本技术涉及工业废弃物处理，特别涉及一种放射性废树脂的处理系统及方法。
背景技术：
1、核工业发展进程中不可避免的会产生大量的放射性废物，而放射性废树脂是主要的放射性固废之一，其处理和处置方法一直是核科研工作者研究的热点和难点。目前废树脂主要的处理方法有水泥固化、高整体容器直接包装、热超压、催化湿式氧化、热解焚烧等，但由于废树脂主要成分是以二乙烯苯为骨架，经磺化或胺化的立体网状结构苯乙烯树脂，其结构稳定、物理化学形态较难改变，但长期存放也会发生分解或者被氧化等化学反应。根据废树脂自身的特性，传统处理方法的处理效果均不理想，或者没有对树脂进行无机化处理，废物量大，且有机成分存在一定的安全隐患；或者无机化不彻底，反应残渣及尾气仍含有大量有机、有害成分，难以实现其妥善处理，不利于大量废树脂的长期安全处置，对相关行业发展存在安全隐患。基于此，本技术提出一种放射性废树脂的高效、无机化处理系统及方法。
技术实现思路
1、本技术的主要目的是提供一种放射性废树脂的处理系统及方法，旨在解决现有的处理方法对放射性废树脂的处理效果不理想的技术问题。
2、为实现上述目的，本技术提出了一种放射性废树脂的处理系统，包括进料装置、一级反应器、二级反应器、换热器和尾气排风机，所述进料装置与所述一级反应器通过管道连接，所述一级反应器的尾气出口端与所述二级反应器连接，所述一级反应器与所述二级反应器之间设有第一voc监测仪，所述二级反应器的尾气出口端与所述换热器连接，所述二级反应器与所述换热器之间设有第二voc监测仪，所述换热器的出口端与所述尾气排风机管道连接；
3、所述一级反应器和所述二级反应器内均填充有含催化剂的固体反应基材，所述催化剂为过渡金属氧化物和贵金属氧化物中的至少一种。
4、可选地，还包括再生气体储存罐，所述再生气体储存罐与所述一级反应器连接。
5、可选地，所述进料装置包括树脂槽、脱水离心机和螺旋进料机，所述树脂槽与所述脱水离心机通过管道连接，所述树脂槽与所述脱水离心机之间设有送料泵，所述脱水离心机与所述螺旋进料机连接，所述螺旋进料机与所述一级反应器连接。
6、可选地，还包括脉冲反吹口，所述脉冲反吹口分别与所述脱水离心机的卸料端、所述一级反应器的卸料端和所述二级反应器的卸料端连通。
7、可选地，所述一级反应器的尾气出口端设有第一管道过滤器，所述二级反应器的尾气出口端设有第二管道过滤器。
8、本技术还提出了一种放射性废树脂的处理方法，基于上述放射性废树脂的处理系统，包括以下步骤：
9、将废树脂脱水离心后，通过所述螺旋进料机送入所述一级反应器中进行一级催化裂解反应，获得一级气态流出物和反应残渣；
10、将所述一级气态流出物泵入所述二级反应器中进行二级催化裂解反应，获得二级气态产物和固体残渣；
11、将所述二级气态产物通入所述换热器中进行冷却降温后，再排入所述尾气排风机中进行尾气排放。
12、可选地，所述将废树脂脱水离心后，通过所述螺旋进料机送入所述一级反应器中进行一级催化裂解反应，获得一级气态流出物和反应残渣的步骤，包括：
13、将废树脂脱水离心后，开启所述一级反应器中的电加热器，使所述一级反应器中温度达到180℃-200℃后，通过所述螺旋进料机送入脱水离心后的废树脂至所述一级反应器中进行一级催化裂解反应，同时进行搅拌，获得一级气态流出物和反应残渣；
14、当所述反应残渣的放射性比活度超过设定值时，将所述反应残渣排出到收集容器后经整备作为放射性固体废物处理；
15、其中，所述一级反应器中催化剂的填料为100kg-150kg，所述脱水离心后的废树脂的进料速率为1.5l/h-2.5l/h。
16、可选地，所述将废树脂脱水离心后，通过所述螺旋进料机送入所述一级反应器中进行一级催化裂解反应，获得一级气态流出物和反应残渣的步骤后，还包括：
17、通过所述第一voc监测仪对所述一级气态流出物中有机物组分进行在线监测，根据所述一级气态流出物中有机物组分来判定废树脂的一级催化氧化率，当一级催化氧化率低于95％时，停止送入所述废树脂，向所述一级反应器中通入再生气体，对所述一级反应器中的催化剂进行在线再生；
18、其中，所述再生气体的进料速率为25m3/h-35m3/h，进料时间为1h-2h，再生过程中所述一级反应器中温度控制在320℃-380℃。
19、可选地，所述将所述一级气态流出物泵入所述二级反应器中进行二级催化裂解反应，获得二级气态产物和固体残渣的步骤，包括：
20、开启所述二级反应器中的电加热器，使所述二级反应器中温度达到180℃-200℃后，泵入所述一级气态流出物至所述二级反应器中进行二级催化裂解反应，同时进行搅拌，获得二级气态产物和固体残渣；
21、当所述固体残渣的放射性比活度超过设定值时，将所述固体残渣排出到收集容器后经整备作为放射性固体废物处理；
22、其中，所述二级反应器中催化剂的填料为100kg-150kg，所述一级气态流出物的进料速率为25m3/h-30m3/h。
