專利名稱：一種去除核污染電解液以及移動式陰極電化學(xué)清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放射性污染清洗技木，尤其涉及ー種電化學(xué)清洗所使用的電解液以及電化學(xué)清洗裝置。
背景技術(shù)：
去污是核電站設(shè)備運行和退役過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)外針對核電站金屬或非金屬設(shè)備、エ件的表面，通常采用物理或化學(xué)的去污方法進(jìn)行清洗浄化，主要有以下幾種方式I、噴砂清洗
以壓縮空氣為動力，將磨料高速噴射到需處理工件表面而實現(xiàn)清洗。噴砂清洗適用于金屬與非金屬表面，エ藝設(shè)備簡單，但去污成本較高、勞動強度大。處理過程中會伴隨大量放射性塵埃的形成，作業(yè)環(huán)境遭受嚴(yán)重污染，對操作人員的健康及環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害，某些情況下甚至?xí)纬杀ㄐ曰旌衔铩?、超聲波清洗將金屬器件放入容器中加入清洗液，利用超聲波振蕩實現(xiàn)清洗作用。該方法去污穩(wěn)定，可處理特殊的元件，但難以處理大體積器件，且消耗的能源較大，并產(chǎn)生大量的液體放射性廢物。3、干冰清洗干冰清洗系統(tǒng)由干冰制備系統(tǒng)、干冰噴射清洗系統(tǒng)兩部分組成，在壓縮空氣的作用下，以干冰為噴射介質(zhì)沖擊需處理工件表面而實現(xiàn)清洗。處理過程中，干冰顆粒在沖擊瞬間氣化而揮發(fā)，因此干冰清洗可避免產(chǎn)生二次廢物，但設(shè)備復(fù)雜、エ藝要求高，且去污因子較低。4、化學(xué)清洗化學(xué)清洗是目前最常用的清洗方法，可用于處理具有復(fù)雜表面的器件，能夠去除頑固污染物或腐蝕積垢物，但化學(xué)清洗方式工作溫度較高(一般在70°C以上)，處理時間長，需要消耗大量化學(xué)試劑和處理液，并產(chǎn)生大量的二次放射性廢液。綜上所述，傳統(tǒng)的清洗方法存在著去污因子低、處理溫度高、處理時間長、產(chǎn)生的放射性污水或二次廢物多等缺點。為此，近年來人們也研究開發(fā)了電化學(xué)清洗方法，即以金屬部件作為陽極，在電解條件下使其表面層均勻地溶解，表面上的污染物則進(jìn)入電解液中。相對于傳統(tǒng)方法，電化學(xué)清洗具有高效、安全、環(huán)保等特點，因而具有廣闊的發(fā)展前景。但目前對該去污技術(shù)的研究了解尚不深，而且在各種實際去污場合下的去污條件以及去污裝置等的研究仍然有待進(jìn)ー步深入開展。對于核電站設(shè)備的去污清洗，電化學(xué)技術(shù)所采用的電解液，不僅需要具有較強的去污能力和較快的去污速度，以盡量減少反應(yīng)堆停運所產(chǎn)生的高額費用，而且，由于對反應(yīng)堆系統(tǒng)的腐蝕控制有嚴(yán)格的要求，因此電解液以及分解產(chǎn)物對設(shè)備和材料的侵蝕性要小。此外，放射性廢液的安全排放和處理是一個復(fù)雜而耗資高的過程，如何選擇使用劑量少、去污效率高、產(chǎn)生廢液少的電解液，也是目前急需解決的問題。此外，目前普通的電解裝置通常為浸泡的方式，適合用于處理體積小的元件，但對于體積較大或難以搬移的器件則無法實施清洗，從而限制了電化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，不能很好地滿足核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種去除核污染電解液，以提高去 污能力和去污速度，同時減少對設(shè)備和材料的侵蝕以及二次廢物的形成，從而更好地適應(yīng)和滿足核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種可快速有效去污、便于清洗處理大體積金屬器件的移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，以擴大電化學(xué)清洗技術(shù)的應(yīng)用，更好地適應(yīng)和滿足核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)本發(fā)明提供的ー種去除核污染電解液，由去離子水和添加劑組成，相對于去離子水所述添加劑為硫酸鈉25 65g/L、酒石酸鉀鈉25 65g/L、こニ胺四こ酸5 50g/L。