回转煅烧炉的制作方法

本发明属于放射性废液处理领域，特别涉及一种回转煅烧炉。

背景技术：

冷坩埚玻璃固化技术是目前国际上用于放射性废物处理的新一代玻璃固化技术，其利用感应线圈将高频电流转换成电磁流，通过电磁流在物料中形成的涡流产生热量，实现待处理物料的加热熔融。

冷坩埚玻璃固化装置主要由高频感应电源、冷坩埚炉体和其它辅助系统组成，其中冷坩埚炉体是由通冷却水的金属弧形块或管组成的圆形或椭圆形容器。工作时，金属管内连续通冷却水，坩埚内熔融物的温度可高达2000℃以上，但坩埚壁仍保持较低温度(一般小于200℃)，此时坩埚壁附近低温区域形成一层2-3cm厚的固态玻璃壳(即冷壁)，因此这种玻璃固化装置被称为“冷坩埚”。与其它玻璃固化技术相比较，冷坩埚技术最主要的优点是熔制温度高，可处理废物类型广，熔炉寿命长(大于20a)，退役容易，是一种更为先进的玻璃固化技术，更适合后处理厂长期连续运行的需要。目前，世界上开展冷坩埚玻璃固化技术研发的国家有法国、英国、美国、印度、韩国和中国等。法国高放废液冷坩埚玻璃固化技术发展最快，已于2012-2013年实现u-mo高放废物的两步法冷坩埚玻璃固化工业运行生产。

由于冷坩埚容积较小，因此可以通过配备一台回转煅烧炉提前将高放废液转形至粉末状，故两步法冷坩埚玻璃固化技术的主要设备包括回转煅烧炉和冷坩埚埚体。目前，法国和英国的回转煅烧炉最长3250mm，直径250mm，采用四段加热方式。印度的回转煅烧炉长2000mm，直径150mm，采用三段加热方式。由于回转煅烧炉的处理对象为放射性料液，因此在运行过程中对密闭性的要求较高，同时还需要保证物料输出通道顺畅，最大程度降低物料滞留量。为此，法国和英国的回转煅烧炉采用石墨环进行密封，炉内设置软质搅拌棒，通过搅拌方式提高物料均匀性，保证物料输出通道顺畅；印度采用设置不锈钢球的方式对煅烧物进行粉碎，提高物料均匀性，保证物料输出通道顺畅。

目前，我国尚未掌握玻璃固化用回转煅烧炉技术，尚无成熟的回转煅烧炉可用，对我国的冷坩埚玻璃固化技术发展和完善形成明显制约。

技术实现要素：

为解决我国尚无成熟的回转煅烧炉用于放射性废液处理的问题，本发明提供了一种回转煅烧炉。

该回转煅烧炉包括炉管、加热部件和液体进料混液器，所述液体进料混液器包括混液容器、扰流板和固定件，所述混液容器上设有加料口和供料口，所述扰流板通过所述固定件固定在所述混液容器内部。

