[发明专利]一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法

说明书

本发明涉及放射性废料处理技术领域，具体涉及一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法，包括如下步骤：步骤A：将放射性机油加入至反应容器中，加入活性炭和金属离子试剂，制得混合料；步骤B：将装有混合料的反应容器放置于微波反应装置中，进行微波处理，微波处理中产生的裂解气进行冷凝并收集，微波处理完毕后的固体残渣进行固化处理。本发明在低温常压下对放射性机油进行处理，在微波技术下活性炭的内部吸收能量，由于活性炭内部的空腔和多孔结构，与微波产生共振，并产生等离子体，在活性炭表面及接触面尖端形成放电效应，放电产生的等离子体与机油相互作用进行裂解和碳化，产生裂解气和部分裂解油，处理过程稳定、成本低。

技术领域

本发明涉及放射性废料处理技术领域，具体涉及一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法。

背景技术

随着核工业的发展，机油广泛地应用在大量的核设施和核设备上，尤其在核材料加工和核设备运行中，由于装置均运行在放射性环境中，将产生大量的放射性废机油。放射性废机油由于含有放射性核素，无法再重复循环使用；同时由于机油不亲水，因此无法采用水泥固化方式直接处理。目前机油处理的研究主要包括机油乳化处理后在进行固化处理，法国开发了一种NOCHAR材料对放射性有机废物进行暂时处理，该方法的主要问题在于固化处理后，由于机油的特性将导致固化体的物理化学稳定性大大降低，影响固化体的安全处理和处置。

目前废机油处理技术包括微波裂解和等离子裂解焚烧，机油的微波裂解主要是依靠在高温条件下(600-1000℃)裂解，由于微波可以降低机油的活化能，提高裂解效率，裂解以后的产物主要是裂解轻质油和气体，由于裂解温度高不适用于放射性废机油的处理。等离子体焚烧技术主要是采用在高温低压情况下产生等离子体，利用等离子体对机油进行裂解，温度范围在300-600℃，辅助气体一般为氩气和氦气，该技术温度也较高，而且成本也相对较高，技术难度也较大。而对于放射性有机废物的处理技术包括焚烧法、芬顿湿法氧化技术、蒸汽重整技术、超临界水氧化等方法，焚烧技术对设备技术要求高，且焚烧炉技术成本高，不作为机油处理的技术；主要的湿法氧化技术由于效率和成本高均不适用于放射性机油的处理。目前放射性废机油由于放射性的特点，没有成熟的技术进行处理，均暂存于各核设施厂址中，由于机油长期存放存在较大的风险，起火和核素释放，因而放射性机油处理成为目前核工业亟需处理的难题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法，该方法操作简单，能在低温常压下对放射性机油进行处理，处理过程稳定，成本较低，易于在工程中实际应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法，包括如下步骤：

步骤A：将放射性机油加入至反应容器中，然后加入活性炭和金属离子试剂，制得混合料；

步骤B：将步骤A装有混合料的反应容器放置于微波反应装置中，进行微波处理，微波处理中产生的裂解气进行冷凝并收集，对未冷凝的裂解气进行收集，微波处理完毕后的固体残渣进行固化处理。

本发明针对放射性废机油处理的问题，通过在放射性机油中加入多孔的活性炭，在微波技术下实现在活性炭内部的能量吸收，由于活性炭内部的空腔和多孔结构，与微波产生共振，进而产生等离子体，等离子体由于活性炭的多孔结构和机油电解质的存在，在活性炭表面及接触面尖端形成放电效应，放电产生的等离子体与机油相互作用进行裂解和碳化，产生裂解气和部分裂解油，而放射性机油中核素主要滞留在活性炭内，该方法处理过程稳定、成本低，残余废物易于处理。其中，所产生的裂解气经过冷凝后，一部分形成裂解油，并将冷凝形成的裂解油收集，而少部分未能冷凝的裂解气则进入水收集装置中进行再处理。常规等离子技术一般是在高温低压惰性气体条件下产生，而本发明能在较低的温度下产生强度较高的等离子体，进一步与机油作用进行裂解和碳化。