本發明屬于化工領域，具體涉及一種使用雙區流化床蒸汽重整設備處理廢樹脂的方法。

背景技術：

核電站在運行過程中會產生含有放射性的廢離子交換樹脂，其中存在的放射性核素包括Cs¹³⁷、Sr⁹⁰、Co⁶⁰、C¹⁴等，其總放射性活度達到核電站核廢物總放射性的80％左右。因此，放射性廢樹脂的處理技術一直受到人們的重視。目前，我國主要采用水泥固化法處置放射性廢樹脂，以水泥作固化劑直接固化廢樹脂后深埋。該方法操作簡單、成本低，但廢棄物體積增加、核素抗浸出能力低，無法滿足我國日益增長的放射性廢樹脂處理需求和環保要求。

流化床蒸汽重整技術是在高溫和微負壓條件下，廢樹脂發生裂解、礦化等復雜反應產生礦物殘渣如金屬氧化物或碳化物，再對殘渣進行后處置的方法。蒸汽重整技術能將有機樹脂完全轉化為無機物，放射性元素富集在礦化物中，生成的礦化物結構耐久性、穩定性好，核素抗浸出性能高。該方法具有顯著的減容效果，廢物體積能減至處理前的1/10～1/5。處理過程中不會產生二次污染，裂解后產生的合成氣經處理后可轉化為水、CO₂和N₂，基本無廢液生成。流化床蒸汽重整技術具有反應溫度較焚燒低、尾氣處理更簡單、廢渣較玻璃固化體更為穩定、不產生液體廢物等優勢。

已有的蒸汽重整處理廢樹脂工藝中，蒸汽重整反應能夠在單一反應器中或多個串聯的反應器中實施。例如，US6084147中公開了有機廢物的熱分解方法，主反應器為兩臺串聯的蒸汽重整反應流化床，由蒸汽、氮氣、氧氣等組成的高速流化氣體進入第一個反應床，在450-800℃下將大部分有機廢物裂解；碳和未反應的廢料通過過濾裝置進入第二個反應器，加入不同的添加劑、控制溫度進一步反應形成最終產物。US0024279A1中公開了一種直接在儲存桶中以裂解和蒸汽重整方法處理有害廢料的方法。主反應在熱解反應器中發生，直接在儲存桶中加熱廢料，避免了含核素廢料的搬運。

在流化床蒸汽重整反應器中，廢樹脂發生裂解的同時，還會發生水氣變換反應、燃燒反應、還原反應、添加劑作用下的礦化反應等多種不同類型的反應。這些反應過程相互耦合，一旦流化床反應器操控不好，極易形成局部熱點或生產粘性物質，導致流化顆粒團聚結塊，輕則影響流化質量和反應效果，重則會導致失流化停車。因此，需要開發新型的流化床反應器及放射性廢樹脂處理方法，提高流化床反應器的運行穩定性和廢樹脂的處理效率。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種采用雙區流化床蒸汽重整反應設備處理廢樹脂的方法及其設備，采用該方法及設備能夠將廢樹脂處理成穩定、耐熱的固體產物形式，固體產物的體積較廢料大大減小，氣體產物無污染，且該處理過程中無液體廢物生成。

本發明提供了一種使用雙區流化床蒸汽重整設備處理廢樹脂的方法，所述的蒸汽重整設備為流化床反應器，在所述流化床反應器中設置氣體分布板將塔體至少分成上下兩個反應區(也可以根據實際需要設置更多的反應區)；在下層反應區中，過熱蒸汽與含碳顆粒反應得到還原性氣體，氧氣與含碳顆粒和還原性氣體發生反應放出熱量；產生的氣體進入上層反應區，使上層反應區內的惰性顆粒流化，與廢樹脂、添加劑反應后得到固體產物和氣體產物，固體產物在流化氣帶動下從反應器頂部排出。

上述過程中，在高溫條件下，部分過熱蒸汽與含碳顆粒反應得到還原性氣體CO、H₂；向下層反應區中加入適量的氧氣，與含碳顆粒、CO、H₂等發生反應，放出熱量，為上層反應區中進料中水分的蒸發、樹脂的裂解反應等吸熱過程提供熱量；產生的氣體組成包括N₂、CO、H₂、H₂O、CO₂等，通過氣體分布板，流化上層反應區的顆粒；待處理的廢料與添加劑混合、預熱后，通過霧化噴嘴噴入上層反應區，在流化氣氛中反應發生廢樹脂的裂解反應、氮氧化物的還原反應、與添加劑的礦化反應等反應后，得到固體產物和氣體產物，得到的氣體產物夾帶固體產物從反應器頂部排出。廢樹脂發生裂解反應變成小分子有機物并釋放出放射性元素，礦化反應生成的礦化固體顆粒產物能夠吸附廢料中的放射性核素，且礦化固體顆粒產物的抗浸出性能、耐熱性能、機械性能都很好。

