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废树脂小型锥型干燥装置的设计

[导读]某三代核电站厂址废物处理设施首次从德国引进了一种锥型干燥装置,用于对核岛产生的放射性废树脂干燥减容处理。

1 锥型干燥器的设计

作为小型锥型干燥装置的主体设备,锥型干燥器由锥型容器、过滤器、混合搅拌器和卸料球阀组成,其结构示意图示于图1。锥型容器通过热油加热,外壁包裹一定厚度的保温层。为便于卸料,锥型容器锥体的锥度设计为38°。锥体的热油通道和保温层采用双夹套结构,内锥体与隔板之间设有螺旋导流板,导流板焊接在内锥外壁上,对夹套内的热油起到导流作用,提高传热效率。锥型容器顶盖的热油通道和保温层采用盘管夹套结构,盘管内通热油,盘管外为保温层,对顶盖进行保温,防止水分蒸发之后再次凝结。混合搅拌器的搅拌叶片采用双螺旋结构。混合搅拌器的转速可调节。锥型容器内的压力和物料温度可监控。顶盖上设有带灯视镜,便于观察。锥型干燥器的有效容积为80L,约为工程机有效容积的1/5。考虑到耐腐蚀性、强度、韧性和去污要求,锥型容器、过滤器、搅拌叶片、卸料球阀和接管等材料均采用316L 不锈钢。


2 试验台架设计

树脂真空干燥小试试验工艺流程。为了简化工艺流程及试验台架,锥型干燥器仅与真空泵和热油机组相连接,未设置物料计量系统、蒸汽冷凝系统、除水系统等辅助系统。非放射性湿树脂和活性炭经称重后通过锥型干燥器顶盖的加料口直接送入容器内。干燥过程产生的蒸汽经过滤后直接排到室外。真空泵向锥型干燥器提供最低50mbar 的真空度。热油机组提供温度不高于300℃的热油。真空度和热油温度均可调节。



3 结论

1)真空干燥技术可实现对树脂有效减容处理。干燥产物含水率约为3.75%(wt),能满足废物处置要求。

2)锥型干燥器试验机采用双螺旋结构的搅拌叶片,能使树脂和活性炭充分混合均匀,满足物料与干燥器内壁进行高频率传热交换的要求。

3)干燥器内的物料温度和压力是树脂真空干燥工艺的2 个重要技术指标,用于监控干燥工艺过程和判断干燥终点。




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