根据一个实施例，所述回转煅烧炉包括电动机，所述电动机与所述炉管之间设有传动部件。

根据一个实施例，所述传动部件为齿轮传动部件，齿条传动部件，齿轮与齿条组合传动部件，皮带传动部件等类型的传动部件。

根据一个实施例，所述液体进料混液器与所述炉管之间设有前料箱。

根据一个实施例，所述前料箱上设有进料口。

根据一个实施例，所述进料口与所述供料口相连接。

根据一个实施例，所述前料箱上设有尾气排放口。

根据一个实施例，所述前料箱与所述炉管之间设有第一柔性连接件。

根据一个实施例，所述第一柔性连接件为球笼万向节。

根据一个实施例，所述第一柔性连接件为波纹管。

根据一个实施例，所述波纹管与所述炉管之间设有第一密封环。

根据一个实施例，所述第一密封环为石墨环。

根据一个实施例，所述炉管的进料端设有进料管。

根据一个实施例，所述进料管的一端伸入所述炉管内，另一端与所述进料口相连接。

根据一个实施例，所述炉管轴线上设有测温管。

根据一个实施例，所述测温管内设有热电偶。

根据一个实施例，所述测温管上悬吊有刮料部件。

根据一个实施例，所述刮料部件的形状为螺杆状。

根据一个实施例，所述刮料部件通过悬吊部件悬吊于所述测温管上。

根据一个实施例，所述悬吊部件与所述测温管之间采用滑动接触。

根据一个实施例，所述炉管的出料端设有出料箱。

根据一个实施例，所述出料箱与所述炉管之间设有第二柔性连接件。

根据一个实施例，所述第二柔性连接件为球笼万向节。

根据一个实施例，所述第二柔性连接件为波纹管。

根据一个实施例，所述波纹管与所述炉管之间设有第二密封环。

根据一个实施例，所述第二密封环为石墨环。

根据一个实施例，所述出料箱上设有出料口。

根据一个实施例，所述出料口上设有电动旋转阀。

根据一个实施例，所述炉管外部设有保温套。

根据一个实施例，所述炉管外部设有测温部件。

根据一个实施例，所述测温部件为热电偶。

根据一个实施例，所述回转煅烧炉采用炉管托轮。

本发明的回转煅烧炉设计较为完善，性能良好，操作方便，能够较好解决放射性废液回转煅烧处理过程中物料不均匀、炉管内壁粘结、堵塞等问题，容易实现工业化生产，为我国的两步法冷坩埚玻璃固化技术发展和完善提供了技术保障。

附图说明

图1为根据本发明实施例的回转煅烧炉结构示意图。

附图标记：1.扰流板，2.混液容器，3.前料箱，4.尾气排放口，5.第一柔性连接件，6.第一密封环，7.传动部件，8.炉管，9.保温套，10.加热部件，11.测温部件，12.测温管，13.第二密封环，14.第二柔性连接件，15.出料箱，16.出料口，17.炉管托轮，18.悬吊部件，19.刮料部件，20.进料管，21.电动机，22.进料口，23.供料口，24.固定件，25.加料口。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚地示出各个部件的细节，附图中的各个部件并不是按比例绘制的，所以附图中的各个部件的比例也不应作为一种限制。

本发明的回转煅烧炉包括炉管8、加热部件10和液体进料混液器，所述液体进料混液器包括混液容器2、扰流板1和固定件24，所述混液容器2上设有加料口25和供料口23，所述扰流板1通过所述固定件24固定在所述混液容器2内部。由于采用了液体进料混液器，使得料液在进入炉管8之前在自身流动冲击及扰流板1扰流的综合作用下被充分混合均匀，并使料液的部分成分之间提前发生一定程度的反应，有效减轻了回转煅烧过程中由于物料团聚而导致局部过热，进而造成炉管8内壁粘结甚至堵塞炉管8的问题，为回转煅烧设备的长期稳定运行提供了良好的工艺基础。

根据一个示例，所述加料口25为多个，用于不同物料的分别添加。

根据一个示例，所述扰流板1为多个，以提高扰流效果。

根据一个示例，所述固定件24为固定杆，便于对扰流板1的固定。

根据一个示例，所述扰流板1分为多对，每对扰流板均对称分布于所述固定杆两侧，进一步提高扰流效果。

根据一个示例，所述扰流板1在所述固定杆径向上呈90度角交替分布，以提高料液的混合均匀程度。

根据一个示例，所述加热部件10为电阻丝，用于对炉管8的电加热。

根据一个示例，所述回转煅烧炉包括电动机21，所述电动机21与所述炉管8之间设有传动部件7，通过传动部件7将电动机21的动力传递至炉管8，令炉管8转动而使物料均匀受热。

根据一个示例，所述传动部件7为齿轮传动部件，齿条传动部件，齿轮与齿条组合传动部件，皮带传动部件等类型的传动部件，通过类似传动部件传递旋转运动。

根据一个示例，所述液体进料混液器与所述炉管8之间设有前料箱3，用于衔接液体进料混液器和炉管8，并为多种接口的设置提供基础。

根据一个示例，所述前料箱3上设有进料口22，用于向炉管8内进料。

根据一个示例，所述进料口22与所述供料口23相连接，将液体进料混液器内混合好的料液输送至炉管8。

根据一个示例，所述前料箱3上设有尾气排放口4，用于排放回转煅烧过程中产生的尾气。

根据一个示例，所述前料箱3与所述炉管8之间设有第一柔性连接件5，用于连接前料箱3与炉管8，确保炉管8在回转煅烧过程中顺利实现旋转运动。

根据一个示例，所述第一柔性连接件5为球笼万向节。采用球笼万向节连接前料箱3与炉管8，可以在确保炉管8旋转工作的同时实现更好的动态密封效果，更好的保证了回转煅烧过程中产生的放射性尾气不会泄露，特别是在前料箱3与炉管8产生一定程度的相对位移时仍然能够保证良好的动态密封效果，同时不会发生因密封材料磨损导致的放射性尾气泄露问题，因此在动态密封效果上相对于传统的涉放射性密封方式具有显著的进步。

