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第一篇 国内3

第1章 绪论3

第2章　放射性废液沥青固化基础研究6

2.1　沥青的种类和性质6

2.2　国产沥青分类7

2.3　放射性废液固化用沥青的特性研究7

2.3.1　沥青的基本特性7

2.3.2 沥青掺入盐分后的物理变化及产品适宜包覆的含盐量的确定10

2.3.2.1 沥青软化点的变化11

2.3.2.2　沥青针入度的变化13

2.3.2.3　沥青固化物适宜包覆的含盐量13

2.3.2.4　沥青掺入盐分后的密度变化14

2.3.2.5　沥青掺入硝酸钠后的闪点变化14

2.4　沥青固化产品的性能研究14

2.4.1　沥青固化产品的浸出率14

2.4.2　辐照对沥青和沥青固化产品性能的影响19

2.4.2.1　试验条件20

2.4.2.2　试验结果与讨论20

2.4.2.3　结论24

2.4.3 沥青-硝酸钠固化产品的热稳定性24

2.4.3.1　试验废液体系及制备方法25

2.4.3.2　试验方法25

2.4.3.3　沥青固化物热稳定性影响因素的研究25

2.4.3.4　探讨与结论28

2.5 中放废液沥青固化二次冷凝液处理28

2.5.1　处理流程29

2.5.2　料液制备29

2.5.3　实验结果与讨论30

2.5.3.1　油对树脂的中毒试验30

2.5.3.2　除油实验30

第3章 沥青固化工程运用前期开展的工作32

3.1　用沥青固化处理的放射性废液32

3.2　沥青固化中间规模冷模拟实验32

3.2.1　工艺流程简述32

3.2.2　沥青固化的主体设备34

3.2.3　沥青、废水组分和刮板蒸发器的加热热源36

3.2.3.1　沥青的选用36

3.2.3.2　废水体系及组分36

3.2.3.3　刮板蒸发器的加热热源38

3.2.4　中、低放废水冷模拟沥青固化结果39

3.2.4.1 1975年的实验——刮板蒸发器运行主要工艺条件的选择39

3.2.4.2 1976年的实验——七种废水沥青固化结果41

3.2.4.3 1977年的实验——六种废水沥青固化结果41

3.2.5　实验结果42

3.2.5.1　沥青固化的产品性能42

3.2.5.2　刮板蒸发器运行参数42

3.2.5.3　刮板蒸发器的鉴定43

3.2.5.4　基本结论43

3.2.6　讨论43

3.2.6.1　刮板蒸发器的改进43

3.2.6.2　辅助设备评价43

3.2.6.3　测量仪表44

3.2.7　沥青固化工艺的安全性44

3.3　放射性废物固化用沥青和表面活性剂的选择44

3.3.1　试验用沥青及表面活性剂的性质44

3.3.1.1　试验用沥青性质44

3.3.1.2　试验用表面活性剂性质45

3.3.2　复合剂的玻璃管式评选试验45

3.3.2.1 阳离子型与非离子型复合表面活性剂固化效果45

3.3.2.2 阴离子型与非离子型复合表面活性剂固化效果46

3.3.2.3 阴离子型表面活性剂与硼酸复合使用的沥青固化效果47

3.3.3　纯沥青管式蒸发器连续固化评选试验47

3.3.4 含复合剂沥青的管式蒸发器连续固化评选试验48

3.3.5　含复合剂沥青的长周期管式蒸发器连续固化试验49

3.3.6 固化物测试分析50

3.3.6.1　差热分析50

3.3.6.2　水浸出试验50

3.3.6.3　扫描电镜分析50

3.3.7　试验结果讨论及推荐的工业试验条件50

3.3.7.1　沥青51

3.3.7.2　乳化剂51

3.3.7.3　清洗用柴油52

第4章 沥青固化设施和工艺54

4.1　沥青固化工艺流程54

4.2　主要工艺设备56

4.3　沥青固化厂房布置及配套设施57

4.3.1　布置原则60

4.3.2　主要配套设施62

4.3.2.1　低放工艺废液蒸发厂房63

4.3.2.2　低放非工艺废液浓缩厂房64

4.3.2.3　低放非工艺废水蒸发厂房64

4.3.2.4　排风机房64

4.3.2.5　固化物贮存库64

4.4　沥青固化工艺系统运行64

4.4.1　沥青的贮存和制备64

4.4.1.1　原材料的指标64

4.4.1.2　沥青系统工艺流程65

4.4.1.3　沥青系统的运行66

4.4.1.4　沥青系统的清洗68

4.4.1.5　不正常现象及处理69

4.4.1.6　沥青系统运行的注意事项70

4.4.2　沥青固化的预处理70

4.4.2.1　料液的预处理——除铵70

4.4.2.2　料液的配制70

4.4.2.3　料液系统配制流程74

4.4.2.4　料液配制运行操作75

4.4.3　沥青固化过程76

4.4.3.1 刮板薄膜蒸发系统流程77

