器10的等离子炬14以预热反应器10的内部，即装载有氧气的气氛。
[0059]然后，打开气闸12以在第一篮18中引入废物袋30。从而，第一篮18被放置在反应器10内，悬浮在等离子炬14的火焰上面。
[0060]然后，关闭用于引入废物的气闸12。
[0061 ]然后，可发生存在于废物袋30中的废物的逐渐燃烧。通过在气体处理系列中的过滤可处理来自该燃烧的气体，以及回收的粉尘。可调节等离子炬14的功率以控制燃烧气体的出口温度。
[0062]在存在于废物袋30中的废物燃烧结束时，将篮18下降至炉20中。
[0063]由此，在炉20内发生熔化来自废物焚烧的残余部分，即金属和有机材料的残留物，以及灰烬和矿物，如玻璃纤维，尤其是来自篮18的。然后形成两相:重金属相28，以及位于金属相28上的轻玻璃相26。
[0064]如果其他废物将要被处理，则重新开始气闸12打开且包括下面步骤的该循环，直到最后所有废物的金属和玻璃熔化，直到获得最终所需的金属和玻璃组分，一直到炉20的形成坩祸的容器23的内部容积完全填充。
[0065]值得注意的是，最后的废物袋30也可含有在焚烧先前的袋时在气体处理系列中回收的过滤粉尘。
[0066]当没有更多的废物处理时，则执行以下操作:
[0067]-关闭等离子14;
[0068]-停止炉20的感应器24的操作；
[0069]-冷却形成坩祸的容器23和反应器10的内部；
[0070]-将用于熔化金属和玻璃的炉20从用于焚烧废物的反应器10分离并拆卸形成坩祸的容器23。
[0071]然后，可进行反应器10的可能的检查。
[0072]在一个示例性实施方案中，计划这样的设施的操作程序:约28kg的二十个袋，每个含有10kg的有机废物，15kg的金属废物和组成篮18的3kg，所述篮18包括金属和玻璃纤维。
[0073]从尺寸方面考虑，反应器10的燃烧室是圆柱形的，并且具有约lm的直径，等于约2m的高度，其与气体的交换面积为约7m2且其体积为1.60m3。
[0074]所用的等离子炬14可各自具有75KW的功率。构成最终容器的形成坩祸的容器23(废物在其中将被包装、入库和储存)是圆柱形的，具有约500mm的直径和约500mm的有效高度。
[0075]在这种情况下，焚烧能力为每小时约20kg的有机废物，其平均内燃功率约为33MJ/kg。这导致每个袋的燃烧持续时间约为30分钟。在此燃烧期间必须的氧气流速高于60kg/h，以便能够为过化学计量比。这样的室的体积使得气体在反应器10中的平均停留时间超过约十秒。与气体在反应器中的平均停留时间为约十秒有关的氧过化学计量比使有机废物被完全氧化。
[0076]然后，由废物燃烧所提供的功率是约183kW并通过由等离子炬14提供的功率(其能够达到150KW)来完成。可调节该功率以调节反应器10的出口处的气体温度。由废物燃烧和等离子炬14提供的功率的一小部分用来提高燃烧气体的温度，高达至反应器10的运行温度，S卩800°C和1000°C之间。然而，该功率的大部分是通过热交换转移至反应器10的冷壁。
[0077]废物燃烧结束后，将含有来自该燃烧的灰分的篮18下降到炉20的金属和玻璃浴中，以便能够使金属和矿物熔融。通过由于感应器24的直接感应加热使其中的金属处于熔融状态。其阐述了，一旦η级篮18下降到炉20中，就通过气闸12将n+1级新的篮引入至反应器10中，该操作持续约不到15分钟。
[0078]最后，举例来说，约20个废物袋处理后，并根据废物组成，炉20可含有自篮18的玻璃纤维形成的质量375kg金属和180kg玻璃，来自燃烧的灰烬、粉尘和用于调整其化学组成的矿物添加剂。
[0079]本发明的优势
[0080]将冷金属壁燃烧型的反应器与纯氧燃烧结合使处理的燃烧气体的流速相对于空气燃烧(其中包括80 %的对该燃烧无用的氮气)最小化。这使得能够保持合理的气体温度，即低于1200°C，以避免，例如，携带废物的玻璃纤维的篮18过早熔化。事实上，额外的热量被反应器10的冷壁吸收。该结合使用于焚烧和处理气体的反应器10的总体尺寸最小化。具有气闸12(用于引入含在玻璃纤维的篮18中的废物)的进料系统与具有冷金属壁的氧等离子体介质燃烧反应器10的结合，使该反应器10和整个气体处理的尺寸最小化，具有稳定的燃烧流速，同时保持处理整个废物袋而无需打开它们也没有磨碎它们，从而以避免放射性污染的任何传播的优点。
