乏燃料后处理气体净化系统淋洗塔技术改进

梁琼彪

中核四0四有限公司 甘肃嘉峪关 735100

气体净化系统是实现乏燃料后处理（以下简称后处理）工艺的重要环节，其运行的稳定与否直接影响工艺废气的排放水平，关系到空气的质量和人员的健康，是环境安全的重要保障。

后处理工艺排气系统在运行过程中，出现气体洗涤设备净化达不到设计指标，本文针对淋洗塔处理能力不足等问题，进行重新计算和设计，并在后处理工程中应用，取得了较好的效果。

1 系统简介

后处理工艺排气净化系统包括空气提升排气系统、贮（柱、槽）槽排气系统、剪切溶解排气系统等。主要任务是对工艺运行过程中产生的放射性气体进行净化处理，使其达到排放控制标准。

2 淋洗塔原理

淋洗塔是后处理净化放射性气体的关键设备之一，常选用筛板塔，主要由塔体、溢流装置、塔板及其构件等组成[1]。其结构特点是在塔板上开有许多均匀分布的筛孔，塔内上升气流通过筛孔被分散成细小的流股，从板上液层中鼓泡而出，在此过程中与液体密切接触。筛孔在塔板上按三角形排列，普通筛孔直径一般为3mm-8mm，孔中心距与孔径之比常在2.5-5.0范围内。降液管是塔板间液体的流动通道，也是溢流液中所夹带气体分离的场所。设置溢流堰，是为了维持塔板上一定高度的液层，保证气液两相在塔板上有充分的接触时间[2]。淋洗塔在正常操作条件下，放射性气体由塔下部进入，气流通过筛孔，阻止液体从筛孔漏下，淋洗酸全部从上层塔板的降液管流出，横向流过塔板，翻越溢流堰，进入该层塔板的降液管，流向下级塔板，气液两相在塔内错流接触，淋洗酸吸收气体中夹带的放射性液滴和固体粉末，从而降低气相中气溶胶的放射性水平。

3 运行问题与原因分析

原设计筛板塔的塔板上无溢流堰和降液管等结构的逆流塔，淋洗酸在塔板上不能维持足够的液层高度，放射性气体经过塔板上的筛孔时，两相在塔板上的停留时间较短，传质效果不明显，放射性气体净化系数达不到设计指标10的要求，运行不稳定。

4 设计计算及技术改进

对工艺排气系统实际运行的排气量及气体放射性进行核算，对淋洗塔的处理能力、塔径、雾沫夹带量、停留时间进行设计计算；依据塔径确定塔板上的流型、改变设计塔板结构，增加溢流堰、降液管及喷淋除雾器等结构；计算确定孔径及孔间距以及筛孔数；计算漏液点、塔板压降等参数；核算淋洗塔的负荷上限和下限[3]。根据不同的工艺排气系统对淋洗塔分别进行了设计计算，具体结构尺寸见表1。

5 淋洗塔整改后系统运行验证情况

空气提升排气系统淋洗塔整改后工艺排气系统运行稳定，塔内负压分别稳定在-0.40kPa至-0.67kPa，压差分别稳定在4.0kPa-5.5kPa，洗涤净化系数满足设计指标10的要求，

贮槽排气系统淋洗塔整改后工艺排气系统运行稳定，压差稳定在3.0kPa-4.0kPa，塔内负压稳定在-0.5kPa至-0.7kPa，洗涤净化系数满足设计指标10的要求。

6 结语

（1）重新设计的淋洗塔操作弹性大，雾沫夹带控制的负荷上限可分别提高至205%、159%，液泛控制的负荷上限分别提高至148%、109%，漏液控制的负荷下限分别为41%、30%，处理能力满足工艺气体运行要求；

表1 重新设计计算的淋洗塔结构尺寸

（2）淋洗塔增加溢流堰及降液管等溢流装置后，操作运行稳定，塔内负压和压差均在工艺控制限值内，满足工艺稳定运行要求；

（3）整改后的淋洗塔对放射性气体的净化系数大于设计指标10的要求。