一种放射性废油处理系统和放射性废油处理方法与流程

本发明涉及核工业技术领域，尤其涉及一种放射性废油处理系统和放射性废油处理方法。

背景技术：

随着核能发电、核技术应用产业等的发展，在核设置的运行、维护和退役等过程中将产生一定量的放射性废油。该放射性废油的种类包括高粘度的润滑油，如真空泵油、机油、导轨油等。该放射性废油中含有放射性物质，因此不能随意排放。

例如：反应堆系统中使用润滑油和液压油作为机械系统的驱动，在运行过程中，润滑油和液压油可能会受到放射性污染，从而形成放射性废油。以在加拿大氘-铀(candu)反应堆为例，该反应堆每年生产约几百升放射性废油。由于放射性废油的特殊性状，使其去污处理的难度大，很难利用针对放射性废液(水)的一般净化处理手段(如采用普通的固化(固定)的方法进行稳定化处理)对放射性废油进行处理。而且，放射性废油的最终废物固化体的稳定性和对放射性核素包容性(浸出性高)不佳。

在相关技术中，将放射性废油暂存于相关储存设施中。在日积月累的情况下，放射性废油的存储总量逐渐巨大，从而加重了存储的成本，并降低了存储过程中的安全性能。

由此可知，相关技术中对放射性废油的处理方法存在安全性能低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种放射性废油处理系统和放射性废油处理方法，以解决相关技术中对放射性废油的处理方法存在的安全性能低的问题。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种放射性废油处理系统，包括：

第一循环回路、第二循环回路以及连接所述第一循环回路和所述第二循环回路的混合罐，所述混合罐设置有氧气入口和催化药剂入口；

所述第一循环回路上设置有放射性废油入口、脱气装置以及第一阀门；

所述第二循环回路上设置有离心机和第二阀门；

其中，在同一时间内所述第一阀门和所述第二阀门中仅一个阀门打开，在所述第一阀门打开时，所述第一循环回路与所述混合罐连通，所述第二循环回路关闭；在所述第二阀门开时，所述第二循环回路与所述混合罐连通，所述第一循环回路关闭。

可选的，所述第二循环回路上还设置有第一过滤器，所述第一过滤器设置于所述离心机的沿所述第二循环回路的上游端。

可选的，所述第二循环回路上还设置有冷却器，所述冷却器设置于所述离心机与所述第一过滤器之间。

可选的，所述第一循环回路上还设置有加热器，所述加热器设置于所述混合罐的沿所述第一循环回路的上游端。

可选的，所述混合罐内设置有搅拌器。

可选的，还包括设置于所述第二循环回路上的废油出口，所述废油出口设置于所述离心机的沿所述第二循环回路的下游端。

可选的，所述系统还包括第一收集罐，所述第一收集罐通过第一支路连接至所述废油出口，所述第一支路上设置有第三阀门。

可选的，还包括与所述离心机连接的第二收集罐，用于收集所述离心机从所述放射性废油中离心出的放射性固体颗粒。

可选的，所述第二循环回路上还设置有取样口，所述取样口设置于所述离心机的沿所述第二循环回路的下游端。

可选的，所述脱气装置包括脱气器、连接于所述脱气器的出气口侧的气体排放管道和设置于所述气体排放管道上的第二过滤器，所述第二过滤器用于过滤所述脱气器排出的空气中的放射性物质。

可选的，所述放射性废油入口通过第二支路连接至所述第一循环回路，且所述第二支路上设置有第三过滤器，所述第三过滤器用于过滤所述放射性废油中的固体杂质。

可选的，所述第一循环回路上还设置有止回阀，所述止回阀设置于所述混合罐的沿所述第一循环回路的下游端。

第二方面，本发明实施例还提供一种放射性废油处理方法，应用于如上所述的放射性废油处理系统，所述方法包括：

关闭第二循环回路，并连通第一循环回路；

向所述混合罐中输送放射性废油；

向所述混合罐中通入氧气和催化药剂，以使放射性废油与所述氧气和所述催化药剂反应生成不溶于油的放射性固体颗粒；

关闭第一循环回路，并连通第二循环回路；

开启离心机，以将所述放射性固体颗粒从所述放射性废油中分离。

在本发明实施例中，通过第一循环回路与混合罐确保放射性废油与氧气和催化药剂发生化学反应后将放射性废油中的放射性物质转化为放射性固体颗粒，然后，通过第二循环回路将该放射性固体颗粒离心出来，从而达到去除放射性废油中的放射性物质的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种放射性废油处理系统的结构图；

