沸腾，蒸发产生的二次蒸汽经过雾沫分离、冷凝冷却后形成冷凝液，冷凝液的放射性浓度降低到10Bq/L以下，送入监测排放槽排放，蒸发后残留的浓硼液中硼质量浓度达到22000mg/L?26000mg/L，送往硼酸结晶与回收步骤处理； 硼酸结晶与回收:硼酸浓缩步骤产生的浓硼液被冷却、结晶，得到含硼酸晶体的晶浆，晶浆经过固液分离后，即可得到硼酸固体产品以回收循环利用，晶浆固液分离后的澄清母液经过离子交换柱截留放射性核素后再返回硼酸浓缩步骤重新进行浓缩。
2.如权利要求1所述的含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的方法，其特征在于:所述深度净化及硼酸预浓缩步骤采用废液深度净化及硼酸预浓缩单元(I)实现，所述废液深度净化及硼酸预浓缩单元(I)包括依次连接的中间废液箱(11)、增压泵(12)、预过滤器(13)、换热器(14)、一级高压泵(15)、能量回收器(16)、高压反渗透器(17)、二级高压泵(18)、低压反渗透器(19)和浓缩液箱(20)，其中高压反渗透器(17)的透过液出口端通过二级高压泵18与低压反渗透器(19)连接，高压反渗透器(17)的浓缩液出口端通过能量回收器(16)与中间废液箱(11)或浓缩液箱(20)连接，低压反渗透器(19)的浓缩液出口端与中间废液箱(11)或浓缩液箱(20)连接。
3.如权利要求2所述的含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的方法，其特征在于: 含硼放射性废液先贮存在中间废液箱(11)内，然后由增压泵(12)送入预过滤器(13)进行过滤，截留废液中可能残留的悬浮杂质，过滤后的废液通过换热器(14)，由加热介质将废液温度加热至15?35°C之间，然后由一级高压泵(15)将废液的压力提高到1.0?4.0MPa，加压后的废液再经过能量回收器(16)将压力进一步提高到2.0?5.0MPa，加压后的废液进入高压反渗透器(17)进行处理得到透过液和浓缩液，透过液再经二级高压泵(18)加压至0.5?2.0MPa后进入低压反渗透器(19)进行处理，浓缩液先进入能量回收器(16)，在能量回收器(16)内将能量传递给一级高压泵(15)的出水，高压反渗透器(17)浓缩液从能量回收器(16)流出后，返回到中间废液箱(11)或者排至浓缩液箱(20)，低压反渗透器(19)的浓缩液也返回到中间废液箱(11)或者排至浓缩液箱(20)。
4.如权利要求1所述的含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的方法，其特征在于:所述硼酸浓缩步骤采用硼酸浓缩单元(2)实现，所述硼酸浓缩单元(2)包括供料泵(21)、加热器(22)、蒸发器(23)、循环泵(24)、除沫器(25)、净化器(26)、冷凝器(27)、缓冲罐(28)、浓缩液出料泵(29)，深度净化及硼酸预浓缩步骤产生的浓缩液通过供料泵(21)接入循环泵(24)的进口端，蒸发器(23)的蒸汽出口端与除沫器(25)、净化器(26)、冷凝器(27)、缓冲罐(28)依次连接，除沫器(25)和净化器(26)的液体出口端通过循环泵(24)与加热器(22)的进口端连接，加热器(22)的出口端与蒸发器(23)的料液进口端连接，蒸发器(23)的底端料液出口与浓缩液出料泵(29)连接，用于将硼浓缩液排出。
5.如权利要求4所述的含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的方法，其特征在于:来自废液深度净化及硼酸预浓缩单元(I)的浓缩液箱(20)中的反渗透浓缩液由供料泵(21)注入循环泵(24)的进口端，除沫器(25)和净化器(26)收集的液体从液体出口端经循环泵(24)送入加热器(22)，物料在加热器(22)内被加热至50?70°C后进入蒸发器(23)，蒸发器(23)内产生的二次蒸汽先进入除沫器(25)，将二次蒸汽中夹带的液滴分离出来，然后再通过净化器(26)将二次蒸汽中可能残留的细小雾滴截留，从而将二次蒸汽净化，净化后的二次蒸汽通过冷凝器(27)冷凝成冷凝液，冷凝液进入缓冲罐(28)暂存，蒸发器(23)维持一定的真空度，保证蒸发器(23)内的工作压力为10?40kPa，使得浓缩液能在50?70°C下进行沸腾蒸发。
