沥青固化处理放射性废液的工程运用PDF电子书下载

第一篇 国内 3

第1章 绪论 3

第2章　放射性废液沥青固化基础研究 6

2.1　沥青的种类和性质 6

2.2　国产沥青分类 7

2.3　放射性废液固化用沥青的特性研究 7

2.3.1　沥青的基本特性 7

2.3.2 沥青掺入盐分后的物理变化及产品适宜包覆的含盐量的确定 10

2.3.2.1 沥青软化点的变化 11

2.3.2.2　沥青针入度的变化 13

2.3.2.3　沥青固化物适宜包覆的含盐量 13

2.3.2.4　沥青掺入盐分后的密度变化 14

2.3.2.5　沥青掺入硝酸钠后的闪点变化 14

2.4　沥青固化产品的性能研究 14

2.4.1　沥青固化产品的浸出率 14

2.4.2　辐照对沥青和沥青固化产品性能的影响 19

2.4.2.1　试验条件 20

2.4.2.2　试验结果与讨论 20

2.4.2.3　结论 24

2.4.3 沥青-硝酸钠固化产品的热稳定性 24

2.4.3.1　试验废液体系及制备方法 25

2.4.3.2　试验方法 25

2.4.3.3　沥青固化物热稳定性影响因素的研究 25

2.4.3.4　探讨与结论 28

2.5 中放废液沥青固化二次冷凝液处理 28

2.5.1　处理流程 29

2.5.2　料液制备 29

2.5.3　实验结果与讨论 30

2.5.3.1　油对树脂的中毒试验 30

2.5.3.2　除油实验 30

第3章 沥青固化工程运用前期开展的工作 32

3.1　用沥青固化处理的放射性废液 32

3.2　沥青固化中间规模冷模拟实验 32

3.2.1　工艺流程简述 32

3.2.2　沥青固化的主体设备 34

3.2.3　沥青、废水组分和刮板蒸发器的加热热源 36

3.2.3.1　沥青的选用 36

3.2.3.2　废水体系及组分 36

3.2.3.3　刮板蒸发器的加热热源 38

3.2.4　中、低放废水冷模拟沥青固化结果 39

3.2.4.1 1975年的实验——刮板蒸发器运行主要工艺条件的选择 39

3.2.4.2 1976年的实验——七种废水沥青固化结果 41

3.2.4.3 1977年的实验——六种废水沥青固化结果 41

3.2.5　实验结果 42

3.2.5.1　沥青固化的产品性能 42

3.2.5.2　刮板蒸发器运行参数 42

3.2.5.3　刮板蒸发器的鉴定 43

3.2.5.4　基本结论 43

3.2.6　讨论 43

3.2.6.1　刮板蒸发器的改进 43

3.2.6.2　辅助设备评价 43

3.2.6.3　测量仪表 44

3.2.7　沥青固化工艺的安全性 44

3.3　放射性废物固化用沥青和表面活性剂的选择 44

3.3.1　试验用沥青及表面活性剂的性质 44

3.3.1.1　试验用沥青性质 44

3.3.1.2　试验用表面活性剂性质 45

3.3.2　复合剂的玻璃管式评选试验 45

3.3.2.1 阳离子型与非离子型复合表面活性剂固化效果 45

3.3.2.2 阴离子型与非离子型复合表面活性剂固化效果 46

3.3.2.3 阴离子型表面活性剂与硼酸复合使用的沥青固化效果 47

3.3.3　纯沥青管式蒸发器连续固化评选试验 47

3.3.4 含复合剂沥青的管式蒸发器连续固化评选试验 48

3.3.5　含复合剂沥青的长周期管式蒸发器连续固化试验 49

3.3.6 固化物测试分析 50

3.3.6.1　差热分析 50

3.3.6.2　水浸出试验 50

3.3.6.3　扫描电镜分析 50

3.3.7　试验结果讨论及推荐的工业试验条件 50

3.3.7.1　沥青 51

3.3.7.2　乳化剂 51

3.3.7.3　清洗用柴油 52

第4章 沥青固化设施和工艺 54

4.1　沥青固化工艺流程 54

4.2　主要工艺设备 56

4.3　沥青固化厂房布置及配套设施 57

4.3.1　布置原则 60

4.3.2　主要配套设施 62

