一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法与流程

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1.本发明属于高放射性废液玻璃固化处理技术领域，具体涉及一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护技术。

背景技术：

2.玻璃固化工艺中，陶瓷电熔炉(简称熔炉)作为高放废液与玻璃发生熔融反应的场所，熔炉在运行的过程中玻璃与料液在熔炉内发生反应，废液在冷帽上部进行蒸发、煅烧，最终以氧化物形式与玻璃珠混合熔融，产生的尾气会通过熔炉顶部组件尾气管直接进入尾气处理系统。过程产生的尾气主要包括水蒸气以及氮氧化物、硫化物、cs、sr等气态和固态放射性流出物容易在尾气管中堆积，造成尾气管堵塞。玻璃固化厂房在熔炉启动、水试及模拟料液试验阶段均发生熔炉尾气管的堵塞情况。
3.现有的熔炉尾气管运行维护技术是当熔炉尾气管压差达到一定值8-10mbar，使用去离子水或去离子水配合高压气泡进行清洗。废液成分特殊无法加入酸类试剂清洗，若加酸会导致熔炉内部反应剧烈，尾气中增加酸性气体，尾气负荷加重。但是清洗效果不佳，且高压气泡会造成熔炉正压，放射性物质外泄，此清洗方式平均约1个半月就会更换一次熔炉尾气管，不利于熔炉连续运行。尾气管造价约200万人民币，且更换下来的熔炉尾气管属于高放射性固体废物，对环境危害大。更换熔炉尾气管，会导致生产停止、增加高放射性固体废物、人员收到辐射增加、加大经济成本等情况。
4.玻璃固化厂房调试运行中使用现有熔炉尾气管运行维护技术时，熔炉尾气管清洗后压差下降幅度小，且很快又恢复到高压差状态，尤其在调试运行后期尾气管堵塞情况非常严重，即使提高尾气管清洗频率也不能有效地降低尾气管压差。在使用高压气泡清洗时，熔炉内部产生正压时间较长，且尾气管压差下降幅度不大。
5.熔炉尾气管的堵塞情况是熔炉连续生产运行的关键。因此，针对熔炉尾气管运行不佳的现状，亟需设计一种熔炉尾气管运行维护技术，保证vpc连续稳定运行。

