氧水调节模块、反应液处理模块、反应气体循环模块控制设备，控制设备用于实时采集搅拌槽主体内反应物质的温度和pH值，以实时调控酸化催化剂调节模块、加热调节模块以及双氧水调节模块的输送量。所述方法包括根据加料顺序向搅拌反应模块中加入废树脂、酸化催化剂和双氧水，并对其反应温度和pH值进行实时调控，废树脂颗粒氧化分解后对其产物进行后处理。本发明能有效对废树脂进行降解，减少污染物的产生，同时通过高度自动化的装置减少放射性泄漏的风险。

技术领域

本发明属于核废物处理领域，更具体地，涉及一种基于Fenton法降解放射性废树脂的反应装置及方法。

背景技术

核电厂的运行过程中，离子交换树脂主要用于净化水中的放射性核素，一次性使用后即作废物处理，其中含有多种放射性核素(如U-235、U-238、Co-58、Co-60、Cs-134、Cs-137、Sr-89、Sr-90等)和有毒金属(如B、Ca、Fe、Mn等)。目前对废树脂的处理主要采用水泥固化法，但是由于废树脂吸水易溶胀、失水易收缩，该溶胀性使得水泥固化体的稳定性减低，易于破裂，最终导致放射性物质的泄露，所以需要首先对废树脂进行处理。

Fenton法相对于热解法、焚烧法等，在处理工艺中不会产生硫化物、氮氧化物等二次污染物，是一种成本低、反应条件温和的降解有机物的方法。目前针对Fenton反应装置的研究主要集中于利用Fenton法处理工业废水、废气，多采用循环流动或者固定床的方法；如专利201610888947.X公开了一种无调酸Fenton反应装置及其使用方法，通过增设回流装置利用反应后的水回流调整进水的pH值，保持反应塔内污水呈酸性环境，减少了药剂消耗；专利201710026764.1公开了一种回流式铁碳微电解-耦合Fenton水处理反应装置，通过固定床的方式采用微电解与Fenton结合的方法去除废水中的有机物，取得了较好的降解效果。但是，针对Fenton法处理固体有机废物的装置研究较少。现有的处理放射性废离子交换树脂的装置，如专利201610895835.7，其通过将紫外光和臭氧引入Fenton体系来湿法氧化反应处理所述的放射性废离子交换树脂，但该仪器设备复杂，需要添加臭氧和紫外照射设备，而且自动化程度不高，无法满足实际工业生产要求。

因此，本领域还存在一种基于Fenton法降解放射性废树脂的反应装置及方法，以实现对废树脂进行降解，减少污染物的产生，同时通过高度自动化的装置减少放射性泄漏的风险。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于Fenton法降解放射性废树脂的反应装置及方法，其中结合放射性废树脂自身的特征及其Fenton法的工艺特点，相应设计了降解放射性废树脂的反应装置，并对其关键组件如搅拌反应模块、树脂加料模块、酸化催化剂调节模块、加热调节模块、双氧水调节模块、反应液处理模块、反应气体循环模块以及控制设备的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可在特定的温度范围及pH值内对废树脂进行降解，减少污染物的产生，同时通过高度自动化的装置减少放射性泄漏的风险。因而尤其适用于基于Fenton法降解放射性废树脂的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种基于Fenton法降解放射性废树脂的反应装置，包括，密封墙体以及设于所述密封墙体内的搅拌反应模块、树脂加料模块、酸化催化剂调节模块、加热调节模块、双氧水调节模块、反应液处理模块、反应气体循环模块以及设于所述密封墙体外的控制设备，其中：