图2是本发明实施例提供的一种放射性废油处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，是本发明实施例提供的一种放射性废油处理系统的结构图，如图1所示，所述放射性废油处理系统包括：

第一循环回路1、第二循环回路2以及连接第一循环回路1和第二循环回路2的混合罐3，混合罐3设置有氧气入口31和催化药剂入口32；

第一循环回路1上设置有放射性废油入口11、脱气装置12以及第一阀门13；

第二循环回路2上设置有离心机21和第二阀门22；

其中，在同一时间内第一阀门13和第二阀门22中仅一个阀门打开，在第一阀门13打开时，第一循环回路1与混合罐3连通，第二循环回路2关闭；在第二阀门22开时，第二循环回路2与混合罐3连通，第一循环回路1关闭。

在处理放射性废油的过程中，先通过放射性废油入口11向第一循环回路1中通入待处理的放射性废油，该放射性废油通过第一循环回路1流动至混合罐3中，并通过氧气入口31和催化药剂入口32分别通入氧气和催化药剂，该氧气和催化药剂可以与放射性废油中的放射性物质发生化学反应，以使放射性物质转化为不溶于油的放射性固体颗粒。

在第一循环回路1循环一次或者多次之后，打开第二阀门22且关闭第一阀门13，以使第一循环回路关闭，含有放射性固体颗粒的废油仅在第二循环回路2与混合罐3之间循环。以通过第二循环回路2上的离心机21将放射性固体颗粒从废油中分离出来，从而便于按照一般废油的处理方式对本系统处理后得出的废油进行回收或者净化再利用等。

其中，加入混合罐3内的催化药剂用于将放射性废油中的放射性物质转化为不溶于油的放射性固体颗粒，以便于在离心机21中分离出来。例如：在放射性废油中含有氚、锶、铯、钴等核素的情况下，可以采用氧气和金属催化剂，例如：铜催化剂、铁催化剂，以降低所述氚、锶、铯、钴等核素的放射性活性形成便于分离的放射性固体颗粒。需要说明的是。该催化药剂的种类和分量可以根据放射性物质的种类、待处理的放射性废油的分量、放射性废油的温度等因素进行改变，在此不作具体限定。

另外，第一循环回路1的循环次数可以根据放射性物质的种类、待处理的放射性废油的分量、放射性废油的温度等因素进行改变，仅需确保放射性废油中的放射性物质得到充分的反应和达到一定的转化率。

另外，在第二循环回路2处理后得出的废油中，放射性物质的含量仍然较大时，还可以关闭第二阀门22并开启第一阀门13，并在混合罐3内通入一定量的氧气和催化药剂，以再次与放射性废油中的放射性物质进行化学反应。在第一循环回路1循环一定次数之后，再关闭第一阀门13、打开第二阀门22，以使放射性废油进入第二循环回路2进行放射性固体颗粒分离，并依此循环,直至得出放射性达标的废油。

可选的，为便于对第二循环回路2中的废油进行抽验检测，在第二循环回路2上还设置有取样口23，取样口23设置于离心机21的沿所述第二循环回路2的下游端。

这样，便可以通过取样口随时对经过离心机处理后得出的废油进行抽样，以便于检测。

当然，该取样口还可以设置在混合罐上等，在此不做具体限定。

另外，所述脱气装置12用于抽出第一循环回路1中的气体，例如：待处理的放射性废油中含有的气体、混合罐3内通入的氧气，与催化药剂发生化学反应后产生的气体等。具体可以去除该气体中的放射性物质，例如：气体中夹杂有碘(i)、氙(xe)等放射性或者有毒物质的气态颗粒。

作为一种可选的实施方式，如图1所示，脱气装置12包括：脱气器121、连接于脱气器121的出气口侧的气体排放管道122和设置于气体排放管道122上的第二过滤器123，第二过滤器123用于过滤脱气器121排出的空气中的放射性物质。

