污溶剂处理方法、清洗循环方法、处理装置及系统与流程

本发明具体涉及一种后处理厂污溶剂处理方法、核燃料后处理厂萃取后的清洗循环方法、污溶剂处理装置以及核燃料后处理厂萃取后的清洗循环系统。

背景技术：

1、核燃料后处理多采用purex溶剂萃取流程作为主工艺过程，在核燃料后处理过程的各个萃取循环中，磷酸三丁酯（tbp）作为萃取剂，以正十二烷、煤油等烃类碳氢化合物作为稀释剂，进行液液萃取过程。为了实现废物最小化，有机溶剂（萃取剂和稀释剂）在purex流程中需经再生后循环使用。

2、在purex流程中，有机溶剂会在放射性辐照、高温及硝酸、亚硝酸等化学试剂的作用下，发生降解反应。降解产物主要包括丁醇、hdbp（即磷酸二丁酯）、h2mbp（即磷酸一丁酯）、长链烷基磷酸酯、有机硝基化合物、有机亚硝基化合物、异羟肟酸、硝酸酯等。降解产物与铀、钚以及锆-铌、钌、铈等裂变产物反应形成强络合物，并留在萃取剂中，从而会影响再生有机溶剂产品的回收率和净化指标。另外，强络合物也会加剧萃取剂的辐照损伤，导致萃取剂失去原有的萃取性能。

3、对于上述含有降解产物和强络合物的有机溶剂称为污溶剂，需要对其进行洗涤净化后，才能再生循环使用。然而，现有的洗涤方法效果不佳，且洗涤效率较低。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种污溶剂处理方法、清洗循环方法、处理装置及系统，该污溶剂处理方法有效地提高污溶剂的洗涤处理效率，同时保证洗涤效果。

2、根据本发明的第一方面的实施例，提供一种后处理厂污溶剂处理方法，包括：

3、s1、对污溶剂进行取样分析，得到分析结果，所述分析结果包括hdbp含量、h2mbp含量和ph值，其中，hdbp为磷酸二丁酯，h2mbp为磷酸一丁酯。

4、s2、根据所述分析结果中ph值以及hdbp含量和h2mbp含量的相应关系，选择所述污溶剂的洗涤处理步骤，所述洗涤处理步骤包括：第一类处理步骤、第二类处理步骤和第三类处理步骤，其中，所述第一类处理步骤按照碱-碱-酸的顺序对所述污溶剂进行洗涤处理，所述第二类处理步骤按照碱-酸-碱-酸交替的顺序对污溶剂进行洗涤处理，所述第三类处理步骤按照酸-碱-碱-酸交替的顺序对污溶剂进行洗涤处理。

5、s3、根据选定的洗涤处理步骤，对污溶剂进行洗涤处理。

6、进一步地，所述步骤s2具体包括：根据所述分析结果，将所述污溶剂中的ph值与ph预设值进行比较，以及，将所述污溶剂中的hdbp含量和h2mbp含量之和与预设比例值进行比较：若所述污溶剂中的ph值小于或等于ph预设值，且hdbp和h2mbp的含量之和占总降解产物的比例大于或等于所述预设比例值时，则选择第一类处理步骤；若所述污溶剂中的ph值小于或等于ph预设值，且hdbp和h2mbp的含量之和占总降解产物的比例小于所述预设比例值时，则选择第二类处理步骤；若所述污溶剂中的ph值大于ph预设值，则选择第三类处理步骤。

7、进一步地，所述污溶剂的ph预设值为2~4，所述污溶剂的预设比例为50%~80%。

8、进一步地，所述第一类处理步骤包括如下步骤：向所述污溶剂中通入质量分数为3%~10%的碳酸钠溶液，加热至40°~55°，以完成一次碱洗；向所述污溶剂中通入浓度为0.5~2mol/l的氢氧化钠溶液，加热至40°~55°，以完成二次碱洗；对完成二次酸洗后的污溶剂进行过滤；向过滤后的所述污溶剂中通入浓度为0.1~2mol/l的稀硝酸溶液，以完成酸洗；第一类处理步骤的洗涤过程结束。

9、进一步地，所述第二类处理步骤包括如下步骤：向所述污溶剂中通入质量分数为3%~10%的碳酸钠溶液，加热至40°~55°，以完成一次碱洗；向所述污溶剂中通入浓度为0.1~2mol/l的稀硝酸溶液，以完成一次酸洗；向所述污溶剂中通入浓度为0.5~2mol/l的氢氧化钠溶液，加热至40°~55°，以完成二次碱洗；对完成二次碱洗后的污溶剂进行过滤；向所述污溶剂中通入浓度为0.1~2mol/l的稀硝酸溶液，以完成二次酸洗；第二类处理步骤的洗涤过程结束。

10、进一步地，所述第三类处理步骤包括如下步骤：向所述污溶剂中通入浓度为0.1~2mol/l的稀硝酸溶液，以完成一次酸洗；向所述污溶剂中通入质量分数为3%~10%的碳酸钠溶液，加热至40°~55°，以完成一次碱洗；向所述污溶剂中通入浓度为0.5~2mol/l的氢氧化钠溶液，加热至40°~55°，以完成二次碱洗；对完成二次碱洗后的污溶剂进行过滤；向所述污溶剂中通入浓度为0.1~2mol/l的稀硝酸溶液，以完成二次酸洗；对完成二次酸洗后的污溶剂进行过滤；第三类处理步骤的洗涤过程结束。