4.4.3.2　刮板蒸发系统的运行79

4.4.3.3　刮板蒸发器去污解析81

4.4.3.4　系统生产能力及主要原材料消耗定额82

4.4.3.5 固化运行过程中的问题及措施83

4.4.4　沥青固化物的质量检验84

4.4.4.1 工艺取样85

4.4.4.2　样品分析85

4.4.5　沥青固化物的转运89

4.4.5.1　沥青固化物的装桶89

4.4.5.2　固化物桶的转移暂存89

4.4.6　辅助系统92

4.4.6.1 蒸汽供给92

4.4.6.2　供电系统93

4.4.6.3　尾气净化系统93

4.4.6.4　真空泵96

4.4.6.5　特下水、地漏与生产下水系统96

4.4.6.6　消防系统97

4.5　厂房建设简史99

4.5.1　沥青固化工程建筑地段工程地质勘探99

4.5.2　前期准备阶段99

4.5.3　建设施工阶段100

第5章　沥青固化工程安全分析101

5.1　最大可信事故分析101

5.1.1　外部因素101

5.1.1.1　洪水101

5.1.1.2　水电站溃坝101

5.1.1.3　地震101

5.1.1.4　泥石流、滑坡102

5.1.1.5　高空飞行物坠落102

5.1.2　内部因素102

5.1.2.1 内部因素可能发生的事故102

5.1.2.2　预防措施102

5.1.3　最大可信事故102

5.1.3.1　混合物燃烧机制103

5.1.3.2　最大可信事故的后果分析103

5.1.3.3　最大可信事故情况下的应急措施103

5.2　非放射性物料的安全分析104

5.2.1　沥青104

5.2.2　化学试剂104

5.2.2.1　硝酸104

5.2.2.2　氢氧化钠105

5.2.2.3　三氯乙烯105

5.3　沥青固化厂放射性“三废”处理、管理安全分析105

5.3.1　放射性固体废物105

5.3.2　放射性液体废物107

5.3.3　放射性气载废物107

5.3.4　放射性废物运输108

5.4　辐射安全108

5.4.1　屏蔽108

5.4.2　污染控制108

5.4.2.1　分区与封闭109

5.4.2.2　厂房强制通风109

5.4.2.3　剂量监测装置和安全制度110

5.4.3　沥青固化厂房的去污110

5.4.3.1　设备仪表的去污110

5.4.3.2　地面、墙壁的去污111

5.4.3.3　衣服、手套、皮肤的去污112

5.3.3.4　清洗去污的注意事项113

5.5　小结114

第6章　辐射监测和剂量评价115

6.1　辐射监测115

6.1.1　个人监测115

6.1.2　流出物监测115

6.1.2.1　气态流出物监测115

6.1.2.2　液态流出物监测116

6.1.3　环境监测116

6.1.3.1　本底调查116

6.1.3.2　常规监测116

6.1.3.3　事故监测117

6.2　工作场所辐射监测结果和工作人员受照剂量117

6.2.1　热试和试生产阶段117

6.2.1.1　热试车期间117

6.2.1.2　试生产阶段117

6.2.2　正式生产阶段118

6.3　环境影响预评价123

6.3.1　正常运行情况下的公众剂量123

6.3.1.1　源项123

6.3.1.2　剂量评价124

6.3.1.3　非放射性物质的环境影响125

6.3.2　事故环境影响评价126

6.3.2.1　事故源项126

6.3.2.2　事故剂量估算127

6.4　沥青固化运行以来的环境影响128

6.4.1　热投料和试生产期间128

6.4.2　正式生产期间130

第7章　沥青固化工程的实施133

7.1　沥青固化工程工艺试验133

7.1.1　前期试验133

7.1.1.1　水酸联动试验133

7.1.1.2 1984年11月—1986年3月的试验133

7.1.1.3 1988年1月—1988年6月的试验137

7.1.1.4 1988年12月—1989年1月的试验142

7.1.1.5　前期试验暴露的问题146

7.1.2　工程整治146

7.1.3　冷料试车147

7.1.3.1　试车经过147

7.1.3.2　结论和存在问题148

7.2　热试车和试生产阶段149

7.2.1　热试车149

7.2.2　试生产阶段153

7.3　正式生产阶段155

第8章　沥青固化物长期贮存157

8.1　贮存库建造和整治改造157

8.1.1　贮存库场地工程地质勘察和贮存库建造157

8.1.2　贮存库结构及设施159

8.1.2.1　库结构159

8.1.2.2　辅助设施160

8.1.3　贮存库改造方案160

8.1.3.1　暂存库方案161

