[发明专利]核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器

说明书

本发明提供了一种核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其包括：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。此外，本发明还提供了一种采用本发明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。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，可适用于中、低水平放射性有机废物处理。

背景技术

核电机组、研究堆和部分核设施在正常运行期间会产生各类放射性废物，具体包括：离子交换树脂、活性炭、过滤器芯子、淤泥、废油、废有机溶剂以及日常检修产生的劳保用品、擦拭去污用品等。这些废物大多为有机废物，采用常规的处理方法会存在增容比较大，处置废用高的问题。尤其是废树脂，虽然其体积数量在整个放射性废物中所占份额不大，但其中所包含的放射性核素约占核电站总放射性的80％左右。

目前，国内对于放射性废树脂的处理方式为水泥固化，以专用的水泥作为固化剂与放射性废树脂直接固化后装桶，满足浅地表处置要求。该方法成本较低，但处理后废物体积增容较大，长期处置存在核素浸出率较高的问题。此外，放射性的淤泥、废油、废有机溶剂等放射性废物目前均没有有效处理手段，只能在核电站中进行暂存处理，待新技术的应用来解决。

随着认识加深，国内外政府和机构越来越重视放射性废物处理处置安全以及废物最小化。国际原子能机构(IAEA)确定废物安全处理贮存以及废物最小化为放射性废物管理的重要原则；《核设施放射性废物最小化》(HAD 401-08-2016)的最小化要求：“应通过采取切实可行的设计和管理措施，并与国际最佳实践相比对，使得核设施放射性固体废物年产生量可合理达到尽量低。”；欧洲EUR以及美国URD均对三代压水堆核电厂每台机组最终产生的废物总体积作了新的规定。因此，对于核电站及核设施的开发和研究，都应将废物处理处置安全以及废物最小化作为重点解决的问题之一考虑。

有鉴于此，确有必要提供一种高效的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种高效的核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器。

为了实现上述目的，本发明提供一种核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器，其包括：

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。

作为本发明核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器的一种改进，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。

作为本发明核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器的一种改进，所述反应段和扩大段通过连接锥体相连接。

作为本发明核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器的一种改进，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。

作为本发明核电站放射性有机废物裂解和矿化处理反应器的一种改进，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。