優(yōu)選地，相對于去離子水所述添加劑為硫酸鈉35 50g/L、酒石酸鉀鈉30 45g/L、こニ胺四こ酸10 25g/L。本發(fā)明的另一目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)本發(fā)明提供的一種移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，包括手把、支撐件、陰極電極、多孔材料、電解液輸送管、導(dǎo)線；所述手把設(shè)置在支撐件上，陰極電極設(shè)置在支撐件的底部，多孔材料連接在陰極電極的底部；所述電解液輸送管、導(dǎo)線均與陰極電極連接，所述陰極電極上設(shè)有與多孔材料連通的通孔；所述電解液由去離子水和添加劑組成，相對于去離子水所述添加劑為硫酸鈉25 65g/L、酒石酸鉀鈉25 65g/L、こニ胺四こ酸5 50g/L。本發(fā)明清洗裝置中，電解液經(jīng)陰極電極流向井充分潤濕多孔材料，使用時作為外部可移動陰扱，以多孔材料擦拭掃描作為陽極的需處理金屬器件的表面，陰陽極之間由流動的電解液連通，從而實現(xiàn)電化學(xué)去污處理。進(jìn)ー步地，本發(fā)明清洗裝置還包括兩側(cè)具有勾爪的爪型固定器；所述支撐件由上支撐件和下支撐件構(gòu)成，所述爪型固定器設(shè)置在上支撐件和下支撐件之間，所述勾爪對應(yīng)卡設(shè)在多孔材料的兩端。通過爪型固定器可以將多孔材料牢固地固定在陰極電極上。為便于更換多孔材料，本發(fā)明清洗裝置所述爪型固定器還具有抗扭彈簧和連接軸，所述抗扭彈簧套設(shè)在連接軸上，所述勾爪與抗扭彈簧連接。通過抗扭彈簧在連接軸上的轉(zhuǎn)動使得勾爪可張開和閉合，從而可以取出和更換多孔材料。進(jìn)ー步地，本發(fā)明清洗裝置還包括勾爪調(diào)控器，所述勾爪調(diào)控器包括調(diào)節(jié)開關(guān)、イ申縮鋼索；所述調(diào)節(jié)開關(guān)安裝在手把上，所述伸縮鋼索的一端與調(diào)節(jié)開關(guān)連接，另一端通過抗扭彈簧連接控制勾爪。這樣，通過操作手把上的調(diào)節(jié)開關(guān)，通過伸縮鋼索便可控制勾爪的開
ロ o為使結(jié)構(gòu)更加緊湊、操作更加安全，本發(fā)明清洗裝置所述手把呈中空、且通過支架設(shè)置在支撐件上，所述電解液輸送管、導(dǎo)線經(jīng)手把內(nèi)部穿過。此外，本發(fā)明清洗裝置所述陰極電極的底面呈平面、曲面形狀，從而可以對不同形狀的金屬表面進(jìn)行清污。
本發(fā)明具有以下有益效果(I)使用本發(fā)明電解液進(jìn)行放射性去污處理，去污率高(可達(dá)90%以上)，處理時間短。二次污染物少，產(chǎn)生的放射性污水為傳統(tǒng)方法的1% 15%。對金屬設(shè)備和材料的腐蝕小，溶解掉的表面層很薄(幾到幾十微米)，去污后部件的尺寸仍能保持在允許的公差范圍內(nèi)，仍可繼續(xù)使用。(2)采用本發(fā)明清洗裝置可以對體積大或難以搬移的金屬器件實施電化學(xué)清洗處理，去污快速有效、二次污染物少，對金屬的腐蝕性小。(3)本發(fā)明清洗裝置可操作性高，適用性強，可根據(jù)不同的工作環(huán)境、金屬器件的形狀進(jìn)行處理。有利于電化學(xué)清洗技術(shù)的推廣和應(yīng)用，從而能夠更好地適應(yīng)和滿足核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求。


下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。圖I是本發(fā)明實施例移動式陰極電化學(xué)清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的俯視圖(未示出伸縮鋼索)；圖3是圖I的左視圖(未示出伸縮鋼索)；圖4是圖I所示實施例的外觀示意圖。圖中手把1，陰極電極2，多孔材料3，電解液輸送管4，導(dǎo)線5，爪型固定器6，勾爪61，抗扭彈簧62，連接軸63，上支撐件7，下支撐件8，支架9，螺栓10，接ロ 11，接線柱12，調(diào)節(jié)開關(guān)13，伸縮鋼索14，嵌入件1具體實施例方式實施例一本實施例去除核污染電解液，由去離子水和添加劑組成,將添加劑硫酸鈉50g、酒石酸鉀鈉45g、こニ胺四こ酸20g溶入IOOOmL去離子水中，待固體充分溶解并冷卻后即得電解液。