其中，脱气器121用于将第一循环回路1中的气体抽取出来，以通过气体排放管道122和第二过滤器123过滤气体中的放射性物质后排放至大气中。

另外，还可以在气体排放管道122上设置抽气泵124，为气体排放管道122内的气体提供动力和导向。

这样，便可以降低排放至大气中的气体的放射性，避免气体的放射性物质危害环境和人生安全。

可选的，第二循环回路2上还设置有第一过滤器24，第一过滤器24设置于离心机21的沿第二循环回路2的上游端。

其中，第一过滤器24是滤网过滤器或者吸附过滤器中的任意一种，用于过滤废油中已经转化为放射性固体颗粒的放射性物质，具体可以过滤颗粒直径较大的放射性固体颗粒。

当然，其还可以用于过滤废油中的其他固体杂质，在此不作具体限定。

这样，可以通过第一过滤器的预先过滤，降低离心机的过滤压力。

可选的，第二循环回路2上还设置有冷却器25，冷却器25设置于离心机21与第一过滤器24之间。

其中，冷却器25可以将废油的温度降低至与离心机21匹配的温度，便于在离心机21中将其从废油中分离出来,还可以避免温度过高的废油损坏离心机21。

另外，冷却器25将废油降低温度后的油温可以根据离心机21的需求、放射性固体颗粒的温度特性等确定，在此不做具体限定。

这样，可以通过降低放射性固体颗粒的温度，使其更加容易从废油中离心出来，降低离心机的处理难度，并提升离心率。

可选的，第一循环回路1上还设置有加热器14，加热器14设置于混合罐3的沿第一循环回路1的上游端。

其中，该加热器14可以是在线式加热器、换热器等任意形式的加热器，用于加热第一循环回路1中的放射性废油，以催化其与氧气和催化药剂混合后的反应速度。

另外，经过加热后得到的油温可以是120～180℃之间，当然，该温度还可以根据催化药剂的种类、第一循环回路的循环次数等确定，在此不作具体限定。

这样，通过加热放射性废油可以提升放射性物质与氧气和催化药剂的反应速度，进而可以减少第一循环回路的循环次数和催化药剂的用量等，降低了本发明实施例提供的放射性废油处理系统的运营成本。

可选的，混合罐3内设置有搅拌器(未图示)。

其中，该搅拌器可以将混合罐3内的放射性废油与氧气、催化药剂混合均匀，以避免混合不均匀造成的放射性物质转化不完全的问题。

可选的，放射性废油处理系统还包括：设置于第二循环回路2上的废油出口(未标号)，废油出口设置于离心机21的沿第二循环回路2的下游端。

其中，该废油出口用于将处理完成后的废油排出放射性废油处理系统，以便于对其进行后续的回收、净化等处理。

另外，该废油出口还可以设置在混合罐3等其他位置，在此不做具体限定。

进一步的，放射性废油处理系统还包括：第一收集罐4，第一收集罐4通过第一支路26连接至废油出口，第一支路26上设置有第三阀门261。

其中，第一收集罐4用于收集从废油出口排出的废油，以便于收集该废油。本实施例中废油出口可以视为如图2中所示第一支路26与第二循环回路2的交汇处。

另外，在废油出口沿第二循环回路2的下游端还设置有第六阀门29，在第三阀门261打开的情况下，第六阀门29关闭，以使第二循环回路2中的废油通过废油出口排出。

可选的，放射性废油处理系统还包括：与离心机21连接的第二收集罐211，用于收集离心机21从所述放射性废油中离心出的放射性固体颗粒。

这样，可以避免离心机从所述放射性废油中离心出的放射性固体颗粒滞留于离心机中，造成其堵塞或者提升离心过程的难度。

可选的，放射性废油入口11通过第二支路15连接至第一循环回路1，且第二支路15上设置有第三过滤器151，第三过滤器151用于过滤放射性废油中的固体杂质。

该第三过滤器151可以是滤网过滤器，用于过滤待处理的放射性废油中含有的颗粒直径较大的固体杂质，避免该固体杂质堵塞放射性废油处理系统中的管道和装置。

可选的，第一循环回路1上还设置有止回阀16，止回阀16设置于混合罐3的沿第一循环回路1的下游端。

这样，可以避免第一循环回路沿相反的方向循环而造成处理过程出错。

当然，还可以将混合罐3设置在较高的位置，利用地势差使待处理的油污进入脱气装置12中进行处理，避免其逆向循环。

另外，还可以在第一循环回路1中设置第一循环泵17，为第一循环回路1内的放射性废油提供循环的动力并进行导向。

同理，第二循环回路2中，同样可以设置一个第二循环泵27，以为第二循环回路2内的放射性废油提供循环的动力并进行导向。

如图1所示，本实施方式中，第一循环泵设置于加热器14与脱气器121之间，第二循环泵27设置于第一过滤器24和冷却器25之间。

另外，第一循环回路1中还设置有第四阀门18，其设置于混合罐3沿第一循环回路1的下游端。该第四阀门18可以与第一阀门13同时开启并同时关闭，以共同控制第一循环回路1的连通与关闭。

而且，第二循环回路2中还设置有第五阀门28，其设置于混合罐3沿第二循环回路2的下游端。该五阀门28可以与第二阀门22同时开启并同时关闭，以共同控制第二循环回路2的连通与关闭。