4.3.2.1　低放工艺废液蒸发厂房 63

4.3.2.2　低放非工艺废液浓缩厂房 64

4.3.2.3　低放非工艺废水蒸发厂房 64

4.3.2.4　排风机房 64

4.3.2.5　固化物贮存库 64

4.4　沥青固化工艺系统运行 64

4.4.1　沥青的贮存和制备 64

4.4.1.1　原材料的指标 64

4.4.1.2　沥青系统工艺流程 65

4.4.1.3　沥青系统的运行 66

4.4.1.4　沥青系统的清洗 68

4.4.1.5　不正常现象及处理 69

4.4.1.6　沥青系统运行的注意事项 70

4.4.2　沥青固化的预处理 70

4.4.2.1　料液的预处理——除铵 70

4.4.2.2　料液的配制 70

4.4.2.3　料液系统配制流程 74

4.4.2.4　料液配制运行操作 75

4.4.3　沥青固化过程 76

4.4.3.1 刮板薄膜蒸发系统流程 77

4.4.3.2　刮板蒸发系统的运行 79

4.4.3.3　刮板蒸发器去污解析 81

4.4.3.4　系统生产能力及主要原材料消耗定额 82

4.4.3.5 固化运行过程中的问题及措施 83

4.4.4　沥青固化物的质量检验 84

4.4.4.1 工艺取样 85

4.4.4.2　样品分析 85

4.4.5　沥青固化物的转运 89

4.4.5.1　沥青固化物的装桶 89

4.4.5.2　固化物桶的转移暂存 89

4.4.6　辅助系统 92

4.4.6.1 蒸汽供给 92

4.4.6.2　供电系统 93

4.4.6.3　尾气净化系统 93

4.4.6.4　真空泵 96

4.4.6.5　特下水、地漏与生产下水系统 96

4.4.6.6　消防系统 97

4.5　厂房建设简史 99

4.5.1　沥青固化工程建筑地段工程地质勘探 99

4.5.2　前期准备阶段 99

4.5.3　建设施工阶段 100

第5章　沥青固化工程安全分析 101

5.1　最大可信事故分析 101

5.1.1　外部因素 101

5.1.1.1　洪水 101

5.1.1.2　水电站溃坝 101

5.1.1.3　地震 101

5.1.1.4　泥石流、滑坡 102

5.1.1.5　高空飞行物坠落 102

5.1.2　内部因素 102

5.1.2.1 内部因素可能发生的事故 102

5.1.2.2　预防措施 102

5.1.3　最大可信事故 102

5.1.3.1　混合物燃烧机制 103

5.1.3.2　最大可信事故的后果分析 103

5.1.3.3　最大可信事故情况下的应急措施 103

5.2　非放射性物料的安全分析 104

5.2.1　沥青 104

5.2.2　化学试剂 104

5.2.2.1　硝酸 104

5.2.2.2　氢氧化钠 105

5.2.2.3　三氯乙烯 105

5.3　沥青固化厂放射性“三废”处理、管理安全分析 105

5.3.1　放射性固体废物 105

5.3.2　放射性液体废物 107

5.3.3　放射性气载废物 107

5.3.4　放射性废物运输 108

5.4　辐射安全 108

5.4.1　屏蔽 108

5.4.2　污染控制 108

5.4.2.1　分区与封闭 109

5.4.2.2　厂房强制通风 109

5.4.2.3　剂量监测装置和安全制度 110

5.4.3　沥青固化厂房的去污 110

5.4.3.1　设备仪表的去污 110

5.4.3.2　地面、墙壁的去污 111

5.4.3.3　衣服、手套、皮肤的去污 112

5.3.3.4　清洗去污的注意事项 113

5.5　小结 114

第6章　辐射监测和剂量评价 115

6.1　辐射监测 115

6.1.1　个人监测 115

6.1.2　流出物监测 115

6.1.2.1　气态流出物监测 115

6.1.2.2　液态流出物监测 116

6.1.3　环境监测 116

6.1.3.1　本底调查 116

6.1.3.2　常规监测 116

