[发明专利]利用三相流化床处理放射性有机废物的方法及系统

权利要求书

1.利用三相流化床处理放射性有机废物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）在三相流化床中填入流化基材、催化剂；

（b）将放射性有机废物通入至三相流化床中，同时通入金属离子矿化剂、过热蒸汽、木炭、空气；

（c）放射性有机废物中的放射性金属离子在流化床反应段中进行矿化包容反应，生成矿化产物，将核素包容在内；

（d）放射性有机废物中的有机成分在流化床反应段中进行蒸汽重整反应，生产可燃小分子气体；

（e）分离矿化产物；

所述放射性有机废物包括技术废物、有机废液、树脂中的一种或多种；

所述技术废物，依次经过分拣、切割破碎、压制后，投入流化床反应段中；所述有机废液在压缩空气的作用下，雾化进入流化床反应段中；所述树脂经树脂进料泵送进入流化床反应段中；

反应过程以高温过热蒸汽作为载气；

三相流化床为下部为物料进口、上部为物料出口的立式容器，在竖直方向上，由下至上依次设置过热蒸汽引入口、树脂引入口、技术废物引入口、有机废液引入口金属离子矿化剂引入口；

蒸汽重整反应过程中，流化床中发生的主要反应包括：

C_aH_bO_cS_m+ H₂O ←→ C + CH₄ + CO + H₂+ C₂H₆ + C₂H₄ + C₂H₂+SO_x，

C_aH_bO_cN_m+ H₂O ←→ C + CH₄ + CO + H₂+ C₂H₆ + C₂H₄ + C₂H₂+NO_x；

过热蒸汽提供的高温氛围可创造矿化物形成的类似水热反应的条件，在此条件下，有机废物分解后产生的金属氧化物与加入的金属离子矿化剂进行反应，实现核素的矿化包容；

反应产生的矿化物经流化床后端连接的旋风分离器和高温过滤器分离后，可装入HIC高整体容器或钢桶固定，需要满足最终处置场的接受条件。

2.根据权利要求1所述的利用三相流化床处理放射性有机废物的方法，其特征在于，所述流化基材包括Al₂O₃或SiO₂；所述催化剂为镍基或铁基催化剂。

3.根据权利要求1所述的利用三相流化床处理放射性有机废物的方法，其特征在于，所述金属离子矿化剂包括高岭土、霞石、硫酸钠、氯化钠、磁铁矿、氧化铝中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的利用三相流化床处理放射性有机废物的方法，其特征在于，所述蒸汽重整反应的反应温度为650℃~750℃、反应压力为-5kPa~-20kPa。

5.根据权利要求2所述的利用三相流化床处理放射性有机废物的方法，其特征在于，所述技术废物被切割破碎为直径1.5mm ~ 6.0mm的颗粒；所述有机废液被雾化为直径100μm~200μm的雾滴。