技术实现要素：

6.本发明的主要目的是提供一种熔炉尾气管运行维护技术。该技术操作简单，能有效解决熔炉尾气管运行不佳问题，保证熔炉尾气管连续稳定运行。
7.本发明所采取的技术方案为：
8.一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，包括以下步骤：
9.步骤一：熔炉运行控制。
10.熔炉尾气管运行的良好控制根源在熔炉运行控制，影响熔炉尾气管运行情况的熔炉参数是熔炉气腔温度、熔炉运行液位、熔炉供料速率。熔炉气腔温度过高会导致挥发物增加，尾气管堵塞增加，太低会导致玻璃融制效果不佳。熔炉运行液位过高会导致玻璃融制效果不佳，且熔炉上部气腔气流通道减少，尾气管压差增加，过低会导致出料后熔炉上部电极裸露，影响熔炉寿命。熔炉供料速率过高会导致水蒸气增加，熔炉尾气管压力增加，速率低
会导致气腔温度升高，挥发物增加，熔炉尾气管堵塞增加。由于废液的特殊性，因此需要保证运行万无一失，根据计算与实验，确定熔炉气腔温度、熔炉运行液位、熔炉供料速率三者在安全可靠、不影响玻璃熔制的情况下熔炉尾气管运行良好。
11.其中，熔炉参数具体数据如下：
12.熔炉气腔温度运行范围：570-900℃
13.熔炉出料液位范围：10-15mbar
14.供料速率：40-55l/h
15.熔炉在运行时维持以上运行数据，熔炉尾气管配合定时加定值清洗。
16.步骤二、确定清洗频率。
17.采用每4-8小时熔炉尾气管定时清洗，或当熔炉尾气管前端至后端压差值超过8mbar时开始清洗。熔炉尾气管前端至后端压差值8-10mbar，超过8mabr意味尾气管堵塞情况严重，会影响到整个尾气系统运行。所述清洗在升温阶段开始执行。熔炉运行分为熔炉升温、高温保温和生产运行阶段，熔炉升温和高温保温阶段向熔炉加入去离子水，熔炉挥发物较少，但是也会累计到尾气管中，在初始阶段就开始清洗尾气管，以及定时清洗，比等熔炉尾气管到达8-10mbar再清洗效果更好，更加利于减少尾气管沉积。
18.步骤三、熔炉尾气管清洗准备。
19.熔炉尾气管包括水平段和竖直段，竖直段直接与熔炉连接，水平段与竖直段和尾气湿法除尘器连接。通过人工就地调节清洗管线手动调节阀，将熔炉尾气管清洗流量调节为3l/min。鉴于熔炉尾气管清洗管道直径约7.6mm，清洗水流量不能设置过高。
20.通过vpc主控室电脑，将每次清洗的熔炉尾气管清洗水体积设置为熔炉尾气管竖直段清洗量15l、水平段清洗量5l。因为去离子水只能每次加入20l，过多会导致湿法系统液位过高，因此通过试验确定，将堵塞较为严重的竖直段调整为15l，相对堵塞情况不严重的水平段调整为5l。同时，熔炉在运行过程中挥发物累计在熔炉尾气管中，主要堵塞在熔炉尾气管竖直段，且湿法除尘器作为熔炉尾气管清洗液接收装置，无法连续接收大量水，因此熔炉尾气管每次清洗量只能设定为20l。
21.步骤四、降低尾气端缝流量。
22.清洗水加上尾气端缝一起进入熔炉尾气管会导致熔炉尾气管压差短时间增加，熔炉出现正压现象，放射性物质外泄。为避免在清洗熔炉尾气管时熔炉出现正压，放射性物质外泄，通过主控人员调节气动调节阀将尾气端缝流量调节为75nm3/h。其中，75nm3/h端缝流量能够降低尾气系统流量，让熔炉保持负压，放射性物质不外泄。
23.步骤五、熔炉尾气管竖直段清洗。
24.主控人员点击熔炉尾气管竖直段清洗气动球阀，用15l去离子水先清洗尾气管竖直段。
25.步骤六、熔炉尾气管水平段清洗
26.待主控画面上监测到熔炉尾气管竖直段剩余体积为2l时，主控点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用5l去离子水清洗尾气管水平段。
27.步骤七、清洗后恢复
28.待熔炉尾气管垂直段和水平段清洗完成后，自动关闭清洗阀门，主控调节气动调节阀将尾气管端缝恢复至系统设置需要。
29.本发明具有以下优点：
30.1.熔炉运行更加精细化，熔炉气腔温度、熔炉运行液位、熔炉供料速率运行区间到相对平衡，从根源上降低了熔炉尾气挥发量，使熔炉尾气管上的付着物减少，更加有利于尾气管的长期运行。
31.2.采用定时(4-8h)和定值(8-10mbar)的清洗方法，并且在熔炉升温初期就对熔炉尾气管开始清洗，从运行初期就开始降低熔炉尾气管中挥发物的沉积，延长熔炉尾气管运行时间。
32.3. 3l/min的去离子水清洗熔炉尾气管的压力和时间增加，清洗效果更好。
33.4.针对熔炉尾气管竖直段清洗体积15l和水平段5l的分配模式，让堵塞情况更严重的竖直段清洗时间更长，效果更好。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
35.实施例1
36.一种熔炉尾气管运行维护技术，包括以下步骤：
37.(1)确定熔炉运行参数气腔600-650℃、出料液位12mbar、供料速率48l/h。
38.(2)步骤二、确定清洗频率