6.1.3.3　事故监测 117

6.2　工作场所辐射监测结果和工作人员受照剂量 117

6.2.1　热试和试生产阶段 117

6.2.1.1　热试车期间 117

6.2.1.2　试生产阶段 117

6.2.2　正式生产阶段 118

6.3　环境影响预评价 123

6.3.1　正常运行情况下的公众剂量 123

6.3.1.1　源项 123

6.3.1.2　剂量评价 124

6.3.1.3　非放射性物质的环境影响 125

6.3.2　事故环境影响评价 126

6.3.2.1　事故源项 126

6.3.2.2　事故剂量估算 127

6.4　沥青固化运行以来的环境影响 128

6.4.1　热投料和试生产期间 128

6.4.2　正式生产期间 130

第7章　沥青固化工程的实施 133

7.1　沥青固化工程工艺试验 133

7.1.1　前期试验 133

7.1.1.1　水酸联动试验 133

7.1.1.2 1984年11月—1986年3月的试验 133

7.1.1.3 1988年1月—1988年6月的试验 137

7.1.1.4 1988年12月—1989年1月的试验 142

7.1.1.5　前期试验暴露的问题 146

7.1.2　工程整治 146

7.1.3　冷料试车 147

7.1.3.1　试车经过 147

7.1.3.2　结论和存在问题 148

7.2　热试车和试生产阶段 149

7.2.1　热试车 149

7.2.2　试生产阶段 153

7.3　正式生产阶段 155

第8章　沥青固化物长期贮存 157

8.1　贮存库建造和整治改造 157

8.1.1　贮存库场地工程地质勘察和贮存库建造 157

8.1.2　贮存库结构及设施 159

8.1.2.1　库结构 159

8.1.2.2　辅助设施 160

8.1.3　贮存库改造方案 160

8.1.3.1　暂存库方案 161

8.1.3.2　永久处置库方案 163

8.1.3.3　新建暂存库方案 165

8.1.3.4　比较结论 165

8.1.4　贮存库整治改造 166

8.2　贮存库的运行 167

8.2.1　沥青固化物桶的运输 167

8.2.2　废物接收及检测 167

8.2.3　废物贮存方案 167

8.2.4　封库 168

8.2.5　运行的监督 168

8.2.6　对异常情况的措施 169

8.2.7　库的关闭 169

8.2.8　库的开放 169

8.2.9　辐射监测 170

8.2.9.1 工作场所监测 170

8.2.9.2　环境监测 170

8.3　安全影响 171

8.3.1　贮存库内操作人员的防护 171

8.3.2　运送沥青固化物汽车司机的防护 171

8.3.3　硝酸钠-沥青固化物燃烧爆炸性论证实验 171

8.3.3.1 实验工作 171

8.3.3.2　论证意见 171

8.4　环境影响评价 172

8.4.1　正常情况下的环境影响 172

8.4.2　事故情况下的环境影响 173

8.4.2.1　事故分析 173

8.4.2.2　事故后果预测和评价 174

8.4.3　评价结论 176

8.5　贮存库营运情况 176

8.5.1 3号贮存库 176

8.5.1.1　固化物贮存情况 176

8.5.1.2 3号贮存库的封库方案及准备工作 177

8.5.2 2号贮存库 179

8.5.3　辐射监测结果 180

8.5.3.1 1996年至2001年 180

8.5.3.2 2002年至2006年 181

8.5.4　环境影响 181

第9章 沥青固化工程的成果及经济分析 183

9.1　工程实施背景 183

9.2　经济分析 183

9.3　取得的成果 185

9.3.1　生产情况 185

9.3.2　技术方面 185

9.3.3　辐射安全 185

9.4　工程实施的意义 185

参考文献 186

第二篇　国外 189

