專利名稱：尾氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種尾氣處理裝置。
背景技術(shù)：
溶膠凝膠法制備陶瓷微球エ藝應(yīng)用于制備高溫氣冷堆球形燃料元件ニ氧化鈾核芯，該ニ氧化鈾燃料核芯要求密度高、強(qiáng)度大和球型度好。溶膠凝膠法制備ニ氧化鈾核芯主要有以下步驟I、溶解，將八氧化三鈾(U3O8)粉末溶于硝酸中，配置成有一定鈾原子濃度的硝酸鈾 酰溶液；2、煮膠，在硝酸鈾酰溶液中按一定計(jì)量比加入尿素，在一定溫度下蒸發(fā)濃縮一定時(shí)間至一定體積，冷卻后加入增稠劑調(diào)整粘度，即獲得溶膠膠液；3、分散造粒，將備好的膠液移入壓カ罐中，用一定的壓カ推動(dòng)膠液沿管道流動(dòng)，膠液最終被送入具有一定頻率振動(dòng)的振動(dòng)嗔嘴，從振動(dòng)嗔嘴流出后分散成為有一定尺寸的液滴，這個(gè)步驟需要精確的控制流量，因?yàn)榱髁康牟顒e直接導(dǎo)致液滴尺寸的偏差；4、膠凝成球，液滴形成之后先經(jīng)過空氣區(qū)，依靠自身的表面張カ形成球形，球形液滴再通過氨氣區(qū)，液滴與氨氣發(fā)生膠凝反應(yīng)使表面預(yù)固化而具有一定的強(qiáng)度，之后進(jìn)入氨水區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步的膠凝反應(yīng)成為凝膠球；5、陳化，凝膠球剛剛形成時(shí)，膠凝反應(yīng)只在凝膠球表面附近完成，凝膠球內(nèi)部反應(yīng)需要一定的時(shí)間和溫度，因此需要將凝膠球置于氨水中加熱陳化I 3小吋，使凝膠球反應(yīng)完全，成為均勻的有一定強(qiáng)度的球形顆粒；6、洗滌，硝酸鈾酰與氨水反應(yīng)生成重鈾酸銨和硝酸銨，重鈾酸銨是所需成分，而硝酸銨是有害成分，容易在后續(xù)エ藝中造成小球破裂，因此必須將硝酸銨除去，方法是反復(fù)的洗滌。洗滌需要3 5遍，第一遍使用1% 2%的稀氨水，隨后幾遍使用去離子水，毎次的洗液需要測(cè)試其硝酸濃度，確保硝酸根含量足夠低；7、干燥，洗滌后的小球用真空旋轉(zhuǎn)干燥法干燥，需要控制溫度、真空度和旋轉(zhuǎn)速度，以保證干燥過程充分完成且不能造成小球的破壞；8、焙燒，干燥后的小球需要在焙燒爐中焙燒，以脫去小球中的有機(jī)物成分，同時(shí)小球的主要成分變?yōu)槿趸櫍?、還原，焙燒球在還原爐中，在氫氣氣氛下被還原為ニ氧化鈾，需要保證合適的還原溫度和充足的還原劑和充足的還原時(shí)間；10、燒結(jié)，還原后的小球在氫氣氣氛下，在1400 1600攝氏度下燒結(jié)3 5小吋，成為ニ氧化鈾核芯；11、篩分和分選，經(jīng)篩分和分選步驟，可以獲得尺寸均一，球形度滿足要求的ニ氧化鈾核芯。在上述制備ニ氧化鈾核芯的步驟中，步驟3分散造粒過程中會(huì)用到氨氣，過量的氨氣需要吸收和處理；另外，步驟7需要提供真空，且產(chǎn)生混有氨氣的水蒸氣，也需要吸收和處理。由于ニ氧化鈾核芯的生產(chǎn)エ藝中，尾氣都是含放射性物質(zhì)的，因此對(duì)尾氣的吸收非常重要。另外，在對(duì)含放射性廢物處理時(shí)應(yīng)盡可能考慮將其回收再利用，這對(duì)減少放射性廢物的排放非常有意義。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題 本發(fā)明提供一種尾氣吸收處理裝置，用以高效吸收和回收再利用ニ氧化鈾核芯的生產(chǎn)エ藝中產(chǎn)生的尾氣。(ニ)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供ー種尾氣處理裝置，其特征在于，包括筒狀吸收區(qū)、設(shè)置在所述筒狀吸收區(qū)下方并與所述筒狀吸收區(qū)連通的筒狀儲(chǔ)存罐以及一端與所述筒狀吸收區(qū)連通、另一端與所述筒狀儲(chǔ)存罐連通的液體回路管道；所述筒狀儲(chǔ)存罐上設(shè)置有進(jìn)液口和出液ロ，并在所述出液ロ處設(shè)置出液閥；所述筒狀吸收區(qū)上設(shè)置有尾氣出口和尾氣入口，所述尾氣出口位于所述筒狀吸收區(qū)的頂部，所述尾氣入口位于所述液體回路管道與所述筒狀吸收區(qū)連通一端的下方；所述液體回路管道上設(shè)置有用于冷凝水蒸汽的冷凝裝置和用于抽送液體循環(huán)的水泵。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)部設(shè)置有液體分散區(qū)，位于所述尾氣入口與所述液體回路管道與所述筒狀吸收區(qū)連通一端之間，用于分散液體。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述液體分散區(qū)由與所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)壁形狀匹配的多個(gè)多孔隔板組成，由上到下依次橫向固定在所述筒狀吸收區(qū)的內(nèi)壁上。