23、可选地，所述将所述一级气态流出物泵入所述二级反应器中进行二级催化裂解反应，获得二级气态产物和固体残渣的步骤后，还包括：
24、所述一级反应器中的催化剂进行在线再生的同时，将所述一级反应器中的再生气体排出至所述二级反应器中，对所述二级反应器中的催化剂进行再生，并将所述二级反应器中温度控制在320℃-380℃。
25、本技术的处理系统采用一级反应器和二级反应器串联的模式，实现在较低温度条件下对放射性废树脂的催化氧化，并最终生成二氧化碳、水等，一级反应器和二级反应器内均填充有含催化剂的固体反应基材，催化剂可以为树脂的裂解反应提供反应活性位点和反应自由基，并降低了氧化反应所需的活化能，在催化剂的作用下，废树脂在一级反应器中经过即时催化裂解反应后，可使废树脂中的主要放射性金属核素被滞留在固体反应基材中，滞留的金属核素与催化剂作用下形成性质稳定的金属氧化物产物，由于反应温度较低，沸点较低的放射性核素氧化物(如铯氧化物等)也不会挥发进入尾气；树脂吸附或带有的氯、氮、硫等元素与催化剂作用形成稳定的无机盐被捕集在催化剂中，而裂解形成的低碳烃类及其他小分子有机物以气态流出物的形式再进入到二级反应器中进行进一步的催化裂解反应，裂解后主要形成co2、h2o气态产物，同时第一voc监测仪对从一级反应器流出的一级气态流出物中有机组分进行监测，根据有机组分的浓度进而确定催化剂的反应活性，第二voc监测仪对二级反应器流出的二级气态产物中有机组分进行监测，以确定尾气中有机物是否能够满足排放要求，如尾气不能达标也可设置第三级反应器，与二级反应器配置相同，再经过换热器换热冷却后，经过尾气排风机排出，从而实现了对放射性废树脂的无机化处理，构建了操作简便、安全可控的放射性废树脂处理系统，其对废树脂中有机组分的无机化率可达到99.9％。
26、本技术的处理方法通过对放射性废树脂进行两级催化氧化反应，使废树脂彻底无机化处理，同时放射性核素与催化剂作用矿化成稳定的金属氧化物从而固定在催化剂中，氯、氮、硫等酸性有害成分与催化剂作用矿化成为稳定的无机盐从而捕集在催化剂中，有利于废树脂的长期安全处理与处置。经检测，反应残渣中金属核素浸出率不超过《低、中水平放射性废物固化体性能要求水泥固化体》(gb14569.1)规定的限值，二级气态产物中放射性核素不超过《核动力厂环境辐射防护规定》(gb 6249-2011)规定的限值，气态产物中氯氮硫等元素含量满足《大气污染物综合排放标准》(gb16297-1996)。
1.一种放射性废树脂的处理系统，其特征在于，包括进料装置、一级反应器、二级反应器、换热器和尾气排风机，所述进料装置与所述一级反应器通过管道连接，所述一级反应器的尾气出口端与所述二级反应器连接，所述一级反应器与所述二级反应器之间设有第一voc监测仪，所述二级反应器的尾气出口端与所述换热器连接，所述二级反应器与所述换热器之间设有第二voc监测仪，所述换热器的出口端与所述尾气排风机管道连接；
2.根据权利要求1所述的放射性废树脂的处理系统，其特征在于，还包括再生气体储存罐，所述再生气体储存罐与所述一级反应器连接。
3.根据权利要求2所述的放射性废树脂的处理系统，其特征在于，所述进料装置包括树脂槽、脱水离心机和螺旋进料机，所述树脂槽与所述脱水离心机通过管道连接，所述树脂槽与所述脱水离心机之间设有送料泵，所述脱水离心机与所述螺旋进料机连接，所述螺旋进料机与所述一级反应器连接。
4.根据权利要求3所述的放射性废树脂的处理系统，其特征在于，还包括脉冲反吹口，所述脉冲反吹口分别与所述脱水离心机的卸料端、所述一级反应器的卸料端和所述二级反应器的卸料端连通。
5.根据权利要求2所述的放射性废树脂的处理系统，其特征在于，所述一级反应器的尾气出口端设有第一管道过滤器，所述二级反应器的尾气出口端设有第二管道过滤器。
6.一种放射性废树脂的处理方法，其特征在于，采用如权利要求2-5任一项所述的放射性废树脂的处理系统，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的放射性废树脂的处理方法，其特征在于，所述将废树脂脱水离心后，通过所述螺旋进料机送入所述一级反应器中进行一级催化裂解反应，获得一级气态流出物和反应残渣的步骤，包括：
8.根据权利要求6所述的放射性废树脂的处理方法，其特征在于，所述将废树脂脱水离心后，通过所述螺旋进料机送入所述一级反应器中进行一级催化裂解反应，获得一级气态流出物和反应残渣的步骤后，还包括：
9.根据权利要求6所述的放射性废树脂的处理方法，其特征在于，所述将所述一级气态流出物泵入所述二级反应器中进行二级催化裂解反应，获得二级气态产物和固体残渣的步骤，包括：
10.根据权利要求8所述的放射性废树脂的处理方法，其特征在于，所述将所述一级气态流出物泵入所述二级反应器中进行二级催化裂解反应，获得二级气态产物和固体残渣的步骤后，还包括：
