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
[0036]如图2所示，聚变堆热室清洗废气深冷精馏净化再生利用装置包括清洗去污单元、固体颗粒过滤净化单元、二氧化碳深冷精馏分离单元、低温动力气体制备单元、可挥发性颗粒再生单元、可挥发性颗粒远距离气力输送单元。
[0037]清洗去污单元包括: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其外部为热室内环境，其内腔体与固态、液态杂质过滤净化单元相连。
[0038]固体颗粒过滤净化单元包括前置除尘过滤器3、除油过滤器4、微热再生干燥器6、后置除尘过滤器7和增压栗9、阀；上述设备之间采用串联关系:前置除尘过滤器3上级与清洗室I相连，下级依次连接除油过滤器4、微热再生气体干燥器6、后置除尘过滤器7和增压栗9。
[0039]二氧化碳深冷精馏分离单元包括混合气体缓冲罐10、增压栗11、低温精馏塔14、外冷源出口 12、外冷源入口 13、液态二氧化碳缓冲16、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10上级连接固态、液态杂质过滤净化单元，下级连接增压栗11、低温精馏塔14，低温精馏塔设置有外冷源驱动的换热盘管，制冷剂(冷媒)从精馏塔上部流入外冷源入口 13从下部外冷源出口 12流出，低温精馏塔14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16相连接。
[0040]低温动力气体制备单元包括汽化器18、增压栗19、低温高压气体储罐20;上述设备采取依次串联方式连接:汽化器18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16相连，下级依次连接增压栗19和低温高压气体储罐20。
[0041]可挥发性颗粒再生单元包括深冷结晶罐17、外冷源8、干冰造粒机23;上述设备依次串联:深冷结晶罐17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16相连，下级连接干冰造粒机23，外冷源8与深冷结晶罐17中的换热盘管相连。
[0042]可挥发性颗粒远距离气力输送单元包括低温气力输送器22;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23和低温动力气体制备单元的低温高压气体储罐相连20，下级与清洗单元I内的喷射器相连。
[0043]待清洗部件由遥操作装置转运至清洗单元I内由喷射器喷射出干冰颗粒进行爆破清洗，将待清洗部件表面粘连和弱固性污染物和活化材料与基体分离，完成一次清洗任务后吹扫喷淋装置将整个包覆容器内部进行气体喷淋吹扫，完成清洗流程;清洗后的带尘废气，分别经过前置除尘过滤器器3、除油过滤器4、微热再生气体干燥器6、后置除尘过滤器7完成固态、液态杂质的分离，其中微热再生气体干燥器6吸收及再生环节如下:干燥器双路配置，工作时一开一备，当水分接近20mg/L，，启用备份干燥器，运行干燥器退出再生。(再生时引入加压气体、电加热器加热至250-300°C时进行再生，当再生气出口温度2 120°C时，再生结束，水蒸气汇入放射性废液储罐5贮存，最终通过氚水处理2供分离同位素核燃料使用，其余部分做相应处理后达到清洁解控标准后排放。除尘、除油、除水过滤之后，纯气态的混合气体通过增压栗9增压进入混合废气缓冲罐10暂存，之后经增压栗11增压从底部进入低温精馏塔14，冷媒从外冷源入口 13流入低温精馏塔14的换热盘管中从外冷源出口 12流出对混合废气进行深冷降温，完成换热后，二氧化碳气体液化在精馏塔底部，废气从精馏塔顶部排出，之后经过废气处理15提氚处理后剩余气体达到清洁解控标准后排放。完成上述液化分离后的二氧化碳由管道进入液态二氧化缓冲罐16暂存，一部分液态二氧化碳通过汽化器18转化为二氧化碳气体，再通过增压栗19加压后进入低温高压气体储罐20内保冷储存。另一部分液态二氧化碳进入深冷结晶罐17，在外冷源24驱动的换热盘管完成换热后，在冷凝离心叶片上冷凝成雪花状干冰后，在离心力作用下甩离叶片，沿容器避下滑至换热器底部，在干冰造粒机的螺旋输送机内压缩成型后经过干冰造粒机的颗粒乳机乳制成需要的干冰颗粒，最终通过低温气力输送器22内来自低温高压气体储罐20内的高压气体的吹送下，输送至清洗室I内的执行清洗作业，至此完成所有的净化再生流程。整个系统可以通过液态二氧化碳补充8和高压气态二氧化碳补充21处进行补充二氧化碳的损耗。
[0044]本发明适用于热室内核环境下的清洗废气净化再生工艺，尤其是针对聚变堆热室除氚系统不能够处理二氧化碳，实现清洗废物最少化和废物分类的遥操作清洗作业。
[0045]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种聚变堆热室清洗废气深冷精馏净化再生利用方法，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压力下液化温度的差异，；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，其特征在于实现步骤如下: (1)清洗去污工艺:将可挥发性清洗介质干冰颗粒在助推气体高压二氧化碳的助推下，喷射在待清洗表面，在碰撞待清洗表面的同时可挥发性颗粒破碎气化，撞击和挥发气化时产生的压力将清洗表面黏连附着的污染物与清洗表面分离，在密闭的清洗室内形成具有一定压力的载带着放射性颗粒的混合气体，可挥发性颗粒不断升华，使得清洗室内压力升高，之后以气流为依托，载带从污染表面清洗分离下的放射性颗粒离开清洗室，进入固态、液态杂质过滤净化工艺流程； (2)固态、液态杂质过滤净化工艺:对载带着放射性颗粒的混合气体首先进行前置除尘过滤，除去废气中的固体放射性颗粒的同时，集中收集防止其扩散，完成前置除尘过滤;再进行除油过滤处理，除去废气中夹杂的油脂类物质，之后进入微热再生气体干燥器除去混合气中的氚水蒸气，完成除水过滤，最后再经过后置除尘过滤二次过滤固态杂质；上述工艺完成后，混合气体完成了固态、液态相杂质的分离，剩下的混合气体中主要含有作为助推气体和清洗介质升华后的二氧化碳气体和需要除去的放射性核燃料氚以及微量的无害冷却剂氦和其他无害微量杂质(氦气、氮气等杂质气体对环境无影响不属于有害物质可留存)； (3)二氧化碳深冷精馏分离工艺
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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