8.1.3.2　永久处置库方案163

8.1.3.3　新建暂存库方案165

8.1.3.4　比较结论165

8.1.4　贮存库整治改造166

8.2　贮存库的运行167

8.2.1　沥青固化物桶的运输167

8.2.2　废物接收及检测167

8.2.3　废物贮存方案167

8.2.4　封库168

8.2.5　运行的监督168

8.2.6　对异常情况的措施169

8.2.7　库的关闭169

8.2.8　库的开放169

8.2.9　辐射监测170

8.2.9.1 工作场所监测170

8.2.9.2　环境监测170

8.3　安全影响171

8.3.1　贮存库内操作人员的防护171

8.3.2　运送沥青固化物汽车司机的防护171

8.3.3　硝酸钠-沥青固化物燃烧爆炸性论证实验171

8.3.3.1 实验工作171

8.3.3.2　论证意见171

8.4　环境影响评价172

8.4.1　正常情况下的环境影响172

8.4.2　事故情况下的环境影响173

8.4.2.1　事故分析173

8.4.2.2　事故后果预测和评价174

8.4.3　评价结论176

8.5　贮存库营运情况176

8.5.1 3号贮存库176

8.5.1.1　固化物贮存情况176

8.5.1.2 3号贮存库的封库方案及准备工作177

8.5.2 2号贮存库179

8.5.3　辐射监测结果180

8.5.3.1 1996年至2001年180

8.5.3.2 2002年至2006年181

8.5.4　环境影响181

第9章 沥青固化工程的成果及经济分析183

9.1　工程实施背景183

9.2　经济分析183

9.3　取得的成果185

9.3.1　生产情况185

9.3.2　技术方面185

9.3.3　辐射安全185

9.4　工程实施的意义185

参考文献186

第二篇　国外189

第10章 欧洲辐照燃料化学处理公司中放废液沥青固化189

10.1　概述189

10.2　欧化公司中放废液沥青固化190

10.2.1　废液来源、组成和数量190

10.2.2　沥青固化流程192

10.2.3　工艺流程和主要设备192

10.2.3.1　废液传送系统192

10.2.3.2　废液缓冲罐192

10.2.3.3　排水与溶液再生罐194

10.2.3.4　化学预处理反应槽194

10.2.3.5　液体试剂配制设备196

10.2.3.6　固体试剂贮槽和计量装置196

10.2.3.7　除铵系统196

10.2.3.8　容器排气系统196

10.2.3.9　泥浆供料系统196

10.2.3.10　沥青固化设备197

10.2.3.11　控制室199

10.2.3.12　分析过程和产品控制199

10.2.4　沥青固化厂房和布局199

10.3　欧化公司中放废液沥青固化的开发工作199

10.3.1　化学预处理199

10.3.2　热废液浓缩液（HWC）的处理200

10.3.3　硝酸钠和亚硝酸钠并入沥青产生的危险201

10.3.4　铵的去除及其控制202

10.3.5　废液泥浆密度测定202

10.3.6　测定放射性泥浆pH值202

10.3.7　去除沥青油203

10.3.8　螺杆挤压机材料腐蚀测试203

10.3.9　沥青固化物容器材料选择203

10.3.10　分析控制204

10.4　欧化公司废物沥青固化工厂交付试车和启动测试204

10.4.1　清洗、压力和气密性测试204

10.4.2　容器、喷射器、空气提升器和取样系统的检验204

10.4.3　容器排气205

10.4.4　除铵测试205

10.4.4.1　进行的修改205

10.4.4.2　氨的解吸测试207

10.4.4.3　氨的吸附测试207

10.4.4.4　空气稀释系统207

10.4.4.5　再循环蒸馏液的电导测量208

10.4.5　桶操作系统的测试209

10.4.5.1　综述209

10.4.5.2　进行的测试和结果211

10.4.5.3　运输车运送桶到贮存库211

10.4.6　固体试剂贮窖和计量装置测试211

10.4.7　沥青固化装置的测试211

10.4.7.1　挤压机211

10.4.7.2　沥青的存储213

10.4.7.3　挤压机去污213

10.4.7.4　溶剂回收213

10.4.7.5　挤压机蒸馏液路线和油过滤214

10.4.7.6　灌装室214

10.4.8　辅助设备进行的测试215

10.4.8.1　应急间内辅助的桶操作设备215

10.4.8.2　泵215

10.4.8.3　搅拌器215

10.4.8.4　仪表216

10.4.8.5　获得的经验216