39.熔炉尾气管定时(4-8h)或定值清洗，并且在升温阶段就开始执行。熔炉运行分为熔炉升温、高温保温和生产运行阶段，熔炉升温和高温保温阶段向熔炉加入去离子水，熔炉挥发物较少，但是也会累计到尾气管中，在初始阶段就开始清洗尾气管，以及定时清洗，比等熔炉尾气管到达8-10mbar再清洗效果更好，更加利于减少尾气管沉积。
40.(3)步骤三、熔炉尾气管清洗准备
41.玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管主要分为水平段和竖直段，竖直段直接与熔炉连接，水平段与竖直段和尾气湿法除尘器连接。通过人工就地调节清洗管线手动阀门，将熔炉尾气管清洗流量调节为3l/min，通过vpc主控室电脑，将熔炉尾气管清洗水体积设置为熔炉尾气管竖直段清洗量15l和水平段清洗量5l每次。
42.(4)步骤四、降低尾气端缝流量
43.清洗水加上尾气端缝一起进入熔炉尾气管会导致熔炉出现正压，放射性物质外泄。为避免在清洗熔炉尾气管时熔炉出现正压，放射性物质外泄，通过主控人员调节气动调节阀将尾气端缝流量调节为75nm3/h。
44.(5)步骤五、熔炉尾气管竖直段清洗
45.主控人员点击熔炉尾气管竖直段清洗气动球阀，用15l去离子水先清洗尾气管竖直段。
46.(6)步骤六、熔炉尾气管水平段清洗
47.待主控画面上监测到熔炉尾气管竖直段剩余体积为2l时，主控点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用5l去离子水清洗尾气管水平段。
48.(7)步骤七、清洗后恢复
49.待熔炉尾气管垂直段和水平段清洗完成后，自动关闭清洗阀门，主控调节气动调节阀将尾气管端缝恢复至系统设置需要。
50.(8)清洗效果
51.通过此方法运行，熔炉尾气管从8-12mbar压差降低至4-5mbar，vpc熔炉尾气管连续运行4个月，熔炉尾气管持续保持良好状态，是德国vek连续运行最长时间的3倍，且一直未更换熔炉尾气管，减少了高放射性固体废物的产生，取得良好实施效果。
[0052][0053]
实施例2
[0054]
一种熔炉尾气管运行维护技术，包括以下步骤：
[0055]
(1)确定熔炉运行参数气腔750-850℃、出料液位13mbar、供料速率46l/h。
[0056]
(2)步骤二、确定清洗频率
[0057]
熔炉尾气管定时(4-8h)或定值清洗。熔炉尾气管前端至后端压差值8-10mbar，超过8mabr意味尾气管堵塞情况严重，会影响到整个尾气系统运行，并且在升温阶段就开始执行清洗。熔炉运行分为熔炉升温、高温保温和生产运行阶段，熔炉升温和高温保温阶段向熔炉加入去离子水，熔炉挥发物较少，但是也会累计到尾气管中，在初始阶段就开始清洗尾气管，以及定时清洗，比等熔炉尾气管到达8-10mbar再清洗效果更好，更加利于减少尾气管沉积。
[0058]
(3)步骤三、熔炉尾气管清洗准备
[0059]
玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管主要分为水平段和竖直段，竖直段直接与熔炉连接，水平段与竖直段和尾气湿法除尘器连。通过人工就地调节清洗管线手动阀门，将熔炉尾气管清洗流量调节为3l/min。熔炉尾气管清洗管道直径约7.6mm，清洗水流量也无法设置太高。通过vpc主控室电脑，将熔炉尾气管清洗水体积设置为熔炉尾气管竖直段清洗量15l和水平段清洗量5l每次。熔炉在运行过程中挥发物累计在熔炉尾气管中，主要堵塞在尾气管竖直段，且湿法除尘器无法连续接收大量水，因此只能设置为每次清洗量20l。
[0060]
(4)步骤四、降低尾气端缝流量
[0061]
清洗水加上尾气端缝一起进入熔炉尾气管会导致熔炉出现正压，放射性物质外泄。为避免在清洗熔炉尾气管时熔炉出现正压，放射性物质外泄，通过主控人员调节气动调节阀将尾气端缝流量调节为75nm3/h。75nm3/h端缝流量能够降低尾气系统流量，让熔炉保持负压，放射性物质不外泄。
[0062]
(5)步骤五、熔炉尾气管竖直段清洗
[0063]
主控人员点击熔炉尾气管竖直段清洗气动球阀，用15l去离子水先清洗尾气管竖直段。
[0064]
(6)步骤六、熔炉尾气管水平段清洗
[0065]
待主控画面上监测到熔炉尾气管竖直段剩余体积为2l时，主控点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用5l去离子水清洗尾气管水平段。
[0066]
(7)步骤七、清洗后恢复
[0067]
待熔炉尾气管垂直段和水平段清洗完成后，自动关闭清洗阀门，主控调节气动调节阀将尾气管端缝恢复至系统设置需要。
[0068]
(8)清洗效果
[0069]
通过在方法运行，熔炉尾气管压差值从8-12mbar降低至3-5mbar，vpc熔炉尾气管连续运行3个月，熔炉尾气管持续保持良好状态，是德国vek连续运行最长时间的2倍，且一直未更换熔炉尾气管，减少了高放射性固体废物的产生，取得良好实施效果。
[0070]

