一种含锝产品料液的转型系统的制作方法

本发明属于乏燃料后处理技术领域，涉及一种含锝产品料液的转型系统。

背景技术：

锝-99是主要由反应堆中铀钚热中子裂变产生的，具有较高裂变产额、长半衰期和高度迁移性的裂变产物，对生态系统具有长期潜在的放射性威胁。同时，由于锝-99半衰期长达20多万年，可以作为β标准源，而且在放射化学领域，还是一种良好的抗腐蚀材料。

按照我国核电发展规划，目前已累积了数十吨锝-99，且以1吨/年的速度在快速增加。从生态环保和经济效益的角度来看，锝分离提取都具有十分重要的意义。

分离后的锝产品料液往往需要经蒸发干燥转化为固相高锝酸盐产品，但由于锝-99具有放射性，规模化操作时，大批量锝产品料液蒸发干燥完成后，固体产品的收集具有一定的难度，需要优化固体收集装置。此外，提锝流程中往往用碱(如氨水、碳酸铵等)从有机相中反萃锝，故在料液蒸发过程中，会产生一些挥发产物如氨气等，需对其加以净化。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种含锝产品料液的转型系统，以能够在含锝产品料液分离时，大批量锝产品料液蒸发干燥完成后，更好的收集固相高锝酸盐产品，并可在料液蒸发过程中净化产生的挥发产物。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，所述的转型系统包括空气泵、气体入口、蒸发浓缩器、加热套、蒸汽出口、冷凝器、冷凝液储罐、尾气吸收罐、硅胶填充柱、气体出口，以及各连接管路，

所述的空气泵在蒸发浓缩时将蒸汽通过连接管路注入所述的蒸发浓缩器；

所述的蒸发浓缩器用于蒸发、浓缩并干燥所述的含锝产品料液，其侧壁上开有所述的气体入口，用于向所述的蒸发浓缩器内鼓入气体；

所述的加热套位于所述的蒸发浓缩器的外部，用于加热蒸发所述的蒸发浓缩器内的所述的含锝产品料液；

所述的蒸发浓缩器在蒸发浓缩所述的含锝产品料液时，内部顶部的气体经位于所述的蒸发浓缩器顶部的所述的蒸汽出口排出所述的蒸发浓缩器并进入所述的冷凝器进行冷凝；

所述的冷凝器冷凝产生的冷凝液进入所述的冷凝液储罐；

所述的冷凝器冷凝产生的不凝气体经连接管路先进入所述的尾气吸收罐进行吸收，再进入所述的硅胶填充柱进行吸附，达到排放标准后的气体经与所述的硅胶填充柱连接的连接管路末端设置的所述的气体出口排入大气。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的转型系统还包括在连接所述的空气泵与所述的蒸发浓缩器的连接管路上设置的阀门，用于控制蒸汽流速。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的转型系统还包括可拆卸球形小碗，所述的空气泵还在蒸发浓缩完全后，将得到的固体粉末吹扫进所述的蒸发浓缩器底部中央设置的所述的可拆卸球形小碗中。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的转型系统还包括氧化铝垫转，用于垫高所述的蒸发浓缩器，避免其接触地面，减少热损失。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的转型系统还包括在连接所述的冷凝器与所述的尾气吸收罐的连接管路上设置的三通球阀，用于控制所述的冷凝器的出口气体流速。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的转型系统还包括氨气传感器，其设置在连接所述的硅胶填充柱与所述的气体出口的连接管路上，用于检测排出气体中氨气浓度。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的加热套可通过调节热功率，控制气体蒸发速率。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的冷凝器为可减少占地面积的立式冷凝器，其冷媒为常温水。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的冷凝液储罐和/或所述的尾气吸收罐为聚四氟乙烯玻璃瓶。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含锝产品料液的转型系统，其中所述的尾气吸收罐内置稀硫酸溶液，用于吸收尾气中的碱性气体。

本发明的有益效果在于，本发明的含锝产品料液的转型系统能够在含锝产品料液分离时，大批量锝产品料液蒸发干燥完成后，更好的收集固相高锝酸盐产品，并可在料液蒸发过程中净化产生的挥发产物。