10.5　欧化公司沥青固化物贮存库216

10.5.1　贮存库描述217

10.5.1.1　总布局217

10.5.1.2　建造原则217

10.5.1.3　装修217

10.5.1.4　通道219

10.5.1.5　贮存库房219

10.5.2　搬运219

10.5.2.1　搬运要求219

10.5.2.2　贮存库房内的搬运219

10.5.2.3　连接通道内的搬运220

10.5.2.4　转运站内的搬运220

10.5.2.5　安全装置220

10.5.2.6　维修221

10.5.2.7　事故处理221

10.5.3　辅助设备221

10.5.3.1　通风—采暖221

10.5.3.2　公用设备221

10.5.4　安全方面221

10.5.4.1　核安全221

10.5.4.2　一般安全222

10.5.4.3　防火222

10.5.4.4　防爆222

参考文献223

第11章　德国放射性废液沥青固化224

11.1　概述224

11.2　沥青固化设备运行224

11.2.1　沥青固化设备的描述224

11.2.2　沥青固化工艺流程及其生产性能225

11.2.3　运行中发生的问题230

11.2.4　工艺过程最优化230

11.3　研究与开发231

11.3.1　热稳定性232

11.3.2　抗浸出性234

11.3.3　辐照稳定性237

11.4　结论239

参考文献240

第12章 法国后处理设施放射性废液沥青固化241

12.1　概述241

12.2　马库尔后处理厂放射性废物的沥青固化242

12.2.1　放射性泥浆挤压机“暂时乳化”沥青固化242

12.2.1.1　包容流程244

12.2.1.2　沥青固化装置245

12.2.1.3　装置的生产能力245

12.2.1.4　运行经验246

12.2.2 中放浓缩液薄膜蒸发器沥青固化247

12.2.3　高放浓缩液挤压机沥青固化248

12.3　阿格后处理厂低放废物的沥青固化处理249

12.3.1 STE3液体流出物处理设施249

12.3.1.1　流出物特性250

12.3.1.2　处理操作251

12.3.2　沥青固化252

12.3.2.1　泥浆接收站252

12.3.2.2　沥青固化前的贮存库252

12.3.2.3　沥青固化系统253

12.3.2.4　机械装置253

12.3.2.5　冷凝液处理系统254

12.3.3　沥青固化体的特征254

12.4　沥青固化产物性能研究255

12.4.1　沥青的类别对浸出率的影响255

12.4.2　沥青中剩余水分的影响255

12.4.3　浸出剂的影响258

12.4.4　沥青固化废物的长期特性261

参考文献266

第13章 其他国家放射性废液沥青固化267

13.1　前苏联267

13.1.1　沥青固化装置УБД-200267

13.1.2　沥青固化装置УРВ-8269

13.2　韩国270

13.3　斯洛伐克共和国272

13.3.1　浓缩液的沥青固化273

13.3.2　废树脂与泥浆的沥青固化274

13.4　美国276

13.5 日本281

13.5.1　鼓式混合沥青固化工艺281

13.5.2　东海后处理厂沥青固化示范厂282

参考文献285

第三篇　事故289

第14章 国内沥青固化设施燃爆事故289

14.1　事故描述289

14.2　事故发生后采取的措施289

14.3　事故后果289

14.3.1　工作人员剂量290

14.3.2　工作场所辐射监测290

14.3.3　沥青固化厂房外辐射监测292

14.3.4　事故排放量及对公众的剂量295

14.4　事故原因调查295

14.4.1　损坏情况295

14.4.2　事故原因296

14.4.2.1　直接原因296

14.4.2.2　间接原因297

14.5　经验和认识298

参考文献298

第15章 国外沥青固化设施事故299

15.1 日本东海后处理厂沥青固化示范厂燃爆事故299

15.1.1　事故基本情况299

15.1.1.1　事故过程299

15.1.1.2　事故后的应对299

15.1.2　事故原因301

15.1.2.1　事故后设施检查301

15.1.2.2　操作中的异常情况301

15.1.2.3　火灾原因302

15.1.2.4　爆炸原因306

15.1.2.5　结论306

15.1.3　事故后果307

15.1.3.1　操作人员受照剂量307

15.1.3.2　环境影响307

15.1.4　小节311

15.2　欧化公司沥青固化设施燃烧事故311

15.3　卡尔斯鲁厄核研究中心沥青固化设施着火事故312

参考文献312