[发明专利]一种连续破坏放射性废有机溶剂的装置

说明书

技术领域

本发明属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种连续破坏放射性废有机溶剂的装置。

背景技术

乏燃料后处理过程的最大特征是处理的燃料具有很强的α、β、γ放射性。在萃取分离纯化过程中，有机溶剂(如30％TBP/煤油)会受到较强辐射和不同试剂的化学作用，使其产生辐射分解，生成辐解产物，引起萃取剂性能变化，造成铀钚回收损失。考虑到经济因素和废物最小化，通常将使用过的有机溶剂经酸碱洗涤后再循环使用，直至其萃取性能恶化到不能再满足工艺需求，才将其视为放射性废有机溶剂进行处理。

通常采用焚烧或热解、氧化破坏等方式对放射性有机废溶剂进行处理。其中焚烧或热解处理技术均要求在高温环境下运行，且焚烧产物中含有P₂O₅，对设施的腐蚀性强，同时可能会产生含放射性气体，因此设施的建造和维护均存在一定困难。氧化破坏处理技术是将废液中的有机相转化为CO₂和水等，剩余的含放射性核素的水溶性化合物则采用成熟的废水工艺进行处理，该技术根据氧化过程不同分化学破坏、电化学氧化破坏两种，其中化学破坏会产生二次污染(强酸)且破坏效率不高。相比之下，电化学氧化破坏处理技术是通过电子传递过程(通常以Ag²⁺、Co³⁺和Ce⁴⁺等作为氧化媒介体)将有机物氧化为CO₂和H₂O，该法的优点为：可在低温(30～70℃)、常压下运行，不产生二次废物，氧化破坏效率高，且有机物破坏后放射性核素仍集中于水相中，便于进一步处理，易于核材料回收利用。但是也存在以下缺点：电化学破坏过程是放射性废有机溶剂和含氧化媒介体的硝酸水溶液充分混合下进行氧化分解破坏的，因此在阳极室中难以实现单相出料，继而无法实现连续破坏。目前实验室均采用批式处理法，其完全分解破坏时间长，处理能力小，电流效率低，无法满足大规模工业化处理需求。因此开展连续破坏放射性废有机溶剂的装置是必要的。

发明内容

(一)发明目的

根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种电流效率高、能够连续破坏废有机溶剂的装置。

(二)技术方案

为了解决现有技术所存在的问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种连续破坏放射性废有机溶剂的装置，该装置包括一个恒温槽和位于恒温槽内部的电化学氧化破坏容器，该容器主要由上方均带有密封盖的阳极室、阴极室和澄清室构成；

所述阳极室内部设有搅拌机，搅拌机、氧化媒介体加入管、阳极室尾气引出管道和阳电极均通过密封盖上的孔道进入阳极室；阳极室内部置有氧化媒介体；

所述澄清室底部低于阳极室底部；阳极室与澄清室之间设有隔板，隔板的下端高于澄清室底部，上端低于阳极室和澄清室的顶端；澄清室和阳极室通过隔板下方的液体流道连通；澄清室下端设有澄清挡板，实现有机溶剂与水相的分相；澄清室的上方设置有通过密封盖上的孔道进入澄清室内部的水相引出管及废有机溶剂加入管，其中废有机溶剂加入管的下端位于澄清室内部上方，水相引出管的下端位于澄清挡板中下部；放射性废有机溶剂通过废有机溶剂加入管进入澄清室内部，当废有机溶剂高度高于隔板时进入阳极室内部；

所述阴极室与阳极室通过有机隔膜隔开，液体加入管、阴极室尾气引出管道、氧气加入管道和阴电极通过密封盖上的孔道进入阴极室；阴极室内的电解液为HNO₃溶液，其通过液体加入管充入阴极室。

优选地，所述阴极室和澄清室的体积比为1:1，阳极室和阴极室的体积比为4:1～10:1。

优选地，所述阳电极和阴电极均为铂金电极。

优选地，所述阴阳电极采用恒电流电源进行控制,其中电流密度为0.4～0.6A/cm²，电压为8～15V。

优选地，所述阳极室内部加入的氧化媒介体为含Ag⁺的HNO₃溶液；

优选地，所述含Ag⁺的HNO₃溶液的浓度为：Ag⁺为0.15～0.8mol/L，HNO₃的浓度为5～8mol/L。

优选地，所述阴极室里的HNO₃的浓度为5～8mol/L。

优选地，所述阴极室和阳极室相隔的有机隔膜为质子有机膜，其是采用可拆卸的相嵌式框体安装的。