需要说明的是，本实施例中的各个阀门的开启和关闭、氧气和催化药剂的添加、各装置的功率调节等操作步骤，可以通过控制系统进行自动控制，使本发明实施例提供的放射性废油处理系统实现全自动化的运行。

当然，也可以通过人工控制的方式实现上述各个操作步骤，在此不作具体限定。

另外，该放射性废油处理系统可以固定安装于核电站、核工业车间等生产环境中，以对核电站或者核工业生产过程中产生的放射性废油进行处理。

当然，还可以将所述放射性废油处理系统制作为一个可移动的设备，仅需在需要进行放射性废油处理的时候，将放射性废油从本系统的放射性废油入口11通入本系统即可。

在本发明实施例中，通过第一循环回路与混合罐确保放射性废油与氧气和催化药剂发生化学反应后将放射性废油中的放射性物质转化为放射性固体颗粒，然后，通过第二循环回路将该放射性固体颗粒离心出来。

请参阅图2，是本发明实施例提供的一种放射性废油处理方法的流程图，该方法可以应用于如图1所示实施例中提供的放射性废油处理系统，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

步骤201、关闭第二循环回路，并连通第一循环回路。

具体关闭第二循环回路，并连通第一循环回路的方式可以参照上一实施例中关闭第二循环回路，并连通第一循环回路的控制过程，在此不再赘述。

步骤202、向所述混合罐中输送放射性废油。

需要说明的是，为了实现向所述混合罐中输送放射性废油，可以开启第一循环回路上的第一循环泵，为所述放射性废油提供动力并进行导向。

另外，在向所述混合罐中输送放射性废油之后，该放射性废油在第一循环回路中不断的循环。

步骤203、向所述混合罐中通入氧气和催化药剂，以使放射性废油与所述氧气和所述催化药剂反应生成不溶于油的放射性固体颗粒。

所述通入氧气和催化药剂的过程可以持续较长的时间，并使通入的氧气和催化药剂跟随放射性废油在第一循环回路中不断的循环，以通过第一循环回路中的脱气装置将剩余的氧气、放射性废油中夹杂的气体等排出第一循环回路。

步骤204、关闭第一循环回路，并连通第二循环回路。

本步骤中具体的执行过程可以参照上一实施例，在此不再赘述。

步骤205、开启离心机，以将所述放射性固体颗粒从所述放射性废油中分离。

本发明实施例提供的放射性废油处理方法，能够取得与如图1所示系统相同的有益效果，为避免重复在此不再赘述。

另外，本方法实施例中，还可以在第一循环回路连通后，开启第一循环回路上的加热器，以使放射性废油升温后加速与所述氧气和所述催化药剂的反应速度。

本实施方式中，还可以开启第二循环回路上的第一过滤器和冷却器，以在使用离心机分离放射性固体颗粒之前，先通过第一过滤器过滤直径较大的固体颗粒，通过冷却器降低废油的温度，以进一步提升离心机的离心效率。

可选的，在开启离心机之后，所述方法还包括：

检测离心机处理后得出的废油的放射性；

在所述放射性大于预设值的情况下，连通第一循环回路，并关闭第二循环回路；

向所述混合罐中通入氧气和所述催化药剂；

关闭第一循环回路，并连通第二循环回路；

开启离心机，以将所述放射性固体颗粒从所述放射性废油中分离。

其中，可以从第二循环回路上的取样口提取废油样品，以执行所述检测离心机处理后得出的废油的放射性的步骤。

另外，在放射性大于预设值的情况下，表示经过本离心处理后得出的放射性废油中的放射性物质仍然超标，因此，将该废油在此通入第一循环回路和混合罐中与氧气和催化药剂进行进一步反应，在第二次反应完毕后，在通过第二循环回路对放射性固体颗粒进行分离。

需要说明的是，上述预设值可以根据后续处理的需要进行设置，在此不作具体限定。

另外，上述过程是一个可多次重复的过程，只需要在检测到第二循环回路处理完毕后得出的废油的放射性大于预设值的情况下，便可以重复执行上述过程。

这样，可以确保经过放射性废油处理方法处理后得出的废油的放射性小于预设值，进而提升该处理方法的精度和可靠性。

另外，还可以大大增加第一循环回路和第二循环回路的循环次数，例如：第一循环回路循环20次，第二循环回路循环10次，以确保放射性物质能够充分的转化为放射性固体颗粒，并得到充分的分离。

当然，在放射性废油处理处理完毕后，还可以通过废油出口排放或者通过第一收集罐进行收集，在此不作具体限定。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。