實施例ニ 本實施例去除核污染電解液，由去離子水和添加劑組成,將添加劑硫酸鈉40g、酒石酸鉀鈉35g、こニ胺四こ酸25g溶入IOOOmL去離子水中，待固體充分溶解并冷卻后即得電解液。實施例三本實施例去除核污染電解液，由去離子水和添加劑組成,將添加劑硫酸鈉35g、酒石酸鉀鈉30g、こニ胺四こ酸15g溶入IOOOmL去離子水中，待固體充分溶解并冷卻后即得電解液。實施例四圖I 圖4所示為本發(fā)明一種移動式陰極電化學(xué)清洗裝置的實施例，包括手把I、支撐件、陰極電極2、多孔材料3、電解液輸送管4、導(dǎo)線5、爪型固定器6、勾爪調(diào)控器。 如圖I所示，支撐件由上支撐件7和下支撐件8構(gòu)成。手把I呈中空、且通過支架9安裝在上支撐件7上(見圖4)。爪型固定器6設(shè)置在上支撐件7和下支撐件8之間；陰極電極2通過螺栓10固定在下支撐件8的底部，陰極電極I的底面呈平面(也可以呈曲面等其他形狀)；多孔材料3可采用泡沫材料，連接在陰極電極2的底部，陰極電極2上設(shè)有與多孔材料3連通的通孔。如圖2和圖3所示，電解液輸送管4、導(dǎo)線5從手把I的內(nèi)部穿過，分別通過接ロ11和接線柱12與陰極電極2連接。如圖I所示，爪型固定器6包括位于兩端的勾爪61、抗扭彈簧62、連接軸63，其中抗扭彈簧62套設(shè)在連接軸63上，勾爪61與抗扭彈簧62連接。如圖I和圖3所示，勾爪61可對應(yīng)卡設(shè)在多孔材料3的兩端。如圖4所示，勾爪調(diào)控器包括調(diào)節(jié)開關(guān)13、伸縮鋼索14，其中調(diào)節(jié)開關(guān)13安裝在手把I上，伸縮鋼索14的一端與調(diào)節(jié)開關(guān)13連接，另一端通過抗扭彈簧62連接控制勾爪61，且通過兩個嵌入件15固定在爪型固定器6上。本實施例工作過程如下

本實施例接通導(dǎo)線5而作為工作陰極，待處理金屬器件作為陽極，調(diào)節(jié)輸出電壓為25V，電解液經(jīng)電解液輸送管4及接ロ 11流到陰極電極2上，再通過陰極電極2上的通孔流到多孔材料3上，待多孔材料3充分潤濕后，將多孔材料3與待處理金屬器件充分接觸，以2min/m2的速度在器件表面均勻掃描去污，去污完成后，關(guān)閉電源，在整個處理過程中，電流密度不超過25A。當(dāng)需要更換多孔材料3時，將手把I上的調(diào)節(jié)開關(guān)13向上打開(見圖4)，從而放松伸縮鋼索14，并驅(qū)使抗扭彈簧62轉(zhuǎn)動而帶動勾爪61張開脫離多孔材料3。更換完畢后，將調(diào)節(jié)開關(guān)13回復(fù)原位(見圖4)，從而拉緊伸縮鋼索14，并驅(qū)使抗扭彈簧62回轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動勾爪61閉合而卡在多孔材料3上。實施例四清洗裝置采用實施例一電解液進(jìn)行去污處理，在工作電壓25V、工作電流25A條件下，對于原始污染水平為105dpm/100cm2、處理面積為Im2的待處理金屬器件表面，去污速度為3min/m2,進(jìn)行二次掃描去污后金屬器件表面污染水平下降到145dpm/100cm2,再經(jīng)簡單沖洗后污染水平降到本底水平。實施例四清洗裝置采用實施例ニ電解液進(jìn)行去污處理，在工作電壓25V、工作電流25A條件下，對于原始污染水平為104dpm/100cm2、處理面積為Im2的待處理金屬器件表面，去污速度為3min/m2，進(jìn)行二次掃描去污后金屬器件表面污染水平下降到120dpm/100cm2，再經(jīng)簡單沖洗后污染水平降到本底水平。 實施例四清洗裝置采用實施例三電解液進(jìn)行去污處理，在工作電壓25V、工作電流25A條件下，對于原始污染水平為103dpm/100cm2、處理面積為Im2的待處理金屬器件表面，去污速度為3min/m2，進(jìn)行二次掃描去污后金屬器件表面污染水平下降到86dpm/100cm2，再經(jīng)簡單沖洗后污染水平降到本底水平。上述實施例所處理的金屬器件，表面損耗厚度為58 ii m 88 ii m,損耗厚度很少，清洗過后金屬器件的尺寸仍保持在在允許的公差范圍內(nèi)，可以重復(fù)使用。清洗后產(chǎn)生的廢液量很少，大約為970mL。采用普通化學(xué)清洗技術(shù)進(jìn)行對比，同體積的待處理器件，普通化學(xué)清洗中金屬損耗厚度為1328 iim，產(chǎn)生的廢液量大約為48し