根据一个示例，所述第一柔性连接件5为波纹管。用于前料箱3与炉管8的柔性连接。

根据一个示例，所述波纹管与所述炉管8之间设有第一密封环6。用于波纹管与炉管8之间的密封。

根据一个示例，所述第一密封环6为石墨环。所采用的石墨环具有良好的耐高温和耐磨性能，可以实现良好的动态密封效果。

根据一个示例，所述炉管8的进料端设有进料管20，便于料液的加入。

根据一个示例，所述进料管20的一端伸入所述炉管8内，另一端与所述进料口22相连接，以便料液能够被准确加入到炉管8内的适当位置。

根据一个示例，所述炉管8轴线上设有测温管12，能够在不干扰回转煅烧炉其它部件正常运行及物料正常处理的情况下，准确测量炉管8内部温度，为回转煅烧的温度控制提供精确数据。

根据一个示例，所述测温管12内设有热电偶，用于温度的精确测量。

根据一个示例，所述测温管12上悬吊有刮料部件19。在回转煅烧过程中，料液在受热后逐渐转形为固态物质，即使加入的料液成分均匀，仍然会有部分固态物质粘结在炉管8内壁上，影响物料的排出。悬吊的刮料部件19在无需额外动力的情况下，仅凭自身的重力即可在炉管8旋转的过程中对粘结在炉管8内壁上的固态物质施加作用力，实现对粘结物的有效刮除。对于密封状态下的放射性物质处理具有特别重要的意义。

根据一个示例，所述刮料部件19的形状为螺杆状。随着炉管8的旋转，螺杆状的刮料部件19能够对炉管8内壁上的粘结物整体上施加均匀的刮除力，刮除力较强，能够获得良好的刮除效果。

根据一个示例，所述刮料部件19通过悬吊部件18悬吊于所述测温管12上，用于刮料部件19的悬吊。

根据一个示例，所述悬吊部件18与所述测温管12之间采用滑动接触，便于悬吊部件18的自由摆动。

根据一个示例，所述炉管8的出料端设有出料箱15，用于物料的排出。

根据一个示例，所述出料箱15与所述炉管8之间设有第二柔性连接件14，用于连接出料箱15与炉管8，确保炉管8在回转煅烧过程中顺利实现旋转运动。

根据一个示例，所述第二柔性连接件14为球笼万向节。其作用与前述前料箱3与炉管8之间设置的球笼万向节作用基本相同。

根据一个示例，所述第二柔性连接件14为波纹管。用于出料箱15与炉管8的柔性连接。

根据一个示例，所述波纹管与所述炉管8之间设有第二密封环13。用于波纹管与炉管8之间的密封。

根据一个示例，所述第二密封环13为石墨环。所采用的石墨环具有良好的耐高温和耐磨性能，可以实现良好的动态密封效果。

根据一个示例，所述出料箱15上设有出料口16，便于物料从出料箱15中排出。

根据一个示例，所述出料口16上设有电动旋转阀，便于控制物料从出料口16排出的速度。

根据一个示例，所述炉管8外部设有保温套9，用于炉管8的保温。

根据一个示例，所述炉管8外部设有测温部件11，用于测量炉管8外壁温度。

根据一个示例，所述测温部件11为热电偶，用于温度的精确测量。

根据一个示例，所述回转煅烧炉采用炉管托轮17，能够在确保炉管8顺利旋转的情况下实现对炉管8的承托。

采用本发明的回转煅烧炉对某批次高放废液进行回转煅烧处理，其主要过程如下：

(一)调整好炉管8倾角，开启电动机21令炉管8旋转，开启加热部件10对炉管8进行加热。

(二)通过液体进料混液器的加料口25向混液容器2中加入高放废液及其它添加剂，形成的混合料液流经各扰流板1后被充分混合均匀并发生一定程度的反应。

(三)混合料液经供料口23、进料口22、进料管20进入旋转的炉管8内，在经加热部件10加热的炉管8内受热，逐渐脱除水分及其它气化成分而转形，转形中及转形后的物料在刮料部件19施加的作用力下变得松散、破碎，并被从炉管8内壁上刮离，产生的放射性尾气通过前料箱3上的尾气排放口4输送至尾气回收系统回收。

(四)在炉管8的旋转下，充分转形的物料落入出料箱15，经出料箱15的出料口16完成出料。

回转煅烧结果表明：所采用的液体进料混液器和刮料部件较好解决了回转煅烧过程中炉管内壁粘结、堵塞等问题，能够对粘结在炉管内壁上的固态物质进行有效刮除；炉管在回转煅烧过程中运行顺畅，能够实现长期稳定运行；所采用的柔性连接件动态密封效果良好，整个运行过程中未产生任何尾气泄露。

虽然根据本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，然而，本领域普通技术人员应理解，在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。