一种放射性废树脂真空干燥方法技术领域
本发明涉及核电站三废处理设计领域，具体涉及一种放射性废树脂真空干燥方
法。
背景技术
核电站反应堆回路冷却水、乏燃料水池池水和工艺废水均采用离子交换树脂净化
处理。当树脂达不到要求的净化效果或失效时须进行更换，因此核电站每年要产生相当数
量的废树脂。废树脂具有可燃性、放射性和弥散性，属低中放湿固体废物，因此必须得到妥
善的处理和包装。
迄今为止，国内在役核电站采用暂存或水泥固化的方法对废树脂进行处理。废树
脂长期暂存于罐中会带来树脂粉化、辐解产生H2和腐蚀罐材等问题，且最终还是要通过水
泥固化等方法进行处理。水泥固化法的增容比达到4.8～5.2，既占用暂存库贮位又增加最
终处置费用，且不符合废物最小化原则。目前国外研发的其它废树脂处理方法(如湿法氧化
法、焚烧法)，虽然具有减容比高等优点，但由于工艺自身存在的一些问题限制了其在核电
站中的推广应用，例如湿法氧化法对废树脂批次处理量有限，添加试剂的腐蚀性大，对设备
材料及加工制造的要求高；又如焚烧法对废气净化要求高，设备腐蚀情况也较严重，需要控
制焚烧室内灰烬放射性水平等。
废树脂真空干燥工艺以其热量利用率高、减容效果好、二次废物少等优点，已在国
外核电站得到应用。真空干燥工艺的特点是在负压条件下对废树脂进行干燥，由于负压条
件降低了废树脂中水分的蒸发温度，可以避免废树脂受热温度过高分解产生氨、三甲胺等
气体，同时也能有效降低放射性泄漏的可能性。干燥树脂可装桶送往压实等后处理工序或
直接装入高完整性容器进行处置。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种放射性废树脂真空干燥方法。
放射性废树脂真空干燥方法包括：
(I)通过水力输送的方式将放射性废树脂送至干燥器内；
(II)利用气动隔膜泵除去干燥器内大部分的游离水；
(III)利用热油对干燥器加热，在负压条件下对放射性废树脂进行干燥处理，并对
干燥器壁面和中心处的树脂温度进行监控；
(IV)待干燥器内物料温度达到预定值，停止干燥，进行卸料。
优选地，步骤(I)中放射性废树脂和水的体积比约为1:1。
优选地，步骤(II)中通过管道视镜观察除水过程。
优选地，步骤(III)中干燥器为锥型，其锥体和顶盖均采用双夹套结构；干燥器内
的真空度可通过一台真空泵和两个气动调节蝶阀精确控制；干燥过程中产生的蒸汽经干燥
器顶端的再清洗过滤器过滤后通过两级冷凝器冷凝。
优选地，步骤(IV)中物料温度不宜超过树脂受热分解温度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的放射性废树脂真空干燥方法，主要利用负压环境下水分蒸发温度
低、蒸发速率快、树脂不易分解和结块、干燥减容效果好等优点，从而取代国内核电厂放射
性废树脂处理领域常用的水泥固化工艺。
2、本发明提供的放射性废树脂真空干燥方法，安全、高效、减容效果好。
附图说明
图1为本发明提供的放射性废树脂真空干燥工艺流程图。
其中，1.进料阀，2.干燥器，3.气动隔膜泵，4.除水阀，5.管道视镜，6.真空泵，7.抽
气气动蝶阀，8.进气气动蝶阀，9.热油机组，10.再清洗过滤器，11.一次冷凝器，12.二次冷
凝器，13.冷凝液箱，14.卸料球阀。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，放射性废树脂真空干燥过程采用批次处理的操作方式，主要包括进
料、除水、真空干燥和卸料四个步骤。
1.进料：打开进料阀(1)，将暂存于用户场址的放射性废树脂通过水力输送方式送
至干燥器(2)内。当干燥器内树脂物位达到预设高度时，联锁关闭进料阀，停止进料。
2.除水：启动气动隔膜泵(3)，打开除水阀(4)，从干燥器中抽水，除去树脂中大部
分的游离水。在该步骤中，通过管道视镜(5)观察除水过程，待没有水通过时关停气动隔膜
泵和关闭除水阀。
3.真空干燥：启动真空泵(6)和干燥器的搅拌装置，调节抽气气动蝶阀(7)和进气
气动蝶阀(8)的开度，使干燥器内压力保持在60～300mbar范围内。启动热油机组(9)，油温
不超过180℃，此时放射性废树脂中的水分在较低温度下快速蒸发。干燥过程中产生的蒸汽
经干燥器顶部的再清洗过滤器(10)过滤后通过一级冷凝器(11)和二级冷凝器(12)进行冷
凝，冷凝液收集在冷凝液箱(13)内，不凝气则排往厂房内的高效过滤器系统。在该步骤中，
需对树脂温度进行监控，避免树脂受热分解产生氨、三甲胺等气体。
4.卸料：当树脂物料温度达到预设值时，停止干燥。此时热油机组停止加热，并利
用冷冻水对热油进行冷却。同时，调节抽气气动蝶阀和进气气动蝶阀的开度，使干燥器内的
压力升至950mbar。当油温降低至50℃以下时，打开卸料阀(14)，将干燥树脂装入钢桶，送往
下游工序做进一步处理(如压实)。当然，也可以将干燥树脂装入高整体性容器中贮存。在该
步骤中，钢桶可通过装料接头与干燥器密封连接，降低了放射性泄漏的可能性。
采用本发明提供的方法对压水堆核电站所用树脂进行干燥，并计算其水分蒸发速
率、体积、含水率等参数变化。试验结果表明，对约280L、含水率为50％左右的树脂干燥4h左
右干燥产物含水率约为3％，水分蒸发速率为30～40kg/h。经该方法处理后，树脂减容比达
到2.1以上。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的放射性废树脂真空干燥方法，主要利用负压环境下水分蒸发温
度低、蒸发速率快、树脂不易分解和结块、干燥减容效果好等优点，从而取代国内核电厂放
射性废树脂处理领域常用的水泥固化工艺。
2、本实施例提供的放射性废树脂真空干燥方法，安全、高效、减容效果好。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但
是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对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，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之
内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。