權(quán)利要求
1.一種去除核污染電解液，其特征在于由去離子水和添加劑組成，相對于去離子水所述添加劑為硫酸鈉25 65g/L、酒石酸鉀鈉25 65g/L、乙二胺四乙酸5 50g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述去除核污染電解液，其特征在于相對于去離子水所述添加劑為硫酸鈉35 50g/L、酒石酸鉀鈉30 45g/L、乙二胺四乙酸10 25g/L。
3.一種移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，其特征在于該裝置包括手把(I)、支撐件、陰極電極(2)、多孔材料(3)、電解液輸送管(4)、導(dǎo)線(5);所述手把(I)設(shè)置在支撐件上，陰極電極(2)設(shè)置在支撐件的底部，多孔材料(3)連接在陰極電極(2)的底部；所述電解液輸送管(4)、導(dǎo)線(5)均與陰極電極(2)連接，所述陰極電極(2)上設(shè)有與多孔材料(3)連通的通孔；所述電解液由去離子水和添加劑組成，相對于去離子水所述添加劑為硫酸鈉25 65g/L、酒石酸鉀鈉25 65g/L、乙二胺四乙酸5 50g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，其特征在于該裝置還包括兩側(cè)具有勾爪￠1)的爪型固定器￠);所述支撐件由上支撐件(7)和下支撐件(8)構(gòu)成，所述爪型固定器(6)設(shè)置在上支撐件(7)和下支撐件(8)之間，所述勾爪￠1)對應(yīng)卡設(shè)在多孔材料⑶的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，其特征在于所述爪型固定器(6)還具有抗扭彈簧￠2)和連接軸(63)，所述抗扭彈簧￠2)套設(shè)在連接軸￠3)上，所述勾爪(61)與抗扭彈簧(62)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，其特征在于該裝置還包括勾爪調(diào)控器，所述勾爪調(diào)控器包括調(diào)節(jié)開關(guān)(13)、伸縮鋼索(14);所述調(diào)節(jié)開關(guān)(13)安裝在手把(I)上，所述伸縮鋼索(14)的一端與調(diào)節(jié)開關(guān)(13)連接，另一端通過抗扭彈簧(62)連接控制勾爪(61)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，其特征在于所述手把(I)呈中空、且通過支架(9)設(shè)置在支撐件上，所述電解液輸送管(4)、導(dǎo)線(5)經(jīng)手把(I)內(nèi)部穿過。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，其特征在于所述陰極電極(2)的底面呈平面、曲面形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除核污染電解液，由去離子水和添加劑組成，相對于去離子水所述添加劑為硫酸鈉25～65g/L、酒石酸鉀鈉25～65g/L、乙二胺四乙酸5～50g/L。還公開了一種移動式陰極電化學(xué)清洗裝置，包括手把、支撐件、陰極電極、多孔材料、電解液輸送管、導(dǎo)線；所述手把設(shè)置在支撐件上，陰極電極設(shè)置在支撐件的底部，多孔材料連接在陰極電極的底部；所述電解液輸送管、導(dǎo)線均與陰極電極連接，所述陰極電極上設(shè)有與多孔材料連通的通孔。本發(fā)明去污率高，處理時間短，對金屬設(shè)備和材料的腐蝕小；可對體積較大或難以搬移的金屬器件實施電化學(xué)清洗處理，去污快速有效，二次污染物少，有利于電化學(xué)清洗技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
文檔編號C25F1/00GK102628176SQ20121011975
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月21日
發(fā)明者李彬誠, 黃劍文 申請人:廣東白云國際科學(xué)研究院有限公司