所述下層反應區發生的反應主要為：

C+H₂O→H₂+CO

CO+H₂O→CO₂+H₂

C+O₂→CO₂

CO+O₂→CO₂

H₂+O₂→H₂O

所述上層反應區發生的主要反應為：

C_xH_yO_zS_m→C+CH₄+CO+H₂+SO_n+etc

C_xH_yO_zN_m→C+CH₄+CO+H₂+NO_n+etc

2NaOH+Al₂O₃·2SiO₂→2NaAlSiO₄+H₂O

NO_n+CO→N₂+CO₂

NO_n+H₂→N₂+H₂O

所述下層反應區的反應溫度范圍為400～1000℃，更優選的范圍為450～850℃；上層反應區的反應溫度范圍為400～1100℃，更優選的范圍為500～900℃。所述流化床反應器的溫度控制十分重要，如果反應溫度過高，廢料中放射性核素(如Cs)更容易揮發，造成尾氣中放射性含量過高，導致需要更高性能的尾氣分離系統，增加成本；溫度過高還會使得鹽類共熔，導致流化床團聚結塊影響流化狀態。如果溫度過低，則廢料中的有機物不能完全裂解，副反應增多，造成結焦。開車前床層需要通過換熱裝置進行預熱，反應物進入床層前也需要通過換熱器預熱；運行過程中，下層反應區中氧氣與含碳顆粒、CO、H₂等發生放熱反應，能夠為上層反應區中進料中水分的蒸發、樹脂的裂解反應等吸熱過程提供熱量。通過調節進料中氧氣和碳的進料量之比可以控制放熱量，同時調節換熱裝置的換熱量，從而控制床層溫度。

上層反應區中廢樹脂裂解產生低碳烴，而低碳烴會繼續反應生成分子量較大的積碳、焦油等，容易黏壁、結塊造成反應器堵塞。這是不希望發生的反應，因此裂解反應的關鍵之一是采用短停留時間的工藝，減少后續副反應。所述流化氣體的氣速范圍為0.1～30m/s，更優選的氣速范圍為0.5～10m/s。通入高氣速的氣體吹動床層顆粒，破碎固體廢料，達到短的停留時間。所述反應物在塔體內的平均停留時間為1～10000s，更優選的范圍為5～100s，反應迅速完成，生成固體產物和氣體產物。

固體產物包括礦化顆粒、無機鹽、碳等，氣體產物包括N₂、H₂O、CO₂、H₂、CO、酸性氣體等。所述小顆粒固體產物被所述氣體產物夾帶從塔頂排出，通過后續高溫過濾器分離后，固體經收集、固化后深埋處置，氣體通過氧化、吸收、過濾，達到排放標準后排放。

反應物包括長鏈有機物、硝酸鹽、鹵化物、硫化物、碳酸鹽、硫酸鹽等，所述添加劑包括黏土、石灰、氧化鋅、氧化鎂等，含碳顆粒包括煤粉、木炭、葡萄糖或其它糖類物質等。黏土與廢料反應形成穩定的礦化產物，能夠吸附放射性核素，且形成的礦化產物的抗浸出性能、耐熱性能、機械性能都很好；石灰能夠與磷酸鹽反應生成高熔點的磷酸鈣，減少腐蝕性的PO₄^3-產生；氧化鎂能夠與進料中的一些鹽類形成高熔點物質，防止鹽類熔融造成結塊；Zn的加入能夠減少Cs的揮發。

在流化床中填充高密度惰性顆粒，包括但不限于陶瓷球、氧化鋁球；所述惰性顆粒的粒徑范圍為100～3000微米。

本發明還提供了一種用于所述廢樹脂處理方法的雙區流化床蒸汽重整設備，所述反應設備包括流化床反應器塔體以及設置在塔體內的氣相分布器。所述氣相分布器將塔體分成上下兩個反應區域。所述氣體分布器可以采用單層篩板、多層篩板、由夾層填料的分布板、泡帽板、側縫錐帽板、管式分布器等形式。

所述設備在上層反應區近分布板處設置有第一開口，待處理廢料和添加劑混合后通過輸送泵、換熱器，從第一開口由霧化噴嘴進入床層，由氣動控制閥門控制液相進料速率。所述換熱器通過出口高溫氣體與進料進行換熱，將進料預熱至一定溫度。所述設備在下層反應區近塔底處設置有第二開口和第三開口，含碳顆粒通過氮氣輸送從第二開口進入床層，過熱蒸汽、氧氣從第三開口通入床層。

所述設備的上下兩個反應區都至少設有一個換熱裝置用以加熱床層，控制床層溫度。換熱裝置可以外置或者內置，可以選用電加熱器、環管式熔鹽換熱器等形式，換熱介質可以選用氟化鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等，其換熱溫度范圍在800～1200℃。在開車階段，需要用換熱裝置加熱床層，運行穩定后下層反應區中發生的氧化反應能夠為上層反應區提供熱量，換熱裝置的供熱量可以適當減少，保持床層溫度穩定。

