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专利号: 201710867227X
申请人: 绵阳科大久创科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高放废液玻璃固化系统,其特征是,废液暂存罐(1)底部出口管经单向阀(3)以及废液输送管道(31)与高放废液计量罐(5)底部连通,空气压缩机组(2)出口管经气动阀(4)与高放废液计量罐(5)顶部的压缩空气连接接嘴(327)连通,排液管(326)下端从上向下伸入至高放废液计量罐(5)内腔下部,排液管(326)上端经对接法兰(8)与废液干燥与煅烧反应釜(6)顶部连通,该对接法兰(8)与该反应釜(6)顶部开口之间还设置有水冷却式密封垫圈(9),且该反应釜(6)设置在反应釜驱动机构(7)上,在高放废水预处理工位时,该反应釜(6)顶部通过对接法兰(8)排出的废气经管道连接初级冷却塔(10)下部的废气入口法兰(56),初级冷却塔(10)上部的废气出口法兰(52)经管道连接次级冷却塔(11)下部的废气入口法兰,次级冷却塔(11)上部的废气出口法兰经管道连接风机(13)进口,风机(13)出口经管道连接脱硝塔(14)下部尾气进口法兰(69),脱硝后的尾气经脱硝塔(14)上部尾气出口法兰(62)排放;上述脱硝塔(14)结构为:反应塔筒体(63)顶部和底部分别设置有微波发生器(61),反应塔筒体(63)内位于尾气进口法兰(69)和尾气出口法兰(62)之间填充有氮氧化物吸附材料(64)或活性炭;

上述初级、次级冷却塔(10、11)的结构为:筒体(53)下部和上部分别设置有废气入口法兰(56)和废气出口法兰(52),筒体(53)顶部设置有吸收液喷淋头(51),筒体(53)内腔中部均布有供冷却水从列管间流过的列管(54),筒体(53)底部设置有吸收液出口接嘴(57);

上述反应釜(6)结构为:顶部开口的内容器(442)外依次有缓冲包层(443)和预应力铠装外包套(444),内容器(442)底部设置有加热器(441),内容器(442)位于外壳(45)内,内容器侧壁与外壳之间有保温层,内容器底部与外壳之间有耐火砖(43),外壳底部设置有轨道轮式滑动底座(42),内容器顶部开口上依次设置有水冷却式密封垫圈(9)和对接法兰(8);

反应釜(6)在反应釜驱动机构(7)推动下,从高放废水预处理工位转移至物料搅拌工位,以使浆料搅拌装置(17)的搅拌浆伸入反应釜(6)内进行物料搅拌操作,然后,反应釜通过反应釜驱动机构(7)从物料搅拌工位转移至玻璃物料混料工位,以使反应釜(6)通过对接法兰(18)以及水冷却式密封垫圈(9)与玻璃物料混料机(19)密封连接,通过第一压缩空气转料装置将反应釜内浆料转移至该混料机(19)中,该混料机(19)内的浆料通过第二压缩空气转料装置转移至玻璃物料装料机(20)中;上述第一、第二压缩空气转料装置为:压缩空气机组(2)出口管道与待转移设备内腔连通,伸入待转移设备内腔的排液管的外端与待转入设备内腔连通;

还具有玻璃物料装料装置:压缩空气机组(2)出口的管道经另一气动阀(4a)与玻璃物料装料机(20)内腔连通,玻璃料桶(21)置于该装料机(20)出料口下方;

还具有用作将置于平板水车上的多个玻璃料桶推入,而对料桶内盛装的玻璃物料进行加热固化的玻璃固化炉(22)。

2.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,还具有与脱硝塔尾气出口法兰(62)连接的高效过滤器;还具有冷却水循环喷淋系统:水冷却机组(15)的出口经管道连接换热器(16)侧壁上部的与换热器内列管管间连通的冷却水进口,换热器(16)侧壁下部有与换热器列管管间相通的冷却水出口,换热顶部的与换热器列管管内相通的吸收液出口与循环水泵(12)进口连接,循环水泵出口经管道与初级、次级冷却塔(10、11)内的吸收液喷淋头(51)连通,初级、次级冷却塔(10、11)底部的吸收液出口接嘴经管道与换热器底部的与换热器列管管内相通的吸收液进口连通。