11、根据本发明第二方面的实施例，提供一种核燃料后处理厂萃取后的清洗循环方法，包括：根据上述的后处理厂污溶剂处理方法，对污溶剂进行洗涤处理；收集洗涤处理过程中产生的洗涤残液，并对其进行酸碱调节；对经过酸碱调节后的洗涤残液进行ph值检测；根据ph值检测结果，判断所述洗涤残液是否能够复用：若是，则复用所述洗涤残液对所述污溶剂进行洗涤处理；若否，则将所述洗涤残液排出至废液区。

12、根据本发明第三方面的实施例，提供一种后处理厂污溶剂处理装置，包括取样分析模块、控制模块和处理设备；所述取样分析模块，用于对所述污溶剂进行取样分析，得到分析结果，所述分析结果包括hdbp含量、h2mbp含量和ph值，其中，hdbp为磷酸二丁酯，h2mbp为磷酸一丁酯；所述控制模块，与所述取样分析模块电连接，用于根据所述分析结果中ph值以及hdbp含量和h2mbp含量的相应关系，选择所述污溶剂的洗涤处理步骤，所述洗涤处理步骤包括：第一类处理步骤、第二类处理步骤和第三类处理步骤，其中，所述第一类处理步骤按照碱-碱-酸的顺序对所述污溶剂进行洗涤处理，所述第二类处理步骤按照碱-酸-碱-酸交替的顺序对污溶剂进行洗涤处理，所述第三类处理步骤按照酸-碱-碱-酸交替的顺序对污溶剂进行洗涤处理；所述处理设备，与所述控制模块电连接，用于根据控制模块选定的洗涤处理步骤，对污溶剂进行相应的洗涤处理。

13、进一步地，所述控制模块包括控制器；所述控制器与所述取样分析模块电连接，用于根据所述分析结果，将所述污溶剂中的ph值与ph预设值进行比较，以及，将所述污溶剂中的hdbp含量和h2mbp含量之和与预设比例值进行比较：若所述污溶剂中的ph值小于或等于ph预设值，且hdbp和h2mbp的含量之和占总降解产物的比例大于或等于所述预设比例值时，则选择第一类处理步骤，并发出第一处理信号；若所述污溶剂中的ph值小于或等于ph预设值，且hdbp和h2mbp的含量之和占总降解产物的比例小于所述预设比例值时，则选择第二类处理步骤，并发出第二处理信号；若所述污溶剂中的ph值大于ph预设值，则选择第三处理方式，并发出第三处理信号。

14、进一步地，所述处理设备包括接收单元、第一处理单元、第二处理单元和第三处理单元；所述接收单元与所述控制器、以及所述第一处理单元、第二处理单元和第三处理单元分别电连接，用于在接收到所述第一处理信号时，选择第一处理单元对所述污溶剂进行洗涤处理，所述第一处理单元用于对污溶剂进行第一类处理步骤；以及，在接收到所述第二处理信号时，选择所述第二处理单元对所述污溶剂进行洗涤处理，所述第二处理单元用于对污溶剂进行第二类处理步骤；以及，在接收到所述第三处理信号时，选择所述第三处理单元对所述污溶剂进行洗涤处理，所述第三处理单元用于对污溶剂进行第三类处理步骤。

15、根据本发明第四方面的实施例，提供一种核燃料后处理厂萃取后的清洗循环系统，包括调节设备、检测设备、控制设备和上述的后处理厂污溶剂处理装置，所述控制设备分别与调节设备、检测设备和后处理厂污溶剂处理装置电连接，所述后处理厂污溶剂处理装置用于在控制设备的操控下对污溶剂进行洗涤处理；所述调节设备用于在控制设备的操控下收集洗涤处理过程中产生的洗涤残液，并对其进行酸碱调节；所述检测设备用于在控制设备的操控下对经过酸碱调节后的洗涤残液进行ph值检测；所述控制设备用于根据检测设备检测得到的ph值检测结果，判断所述洗涤残液是否能够复用：若是，则控制所述后处理厂污溶剂处理装置复用所述洗涤残液对所述污溶剂进行洗涤处理；若否，则控制所述后处理厂污溶剂处理装置将所述洗涤残液排出。

16、本发明中的污溶剂处理方法首先对污溶剂进行取样分析，然后，根据取样分析的结果来选择具体的洗涤处理步骤。具体地，第一类处理步骤采用碱洗-碱洗-酸洗的处理流程，其步骤最少，对于大部分污溶剂有较好的处理效果。第二类处理步骤在第一类处理步骤的基础上，采用碱-酸交替洗涤的方式，强化了清洗除hdbp、h2mbp以外的其他降解产物（如长链羟酸）的效果，因此适用于除hdbp、h2mbp之外的降解产物含量高的污溶剂。第三类处理步骤采用了酸-碱-碱-酸交替的洗涤方式，二次碱洗和二次酸洗后都对不溶物进行过滤，在前两类处理步骤的基础上，进一步强化了对不溶物的拦截和处理，增强去污效果。因此，本方法基于取样分析的结果，选择合适的处理步骤，能够更有针对性地处理污溶剂，在保证污溶剂达到回收要求的同时，尽可能降低清洗的次数、降低使用的清洗试剂量以及产生废液中的含盐量，从而有效地提高污溶剂的洗涤处理效率，同时保证洗涤效果。