[发明专利]一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统及其方法

权利要求书

1.一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统，其特征是，废水原水槽罐(7)出口经管道接于废水原水计量泵JB4进口，该计量泵JB4出口经管道接于负压蒸发塔(1)中部废水注入口，废水通过水喷头自上而下在蒸发柱段(62)的蒸发膜片(225)表面形成液膜并负压蒸发形成水蒸汽，布置于阱型加热电炉(12)中的负压蒸发塔(1)顶端的蒸汽导出口(234)经软管接于第一除雾塔(8a)底部进口，第一除雾塔顶部出口经管道连接初级冷却塔(2)顶部水蒸汽进口，初级冷却塔(2)底部残余蒸汽出口经管道连接次级冷却塔(3)顶部水蒸汽进口，次级冷却塔(3)底部残余蒸汽出口经管道连接水环式真空泵(6)进口，该真空泵(6)的冷凝水出口经其上设置有计量泵JB3的管道接于冷凝水暂存罐(5)进口，初级冷却塔(2)底部的冷凝水导出口以及次级冷却塔(3)底部的冷凝水导出口分别经计量泵JB1以及计量泵JB2输送至冷凝水暂存罐(5)进口；负压蒸发塔(1)底部的浓集废水出口经管道接于浓集废水槽罐(11)进口，浓集废水槽罐(11)出口经软管接于浓集废水计量泵JB5进口，该计量泵JB5出口经软管接于负压干燥器(9)顶部进口，负压干燥器(9)置于阱型电炉(10)中，负压干燥器(9)顶部的水蒸汽出口经软管接于第二除雾塔(8)底部进口，第二除雾塔(8)顶部出口经管道接于初级冷却塔(2)顶部水蒸汽进口。

2.根据权利要求1所述的一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统，其特征是，所述负压蒸发塔(1)由顶盖(23)、蒸发柱段(22)以及塔底支撑座(21)从上向下依次通过法兰连接组成；顶盖(23)顶板上有蒸汽导出口(234)顶盖内设置有水分配器(233)，水分配器上连接有多个废水原水喷头(235)；蒸发柱段(22)的正方形的外筒体内沿纵向等间距地设置有若干蒸发膜片(225)，相邻蒸发膜片之间沿横向设置有若干列导热板条(223)；塔底支撑座(21)的方形筒体(212)上部有法兰(213)，方形筒体(212)底板上设有浓集废水出口，方形筒体底部设有支撑群座(211)。

3.根据权利要求2所述的一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统，其特征是，所述初级冷却塔(2)由冷却塔顶盖(63)、冷凝柱段(62)以及支撑座(61)从上向下依次通过法兰连接组成；冷却塔顶盖(63)为下部开口的正方形筒体(632)，其顶板上有蒸汽进口(633)，冷却塔顶盖(63)下部设置有连接法兰(631)；冷凝柱段(62)结构为：内筒体(623)设置在外筒体(622)内，外筒体(622)上设有冷却水进口(628)和冷却水出口(627)，内、外筒体之间形成冷却水通道，内筒体(623)内沿纵向等间距地设置有若干冷却膜(626)，相邻冷却膜之间沿横向设置有若干列导热条(624)；支撑座(61)底部设置有残余蒸汽出口以及冷凝水导出口；次级冷却塔(3)与初级冷却塔结构完全相同。

4.根据权利要求3所述的一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统，其特征是，所述负压蒸发塔(1)工作温度80℃～120℃，工作压力5kPa～80kPa；所述初级冷却塔(2)工作温度5℃～40℃，工作压力5kPa～50kPa，以5℃冷却水为冷却介质；所述负压干燥器(9)工作温度100℃～150℃，工作压力5kPa～90kPa。

5.根据权利要求4所述的一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统，其特征是，所述负压蒸发塔(1)的顶盖(23)、蒸发柱段(22)的外筒体以及塔底支撑座(21)的材质为表面镀制环氧树脂涂层的耐酸钢，蒸发柱段的蒸发膜片(225)和导热板条(223)的材质为导热良好的导热塑料或表面具有抗酸碱涂层的金属薄膜；所述初级冷却塔(2)的冷却塔顶盖(63)、冷凝柱段(62)的内、外筒体以及支撑座(61)的材质为表面镀制环氧树脂涂层的耐酸钢，冷凝柱段的冷却膜(626)和导热条(624)的材质为导热良好的导热塑料或经过表面抗酸碱处理的金属薄膜。

6.一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统的废水处理方法，包含以下步骤：

(一)负压蒸发浓缩处理系统连接与准备

将系统各个设备用阀门和管道连接，连接前系统各个设备的密封性检验应符合技术条件要求；

开启初级冷却塔(2)、次级冷却塔(3)循环冷却水，同时冷却初级冷却塔、次级冷却塔；

启动负压蒸发塔阱型加热电炉(12)，控制负压蒸发塔(1)外壁温度在80℃-120℃之间；启动负压干燥器阱型电炉(10)，加热负压干燥器(9)，控制负压干燥器外壁温度120℃-150℃之间；

启动水环式真空泵(6)，对系统抽真空；

(二)高比放放射性废水预浓集

启动废水原水计量泵JB4，通过该计量泵以规定流量由废水原水槽罐(7)向负压蒸发塔(1)中部废水注入口注入规定流量废水，废水通过水喷头进入负压蒸发段，废水自上而下在蒸发芯体蒸发膜片表面形成液膜并负压蒸发形成水蒸汽，水蒸气通过第一除雾塔(8a)除去水蒸气中微小雾滴后依次进入初级冷凝塔(2)和次级冷凝塔(3)，分别通过计量泵JB1和计量泵JB2将冷凝水收集于冷凝水暂存罐(5)内；由于持续的蒸发作用，废水自上而下流动过程中将逐渐被浓缩，浓缩液集存于负压蒸发塔底部并进入浓集废水槽罐(11)中暂存；

(三)浓集废水干燥

启动浓集废水计量泵JB5，通过该计量泵以规定流量由浓集废水槽罐(11)向负压干燥器(9)顶端废水注入口注入规定流量的浓集废水，浓集废水在负压干燥器(9)中负压蒸发形成水蒸汽，通过第二除雾塔(8)除去微小水滴后，依次进入初级冷却塔(2)和次级冷却塔(3)，冷凝形成水后收集于冷凝水暂存罐(5)内；浓缩废液蒸干后留下固体残留物沉积于负压干燥器(9)底部；通过在线称重，或物料衡算，或放射性总量测定技术手段确定负压干燥器(9)内固体物总量和放射性物质总量达到规定值后停止向负压干燥器(9)供浓集废水；

(四)连接管道冲洗

当负压干燥器(9)内蒸发固体残留物达到规定值后，通过安装在负压干燥器顶部进口管道上的清洗管道阀门Fn3向负压干燥器(9)以规定流量提供清洁水，以清洗并安全拆卸连接负压干燥器(9)与浓集废水槽罐(11)之间的连接软管即供浓集废水软管；

采用负压蒸发方法蒸干负压干燥器(9)中添加的清洁水；为了降低拆除连接软管过程中放射性物质的释放或污染扩散风险，宜采用3次冲洗；

(五)负压干燥器拆除与包装暂存

将供浓集废水软管和负压干燥器(9)顶部的水蒸汽出口软管从负压干燥器上拆除，加盖容器防护盖，紧固；负压干燥器外表面去污达到规定的表面污染控制值后，暂存，或装入200L标准废物桶整备。