用于焚燒、熔化和玻璃化有機(jī)和金屬廢物的方法和設(shè)施的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及處理混合有害廢物的領(lǐng)域，為了在適當(dāng)?shù)娜萜髦虚L時(shí)間封裝和倉儲它們的目的。
[0002]混合廢物是指金屬和有機(jī)廢物也可能含有礦物和/或其他材料的混合物。
[0003]有害廢物是指放射性地受污染的和/或有毒的廢物。
[0004]因此，本發(fā)明更精確地涉及通過焚燒，熔化和玻璃化混合有害廢物的處理，以及感應(yīng)熔化爐和燃燒/焚燒反應(yīng)器，尤其是等離子體型。
【背景技術(shù)】
[0005]在操作和/或拆除核設(shè)施，或含有有毒或污染元素的其他設(shè)施的范圍內(nèi)，處理由其產(chǎn)生的廢物證明是必要的，無論是由金屬廢物(例如不銹鋼，銅和/或鋁)組成，和/或由有機(jī)廢物(例如聚氯乙烯(PVC)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))，或甚至礦物廢物(如例如玻璃纖維)組成。所有這些材料可被放射性元素，且特別是核燃料污染。通常，這些廢物被放置在PVC袋中。然而，這種廢物必須根據(jù)其放射性經(jīng)過處理、包裝以使其體積最小化并使它們處于能夠入庫和儲存很長時(shí)間的形式。
[0006]已經(jīng)有適合于處理礦物廢物(例如玻璃纖維)和有機(jī)廢物(PVC、PET)的混合物的方法，此廢物以厘米粒度的磨碎形式進(jìn)料。
[0007]法國專利申請F(tuán)R2838117是其中的一個(gè)例子。在其中描述的設(shè)施由具有冷壁的氧等離子體介質(zhì)燃燒反應(yīng)器組成，所述氧等離子體介質(zhì)燃燒反應(yīng)器放置在具有冷壁玻璃的感應(yīng)熔化爐的上面，所述感應(yīng)熔化爐包括用于連續(xù)澆鑄玻璃基體的系統(tǒng)。然而，這樣的設(shè)施不能處理金屬廢物，也不能處理整個(gè)廢物袋。而且，在熔化爐部分中的臨界性管理困難，因?yàn)椴Ａе蓄欣鄯e的風(fēng)險(xiǎn)，所述玻璃每次澆鑄后停留在爐底中或在其中有等離子炬的燃燒區(qū)中。
[0008]另一種方法使用具有熱壁即耐火壁的等離子體介質(zhì)燃燒反應(yīng)器，所述壁放置在圍繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)以通過等離子體熔化玻璃和金屬的爐的上面，所述壁是熱的，即耐火的。它包括用于連續(xù)澆鑄玻璃和金屬的系統(tǒng)，且可以處理有機(jī)、礦物和金屬混合物的整個(gè)袋。然而，其大尺寸和因?yàn)槟突鸩牧系哪p引起的復(fù)雜的維護(hù)，使得它對于在放射性介質(zhì)中的實(shí)施不具吸引力，并可能進(jìn)一步包括臨界性管理問題。
[0009]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些設(shè)施的這些不同的缺點(diǎn)，并提供一種滿足以下目的的方法:
[0010]-將有機(jī)部分氧化成水、二氧化碳或成氯化氫并在氣體被中和之前凈化它們；
[0011]-在玻璃基體，如均質(zhì)玻璃或玻璃-陶瓷中溶解來自該廢物的有機(jī)部分的氧化反應(yīng)的灰燼；
[0012]-在玻璃基體中溶解礦物部分；
[0013]-恪化金屬部分；
[0014]-對于最可氧化元素在放射性元素的玻璃相中，或?qū)τ谧畈豢裳趸卦诜派湫栽氐慕饘傧嘀腥芙夥派湫栽?和
[0015]-處理整個(gè)廢物袋，而無需打開它們，也不磨碎它們，以避免放射性污染的任何傳播。
[0016]在其中該廢物是被钚污染的情況下，該處理方法也要能夠管理臨界性，無論是在其中實(shí)施所述處理方法的設(shè)施中還是在來源于所述處理的最終產(chǎn)品中。
[0017]在放射性介質(zhì)中必須開發(fā)該方法。
[0018]最后，該處理方法必須獲得可包括至少兩相，玻璃相和金屬相的最終廢物包。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的第一個(gè)主要目的是用于焚燒、熔化和玻璃化有害混合廢物的方法，所述有害混合廢物是指放射性地受污染的和/或有毒金屬和有機(jī)廢物，也可能含有礦物和/或其他材料的混合物。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括以下連續(xù)步驟:
[0021]-通過玻璃纖維的籃，向具有冷或暖金屬壁的氧等離子體介質(zhì)焚燒反應(yīng)器中引入放置在袋中的廢物；
[0022]-在反應(yīng)器中焚燒廢物；
[0023]-在感應(yīng)爐中熔化來自廢物焚燒的殘余部分和所述籃，所述感應(yīng)爐具有在形成坩禍的容器中的熔化，放置在反應(yīng)器下面，被稱為“罐內(nèi)熔化器(In Can Melter)” ；
[0024]-將熔融殘余部分玻璃化為包含在坩禍中的玻璃基體；
[0025]-對每個(gè)廢物籃重復(fù)該循環(huán)；
[0026]-在該過程結(jié)束時(shí)，拆除爐和拆卸形成坩禍的容器。
[0027]應(yīng)當(dāng)注意的是，冷壁或暖壁是指具有低于150°C的溫度的壁。
