[发明专利]一种用于处理放射性废物的蒸汽重整固定床反应器

说明书

本发明公开了一种用于处理放射性废物的蒸汽重整固定床反应器，蒸汽重整固定床反应器包括：主反应室和副反应室，以及布置在主反应室与副反应室连接段的取样管；主反应室的壳体上方布置有进气管和进料系统，壳体下方布置有仪表管和排灰系统，主反应室内部设有横向布置的螺杆，螺杆的两端布置有端盖。本发明能够实现放射性废物，如离子交换树脂、塑料橡胶等的蒸汽重整处理，同时具备较好的传热和传质能力。

技术领域

本发明涉及放射性废物处理领域，具体涉及一种用于处理放射性废物的蒸汽重整固定床反应器。

背景技术

核设施产生的淤泥、废油、废有机溶剂、石墨，尤其是离子交换树脂、塑料橡胶等放射性废物，由于缺乏合适的处理手段，目前多采用暂存的方式，不利于废物的安全治理；同时，随着核能事业的发展，放射性废物的处理处置问题日渐突出，对于新的废物处理技术的研发需求也日渐迫切。

为实现上述放射性废物的有效处理，国外近些年开发出了一种新的放射性废物处理技术——蒸汽重整技术，该技术通过将放射性废物与过热蒸汽接触，使废物中的有机成分裂解、脱硝、蒸发后变为气态产物，废物中的放射性核素通过矿化反应形成性质稳定的晶体矿物结构。蒸汽重整技术的主反应温度较焚烧更低、没有燃烧，可实现高效减容，同时尾气产物不会产生二恶英等剧毒物，对环境影响小、处理简单，二次废物少，因而能有效处理离子交换树脂、塑料橡胶等放射性废物。目前，放射性废物蒸汽重整技术已在国外得到成功应用，其中美国在这方面的研究尤为深入，开发的THOR蒸汽重整技术非常成熟，并得到了多年的工程应用。

美国THOR蒸汽重整技术采用的是流化床反应器，其能够提供较高的传热和传质能力，床层温度分布均匀，运行稳定，废物反应状态好，但同时流化床的运行难度也很大，设备内摩擦磨损严重，需要后续的收集和积尘装置，同时为了达到流化状态，对待处理的放射性废物也有一定的要求。而如果采用固定床反应器作为放射性废物蒸汽重整的主反应器形式，尽管其具有结构简单，运行方便等优点，在放射性废物热处理领域也得到了广泛而长期的应用，但由于固定床的形式，废物在反应过程中相对静止，反应器内传热和传质能力相对较差，温度分布复杂，可能产生局部温差，不利于废物的充分反应，反应器操作参数的控制也相对严格。因此，固定床反应器也对废物的种类、质量以及尺寸等均有一定的要求，不利于满足特殊放射性废物的处理需求和设备处理能力的提升。针对上述问题，有必要对现有的固定床反应器进行改进，使其具备较好处理效果，从而能够满足放射性废物，如离子交换树脂、塑料橡胶等的蒸汽重整处理需求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于处理放射性废物的蒸汽重整固定床反应器，能够实现放射性废物的蒸汽重整处理。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于处理放射性废物的蒸汽重整固定床反应器，所述蒸汽重整固定床反应器包括：主反应室和副反应室，以及布置在所述主反应室与所述副反应室连接段的取样管；

所述主反应室的壳体上方布置有进气管和进料系统，壳体下方布置有仪表管和排灰系统，所述主反应室内部设有横向布置的螺杆，所述螺杆的两端布置有端盖；

所述进料系统位于所述主反应室前端，包括由从上至下依次连接的料斗、第一进料阀门、储料管、第二进料阀门和进料管，所述进料管连通所述主反应室内部顶部；

所述排灰系统位于所述主反应室后端，包括从上至下依次连接的排灰管、排灰阀门和灰斗，所述排灰管连通所述主反应室内部底部；

所述副反应室位于所述主反应室的壳体后端上方，内部设有纵向布置的折流板，壳体上方布置有排气管。

进一步，如上所述的一种用于处理放射性废物的蒸汽重整固定床反应器，所述主反应室采用耐热不锈钢制造，为筒状结构；所述主反应室包括的各组件通过法兰螺栓或开孔插焊的方式组成整体。