一种污染土壤的原地玻璃固化装置的制作方法

1.本发明属于核污染治理技术领域，涉及一种污染土壤的原地玻璃固化装置。


背景技术：

2.我国核工业发展历程中，早期生产过程对放射性污染的管控缺乏重视，没有相关的制度进行规范管理，后期搬迁、退役治理过程中也不可避免地造成了部分核设施周围土壤受到放射性污染。
3.放射性污染区域的整治是保证核设施环境安全与生产任务可持续的战略需求。因此，有必要开展放射性污染区域整治技术研究，逐步储备各类整治修复技术手段，从而建立我国放射性污染场址整治技术应用验证平台，实现对放射性污染场址的前期修复治理技术的筛选和推荐，为后期工程化应用整治技术的筛选、治理技术参数的确定、工程化整治设备的开发提供技术支持。
4.原位玻璃固化技术是一种比较理想的污染土壤整治技术，其利用电能，是通过加热方法熔融被有机物、无机物或金属废物污染的土壤的一种废物处理工艺。在熔融过程中，有机物被蒸发或热解，无机物被固定在熔融产物中，水蒸汽及有机物的分解物被捕集在尾气中，并由尾气净化系统予以处理。该方法可以将污染土壤转换成一种硬的，化学惰性和稳定的，类似于黑曜石和玄武岩样的耐久的玻璃结晶体并固定在原地。该技术有如下优点：(1)适应性强，允许场地下存在金属、混凝土、沥青、塑料、木材、卵石等；(2)有效降低毒性和毒物的流动性；(3)减少污染物量，可减少体积20％～50％(对土壤)；(4)能实现地处理和处置废物；(5)产生的玻璃体包容放射性核素和重金属的能力强，浸出率低等。
5.为了解决放射性污染场地原位玻璃固化存在问题，需要建立实验室污染土壤的原地玻璃固化装置，以对原位玻璃固化过程中的关键工艺参数、玻璃固化体性能、固化过程中废气的处理进行验证。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，以能够通过实验室尺度的模拟，获取污染场地原位玻璃固化污染土壤过程中的关键参数，如最佳工作温度、电流、电压、玻璃固化体性能、放射性废气组成等。
7.为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，所述的固化装置包括熔融装置、电极、电源及各连接管路，
8.所述的污染土壤在所述的熔融装置中通过所述的电极的作用进行原地玻璃固化处理；
9.外界进风自连接管路进入所述的熔融装置；
10.所述的熔融装置用于污染土壤的高温熔融以及熔融后玻璃固化体的包容；
11.所述的电源为所述的电极供电。
12.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中
所述的固化装置还包括气帐，用于对所述的电极提供支撑和固定作用并在内部设置所述的熔融装置。
13.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的电极的主线路、副线路之间安装断电装置将所述的电极分开，电极间的距离为20-25cm。
14.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的电极为石墨杆。
15.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的电源的额定功率为20-25w，并设置变压器精确调节所述的电源的输出电压、输出电流、输出功率。
16.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的固化装置还包括第一过滤器，其设置在外界进风进入所述的熔融装置的连接管路上，用于过滤进风中的气溶胶。
17.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的固化装置还包括风机，用于提供动力将外界进风送入所述的熔融装置。
18.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的固化装置还包括冷凝装置、泵，所述的熔融装置进行原地玻璃固化处理后产生的废气通过连接管路进入所述的冷凝装置进行冷凝后通过所述的泵排入环境大气。
19.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的固化装置还包括取样口，其设置在连接所述的熔融装置和所述的冷凝装置的连接管路上，用于对原地玻璃固化处理后产生的废气进行取样。
20.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种污染土壤的原地玻璃固化装置，其中所述的固化装置还包括第二过滤器，其设置在原地玻璃固化处理后产生的废气冷凝后排放到环境大气的连接管路上。
21.本发明的有益效果在于，本发明的污染土壤的原地玻璃固化装置能够通过实验室尺度的模拟，获取污染场地原位玻璃固化污染土壤过程中的关键参数，如最佳工作温度、电流、电压、玻璃固化体性能、放射性废气组成等。
附图说明
22.图1为示例性的本发明的污染土壤的原地玻璃固化装置的组成结构图。
具体实施方式
23.示例性的本发明的污染土壤的原地玻璃固化装置的组成结构如图1所示，包括阀门1、第一过滤器2、气帐3、熔融装置4、风机5、电极6(为直径5cm的石墨杆)、电源7、冷凝装置8、取样口9、第二过滤器10、泵11及各连接管路。
24.污染土壤在熔融装置4中通过电极6的作用进行原地玻璃固化处理。
25.风机5提供动力将外界进风自连接管路送入熔融装置4，熔融装置4用于污染土壤的高温熔融以及熔融后玻璃固化体的包容。阀门1、第一过滤器2依次设置在外界进风进入熔融装置4的连接管路上，第一过滤器2用于过滤进风中的气溶胶。
26.电源7为电极6供电(电源7与四个电极6通过两个输出线路相连)。电源7的额定功率为24w，并设置变压器精确调节电源7的输出电压(0-330v)、输出电流(0-300a)、输出功率。气帐3由36块碳钢板(气帐3尺寸长
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宽
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高为：3m
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3m
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2m)搭建，用于对可移动的电极6提供支撑和固定作用并在内部设置熔融装置4。电极6的主线路、副线路之间安装断电装置将电极6分开，电极间的距离为20-25cm。电极6包括气动电极夹持器和空气马达驱动电极馈线。电极6的运转可以按照自由下落和空气-驱动装置来改变电极6位置。
27.熔融装置4进行原地玻璃固化处理后产生的高温废气通过连接管路进入冷凝装置8进行冷凝后(冷凝到30-35℃)依次通过第二过滤器10、泵11排入环境大气。取样口9设置在连接熔融装置4和冷凝装置8的连接管路上，用于对原地玻璃固化处理后产生的废气进行取样，取得的样品送实验室分析。
28.整个试验过程记录熔融温度、时间，对产生的玻璃固化体进行分析，可给出原位玻璃固化过程中的温度、玻璃固化体性能等指标参数。
29.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。