[0028]有利地，該方法還包括處理來自源于該方法的焚燒的殘余氣體，并且包括以下階段:
[0029]-后續(xù)燃燒來自廢物焚燒的氣體；
[0030]-可能地磷化處理在當(dāng)廢物，特別是有機(jī)廢物包括氯化物時(shí)的焚燒過程中形成的金屬氯化物；
[0031]-過濾粉塵；
[0032]-回收爐中所述粉塵；
[0033]-中和所述凈化的氣體。
[0034]一旦不同的廢物處理循環(huán)結(jié)束，所述方法還包括以下階段:
[0035]-關(guān)閉反應(yīng)器的等離子炬和爐;和
[0036]-冷卻整個(gè)設(shè)施；
[0037]-將爐相對于反應(yīng)器拆除；
[0038]-檢查反應(yīng)器。
[0039]本發(fā)明的第二個(gè)主要目的是用于使用上述方法焚燒、熔化和玻璃化廢物的設(shè)施。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)施包括:
[0041 ]在形成坩禍的容器中的熔化型感應(yīng)爐(“罐內(nèi)熔化器”)；和
[0042]-具有冷或暖金屬壁的反應(yīng)器，其包括至少一個(gè)等離子炬和用于引入廢物籃的氣閘，該反應(yīng)器為可拆卸地放置在所述爐上。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)施有利地通過包含如下氣體處理系列完成:
[0044]-后續(xù)燃燒室；
[0045]-冷卻器；
[0046]-至少一個(gè)過濾器;和
[0047]-氯化氫中和系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0048]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)施，為了焚燒、熔化和玻璃化混合廢物的目的。
[0049]下文中敘述，本說明書無差別地使用術(shù)語焚燒和燃燒以指定相同的處理。
[0050]所述設(shè)施的第一主元件是具有冷或暖金屬壁的燃燒反應(yīng)器10。在反應(yīng)器的內(nèi)部含有氧氣，其由一個(gè)或多個(gè)等離子炬14加熱。后者可為弧或感應(yīng)等離子炬。
[0051]籃18被放置在反應(yīng)器10內(nèi)，并包含廢物袋30。該組件懸浮在反應(yīng)器10內(nèi)。為此，反應(yīng)器10通過用于將每個(gè)籃18引入反應(yīng)器10內(nèi)的氣閘12完成。優(yōu)選的是，籃18是玻璃纖維的，這樣的籃使廢物在反應(yīng)器或焚燒爐中被焚燒的持續(xù)時(shí)間超過十五分鐘，而廢物不預(yù)先熔融，特別是當(dāng)插入反應(yīng)器10中時(shí)。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法計(jì)劃處理金屬元素時(shí)，該籃18可包括輕的金屬結(jié)構(gòu)。該籃18懸浮在反應(yīng)器10的上部，在由等離子炬14產(chǎn)生的火焰上面。最后，在反應(yīng)器10的上部設(shè)置氣體出口 16;根據(jù)另一個(gè)替代方案，該氣體出口 16也可放置在反應(yīng)器10的下部以通過等離子體傳遞加熱區(qū)中的氣體，并促進(jìn)其氧化。
[0052]該設(shè)施的另一個(gè)重要元件是感應(yīng)爐20，為“罐內(nèi)熔化器”型。這種爐型通過感應(yīng)操作并包括襯墊21，由下底部22完成。形成坩禍的容器23被放置在組件內(nèi)并是可拆卸的。它可依次包括耐熱內(nèi)層并因此抵制熔浴的侵蝕，和絕緣外層。最后，感應(yīng)器24圍繞襯墊21放置。該圖還示出了形成坩禍的容器23內(nèi)部的熔融玻璃塊26，其放置在位于形成坩禍的容器23的下部上的熔融金屬塊28的上面。
[0053]該爐20使金屬相28通過直接感應(yīng)熔融，以及位于其上面的玻璃相26;通過接觸熔融金屬從下方加熱玻璃相26，并且通過反應(yīng)器10內(nèi)部的熱氣氛和可能地通過放置在上面的等離子炬的輻射從上方加熱該玻璃相26。
[0054]所述設(shè)施有利地通過用于處理來自反應(yīng)器10的氣體的組件完成。在其中計(jì)劃提供這些氣體的后續(xù)燃燒，也就是其全部氧化，磷化處理在包括氯化物的有機(jī)廢物的燃燒過程中形成的金屬氯化物，過濾進(jìn)入這些氣體的粉塵并在熔化爐20中回收它，和中和該凈化的氣體。為了成功執(zhí)行這些不同的操作，可使用后續(xù)燃燒室，冷卻器，電(eletro)過濾型過濾器或過濾介質(zhì)過濾器，另一種非常高效率過濾器和氯化氫中和系統(tǒng)。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的方法的詳細(xì)過程是以下的一個(gè)。
[0056]所述過程開始于密封地裝配用于焚燒廢物的反應(yīng)器10和用于熔化金屬和玻璃的爐20。
[0057]然后，存在可能的氣體處理系列連接到反應(yīng)器10的氣體出口16的密封連接，當(dāng)該連接不是永久的時(shí)。然后，激活該氣體處理系列。熔化爐20的感應(yīng)器24也被激活。
[0058]然后點(diǎn)燃反應(yīng)