氧碘化学激光器尾气处理及设备设计

论文摘要

氧碘化学激光器（Chemical Oxygen-Iodine Laser）自1978年诞生以来,以其波长短,效率高,光纤传输性能好等诸多优点,受到各国专家的关注和重视。其不仅在国防上,在工业领域同样有广阔的应用前景,因而成为热门话题。但同时COIL设备排放大量腐蚀性气体,给设备造成很大损害。如碘、氯等进入其配套的真空系统,尤其是碘晶体与泵体润滑油混合成油污能对真空泵造成很大影响,缩短设备使用寿命。在核电厂的生产中,来自核电厂废气中放射性碘的去除,特别是它的有机物组成,是一个非常重要问题。碘为易挥发元素,可对工作场所,周围环境乃至大气造成污染。检测和治理稳定碘和放射性碘的污染,一直是人们关注的话题。本世纪中期以来,围绕控制放射性碘释放到环境中的问题,许多国家进行了大量的研究工作。本研究课题在国内外现有含碘尾气处理技术和处理设备基础上,制定出一条切实可行的工艺路线,并在此基础上进行了吸附材料选取及其吸附性能试验,最后又依据工艺参数进行了工业化装置流程及其装置设计计算。主要工作如下：1、除碘吸附剂的选择和实验。吸附材料包括无机捕集材料,活性炭类捕集材料和其他类型捕集材料。通过查阅国内外文献,对各种类型吸附材料的性能进行比较,并有选择性地进行吸附材料吸附性能试验。2、活性炭选择与实验方法。活性炭基炭有椰壳炭、油棕炭、杏核炭等。本文在确定选用活性炭作为吸附剂进行尾气除碘后,又对不同种类的活性炭性能进行了对比,并利用碘吸附器对选好活性炭的吸附性能进行了定性和定量试验。3、确定尾气处理的工艺流程。针对合同要求以及不同尾气成份的物理化学性能,本文制定了一条切实可行的尾气处理工艺路线。4、工业化装置设计计算。针对尾气处理工艺路线,进行了相关设备设计。氧碘化学激光器尾气经该套工艺处理后,碘的净化系数能够达到1000以上,尾气中氯含量也低于65mg/m2,完全达到国家排放标准。该课题研究对氧碘化学激光器的发展具有重要意义。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 碘的理化特性、污染途径及其危害
• 1.1.1 碘的放射性
• 1.1.2 碘的污染途径
• 1.1.3 碘的污染危害
• 1.2 除碘技术的历史回顾
• 1.2.1 碘吸附剂历史回顾
• 1.2.2 碘吸附器发展历史回顾
• 1.2.3 密封性实验
• 1.3 除碘技术的发展趋势
• 1.4 本课题研究内容和意义
• 第二章 除碘吸附剂的选择
• 2.1 气态碘捕集方法
• 2.1.1 液体吸收法
• 2.1.2 固体吸附法
• 2.2 吸附分离基本理论和原理
• 2.2.1 吸附概念
• 2.2.2 吸附速率
• 2.2.3 吸附平衡
• 2.2.4 吸附剂再生
• 2.3 吸附剂及其研究方法
• 2.3.1 吸附剂选择原则
• 2.3.2 无机捕集材料
• 2.3.3 活性炭类捕集材料
• 2.3.4 其他类型捕集材料
• 2.3.5 结论
• 2.4 活性炭选择
• 2.4.1 选择除碘吸附剂
• 2.4.2 浸渍剂与浸渍方法研究
• 2.4.3 浸渍活性炭除碘原理
• 2.4.4 结论
• 第三章 除碘性能实验
• 3.1 浸渍椰壳活性炭除甲基碘性能实验
• 3.1.1 试验样品
• 3.1.2 实验参数
• 3.1.3 试验持续时间和结果
• 3.2 浸渍煤质活性炭除甲基碘性能实验
• 3.2.1 实验样品
• 3.2.2 实验装置
• 3.2.3 实验结果
• 3.2.4 结果分析及结论
• 3.3 煤质活性炭除稳定碘性能实验
• 3.3.1 活性炭碘吸附值测试标准
• 3.3.2 实验力法
• 3.3.3 实验结论
• 第四章 尾气中其它组分去除
• 4.1 氯气的相关知识
• 4.1.1 氯气的物理和化学性质
• 4.1.2 氯气的毒性特性
• 4.2 氯气去除
• 4.3 脱水
• 第五章 吸附塔结构设计及工艺参数计算
• 5.1 设计的技术内容、范围及要求
• 5.2 吸附塔的结构设计
• 5.3 吸附剂再生方式
• 5.4 活性炭的装填量计算
• 5.4.1 气体组分
• 5.4.2 气体排放量
• 5.4.3 气体处理时间
• 5.4.4 一次排放气体的量
• 5.4.5 一次排放气体的体积
• 5.4.6 计算碘蒸气分压
• 5.4.7 计算碘蒸气饱和压
• 5.5 碱石灰装填量的计算
• 5.6 吸附塔的结构及工艺参数
• 5.7 吸附材料的装填与更换
• 5.8 筒体的设计计算
• 5.8.1 筒体设计参数
• 5.8.2 设计计算
• 5.8.3 应力校核
• 5.9 封头的设计计算
• 5.10 开孔及开孔补强的设计计算
• 5.10.1 补强及补强方法判别
• 5.10.2 有效补强范围的确定
• 5.10.3 开孔所需补强面积
• 5.10.4 补强圈的设计
• 5.11 排污口的补强设计计算
• 5.11.1. 补强及补强方法判别
• 5.11.2 有效补强范围的确定
• 5.11.3 开孔所需补强面积
• 5.11.5 补强圈的设计
• 5.12 支座的设计计算
• 5.13 人孔的设计
• 5.14 法兰、垫片及紧固件的设计
• 第六章 塔式碘吸附器使用说明
• 6.1 用途
• 6.2 结构特点
• 6.3 主要技术特性
• 6.4 安装与运输
• 6.4.1 安装
• 6.4.2 装卸、运输及贮存
• 第七章 总结与展望
• 7.1 研究内容总结
• 7.2 对课题研究的建议
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 发表的学术论文及专著
• 作者和导师简介
• 附件