3.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,所述高放废液计量罐(5)结构为:罐体(324)上依次覆盖有冲击力吸收包层(323)和预应力金属铠装包套(325),罐体(324)底部设置有单向阀座(321),该单向阀座(321)内设置有单向阀球(322);上述单向阀座、单向阀球以及罐体的材质为石英玻璃,冲击力吸收包层采用复合纤维缠绕方式制造,该复合纤维中不锈钢纤维﹕玻璃纤维为1﹕1。

4.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,所述对接法兰(8、18)的结构为:还具有与玻璃固化炉(21)配套使用的料桶入炉机构(75)和料桶出炉推出机构(73);

所述反应釜(6)的内容器(442)的材质为石英玻璃,缓冲包层(443)的材质为玻璃纤维和不锈钢纤维的缠绕烘层;所述废液输送管道(31)结构为:材质为石英玻璃的内管道(311)外依次覆盖有采用复合纤维缠绕方式制造的外冲力缓冲包层(312)和不锈钢材质的预应力铠装包套管(313),上述复合纤维中,不锈钢纤维与玻璃纤维的重量比例为1﹕2。

5.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,所述反应釜驱动机构(7)的结构为:滑杆(83)滑动地设置在两个以上的滑杆支撑法座(82)上,滑杆(83)左端上固定用于与反应釜(6)连接的法兰(81),滑杆右端与丝杆(84)左端固联,且丝杆(84)经轴承安装在轴承座(85)上,步进电机(87)轴左端与丝杆右端固联,丝杆套(86)套在丝杆上,丝杆与丝杆套相啮合。

6.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,所述水冷却式密封垫圈(9)的结构为:材质为硅橡胶的环状中空胶垫(461)上有进水接头和出水接头,且该环状中空胶垫(461)内衬有金属定位环(462)。

7.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,所述反应釜有三种工作模式:其一,高放废液接收与蒸发干燥模式:接收来自计量罐经过计量的高放废液,在90-120℃温度下进行负压蒸发干燥;其二,干燥物料煅烧模式:在工作温度500-600℃范围内,在微波和加热协同作用下,反应釜内物料进一步干燥脱水、脱硝全部转化为氧化物形态;其三,物料混料与倒料模式:通过反应釜驱动机构(7)将反应釜推到物料搅拌工位,借助浆料搅拌装置(17),进行干燥物料与清水的混料,混合成可流动浆料,该反应釜驱动机构再将反应釜推到玻璃物料混料工位,借助压缩空气推力将反应釜内已经混合的可流动浆料推入到玻璃物料混料机(19)中。

8.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,所述玻璃料桶(21)结构为:材质为透明石英玻璃或软化温度大于1700℃的陶瓷材料的料桶体(722)上有与杆桶体连接为一体的材质为具有多孔透气结构的玻璃烧结品的筒盖(721),筒盖上有玻璃物料注入口。

9.根据权利要求1所述的高放废液玻璃固化系统,其特征是,所述废液暂存罐(1),反应釜(6)及其驱动机构,初级、次级冷却塔(10、11),脱硝塔(14),冷却水循环喷淋系统,浆料搅拌装置(17),玻璃物料混料机(19),玻璃物料装料机(20),玻璃料桶(21)以及玻璃固化炉(22)均布置在“红区”,压缩空气机组(2)布置在“橙区”;上述“红区”为人员不能进入的高辐射区域或建筑单元,上述“橙区”为人员必经穿戴防护器具才能进入的中辐射区域或建筑单元。

10.一种采用如权利要求1~9任一权利要求所述系统的高放废液玻璃固化方法,其特征是,包含以下步骤:(一)高放废液预处理

(1)、按工艺要求完成系统工作条件准备,将系统各个设备连接,连接前系统各个设备的密封性应符合技术条件要求;

(2)、水冷却机组(15)控制循环冷却水温度为5℃;

(3)、在废液干燥与煅烧反应釜(6)与对接法兰(8)之间放置水冷却式密封垫圈(9),向水冷却式密封垫圈(9)充0.5MPa循环冷却水,该垫圈膨胀使废液干燥与煅烧反应釜(6)与高放废液计量端(5)通过对接法兰(8)密封连接;