[0081 ]由此冷却的这样的反应器10不被燃烧气体侵蚀，这导致延长其寿命。
[0082]根据本发明在所述设施的两个使用序列之间，还可能并易于检查和清洗反应器10。
[0083]罐内熔化器型金属和玻璃熔化炉20的使用，因为其连续操作，导致所述设施的定期关闭，以及熔化炉的形成坩祸的容器的变化。这有利于管理临界性，因为在熔化炉20的形成坩祸的容器23中不能累积核燃料。
[0084]罐内熔化器型炉20与冷或暖金属壁燃烧反应器10的结合特别有重大意义，因为反应器10可以非常迅速地冷却。这使炉20当冷时从反应器10分离，以便改变形成坩祸的容器23，而不会浪费时间。
【主权项】
1.用于焚烧、熔化和玻璃化混合废物(30)的方法，所述混合废物(30) —方面包含金属和有机废物并可能含有矿物材料，且另一方面含有放射性地受污染的和/或有毒废物，其特征在于，其包括以下步骤: -通过玻璃纤维的篮(18)，穿过通向反应器(10)的气闸(12)向具有冷或暖金属壁的氧等离子体介质焚烧反应器(10)中引入放置在袋中的废物(30)，所述袋放置在篮(18)中； -在反应器(10)中焚烧废物(30); -在感应炉(20)中熔化来自废物(30)焚烧的残余部分和所述篮(18)，所述感应炉(20)为在形成坩祸的容器(23)中的熔化型，该炉(20)放置在反应器(10)的下面； -将恪融残余部分玻璃化为玻璃基体； -对每个篮(18)重复该循环； -拆除炉(20)和拆卸形成坩祸的容器(23)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它在于处理来自焚烧的残余气体，包括以下阶段: -后续燃烧来自焚烧的气体； -磷化处理在焚烧过程中形成的金属氯化物； -过滤粉尘； -回收炉(20)中所述粉尘； -中和净化的气体。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在拆除炉(20)的阶段之前，所述方法进一步包括: -关闭反应器(10)的等离子炬和炉;和 -冷却整个设施。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在拆除炉(20)的阶段之后，所述方法进一步包括: -检查反应器(10)。5.用于实施根据前述权利要求任一项的用于焚烧、熔化和玻璃化废物的方法的设施，其特征在于，它主要包括: -具有冷或暖金属壁的反应器(10)，其包括至少一个等离子炬(14)和用于引入包含废物(30)的篮(18)的引入气闸(12); -在形成坩祸的容器(23)中的具有熔化型的感应熔化炉(20)，熔化炉(20)放置在反应器(10)的下面，所述炉为可拆卸的。6.根据权利要求5的所述设施，其特征在于，它包括由如下组成的气体处理系列: -后续燃烧室； -冷却器； -至少一个过滤器;和 -氯化氢中和系统。
【专利摘要】根据本发明的方法使得可能使用相当小的设施以焚烧、熔化和玻璃化使用篮(18)依次通过气闸(12)引入反应器(10)的混合废物(30)。等离子炬(14)燃烧包含在篮(18)中的所有废物(30)。然后，将废物下降到具有感应器(24)的炉(20)的熔浴中，炉(20)包括形成坩锅的容器(23)。所述设施通过燃烧气体处理链完成。炉(20)经过几个废物(30)的篮(18)的处理系列后可被拆卸，以从炉(20)拆卸形成坩锅的容器(23)。本发明可用于处理各种放射性地受污染的和/或有毒混合废物。
【IPC分类】F23G7/00, F27B14/06, G21F9/30, G21F9/32, F23G5/32, C03B1/00
【公开号】CN105474326
【申请号】CN201480043621
【发明人】罗杰·博恩, 帕特里斯·沙尔万, 弗洛朗·莱蒙特, 奥尔多·鲁塞洛
【申请人】阿雷瓦公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月7日
【公告号】CA2920069A1, EP3031054A1, US20160189815, WO2015018905A1