核環(huán)境治理工程考綱-文庫吧
2025-06-01 12:45 本頁面
【正文】 進(jìn)行分離、分級、提純和富集。廢液采用槽式排放。有機廢液的處理：塑料固化，熱解焚燒，TBP回收，吸收劑吸收后處理，有機廢液水泥固化。第5章 廢物的減容處理——焚燒和壓實焚燒工藝的去污因子，減容比。焚燒工藝：分揀、破碎、進(jìn)料、焚燒、排灰、煙氣冷卻、煙氣凈化等過程。在手套箱中進(jìn)行，防止氣溶膠逸出。焚燒α廢物：臨界安全，回收钚和鈾。焚燒灰是彌散性物質(zhì)，不允許直接處置，必須固化處理后裝入密封容器作最終處置。固化方法：水泥固化，熔融或超級壓實焚燒爐的類型過量空氣焚燒爐：一個燃燒室，過量空氣30%～100%，爐溫800～1100℃?？刂瓶諝夥贌隣t：兩個或多個燃燒室熱解焚燒爐：第一燃燒室熱解，第二燃燒室燃燒。旋風(fēng)爐懸浮燃燒：高速氣流載帶廢物碎塊切向送入爐中，在高速旋轉(zhuǎn)氣流的強烈湍動中燃燒，強化了傳質(zhì)和傳熱過程，燃燒在較短時間和較小空間內(nèi)完成。高溫熔渣爐濕法氧化濕燃燒法：酸煮解、過氧化氫催化氧化酸煮解機理：用熱濃硫酸和硝酸（250℃）浸煮可燃固體廢物，將有機物分解成簡單的氣體組分，把大部分無機物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}和氧化物。酸煮解工藝過程：（1）預(yù)處理：進(jìn)料準(zhǔn)備，（2）酸浸煮：碳化－氧化（燃燒），（3）尾氣處理：霧沫分離器回收硫酸；堿洗滌塔氧化和吸收SONOx和HCI；HEPA過濾器，（4）殘渣處理：固化。過氧化氫催化氧化：自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自由基HO具有極強的氧化性，它對有機物的氧化作用可表示為：離子交換樹脂被HO自由基逐漸分解：（1）離子交換樹脂＋HO→線性可溶苯乙烯聚合物＋CO2＋SO42－/NH4＋＋H2O（2）線性可溶苯乙烯聚合物＋HO→小分子有機物＋CO2＋H2O焚燒處理的安全問題運行安全：①腐蝕；②燃燒不平穩(wěn)；③燃燒不完全；④著火輻射防護(hù)問題：≤100mSv/h的低放廢物臨界安全問題：物料衡算廢物的壓實減容壓實：依靠機械力作用使廢物密實化，提高廢物整體密度，減少廢物體積。減容因子廢物的減容因子（VRF）為廢物壓縮前后體積之比：桶內(nèi)壓實法：分幾次加入廢物，幾次壓實，VRF 2～6，設(shè)備和操作簡單，中小型核設(shè)施普遍采用。桶外壓實法：以高壓和超高壓壓實后裝桶， VRF 5～10。超級壓實機減容超級壓實機＞10000KN超級機構(gòu)成：主機；供料和出料輸送、封裝系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；控制和電氣設(shè)備；廢氣和廢液收集系統(tǒng)。廢物壓實需要注意的問題（1）控制廢氣和廢液（2）輻射屏蔽（3）設(shè)置安全門和聯(lián)鎖裝置（4）壓實機噪聲消除（5）防止爆炸性物質(zhì)（6）維修方便第6章 低中放廢物固化技術(shù)固化的定義：在危險廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃庸腆w或形成緊密固體的過程。通常，固化的途徑是將放射性核素通過化學(xué)轉(zhuǎn)變，引入到某種穩(wěn)定固體物質(zhì)的晶格中去，或者通過物理過程把放射性核素直接摻入到惰性基材中。固化的目標(biāo)是使廢物轉(zhuǎn)變成適宜于最終處置的穩(wěn)定的廢物體。理想的廢物固化體要具有阻止所含放射性核素釋放的特性，其一般要求：低浸出率，高導(dǎo)熱率，高的耐輻射性，高化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，高的機械強度，高的減容比。對固化工藝的一般要求：對中、低放廢物的固化，操作過程應(yīng)簡單，處理費用應(yīng)低廉。