6.如权利要求1所述的含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的方法，其特征在于:硼酸结晶与回收步骤采用硼酸结晶与回收单元(3)实现，所述硼酸结晶与回收单元(3)包括换热器(31)、循环泵(32)、结晶器(33)、晶浆出料泵(34)、中转槽(35)、母液槽(36)、离心过滤机(37)、离子交换柱(38)，结晶器(33)的料液出口端通过循环泵(32)与换热器(31)的进口端连接，所述硼酸浓缩步骤产生的浓缩液接入换热器(31)的进口端，结晶器(33)的晶浆出口端通过晶浆出料泵(34)与中转槽(35)连接，晶浆出料泵(34)将结晶器(33)产生的晶浆排至中转槽(35)，中转槽(35)用于对晶浆进行固液分离，得到的澄清母液排至母液槽(36)，而固体则通过离心过滤机(37)滤掉固体中的残余液体，滤出的液体排至母液槽(36)，截留的固体则作为最终的硼酸产品，母液槽(36)内接收的溶液先通过离子交换柱(38)进行放射性核素截留，去除放射性的母液再返回硼酸浓缩步骤进行循环处理。
7.一种含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的设备，其特征在于:包括废液深度净化及硼酸预浓缩单元(I)、硼酸浓缩单元(2)和硼酸回收单元(3)， 废液深度净化及硼酸预浓缩单元(I)包括依次连接的中间废液箱(11)、增压泵(12)、预过滤器(13)、换热器(14)、一级高压泵(15)、能量回收器(16)、高压反渗透器(17)、二级高压泵(18)、低压反渗透器(19)和浓缩液箱(20)，其中高压反渗透器(17)的透过液出口端通过二级高压泵(18)与低压反渗透器(19)连接，高压反渗透器(17)的浓缩液出口端通过能量回收器(16)与中间废液箱(11)或浓缩液箱(20)接，低压反渗透器(19)的浓缩液出口端与中间废液箱(11)或浓缩液箱(20)连接； 硼酸浓缩单元(2)包括供料泵(21)、加热器(22)、蒸发器(23)、循环泵(24)、除沫器(25)、净化器(26)、冷凝器(27)、缓冲罐(28)、浓缩液出料泵(29)，浓缩液箱(20)通过供料泵(21)与循环泵(24)的进口端连接，蒸发器(23)的蒸汽出口端与除沫器(25)、净化器(26)、冷凝器(27)、缓冲罐(28)依次连接，除沫器(25)和净化器(26)的液体出口端通过循环泵(24)与加热器(22)的进口端连接，加热器(22)的出口端与蒸发器(23)的料液进口端连接，蒸发器(23)的底端料液出口与浓缩液出料泵(29)连接，用于将硼浓缩液排出； 硼酸结晶与回收单元(3)包括换热器(31)、循环泵(32)、结晶器(33)、晶浆出料泵(34)、中转槽(35)、母液槽(36)和离心过滤机(37)、离子交换柱(38)，结晶器(33)的料液出口端通过循环泵(32)与换热器(31)的进口端连接，硼酸浓缩单元(2)末端的浓缩液出料泵(29)的管道出口接入循环泵(32)与换热器(31)的进口端之间的管路，换热器(31)的出口端与结晶器(33)的进口端连接，结晶器(33)的晶浆出口端通过晶浆出料泵(34)与中转槽(35)连接，中转槽(35)用于对晶浆进行固液分离，得到的澄清母液排至母液槽(36)，而固体则进入离心过滤机(37)，离心过滤机(37)将固体中的残余液体滤掉，滤出的液体排至母液槽(36)，而截留的固体则作为最终的硼酸产品，母液槽(36)内接收的溶液先通过离子交换柱(38)进行处理，将母液中放射性核素截留去除后返回浓缩液箱(20)进行循环处理。
8.如权利要求7所述的含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的设备，其特征在于:蒸发器(23)维持一定的真空度，保证蒸发器(23)内的工作压力为10?40kPa。
【专利摘要】一种含硼放射性废液深度净化同时回收硼酸的方法，包括如下步骤：将含硼放射性废液经过过滤、换热、高压反渗透和低压反渗透处理成浓缩液和透过液两股物料，透过液直接送入监测排放槽排放；浓缩液在真空条件下蒸发沸腾，蒸发产生的二次蒸汽经过雾沫分离、冷凝冷却后形成冷凝液，送入监测排放槽排放，蒸发后残留的浓硼液送往硼酸结晶与回收步骤处理；硼酸浓缩步骤产生的浓硼液被冷却、结晶，得到含硼酸晶体的晶浆，晶浆经过固液分离后得到硼酸固体产品，晶浆固液分离后的澄清母液经过离子交换柱截留放射性核素后再返回硼酸浓缩步骤重新进行浓缩。本发明可在回收硼酸的同时将废液进行深度净化，设备体积和处理能耗大为下降，且可避免向外排放二次废液。
【IPC分类】G21F9-06, G21F9-12
【公开号】CN104810071
【申请号】CN201510181562
【发明人】郑砚国, 王晓伟, 刘明章, 贾铭椿, 王松平, 邱乙亩, 李俊雄, 饶建民
【申请人】湖南桃花江核电有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月16日