一种用于铀废料氧化再生的微波推板窑的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于铀废料氧化再生的微波推板窑，属于微波工业技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，公知的二氧化铀芯块“废块”和磨削渣氧化再生方法主要采用电热氧化法，其工艺过程是将二氧化铀芯块“废块”和磨削渣盛装在不锈钢匣钵内，然后分批次放置在电热炉内加热氧化再生。该方法尽管具有工艺简单的优点，但由于该方法为外加热方式，物料内存在温度梯度，从而导致产品均一性差，易发生欠烧、过烧和生产周期长等现象，给后续加工工序带来困难，同时该设备为批量化间歇性操作，难以满足连续规模化生产；而且更为关键的是常规电热窑氧化再生二氧化铀加工工艺时间长会导致核辐射威胁几率增大。如张立雄提供的一种氧化再生二氧化铀芯块“废块”和磨削渣工艺过程中，二氧化铀氧化再生温度需要450-550°C，氧化再生时间长达3小时。因此，开发一种快速、安全、低能耗的新型氧化设备显得极为重要。
[0003]微波作为一种绿色高效的加热方法，可以通过在物料本身的能量耗散选择性加热，具有加热均匀、热效率高、清洁无污染等常规加热方式无法比拟的优点。然而，公知的微波设备多用于低纯度的常规冶金物料或材料的处理，如加拿大EMR微波技术公司建立的黄铜矿和砷黄铁矿微波预处理装置；同时，现有微波设备整体密闭性较差，如专利CN102818450A提供的微波滚动推板窑、专利CN102425942A提供的微波高温气氛推板窑和专利CN102353255A提供的微波高温推板窑等，尽管能满足普通物料的处理，但存在密闭性差的缺点，无法实现二氧化铀芯块“废块”和磨削渣氧化再生的移植性应用。因此，目前能够用于二氧化铀芯块“废块”和磨削渣氧化再生的连续化、规模化的微波设备仍然是空白。
[0004]综上可知，由于缺乏安全、稳定的专用微波反应器，使微波在核工业领域的产业化应用范围较窄，对核能工业的支撑作用很不明显。因此，研发连续化、规模化的微波推板窑对于引领未来微波在核能工业的发展具有重要的作用。
【发明内容】
[0005]本实用新型针对常规电热推板窑存在生产周期长、能耗高、产品均一性差等弊端和现有微波设备存在的微波场分布不均匀、设备密闭性差的不足，考虑到二氧化铀辐射危害大、氧化再生对设备密闭性要求高等特点，提供了一种适宜于二氧化铀氧化再生，可实现多段控温的连续化、规模化的微波推板窑设备；所述微波推板窑包括推进装置1、进料气密腔2、预热段3、升温段4、保温段5、气氛系统6、冷却腔7、出料气密腔8、排烟管道9、测温仪10、机架11、微波反应腔体13、微波源14和匣钵15，推进装置1、进料气密腔2、微波反应腔体13、冷却腔7、出料气密腔8依次连接，进料气密腔2、微波反应腔体13、冷却腔7、出料气密腔8依次穿过导轨，匣钵15可沿导轨移动；进料气密腔2的侧面上设置有开口 16，微波反应腔体13内和导轨平行的两个侧面上分别设有微波源14 ;微波反应腔体13的上面设有排烟管道9，微波反应腔体13从左到右依次分为预热段3、升温段4、保温段5 (长度比为任意比)，预热段3、升温段4、保温段5依次连通，每段上方均设有测温仪10 ;冷却腔7与气氛系统6连通、气氛系统6与外界隔绝。
[0006]本实用新型所述微波源14周围设置有循环冷却水管道12。
[0007]本实用新型进料气密腔2、出料气密腔8的上面分别设置有进料插板17和开出料插板18。
[0008]本实用新型微波反应腔体13的内壁上设置有保温层。
[0009]本实用新型的工作过程:将物料装入陶瓷匣钵15并连续放置在进料导轨上，开启进料机构推进装置，将匣钵推至进料密封腔内2 ;关闭进料密封腔2并同时开启微波腔体进料插板17和推进装置I，将匣钵连续推至微波预热腔3内；待匣钵15进入微波加热腔内后开启微波加热开关，调节微波输出功率，使物料由室温以一定的升温速率升至预定温度并保温；保温结束后，开启出料插板将匣钵推至出料密封腔8内，然后打开出料插板18并同时开启出料机构，将微波处理后的物料由出料导轨排出回收，烟气由排烟系统9排出。
[0010]所述的微波推板窑前后两端的进料气密腔和出料气密腔分别设置有两个气动插板闸；气动插板闸阀主要由框架，闸板及气缸组成，工作时气源通过电磁换向阀带动气缸，然后气缸带动闸板作垂直方向的往复运动。
[0011]微波反应腔体顶部装配有测温仪10，采用独立的PID (比例-积分-微分)三段模块控温，测温热电偶采用三点组合式测；
[0012]微波推板窑匣钵15为微波陶瓷材质，匣钵内壁经上釉18处理；
[0013]本实用新型的有益效果为:
[0014](I)微波磁控管采用特制铜质环形水冷方式，提高了设备的稳定性、延长了设备的使用寿命；微波推板窑前后两端的进、出料气密腔采用气动插板闸密封，保证了炉膛的密闭性；
[0015](2)基于微波“体加热”特性，使物料整体均匀受热，产品成分及粒径均匀，生产周期短；微波推板窑匣钵采用特制微波陶瓷材质，匣钵内壁经特殊上釉处理，保证了产品的清洁;
[0016](3)本实用新型所述微波推板窑可实现二氧化铀氧化再生的多段控温的连续化、规模化生产。
【附图说明】
[0017]图1本实用新型的结构示意图；
[0018]1-推进装置；2_进料气密腔；3_预热段；4_升温段；5_保温段；6_气氛系统；7-冷却腔；8_出料气密腔；9_排烟管道；10-测温仪；11_机架；12-循环冷却水管道；13-微波反应腔体；14-微波源；15_匣钵；16_开口 ； 17-进料插板；18_出料插板。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0020]实施例1
[0021]本实施例所述用于铀废料氧化再生的微波推板窑包括推进装置1、进料气密腔2、预热段3、升温段4、保温段5、气氛系统6、冷却腔7、出料气密腔8、排烟管道9、测温仪10、机架11、微波反应腔体13、微波源14和匣钵15，推进装置1、进料气密腔2、微波反应腔体13、冷却腔7、出料气密腔8依次连接，进料气密腔2、微波反应腔体13、冷却腔7、出料气密腔8依次穿过导轨，匣钵15可沿导轨移动；进料气密腔2的侧面上设置有开口 16，微波反应腔体13内和导轨平行的两个侧面上分别设有微波源14 ;微波反应腔体13的上面设有排烟管道9，微波反应腔体13从左到右依次分为预热段3、升温段4、保温段5，预热段3、升温段4、保温段5依次连通，每段上方均设有测温仪10 ;冷却腔7与气氛系统6连通、气氛系统6与外界隔绝。
[0022]本实施例中预热段3、升温段4、保温段5的长度比为2:3:5。
[0023]本实施例所述微波源14周围设置有循环冷却水管道12。
[0024]本实施例进料气密腔2、出料气密腔8的上面分别设置有进料插板17和开出料插板18。
[0025]本实施例所述的微波反应腔体13内壁镶嵌特制多晶莫来石纤维保温层。
【主权项】
1.一种用于铀废料氧化再生的微波推板窑，其特征在于:所述微波推板窑包括推进装置(I)、进料气密腔(2)、预热段(3)、升温段(4)、保温段(5)、气氛系统(6)、冷却腔(7)、出料气密腔(8)、排烟管道(9)、测温仪(10)、机架(11)、微波反应腔体(13)、微波源(14)和匣钵(15)，推进装置(1)、进料气密腔(2)、微波反应腔体(13)、冷却腔(7)、出料气密腔(8)依次连接，进料气密腔(2 )、微波反应腔体(13 )、冷却腔(7 )、出料气密腔(8 )依次穿过导轨，匣钵(15)可沿导轨移动；进料气密腔(2)的侧面上设置有开口(16)，微波反应腔体(13)内和导轨平行的两个侧面上分别设有微波源(14);微波反应腔体(13)的上面设有排烟管道(9)，微波反应腔体(13)从左到右依次分为预热段(3)、升温段(4)、保温段(5)，预热段(3)、升温段(4)、保温段(5)依次连通，每段上方均设有测温仪(10);冷却腔(7)与气氛系统(6)连通、气氛系统(6)与外界隔绝。
2.根据权利要求1所述的用于铀废料氧化再生的微波推板窑，其特征在于:所述微波源(14)周围设置有循环冷却水管道(12)。
3.根据权利要求1所述的用于铀废料氧化再生的微波推板窑，其特征在于:进料气密腔(2)、出料气密腔(8)的上面分别设置有进料插板(17)和开出料插板(18)。
4.根据权利要求1所述的用于铀废料氧化再生的微波推板窑，其特征在于:微波反应腔体(13)的内壁上设置有保温层。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于铀废料氧化再生的微波推板窑，属于微波工业技术领域。该设备主要由推进装置、进料气密腔、升温段、保温段、冷却段、气氛系统、出料气密腔、测温仪、冷却系统、远程控制系统、微波加热源和机架及外罩等部件组成，主要用于二氧化铀的氧化再生。该设备不仅克服了常规电热氧化设备存在的周期长，能耗高，热效率低，产品均一性差，易发生欠烧、过烧等问题，而且微波场分布均匀，设备密封性好，填补了二氧化铀氧化再生工艺中大型化、连续化微波设备的空白。
【IPC分类】F27B9-36, F27B9-30, F27B9-06, F27B9-04
【公开号】CN204373384
【申请号】CN201420755143
【发明人】刘秉国, 彭金辉, 王宝宝, 张利波, 周俊文, 郭胜惠, 杨黎
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月5日