第10章 欧洲辐照燃料化学处理公司中放废液沥青固化 189

10.1　概述 189

10.2　欧化公司中放废液沥青固化 190

10.2.1　废液来源、组成和数量 190

10.2.2　沥青固化流程 192

10.2.3　工艺流程和主要设备 192

10.2.3.1　废液传送系统 192

10.2.3.2　废液缓冲罐 192

10.2.3.3　排水与溶液再生罐 194

10.2.3.4　化学预处理反应槽 194

10.2.3.5　液体试剂配制设备 196

10.2.3.6　固体试剂贮槽和计量装置 196

10.2.3.7　除铵系统 196

10.2.3.8　容器排气系统 196

10.2.3.9　泥浆供料系统 196

10.2.3.10　沥青固化设备 197

10.2.3.11　控制室 199

10.2.3.12　分析过程和产品控制 199

10.2.4　沥青固化厂房和布局 199

10.3　欧化公司中放废液沥青固化的开发工作 199

10.3.1　化学预处理 199

10.3.2　热废液浓缩液（HWC）的处理 200

10.3.3　硝酸钠和亚硝酸钠并入沥青产生的危险 201

10.3.4　铵的去除及其控制 202

10.3.5　废液泥浆密度测定 202

10.3.6　测定放射性泥浆pH值 202

10.3.7　去除沥青油 203

10.3.8　螺杆挤压机材料腐蚀测试 203

10.3.9　沥青固化物容器材料选择 203

10.3.10　分析控制 204

10.4　欧化公司废物沥青固化工厂交付试车和启动测试 204

10.4.1　清洗、压力和气密性测试 204

10.4.2　容器、喷射器、空气提升器和取样系统的检验 204

10.4.3　容器排气 205

10.4.4　除铵测试 205

10.4.4.1　进行的修改 205

10.4.4.2　氨的解吸测试 207

10.4.4.3　氨的吸附测试 207

10.4.4.4　空气稀释系统 207

10.4.4.5　再循环蒸馏液的电导测量 208

10.4.5　桶操作系统的测试 209

10.4.5.1　综述 209

10.4.5.2　进行的测试和结果 211

10.4.5.3　运输车运送桶到贮存库 211

10.4.6　固体试剂贮窖和计量装置测试 211

10.4.7　沥青固化装置的测试 211

10.4.7.1　挤压机 211

10.4.7.2　沥青的存储 213

10.4.7.3　挤压机去污 213

10.4.7.4　溶剂回收 213

10.4.7.5　挤压机蒸馏液路线和油过滤 214

10.4.7.6　灌装室 214

10.4.8　辅助设备进行的测试 215

10.4.8.1　应急间内辅助的桶操作设备 215

10.4.8.2　泵 215

10.4.8.3　搅拌器 215

10.4.8.4　仪表 216

10.4.8.5　获得的经验 216

10.5　欧化公司沥青固化物贮存库 216

10.5.1　贮存库描述 217

10.5.1.1　总布局 217

10.5.1.2　建造原则 217

10.5.1.3　装修 217

10.5.1.4　通道 219

10.5.1.5　贮存库房 219

10.5.2　搬运 219

10.5.2.1　搬运要求 219

10.5.2.2　贮存库房内的搬运 219

10.5.2.3　连接通道内的搬运 220

10.5.2.4　转运站内的搬运 220

10.5.2.5　安全装置 220

10.5.2.6　维修 221

10.5.2.7　事故处理 221

10.5.3　辅助设备 221

10.5.3.1　通风—采暖 221

10.5.3.2　公用设备 221

10.5.4　安全方面 221

10.5.4.1　核安全 221

10.5.4.2　一般安全 222

10.5.4.3　防火 222

10.5.4.4　防爆 222

参考文献 223