本发明的转型系统通过蒸发干燥设备实现锝产品的转型，可以控制蒸发速率，同时易于收集锝产品。

本发明的转型系统实现了锝产品的蒸发干燥操作。原料液中的碳酸铵在蒸发浓缩过程中可以完全分解，产生的氨气可以经废气吸收系统加以净化，产品中的含碳量低于1/100。干燥后转型的固体便于回收，可以有效实现锝产品的转型。

本发明的有益效果具体体现在：

(1)蒸发浓缩器置于加热套内部，可以通过调节功率，控制蒸发速率；

(2)在蒸发浓缩器底部设计了一个可拆卸的球面碗，可在蒸发干燥完成后通过气体吹扫，使固体产品进入球面碗中，能够降低操作难度，减少锝损失量；

(3)蒸发浓缩器盖子设计一个鼓气接口装置，控制蒸汽流速；

(4)冷凝器设计为立式壳管式冷凝器，占用面积小，不易产生水垢，受环境影响较小；

(5)尾气吸收装置：尾气通过酸性吸收液后，通过硅胶填充柱，进一步净化后排入大气。

附图说明

图1为示例性的本发明的含锝产品料液的转型系统的组成结构图。

具体实施方式

示例性的本发明的含锝产品料液的转型系统的组成结构如图1所示，包括空气泵1、阀门2、气体入口3、蒸发浓缩器4、加热套5、卸球形小碗6、氧化铝垫转7、蒸汽出口8、冷凝器9、三通球阀10、冷凝液储罐11、尾气吸收罐12、硅胶填充柱13、氨气传感器14、气体出口15，以及各连接管路。

空气泵1在蒸发浓缩时将蒸汽通过连接管路注入蒸发浓缩器4，还在蒸发浓缩完全后，将得到的固体粉末吹扫进蒸发浓缩器4底部中央设置的可拆卸球形小碗6中(便于收集固相产品，减少损失)。在连接空气泵1与蒸发浓缩器4的连接管路上设置阀门2，用于控制蒸汽流速。

蒸发浓缩器4用于蒸发、浓缩并干燥含锝产品料液，其侧壁上开有气体入口3，用于向蒸发浓缩器4内鼓入气体。氧化铝垫转7用于垫高蒸发浓缩器4，避免其接触地面，减少热损失。

加热套5位于蒸发浓缩器4的外部，用于加热蒸发蒸发浓缩器4内的含锝产品料液。加热套5可通过调节热功率，控制气体蒸发速率。

蒸发浓缩器4在蒸发浓缩含锝产品料液时，内部顶部的气体经位于蒸发浓缩器4顶部的蒸汽出口8排出蒸发浓缩器4并进入冷凝器9进行冷凝。

冷凝器9冷凝产生的冷凝液进入冷凝液储罐11(为聚四氟乙烯玻璃瓶)。冷凝器9冷凝产生的不凝气体经连接管路先进入尾气吸收罐12(为聚四氟乙烯玻璃瓶)进行吸收(尾气吸收罐12内置稀硫酸溶液，用于吸收尾气中的碱性气体)，再进入硅胶填充柱13进行吸附(用于吸收尾气中残存的碱性气体及其他杂质)，达到排放标准后的气体经与硅胶填充柱13连接的连接管路末端设置的气体出口15排入大气。

冷凝器9为可减少占地面积的立式冷凝器，其冷媒为常温水。在连接冷凝器9与尾气吸收罐12的连接管路上设置三通球阀10，用于控制冷凝器9的出口气体流速。在连接硅胶填充柱13与气体出口15的连接管路上设置氨气传感器14，用于检测排出气体中氨气浓度。

上述示例性的本发明的含锝产品料液的转型系统的示例性的操作方法包括如下步骤：

(1)开启加热套5，通过调节加热功率，使产品料液达到2kg/h的蒸发速率，同时开启空气泵1，加速蒸汽流入蒸发浓缩器4中；

(2)开启循环冷却水泵，使冷却水流入冷凝器9中，冷凝器9中的蒸汽冷凝后进入冷凝液储罐11中，蒸汽中的杂质气体进入气体净化系统；

(3)自冷凝器9排出的气体先通入含有稀硫酸的尾气吸收罐12中，之后气体再经装有硅胶的硅胶填充柱13进一步净化后排入大气。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。