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述多孔隔板與所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)壁之間填充有拉西環(huán)。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述液體回路管道與所述筒狀吸收區(qū)連通的一端設(shè)置有液體噴頭，位于所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)部，用于向下均勻噴灑液體。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述尾氣入口位于所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)部，且入口朝下。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述筒狀吸收區(qū)的底部與所述筒狀儲(chǔ)存罐連通。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述液體回路管道與所述出液ロ連通。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述冷凝裝置為環(huán)設(shè)在所述液體回路管道外壁周圍的管套，所述管套的上、下沿分別與所述液體回路管道密閉連接，并在所述管套的側(cè)壁下方設(shè)置冷凝水入ロ，上方設(shè)置冷凝水出ロ。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述尾氣入口與抽氣設(shè)備連接，用于排出處理后的尾氣。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述液體回路管道上設(shè)置有流量計(jì)，用于監(jiān)測(cè)所述液體回路管道內(nèi)的液體流量。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述筒狀儲(chǔ)存罐上設(shè)置有液位計(jì)，用于監(jiān)測(cè)所述筒狀儲(chǔ)存罐內(nèi)的液位。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述筒狀儲(chǔ)存罐為圓柱形容器。如上所述的尾氣處理裝置，優(yōu)選的是，所述筒狀吸收區(qū)為圓柱形容器。(三)有益效果本發(fā)明所提供的尾氣處理裝置通過水泵循環(huán)液體來不斷吸收尾氣中的氨氣，當(dāng)氨水的濃度達(dá)到エ藝需要時(shí)，又可以重新利用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溶膠凝膠法制備ニ氧化鈾核芯エ藝尾氣中氨氣的高效吸收和回收再利用。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中尾氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I :筒狀儲(chǔ)存罐；2 :筒狀吸收區(qū)；3 :液體分散區(qū)；4 :尾氣出口 ；5 :尾氣入口 ；6 :液體噴頭；7 :冷凝裝置；8 :冷凝水入口 ；9 :冷凝水出ロ ；10 :流量計(jì)；11 :出液ロ ；12 :液位計(jì)；13 :進(jìn)液ロ ；14 :出液閥；15 :水泵；16 :液體回路管道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例中將以吸收溶膠凝膠法制備ニ氧化鈾核芯エ藝產(chǎn)生尾氣中的氨氣為例來具體說明尾氣處理裝置的工作原理和過程。圖I所示為本發(fā)明實(shí)施例中尾氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例中尾氣處理裝置包括筒狀吸收區(qū)2、筒狀儲(chǔ)存罐I和液體回路管道16。筒狀儲(chǔ)存罐I設(shè)置在筒狀吸收區(qū)2下方，并與筒狀吸收區(qū)2連通；液體回路管道16的一端與筒狀吸收區(qū)2連通，另一端則與筒狀儲(chǔ)存罐I連通；筒狀儲(chǔ)存罐I上設(shè)置進(jìn)液ロ 13和出液ロ 11，并在出液ロ 11處設(shè)置出液閥14 ;筒狀吸收區(qū)2上設(shè)置有尾氣出口 4和尾氣入口 5，尾氣出口 4位于筒狀吸收區(qū)2的頂部，尾氣入ロ 5位于液體回路管道16與筒狀吸收區(qū)2連通一端的下方；液體回路管道16上還設(shè)置有用于冷凝水蒸汽的冷凝裝置7和用于抽送液體循環(huán)的水泵15。