放射性废树脂微波桶内干燥控制方式研究-论文.pdf

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1、干燥技术与设备2014年第l2卷第4期DryingTechnology&Equipment·35·放射性废树脂微波桶内干燥控制方式研究高超，高帅，安鸿翔，贾梅兰，闫晓俊，杨卫兵(1．中国辐射防护研究院，太原030006；2．原子高科股份有限公司，北京，102413)摘要：用微波作为热源，在桶内干燥核电厂产生的废树脂。通过对脉冲式和旋转式两种控制方式在12L规模和200L规模台架中的实验研究可知，两种控制方式均可有效的改善树脂干燥的均匀性问题，但从试验安全和设备设计角度出发建议下一步以脉冲式控制为台架装置设计基础关键词：微波；桶内干燥；脉冲式；旋转式中图分类号：TP273文献标识码：

2、A文章编号：1727-3080(2014)04—0035—04O引言干燥技术处理废树脂工艺的早日工业化应用打下基础。微波桶内干燥技术利用高频电磁波瞬间穿透被加热物体把能量传播到被加热物体内部达1干燥控制方式成干燥的目的，由于微波干燥具有由内向外的常规的微波干燥控制方式主要是脉冲式控干燥特点，且与蒸汽、电加热、导热油等传统制和旋转式控制。脉冲式控制是利用脉冲方式热源相比具有加热速度快、均匀，不易粘壁等输入微波能，即短时间的微波加热和较长时间优点。美国、德国、西班牙等国均对微波桶内的间断，以避免物料局部过热、表面硬化、变干燥技术处理放射性废物进行了大量的研究，色等现象的发生；旋转式控制

3、是通过不断改变部分研究成果已达到中试规模。但是我国在这物体位置改善非均匀场下微波加热的不均匀性，方面的研究鲜有报道，而且我国在役核电站产即在干燥过程中利用桶自身的旋转改变物料的相对位置以得到较均匀的物料。生的废树脂，多采用水泥固化法处理，增容严重，既不符合废物最小化原则，又增加了处置的风1．1实验研究险。因此，为了使我国核电站废树脂处理开辟本研究以非放核级离子交换树脂为研究对一条新的出路，中国辐射防护研究院开展了放象，分别开展12L规模和200L规模两个规模的台架实验研究，试验台架外形如图1和图2射性废树脂微波桶内干燥工艺研究工作，根据所示。前期研究成果，微波桶内干燥技术应用于放射

4、性废树脂的处理是可行的。但由于微波以及废树脂的自身特性，造成干燥产物存在一定的不收稿日期：2014．7．28均匀性，以及部分树脂结焦变性的现象，为避基金项目：“中核集团优先发展技术项目：核电站废物最小化技术”课题支持(中核发【2010262])。免上述现象的发生，需要进一步细化微波干燥作者简介：高超(1983．)，男，黑龙江人。2008年毕业于成都理工大学辐射防护及环境保护专业，获工控制参数，对控制方式开展研究，为微波桶内学硕士学位，助理研究员。第4期高超等，放射性废树脂微波桶内干燥控制方式研究·37·(2)旋转式控制别均可有效改善树脂干燥产物的均匀性；微波旋转式控制方式采用连续干

5、燥结合改②脉冲式控制对设备的要求较低，旋转式变物料相对位置的方法，以得到较均匀的干燥控制需要专门设计专用设备；产物。限于实验条件，实验时连续开启微波，⑧总处理时间上采用连续干燥的旋转式控每5min旋转桶45。。实验结果见表3，可得出制较断续干燥的脉冲式控制优。以下结论：1．1．2200L规模台架研究①采用旋转式控制方式可以有效改善树脂(1)脉冲式控制干燥产物的均匀性，其效果与脉冲式控制类似；在200L桶内加入不同量的树脂同时改变微②由于旋转式控制为连续干燥较脉冲式控波功率以脉冲比1和3开展实验(脉冲比1即制可节省处理时间。为微波连续干燥)。实验结果见表4，由表4可知表3旋转式控制实

6、验结果表①与连续干燥相比脉冲式控制在干燥产物总干燥时间干燥产物表面含水率(％)(min)平均值标准差干燥产物表观的性状上具有较大优势，但同样总体处理时间上劣势明显：②相同脉冲比的情况下，对于相同质量的(3)小结树脂，微波功率大的处理时间较短，但在产物①脉冲式控制和旋转式控制在12L规模级性状上无明显优势。表4200L脉冲控制实验结果表(2)旋转式控制的含水率理论计算值达到0，干燥产物仍无结分别采用4kw和8kw的微波功率开展实验，焦、变性的现象发生，因此，旋转式控制方式实验时连续开启微波，每5min旋转桶45。。可以较好的控制干燥产物的性状；实验结果见表5，可得出以下结论：②微波功

7、率仅对干燥时间有影响，树脂的①采用旋转式控制方式即使达到干燥产物量是干燥效果的主要影响因素。表5200L旋转式控制实验结果表干燥技术与设备·38·DryingTechnology&Equipment2014年第12卷1．2实验研究小结[3]Olafoldiges，Hans—JOrgenBlenski．ANewSmallDryingFacilityforWetRadioactiveWasteandLiquids【A】．①脉冲式控制和旋转式控制在200L规模级WM’03C