(二)高放废液计量

(4)、开启高放废液计量罐(5)与废液暂存罐(1)之间单向阀(3),使废液暂存罐中高放废液借助水位差转移到高放废液计量罐(5)中;

(5)、开启该计量罐(5)上的气动阀(4),向计量罐(5)充注0.5MPa压缩空气,借助压缩空气推力将计量罐中的高放废液全部转移到废液干燥与煅烧反应釜(6)中,实现单次注入计量;

(6)、计量罐泄压,使废液暂存罐(1)内高放废液进入计量罐到规定液位刻度,为下一次计量与注入做准备;

(三)高放废液负压蒸发

(7)、将反应釜的加热温度设置90-120℃,在低于大气压力下进行负压蒸发反应釜内的高放废液,直到蒸干;

重复(5)、(6)和(7)步骤,直到反应釜中累积的固体物质的体积达到反应器容积的约

70%;

(四)高放废液脱硝与煅烧

(8)、提升废液干燥与煅烧反应釜(6)的加热温度到约350℃,加热释放物料中的残留水和促使物料中硝化物分解为氧化物和二氧化氮;

逐步提升废液干燥与煅烧反应釜6的加热温度到约550℃-650℃,促使其中残余硝化物完全分解转化为氧化物;

(五)蒸发干燥、脱硝与煅烧废气的处理

(9)、高放废液在蒸发干燥、脱硝与煅烧工段产生的废气,经过初级冷却塔(10)、次级冷却塔(11)吸收处理后,再经过脱硝塔(14)进一步脱硝后排放;

(六)物料湿法混料

(10)、关闭水冷却式密封垫圈(9)的循环冷却水,使废液干燥与煅烧反应釜(6)与高放废液计量罐(5)之间的对接法兰(8)脱离;

(11)、冷却反应釜(6)到室温,并将其转移到物料混料工位;向反应釜内通入适量清洁水,开启浆料搅拌装置(17)使反应釜(6)中物料与水混合为可流动浆料;

(12)、将反应釜转移到倒料工位;向水冷却式密封垫圈充0.5MPa循环冷却水,使反应釜(6)与玻璃物料混料机(20)通过另一对接法兰(18)密封连接;

(13)、通过对接法兰(18)上的压缩空气入口向反应釜注1-2MPa压缩空气,将反应釜内可流动浆料转移到玻璃物料混料机(19)中;

重复(12)、(13)步骤,直到将反应釜内物料完全转移到混料机(19)中;

(七)玻璃物料混料

(14)、将玻璃形成剂从玻璃形成剂通过计量后转入混料机(19);

(15)、驱动混料机(19)的罐体做旋转运动,实现高放浆料与玻璃成形剂混料;旋转运动过程中补充规定量的清洁水,使得混合物料的水含量控制在5-6%之间;在混料罐内,玻璃成形剂与高放浆料混合形成加压条件下可流动含水物料;

(八)混合物料装桶与料桶干燥

(16)、将玻璃物料混料机(19)中的可流动含水物料转移到玻璃物料装料机(20)中;

将盛装物料的装料机(20)加盖密封,向装料机(20)充压缩空气挤压装料机中物料,使其中的物料通过排出口直接排到玻璃料桶(21)中;根据装料机中物料的流动性,控制压缩空气压力在1.0MPa-2.0MPa之间;

(17)、将数个料桶放置在平板小车上,将平板小车推入布置在料桶烘干系统的烘干炉内,关闭炉门;

(18)、启动加热电炉,控制加热烘干温度升温速度2゜/min,在350℃温度下恒温保持6-

12小时;

(19)、启动压缩空气机组(2),开启气体循环回路,使烘干炉内气流经过初效过滤器、冷却塔返回到炉内,其中水蒸气在冷却塔中被收集,干燥气体返回炉内;

(九)料桶玻璃固化

(20)、将料桶布置在辊道传输机构上,送入玻璃固化炉(22)内,加热温度控制程序包括:350℃-600℃的预热温度时段,5°/min,保温1-2小时;600℃-900℃的低温加热时段,5°/min,保温1小时;900℃-1300℃的玻璃固化温度时段1°/min,保温1-2小时;1200℃-600℃的退火温度炉段,炉内自然冷却到600℃以下。