本實(shí)施例中可以將筒狀吸收區(qū)2的底部與筒狀儲(chǔ)存罐I連通，避免加入管道用于連通筒狀吸收區(qū)2與筒狀儲(chǔ)存罐1，節(jié)省材料，同時(shí)還可以簡化設(shè)備的結(jié)構(gòu)。為了吸收尾氣中的氨氣，本實(shí)施例中從進(jìn)液ロ 13加入的液體可以為去離子水或稀氨水。其中，本實(shí)施例中優(yōu)選液體回路管道16與筒狀吸收區(qū)2連通的一端設(shè)置有液體噴頭16，位于筒狀吸收區(qū)2內(nèi)部，用于向下均勻噴灑液體，増加液體與尾氣的接觸面積，有效吸收尾氣中的氨氣。為了進(jìn)一步提高液體與尾氣的接觸面積，優(yōu)選在筒狀吸收區(qū)2的內(nèi)部設(shè)置液體分散區(qū)3，其中，液體分散區(qū)3位于尾氣入ロ 5與液體回路管道16與筒狀吸收區(qū)2連通一端之間，用于分散液體。如圖2所示，本實(shí)施例中液體分散區(qū)3可以由與筒狀吸收區(qū)2內(nèi)壁形狀匹配的多個(gè)多孔隔板17組成，由上到下依次橫向固定在筒狀吸收區(qū)2的內(nèi)壁上。并在多孔隔板17與筒狀吸收區(qū)2的內(nèi)壁之間填充拉西環(huán)，用于吸收氨氣，防止未溶于水的氨氣泄露。為了提高對(duì)氨氣的吸收，可以將尾氣入口 5設(shè)置在筒狀吸收區(qū)2的內(nèi)部，且入口朝下，延長尾氣在筒狀吸收區(qū)2中的停留時(shí)間，使得氨氣充分溶于液體中，以便于進(jìn)ー步循環(huán)再回收利用。優(yōu)選液體回路管道16與出液ロ 11連通，有利于液體的抽送循環(huán)。在溶膠凝膠法制備ニ氧化鈾核芯的干燥エ藝中會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，用于冷凝水蒸汽的冷凝裝置7有很多種方式，本實(shí)施例中的冷凝裝置可以為環(huán)設(shè)在液體回路管道16外壁周圍的管套，且管套16的上、下沿分別與液體回路管道16密閉連接，并在管套16的側(cè)壁下方設(shè)置冷凝水入口 8，上方設(shè)置冷凝水出口 9。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以根據(jù)エ藝需要開關(guān)冷凝水，例如，當(dāng)分散步驟進(jìn)行時(shí)，尾氣主要為常溫的氨氣，不需要進(jìn)行冷凝；當(dāng)干燥步驟進(jìn)行時(shí)，尾氣主要是含有氨的水蒸氣，需要進(jìn)行冷凝，此時(shí)應(yīng)打開冷凝水。
為了節(jié)省材料，本實(shí)施例中筒狀儲(chǔ)存罐I筒狀吸收區(qū)2可以為圓柱形容器。本實(shí)施例中溶膠凝膠法制備ニ氧化鈾核芯エ藝中產(chǎn)生的尾氣可以通過管路和閥控實(shí)現(xiàn)不同エ藝的多種尾氣分別或同時(shí)進(jìn)入筒狀吸收區(qū)2，進(jìn)行尾氣的吸收處理。在制備エ藝中需要根據(jù)尾氣的流量相應(yīng)地調(diào)整液體的流量，可以在液體回路管道16上設(shè)置流量計(jì)10，用于監(jiān)測(cè)液體回路管道16內(nèi)的液體流量，并通過水泵15來調(diào)節(jié)液體的流量。在使用一段時(shí)間后，需要對(duì)筒狀儲(chǔ)存罐I中的液體進(jìn)行水位和氨含量的監(jiān)測(cè)，當(dāng)氨含量達(dá)到エ藝需要時(shí)，打開出液閥14，從出液ロ 11卸出氨水；當(dāng)水位過高時(shí)，也需要卸出部分氨水暫存，為了測(cè)量水位的高度，可以在筒狀儲(chǔ)存罐I上設(shè)置有液位計(jì)12，用于監(jiān)測(cè)筒狀儲(chǔ)存罐I內(nèi)的液位。為了方便尾氣的排出，尾氣入口 4可以與外圍的抽氣設(shè)備(圖中未示出)連接，提供抽カ，用于排出處理后的尾氣。由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明通過水泵循環(huán)液體來不斷吸收尾氣中的氨氣，當(dāng)氨水的濃度達(dá)到エ藝需要時(shí)，又可以重新利用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溶膠凝膠法制備ニ氧化鈾核芯エ藝尾氣中的氨氣的高效吸收和回收再利用。本領(lǐng)域所述技術(shù)人員很容易想到，本發(fā)明實(shí)施例中的尾氣處理裝置也適用于對(duì)尾氣中其他一些溶于水的氣體的有效吸收和回收再利用，并不局限于本實(shí)施例中的氨氣。