[发明专利]一种放射性废树脂流化裂解的处理方法

说明书

本发明公开了一种放射性废树脂流化裂解的处理方法，属于化工领域。在放射性废树脂流化裂解过程中，本发明通过惰性颗粒与黏土共流化的方式在惰性颗粒表面形成黏土包覆层，黏土通过定期与放射性废树脂共混进料的方式维持惰性颗粒表面的覆层，本发明可以抑制放射性废树脂流化裂解过程中惰性颗粒的团聚结块，保证流化床反应器的稳定连续运行。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种放射性废树脂流化裂解的处理方法。

背景技术

核电是一种清洁低碳能源，未来有望大规模替代化石燃料。但是，在核技术开发和核能利用过程中会产生大量放射性固体废弃物。其中，放射性废树脂是最难处理的中低放射性废物之一，其放射性活度约占核废物总放射性的80％，体积占比为23％-43％。由于放射性废树脂无法再生，因此需要进行处理。流化裂解能在无氧或缺氧条件下破坏放射性废树脂的有机结构，使其转化为挥发性的碳氢化合物，从而达到高效减容的目的，是一种优选的放射性废树脂处理方法。

但是，在放射性废树脂流化裂解过程中，存在惰性流化颗粒极易团聚结块的问题，极大影响流化床反应器的稳定运行。导致惰性流化颗粒发生团聚的主要原因为颗粒间碰撞接触时在烧结、局部熔融、化学反应、干燥固化等作用下形成固桥和液桥，导致颗粒粘结形成团聚。在流化床反应器的运行中，颗粒团聚通常属于不良现象，会堵塞分布板、破坏流化均匀性，严重时甚至会导致床层失流化，造成重大安全事故。因此，在放射性废树脂流化裂解的反应过程中应尽量避免惰性颗粒团聚的发生。

目前，工业界和学术界提出了许多方法用于抑制和调控流化床反应器中颗粒的团聚行为。针对高温下反应物或产物熔融导致颗粒团聚的现象，可通过降低反应温度至物料熔点以下的方法抑制团聚，但温度的降低会影响反应的转换率和选择性，无法作为颗粒团聚的常规调控手段。在反应过程中增大流化气速能破碎颗粒聚团，但效果有限，增大气速只能破坏较弱的聚团，而且气速的增大会改变物料在流化床反应器中的停留时间，影响反应效率。在流化床反应器中注入脉冲气体可以预防颗粒团聚，但会导致反应器内温度、气速等条件的剧烈波动，不利于反应的稳态进行。因此，急需开发一种放射性废树脂流化裂解的处理方法，抑制反应过程中惰性颗粒的团聚结块，保证流化床反应器的稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放射性废树脂流化裂解的处理方法，惰性颗粒通过与黏土共流化的方式在惰性颗粒表面形成黏土包覆层，黏土通过定期与放射性废树脂共混进料的方式维持惰性颗粒表面的覆层，抑制放射性废树脂流化裂解过程中惰性颗粒的团聚结块，保证流化床反应器的稳定连续运行。

本发明提供的放射性废树脂流化裂解的处理方法，包括如下步骤：(1)黏土预先加入流化床反应器中与惰性颗粒共流化，在惰性颗粒表面形成黏土包覆层；(2)放射性废树脂加入流化床反应器中进行流化裂解；(3)定期向流化床反应器中添加补充黏土，抑制废树脂流化裂解过程中惰性颗粒的团聚结块。

所述黏土为高岭土、蒙脱土或伊利土中的一种或多种，属于铝硅酸盐黏土。

所述黏土与惰性颗粒共流化时的黏土添加量为惰性颗粒质量的0.1wt％-5wt％，优选为0.1wt％-2wt％。

所述黏土添加补充的间隔周期为20-120min，优选为20-60min。

所述黏土的添加补充方式为与放射性废树脂共混进料，二者在反应器外混合充分。

所述黏土与放射性废树脂共混进料的形式为固体进料或浆态进料。

所述黏土与放射性废树脂共混进料的位置为惰性颗粒静床高的0.2-1.5倍，优选为0.5-1.2倍。

所述黏土与放射性废树脂共混进料时的黏土进料量为废树脂质量的10wt％-50wt％，优选为30wt％-50wt％。

所述黏土的粒径为0.1-100μm，优选为0.1-50μm。