高放廢物的固化應(yīng)能進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制和維修。中、低放廢物常采用水泥固化、瀝青固化及塑料固化工藝進(jìn)行固化，高放廢物常采用玻璃或陶瓷固化工藝進(jìn)行固化。水泥固化原理：水泥是一種無機膠結(jié)劑，經(jīng)水化反應(yīng)后可形成堅硬的水泥塊，能將砂、石等骨料牢固地凝結(jié)在一起。水泥強度和穩(wěn)定性：水化硅酸鈣（CSH）是決定水泥強度的主要因素，CSH是水泥熟料硅酸三鈣和硅酸二鈣的水化產(chǎn)物，其組成不固定，統(tǒng)稱為CSH凝膠，凝膠離子間存在范德華力和化學(xué)組合鍵。Ca(OH)2過多是降低水泥固化體強度的重要因素。核素浸出率：3H＞137Cs＞90Sr＞60Co＞239Pu水泥固化工藝：桶內(nèi)混合，桶外混合，冷壓水泥固化，熱壓水泥固化，聚合物浸漬混凝土固化，廢物固定瀝青固化：以熔融瀝青或乳化瀝青為固化劑，與放射性廢物在一定的溫度、配料比、堿度和攪拌作用下均勻混合，同時蒸發(fā)除去水分，使廢物均勻地包容在瀝青中，最后裝桶、冷卻獲得穩(wěn)定的固化體。瀝青固化工藝：鍋式法，薄膜蒸發(fā)器法，螺桿擠壓法，轉(zhuǎn)鼓固化法。塑料固化：以塑料為固化劑，與放射性廢物按一定比例配料，加入適量引發(fā)劑、催化劑、硬化劑和促進(jìn)劑進(jìn)行攪拌混合，使其發(fā)生聚合反應(yīng)，將廢物包容形成具有一定強度的穩(wěn)定性固化體。熱固性塑料固化（脲醛樹脂、聚酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）：熱固性有機單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以在廢物顆粒的周圍形成不透水的保護(hù)膜。具有網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，受熱不再軟化，不能反復(fù)塑制。熱塑性材料固化（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：熔融的熱塑性材料在高溫下與干燥脫水的廢物混合，對廢物包容穩(wěn)定化的過程。具有線型高分子結(jié)構(gòu)，可反復(fù)塑制。塑料固化的優(yōu)缺點：優(yōu)點是處理過程在室溫下進(jìn)行，放射性廢液直接摻和入聚合物而無需蒸發(fā)；對硝酸鹽、硫酸鹽等可溶性鹽，有很高的摻和效率；最終固化體密度小、體積小、不可燃、浸出率低。缺點是某些有機聚合物能被生物降解，固化物老化破碎后，污染物可能會污染環(huán)境；固化材料價格昂貴等。水力壓裂法水力壓裂地下水泥固化機理：選擇地下200～400米適宜場址，應(yīng)用石油工業(yè)成熟的壓裂技術(shù)和設(shè)備，把低中放廢液和水泥及添加劑制成的灰漿注入地下封閉的透水性很低的頁巖層中，待其凝固后與頁巖形成一個整體，使放射性廢物與人類環(huán)境安全隔離。大體積澆注法是水泥固化和近地表處置相結(jié)合的一種方法，適用于核燃料后處理中產(chǎn)生的大量低、中放廢液的處理處置。需要完善的問題：大體積固化體中心溫升過高，容易產(chǎn)生溫差裂縫，導(dǎo)致固化體質(zhì)量不能滿足技術(shù)要求。選用水化熱較低的水泥，在水泥中摻入大量的活性材料(如粉煤灰、礦渣等)，使用緩凝劑延長固化體凝結(jié)時間，降低固化體水化熱峰值。第7章 高放廢液的固化與分離高放廢液的特性：放射性強，毒性大，半衰期長，發(fā)熱率高，酸性強，腐蝕性大。理解：高放廢液的貯存高放廢液的玻璃固化罐式法——液體加料煅燒感應(yīng)熔融兩步法：工藝原理：第一步將高放廢液加入回轉(zhuǎn)煅燒爐
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