第11章　德国放射性废液沥青固化 224

11.1　概述 224

11.2　沥青固化设备运行 224

11.2.1　沥青固化设备的描述 224

11.2.2　沥青固化工艺流程及其生产性能 225

11.2.3　运行中发生的问题 230

11.2.4　工艺过程最优化 230

11.3　研究与开发 231

11.3.1　热稳定性 232

11.3.2　抗浸出性 234

11.3.3　辐照稳定性 237

11.4　结论 239

参考文献 240

第12章 法国后处理设施放射性废液沥青固化 241

12.1　概述 241

12.2　马库尔后处理厂放射性废物的沥青固化 242

12.2.1　放射性泥浆挤压机“暂时乳化”沥青固化 242

12.2.1.1　包容流程 244

12.2.1.2　沥青固化装置 245

12.2.1.3　装置的生产能力 245

12.2.1.4　运行经验 246

12.2.2 中放浓缩液薄膜蒸发器沥青固化 247

12.2.3　高放浓缩液挤压机沥青固化 248

12.3　阿格后处理厂低放废物的沥青固化处理 249

12.3.1 STE3液体流出物处理设施 249

12.3.1.1　流出物特性 250

12.3.1.2　处理操作 251

12.3.2　沥青固化 252

12.3.2.1　泥浆接收站 252

12.3.2.2　沥青固化前的贮存库 252

12.3.2.3　沥青固化系统 253

12.3.2.4　机械装置 253

12.3.2.5　冷凝液处理系统 254

12.3.3　沥青固化体的特征 254

12.4　沥青固化产物性能研究 255

12.4.1　沥青的类别对浸出率的影响 255

12.4.2　沥青中剩余水分的影响 255

12.4.3　浸出剂的影响 258

12.4.4　沥青固化废物的长期特性 261

参考文献 266

第13章 其他国家放射性废液沥青固化 267

13.1　前苏联 267

13.1.1　沥青固化装置УБД-200 267

13.1.2　沥青固化装置УРВ-8 269

13.2　韩国 270

13.3　斯洛伐克共和国 272

13.3.1　浓缩液的沥青固化 273

13.3.2　废树脂与泥浆的沥青固化 274

13.4　美国 276

13.5 日本 281

13.5.1　鼓式混合沥青固化工艺 281

13.5.2　东海后处理厂沥青固化示范厂 282

参考文献 285

第三篇　事故 289

第14章 国内沥青固化设施燃爆事故 289

14.1　事故描述 289

14.2　事故发生后采取的措施 289

14.3　事故后果 289

14.3.1　工作人员剂量 290

14.3.2　工作场所辐射监测 290

14.3.3　沥青固化厂房外辐射监测 292

14.3.4　事故排放量及对公众的剂量 295

14.4　事故原因调查 295

14.4.1　损坏情况 295

14.4.2　事故原因 296

14.4.2.1　直接原因 296

14.4.2.2　间接原因 297

14.5　经验和认识 298

参考文献 298

第15章 国外沥青固化设施事故 299

15.1 日本东海后处理厂沥青固化示范厂燃爆事故 299

15.1.1　事故基本情况 299

15.1.1.1　事故过程 299

15.1.1.2　事故后的应对 299

15.1.2　事故原因 301

15.1.2.1　事故后设施检查 301

15.1.2.2　操作中的异常情况 301

15.1.2.3　火灾原因 302

15.1.2.4　爆炸原因 306

15.1.2.5　结论 306

15.1.3　事故后果 307

15.1.3.1　操作人员受照剂量 307

15.1.3.2　环境影响 307

15.1.4　小节 311

15.2　欧化公司沥青固化设施燃烧事故 311

15.3　卡尔斯鲁厄核研究中心沥青固化设施着火事故 312

参考文献 312