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種尾氣處理裝置，其特征在于，包括筒狀吸收區(qū)、設(shè)置在所述筒狀吸收區(qū)下方并與所述筒狀吸收區(qū)連通的筒狀儲(chǔ)存罐以及一端與所述筒狀吸收區(qū)連通、另一端與所述筒狀儲(chǔ)存罐連通的液體回路管道； 所述筒狀儲(chǔ)存罐上設(shè)置有進(jìn)液口和出液ロ，并在所述出液ロ處設(shè)置出液閥； 所述筒狀吸收區(qū)上設(shè)置有尾氣出ロ和尾氣入ロ，所述尾氣出ロ位于所述筒狀吸收區(qū)的頂部，所述尾氣入口位于所述液體回路管道與所述筒狀吸收區(qū)連通一端的下方； 所述液體回路管道上設(shè)置有用于冷凝水蒸汽的冷凝裝置和用于抽送液體循環(huán)的水泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)部設(shè)置有液體分散區(qū)，位于所述尾氣入口與所述液體回路管道與所述筒狀吸收區(qū)連通一端之間，用于分散液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述液體分散區(qū)由與所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)壁形狀匹配的多個(gè)多孔隔板組成，由上到下依次橫向固定在所述筒狀吸收區(qū)的內(nèi)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尾氣處理裝置，其特征在干，所述多孔隔板與所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)壁之間填充有拉西環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述液體回路管道與所述筒狀吸收區(qū)連通的一端設(shè)置有液體噴頭，位于所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)部，用于向下均勻噴灑液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述尾氣入口位于所述筒狀吸收區(qū)內(nèi)部，且入口朝下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述筒狀吸收區(qū)的底部與所述筒狀儲(chǔ)存罐連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述液體回路管道與所述出液ロ連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述冷凝裝置為環(huán)設(shè)在所述液體回路管道外壁周圍的管套，所述管套的上、下沿分別與所述液體回路管道密閉連接，并在所述管套的側(cè)壁下方設(shè)置冷凝水入ロ，上方設(shè)置冷凝水出ロ。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述尾氣入口與抽氣設(shè)備連接，用于排出處理后的尾氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述液體回路管道上設(shè)置有流量計(jì)，用于監(jiān)測(cè)所述液體回路管道內(nèi)的液體流量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述筒狀儲(chǔ)存罐上設(shè)置有液位計(jì)，用于監(jiān)測(cè)所述筒狀儲(chǔ)存罐內(nèi)的液位。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述筒狀儲(chǔ)存罐為圓柱形容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的尾氣處理裝置，其特征在于，所述筒狀吸收區(qū)為圓柱形容器。
全文摘要
本發(fā)明屬于尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種尾氣處理裝置，包括筒狀吸收區(qū)、設(shè)置在筒狀吸收區(qū)下方并與筒狀吸收區(qū)連通的筒狀儲(chǔ)存罐以及一端與筒狀吸收區(qū)連通、另一端與筒狀儲(chǔ)存罐連通的液體回路管道；筒狀儲(chǔ)存罐上設(shè)置有進(jìn)液口和出液口，并在出液口處設(shè)置出液閥；筒狀吸收區(qū)上設(shè)置有尾氣出口和尾氣入口，尾氣出口位于筒狀吸收區(qū)的頂部，尾氣入口位于液體回路管道與所述筒狀吸收區(qū)連通一端的下方。本發(fā)明所提供的尾氣處理裝置通過水泵循環(huán)液體來不斷吸收尾氣中的氨氣，當(dāng)氨水的濃度達(dá)到工藝需要時(shí)，又可以重新利用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溶膠凝膠法制備二氧化鈾核芯工藝尾氣中氨氣的高效吸收和回收再利用。
文檔編號(hào)B01D53/18GK102836618SQ201210290498
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者郝少昌, 馬景陶, 趙興宇, 鄧長生, 王陽, 周湘文, 梁彤翔, 郭文利, 劉兵, 唐亞平 申請(qǐng)人:清華大學(xué)