[发明专利]核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器

权利要求书

1.一种核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其特征在于，包括：

反应段，反应段下部设有高温水蒸汽进口、氮气进口和氧气入口，中部设有树脂浆液进口、催化剂进料口、废油或废有机溶剂进料口、抗凝剂进料口、矿化剂进料口和活性炭进料口；以及

扩大段，位于反应段上方，扩大段的顶部设有有机干废物或废过滤器芯子进口和固体和气体出口。

2.根据权利要求1所述的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其特征在于，所述反应段设有气体分布板，所述高温水蒸汽进口、氮气进口和氧气入口位于气体分布板下方，所述树脂浆液进口、催化剂进料口、废油或废有机溶剂进料口、抗凝剂进料口、矿化剂进料口和活性炭进料口位于气体分布板上方。

3.根据权利要求1所述的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其特征在于，所述反应段和扩大段通过连接锥体相连接。

4.根据权利要求1所述的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其特征在于，所述反应段的高径比为5-12，所述扩大段的直径为反应段直径的1-2倍。

5.根据权利要求1所述的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其特征在于，所述废树脂浆液料口、催化剂进料口、废油或废有机溶剂进料口、抗凝剂进料口、矿化剂进料口、活性炭进料口在反应段的高度方向上错开分布。

6.根据权利要求1所述的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其特征在于，所述反应器采用双层结构，内层采用耐高温、耐腐蚀的哈氏合金，外层采用碳钢，中间为真空。

7.根据权利要求1所述的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其特征在于，所述反应段中部设有压力监测口。

8.一种采用权利要求1至7中任一项所述的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器处理核电站放射性有机放废物的方法，其包括以下步骤：

1)将抗凝剂预先装填到反应器的反应段内；

2)将预热好的氮气、氧气、水蒸汽送入反应器反应段下部，通过气体分布板送到抗凝剂区域，使抗凝剂处于鼓流动状态，打开固体和气体出口；

3)待反应器温度和压力稳定后，将废树脂浆液、废油或废有机溶剂、催化剂、经粉碎处理的有机干废物和过滤器芯子、矿化剂、活性炭送入反应器反应段的气体分布板上方，发生裂解反应和矿化反应，有机放射性废物的裂解反应释放出放射性核素，同时与矿化剂发生矿化反应，形成能够有效包容放射性核素的矿化颗粒，活性炭发生还原反应放出热量，为吸热裂解反应和矿化反应提供热量，使反应器内的温度稳定的一定范围内；以及

4)生成的裂解气体和矿化颗粒，以及未参与反应的氮气、水蒸汽，以及反应剩余的少量氧气，经反应器扩大段由固体和气体出口排出反应器。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法采用负压操作，反应段的压力范围为真空～-100KPa。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤2)中氮气、水蒸汽、氧气的体积比为20～30％：50～70％：2～10％。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述氮气、水蒸汽、氧气由气体分布板下方送入反应器，树脂浆液进口、催化剂进料口、废油或废有机溶剂进料口、抗凝剂进料口、矿化剂进料口和活性炭进料口从气体分布板上方送入反应器。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，气相的气速范围为在反应器内的线速度为1m/s～8m/s，反应物在所述反应器内的停留时间为10s-200s。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进入反应器的氧气和活性炭的质量比为3：1-2：1，催化剂和树脂的质量比为0.05:1-0.1:1，矿化剂和废树脂的质量比为2:1-3:2，有机干废物与废树脂的质量比为10：1-8:1。