利用数值模拟方法研究树脂裂解反应器的进气结构

利用数值模拟的方法,考察了树脂裂解反应器上部进气方式的效果,发现存在空气利用率低的问题,同时空气还会带走反应器内的大量热量,削弱树脂裂解反应区域的温度,由此证明了试验推论的正确性。同时,利用数值模拟的方法,对设备进气方式进行优化改进:当采用下部进气后,空气的利用率得到明显的提升,空气分布也较为均匀。但此时,空气对反应区域内温度的削弱作用也更为明显。此外,随着设备进气口直径的减小和进气口数量的增加,能够较为明显地提高树脂反应区域的空气分布均匀度,而提升设备的加热功率,对提高反应区域内的温度有显著的作用。     

烟气水冷换热器考虑热辐射影响时的数值模拟

由于烟气水冷换热器中的热烟气和冷却水温差较大,在设备设计时,除了考虑对流换热外,还需要考虑热辐射的影响。参考管壳式换热器和气体辐射换热的计算方法,对烟气水冷换热器进行工艺设计。同时,利用Workbench有限元分析软件,对设备进行数值分析。由此证明,烟气水冷换热器设备设计方法的正确性,以及当考虑热辐射时,换热器数值模拟方法的可行性。同时还发现,随着烟气入口温度的不断提高,热辐射对设备换热性能的影响不容忽视,辐射换热系数甚至能够达到总换热系数的40%以上;当烟气处理量较大时,对流换热则会成为设备换热性能主要的影响因素。此外,烟气中CO_2质量分数的增加也会提高设备的辐射换热能力,但影响程度较为有限。     

放射性废物焚烧技术的发展历程和展望

焚烧是放射性废物的主要处理技术之一,同常规废物焚烧技术相比,放射性废物焚烧技术更关注对放射性核素的截留效果、系统的辐射安全和对废物的适应能力。随着废物特性的变化、环保要求的日益严格,焚烧技术也在不断的革新和改进,对塑料、橡胶和树脂等高分子聚合物适应性更强的第三代焚烧技术已成为主流,包括热解焚烧、蒸汽重整焚烧以及等离子体焚烧,分别适用于不同的废物类型。未来放射性废物焚烧技术的发展趋势以整体经济性和满足环保要求为前提,尽量提高废物的整体减容效果,对多种废物的兼容处理,并为满足特殊废物的处理要求开发针对性的焚烧技术。     

我国低放废物热解焚烧技术的应用及改进

根据国际上焚烧技术发展趋势,针对我国放射性废物管理的特点,中国辐射防护研究院自主开发出多用途放射性废物热解焚烧技术,在国内应用近20年,建成3座焚烧设施。这些焚烧设施运行、处理了大量低放废物,具有净化效率高、减容效果好、核素控制好等特点,验证了热解焚烧系统的稳定性、可靠性与先进性。中国辐射防护研究院针对早期焚烧设施运行中出现的问题,不断进行完善与改进,降低了设备腐蚀问题;提高了系统运行的安全性、稳定性;减少了二次废物的产生量;并进一步提高了焚烧系统的自动化程度和对高塑料橡胶含量废物的兼容处理能力。经过这些技术改进,国内多用途放射性废物热解焚烧技术逐渐完善。     

放射性废离子交换树脂高温裂解处理技术研究

通过热重实验以及台架试验,进行了废阴/阳离子交换树脂的高温裂解处理技术研究。结果表明,通过电磁感应加热反应器中的金属球并辅助搅拌,可以实现树脂的高温裂解。相比于氮气和水蒸气,空气是更合适的反应气氛。在空气氛围下,当树脂处理量为1 kg/h时,设定空气流量2 m³/h,反应温度600 ℃～700 ℃,添加剂选择CuSO₄·5H₂O,阴/阳离子交换树脂经本裂解工艺处理,废物残留率分别为8%和12%左右,两种树脂最终的裂解残留率可以达到3%～5%左右,可以实现较为彻底的裂解反应。阴离子和阳离子交换树脂的裂解反应有明显的区别,其中阴离子交换树脂热敏性更高,裂解需要的温度和空气流量更低,但反应更剧烈,烟气量更大。     

冷风稀释器的工艺设计和数值分析

为进一步优化冷风稀释器的结构,提高混合、传热性能,利用有限元分析软件Workbench建立冷风稀释器流场的数值分析模型,研究"突缩-突扩"缩口直径、烟气入口与主管夹角、烟气与空气入口速比等设计参数对设备性能的影响。研究表明:减小缩口直径、增大烟气入口与主管夹角有利于提高混合气体流速、增强流场湍动状态从而改善混合传热效果;保持合适的烟气与空气入口速比,在增强流动的同时、可以控制流场死区,保证良好的混合传热状态;在烟气与空气入口速比约为0.31时,流场内的混合传热效果达到最佳。     

放射性废物焚烧炉泄爆模拟实验研究

放射性废物焚烧过程中,意外工况下可能发生燃爆,因此需采取有效的泄压措施确保内部压力处于安全范围内。本研究选择爆炸特性与放射性废物热解气相似的甲烷作为实验气体,模拟焚烧炉爆燃条件,开展模拟泄爆实验研究。结果表明:在泄爆口开启压力为0.5~2.0 k Pa范围时,泄爆口开启压力对最大泄爆压力的影响可以忽略;在不考虑泄爆管道影响的条件下,当泄放压力、气体性质和容器结构特征确定时,最大泄爆压力与泄爆口面积和内表面积之比成幂函数关系;泄爆系统内部空间的缓冲会对最大泄爆压力产生较大影响。     

焚烧装置中提升机的设计

介绍了提升机在放射性废物及医疗废物焚烧系统中的设计要求和思路,根据设计思路得出相应的设计结果,并对应用情况进行总结,对提升机的改进提出建议。     

焚烧烟气中二噁英污染控制技术

介绍了废物焚烧过程中产生的二噁英的机理及污染减排控制技术,重点阐述了国内外烟气净化控制二噁英技术,通过对不同二噁英污染控制技术优缺点的比较,得出:Remedia催化过滤技术是相对最为有效的一种二噁英处理技术,我国应该积极开展该技术的研究。     

锂辉石矿浮选理论与药剂研究的新进展

随着锂资源需求的日益增大,作为锂资源提取的主要来源,锂辉石的选别技术需要不断发展与完善。如何扩大锂辉石与脉石矿物的可浮性差异,是提高锂辉石浮选效率的关键。本文概括分析了锂辉石与脉石矿物晶面的各向异性,以及近年来锂辉石矿浮选研究的最新进展。分析表明,锂辉石解理面具有很强的各向异性和表面组分选择性溶蚀行为。调控锂辉石优势解理面比例和表面组分选择性溶蚀,以及阴阳离子组合捕收剂的使用,可进一步强化锂辉石的浮选,同时加强脉石矿物选择性抑制剂的开发,这些将成为锂辉石矿浮选工艺研究的重要方向。