技术特征：

1.一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：熔炉运行控制：确保熔炉气腔温度运行范围为570-900℃，熔炉在运行时维持以上运行数据；步骤二：确定清洗频率：采用每4-8小时熔炉尾气管定时清洗，或当熔炉尾气管前端至后端压差值超过8mbar时开始清洗；步骤三：熔炉尾气管清洗准备：熔炉尾气管包括水平段和竖直段，竖直段直接与熔炉连接，水平段与竖直段和尾气湿法除尘器连接；通过人工就地调节清洗管线手动调节阀，调节熔炉尾气管清洗流量；步骤四：降低尾气端缝流量：调节气动调节阀从而调节尾气端缝流量，确保熔炉保持负压，放射性物质不外泄；步骤五：熔炉尾气管竖直段清洗：点击熔炉尾气管竖直段清洗气动球阀，用去离子水先清洗尾气管竖直段；步骤六：熔炉尾气管水平段清洗：用去离子水清洗尾气管水平段；步骤七：清洗后恢复：待熔炉尾气管垂直段和水平段清洗完成后，自动关闭清洗阀门，主控调节气动调节阀将尾气管端缝恢复至系统设置需要。2.如权利要求1所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：所述步骤一中熔炉运行控制参数包括由计算与试验确定的熔炉气腔温度、熔炉运行液位、熔炉供料速率；熔炉出料液位范围：10-15mbar；供料速率：40-55l/h。3.如权利要求1所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：所述步骤二中所述清洗在升温阶段开始执行。4.如权利要求1或3所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：所述步骤三中通过人工就地调节清洗管线手动调节阀，将熔炉尾气管清洗流量调节为3l/min。5.如权利要求4所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：所述步骤三中通过vpc主控室电脑，将每次清洗的熔炉尾气管清洗水体积设置为熔炉尾气管竖直段清洗量15l、水平段清洗量5l。6.如权利要求5所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：所述步骤四中调节气动调节阀将尾气端缝流量调节为75nm3/h。7.如权利要求6所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：所述步骤五中用15l去离子水先清洗尾气管竖直段。8.如权利要求7所述的玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护方法，其特征在于：所述步骤六中待主控画面上监测到熔炉尾气管竖直段剩余体积为2l时，主控点击熔炉尾气管水平段清洗气动球阀，用5l去离子水清洗尾气管水平段。

技术总结

本发明属于高放射性废液玻璃固化处理技术领域，具体涉及一种玻璃固化陶瓷电熔炉尾气管运行维护技术。本发明采用定时(4-8h)和定值(8-10mbar)的清洗方法，并且在熔炉升温初期就对熔炉尾气管开始清洗，从运行初期就开始降低熔炉尾气管中挥发物的沉积，延长熔炉尾气管运行时间。针对熔炉尾气管竖直段清洗体积15L和水平段5L的分配模式，让堵塞情况更严重的竖直段清洗时间更长，效果更好。效果更好。