一种聚变堆热室清洗废气深冷精馏净化再生利用方法及装置的制造方法
[0020]所述清洗单元包括:喷射器、包覆容器、运输装置和吹扫喷淋装置;喷射器与远距离气力输送单元中的低温气力输送器相连，运输装置和吹扫喷淋装置均在包覆容器内部，包覆容器为一密封部件，包覆容器外部为热室内环境，内腔体与固态、液态杂质过滤净化单元相连。清洗作业时，运输装置将待清洗部件运输至距离喷射器合适位置，经过干冰爆破清洗和高压气体吹扫后完成清洗作业，清洗作业所产生的废气通过管路输送至固态、液态杂质过滤净化单元；
[0021]所述固体颗粒过滤净化单元包括前置除尘过滤器、除油过滤器、微热再生干燥器、后置除尘过滤器和增压栗、阀；上述部件之间采用串联关系:前置除尘过滤器上级与清洗室相连，下级依次连接除油过滤器、微热再生气体干燥器、后置除尘过滤器和增压栗，清洗废气首先经过前置除尘过滤器除去放射性颗粒物，紧接着通过除油过滤器除去油脂类杂质，然后通过微热再生气体干燥器除去氚水，最后通过后置除尘过滤器再脱一次固态杂质，这其中微热再生气体干燥器可以再生出氚水供提取核燃料氚；
[0022]所述二氧化碳深冷精馏分离单元包括混合气体缓冲罐、增压栗、低温精馏塔、外冷源、液态二氧化碳缓冲罐、相关远程连锁控制阀；上述设备之间采取串联方式连接:混合废气缓冲罐上级连接固态、液态杂质过滤净化单元，下级连接增压栗、低温精馏塔，低温精馏塔设置有外冷源驱动的换热盘管，制冷剂即冷媒从精馏塔上部流入从下部流出，低温精馏塔底部设置有液态二氧化碳排出管路与液态二氧化碳缓冲罐相连接;上步工艺除去固态、液态杂质的混合气体进入深冷精馏塔，在外冷源的驱动下，在换热盘管-50°C_77°C冷却的作用下相变液化，以液态的形式集聚在精馏塔底部，放出后留存，未液化的气体杂质集聚在塔顶，通过顶部管路进入废气储罐，实现气态杂质分离，含有大量放射性核燃料氚的未液化杂质气体，经过相关废气处理工艺提氚后回收核燃料，其余气体达到清洁解控标准后排放；
[0023]所述低温动力气体制备单元包括汽化器、增压栗、低温高压气体储罐;上述设备采取依次串联方式连接:汽化器与上级二氧化碳深冷精馏分离单元中液态二氧化碳缓冲罐相连，下级依次连接增压栗和低温高压气体储罐;液化分离后液态二氧化碳经经过缓冲存储之后，输入汽化器之后汽化变成气体，再通过增压栗增压通过管路输送至低温高压储罐保冷储存，在需要使用的时作为清洗去污工艺中的动力源，供清洗时推送可挥发性颗粒干冰使用；
[0024]所述可挥发性颗粒再生单元包括深冷结晶罐、外冷源、干冰造粒机;上述设备依次串联:深冷结晶罐上级与二氧化碳深冷精馏分离单元的液态二氧化碳缓冲罐相连，下级连接干冰造粒机，外冷源与深冷结晶罐中的换热盘管相连。将净化后的液态二氧化碳通过管路输送进深冷结晶罐，在外冷源的冷却作用下利用低温低压固化过程，将二氧化碳进一步迅速冷却，深冷温度低至_90°C甚至更低，通过旋转的叶片将冷凝的固态干冰甩离叶片后在重力的作用下滑落至容器底部，深冷结晶罐底部与干冰成型机相连接，通过螺旋输送机挤压通过模具成型后成为圆柱状胚件，之后通过两个带螺旋孔形模具的乳辊相互交叉配置，以相同方向旋转，带动圆形乳件反向旋转并前进，乳件在螺旋孔型作用下，直径压缩轴向延伸，乳制成所需的圆形颗粒；
[0025]所述可挥发性颗粒远距离气力输送单元包括低温气力输送器;低温气力输送器上级分别与可挥发性颗粒再生单元的干冰造粒机和低温动力气体制备单元的低温高压气体储罐相连，下级与清洗单元内的喷射器相连;工作时以制备的低温动力气体为动力利用气力输送的方式将前序步骤再生出的干冰颗粒，远距离输送进清洗室内的喷射器中，在喷射器混合室内再次与低温高压气体二次混合加速后，喷射进清洗室中的待清洗部件的污染表面完成清洗任务。
[0026]本发明与现有的技术相比的有益效果是:
[0027](I)本发明是基于深冷精馏的方法，集中低危害化处理含有高危放射性颗粒和活泼放射性气体的热室清洗废气和清洗剂再生利用的工艺。相比于现有将清洗废气作为废弃物不加回收直接排入热室内环境的技术方案，本发明利用热室内部相对封闭清洗室来限制清洗废气在热室内的扩散，将其回收并加以利用，将废气与热室内的环境相隔绝，从而解决干冰爆破清洗由于清洗剂固态干冰颗粒主要成分CO2及含有大量CO2成分清洗废气由于热室除氚系统不能处理而不能使用在热室内清洗去污的难题。
[0028](2)本发明是基于深冷精馏的方法采用物理分离的方式，利用清洗介质二氧化碳与杂质气体在相同气压下液化温度的差异，并且所需分离的可回收利用成分二氧化碳的液化温度最高，一般冷媒较为容易达到，因此直接从混合气体中降温分离出液态二氧化碳，最终实现废气中二氧化碳分离物与杂质氚、氦等气态杂质的分离。所需设备及液化条件简单易行，不需要复杂的外部辅助设备，所需设备维护周期长甚至免维护，适合人员不能进入的热室内高放射高危环境的远程遥操作。
[0029](3)本发明利用原有清洗废气，实现放射性颗粒和残留放射性气体与清洗剂气体的分类收集和分离，解决了热室除氚系统不能够处理二氧化碳气体和放射性废物最少化的难题。保障清洗废气不作为放射性流出物污染环境的同时，还能够有效收集和回收放射性颗粒和气态核燃料氚，并且使得原用清洗介质回收循环使用，实现清洗去污工艺中废物最少化和副产物分类化，方便放射性废物后处理。
[0030](4)采用低温高压二氧化碳气体作为动力源的远距离气力输送技术，可以实现固态干冰颗粒远距离输送，解决干冰在密闭容器中储存易爆和不能密封存储的问题，同时兼顾了热室环境中作为清洗剂的干冰颗粒远距离运输和存放不能外泄的难题。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明清洗废气深冷精馏分净化再生方法工艺流程图；
[0032]图2为本发明清洗废气深冷精馏净化再生方法工艺设备图。
[0033]图中:1.清洗单元2.氚水处理3.前置除尘过滤器4.除油过滤器5.放射性废液储罐6.微热再生气体干燥器7.后置除尘过滤器8.液态二氧化碳补充9.增压栗10.混合废气缓冲罐11.增压栗12.外冷源出口 13.外冷源入口 14.低温精馏塔15.废气处理16.液态二氧化碳缓冲罐17.深冷结晶罐18.汽化器19.增压栗20.低温高压气体储罐21.高压气态二氧化碳补充22.低温气力输送器23.干冰造粒机24.外冷源。
【具体实施方式】
[0034]为了更加清楚表述本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]如图1所示，待清洗部件由遥操作装置转运至热室清洗单元内，运输装置将待清洗的部件运输至喷射器下方，喷射器喷射出高速干冰颗粒，将待清洗部件表面粘连和弱固性污染物与基体分离，完成一次清洗任务后对清洗单元内部进行气体喷淋吹扫，清洗后的带尘废气，依次经过前置除尘过滤器过滤下固态放射性颗粒，防止其扩散;除油过滤器除去废气中存在的油脂类物质，防止降低后续干燥器性能;微热再生气体干燥器除去废气中存在的氚水蒸汽，利用其可再生特性，再生出氚水收集后提取核燃料氚，干燥器双路配置，使用时微热再生气体干燥过滤器一开一备，当水分接近20mg/L，则启用备份微热再生气体干燥器，运行着的微热再生气体干燥器退出再生，再生时电加热器加热至250-300°C时氚水蒸气再生，当再生气出口温度2 120°C时，再生结束，水蒸气冷却到常温成液态供分离同位素核燃料使用。最后再经过后置除尘过滤器进行二次过滤提高过滤效果;上述工艺过程完成固、液态杂质的分离，过滤后的废气进入混合废气缓冲罐暂存，之后进入二氧化碳深冷精馏分离工艺。二氧化碳深冷精馏分离工艺中，混合气体进入深冷精馏塔，混合气体中二氧化碳液化温度最
文档序号 :
【 9867793 】
技术研发人员：龚正,宋云涛
技术所有人：中国科学技术大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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