所述設備的上層反應區上部設置有一段管徑縮小段。由于管徑變小，氣體的流速變大，利于氣體夾帶顆粒產物排出。

所述的流化床反應器塔體包括但不限于以下形式：上下兩層反應區均采用圓柱形結構；下層反應區采用倒錐形結構，上層反應區采用圓柱形結構；上層反應區的下半部分與下層反應區采用倒錐形結構，上層反應區上半部分采用圓柱形結構，分布板位于錐形段；下層反應區采用圓柱形結構，上層反應區的下半部分采用倒錐形結構，上半部分采用圓柱形結構。

本發明具有如下特點：下層反應區發生蒸汽的水氣變換反應、氧化反應，為上層反應區提供還原性氣體和反應所需熱量；上層反應區內發生樹脂的裂解反應、還原反應、礦化反應等。反應分區的操作減少了上述反應之間的相互影響，提高反應過程的可控性。通過調控氧氣和蒸汽比例、加熱器功率，可以控制床層溫度在適宜范圍，避免顆粒團聚結塊及放射性核素揮發。通過控制上層反應區內添加劑的種類可以調控最終產物形式，獲得減容比大、放射性核素捕獲率高以及核素抗浸出性能高的產物。

附圖說明

圖1表示本發明提供的所述流化床蒸汽重整反應設備的結構示意圖；

圖2表示實施例1、2、3中采用的流化床蒸汽重整反應設備的結構示意圖；

圖3表示采用不同塔體形式的流化床蒸汽重整反應設備的結構示意圖；

圖4表示采用不同塔體形式的流化床蒸汽重整反應設備的第二種結構示意圖；

圖5表示采用不同塔體形式的流化床蒸汽重整反應設備的第三種結構示意圖。

具體實施方式

以下通過圖1和圖2對本發明提供的所述流化床蒸汽重整反應設備進行詳細的描述。

根據本發明所述的流化床蒸汽重整反應設備包括流化床反應器塔體1以及設置在塔體內的氣相分布器4。其中，氣相分布器將塔體1分成上下兩個反應區域2和5。在上層反應區2近分布板設置有第一開口3；在下層反應區近塔底處設置有第二開口6和第三開口7。氣相分布器4可選用單層篩板，開孔率可取1％～5％，小孔孔徑為0.1～5mm。在上層反應區域上部設置一段管徑縮小段18，兩段之間以管徑變化段19過渡，通過減小管徑增大氣速，便于氣體夾帶顆粒產物排出。塔體1的內徑為D1，管徑縮小段的內徑為D2，其內徑比D1:D2＝1:(0.4～0.8)。下層反應區5的垂直高度為a，上層反應區2的垂直高度為b，管徑變化段19的垂直高度為c，管徑縮小段18的垂直高度為d，它們之間滿足a:b:c:d＝1:(0.8～1.5):(0.4～0.5):(0.4～0.5)。

設備在上層反應區近分布板處設置有第一開口3，待處理廢料和添加劑混合后通過輸送泵10、換熱器11，從第一開口3由霧化噴嘴進入床層，由氣動控制閥門控制液相進料速率。換熱器11通過出口17的高溫氣體與進料進行換熱，將進料預熱至一定溫度。設備在下層反應區近塔底處設置有第二開口6和第三開口7，含碳顆粒通過氮氣輸送從第二開口進入床層，過熱蒸汽、氧氣從第三開口7通入床層。

設備的上下兩個反應區都至少設有一個換熱裝置用以加熱床層，控制床層溫度。換熱裝置15、16可以外置或者內置，可以選用電加熱器、環管式熔鹽換熱器等形式，換熱介質可以選用氟化鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等，其換熱溫度范圍在800～1200℃。在開車階段，需要用換熱裝置將床層加熱至550℃左右，運行穩定后，下層反應區中發生的氧化反應能夠為上層反應區提供熱量，換熱裝置的供熱量可以適當減少，保持床層溫度穩定。

流化床反應器塔體包括但不限于以下形式：上下兩層反應區均采用圓柱形結構(圖1)；下層反應區采用倒錐形結構，上層反應區采用圓柱形結構(圖3)，下層反應區與上層反應區的垂直高度之比滿足1：(0.8～1.5)，倒錐形的上底半徑與下底半徑滿足1:(0.4～0.7)；下層反應區與上層反應區的下半部分采用倒錐形結構，上層反應區上半部分采用圓柱形結構，下層反應區與上層反應區的垂直高度之比滿足1：(0.8～1.5)，倒錐形的上底半徑與下底半徑滿足1:(0.4～0.7)，分布板位于錐形段(圖4)，分布板距離倒錐形上底與倒錐形下底的垂直距離滿足1：3～5；下層反應區采用圓柱形結構，上層反應區的下半部分采用倒錐形結構，上半部分采用圓柱形結構(圖5)，下層反應區與上層反應區的垂直高度之比滿足1：(0.8～1.5)，倒錐形的上底半徑與下底半徑滿足1:(0.5～0.7)，上層反應區倒錐形結構與圓柱形結構的垂直高度之比滿足1：(0.8～1.2)。上述形式中，下層反應區采用倒錐形結構可以減少因過熱蒸汽與含碳顆粒發生水氣變換產生的氣體對反應器中氣速造成的波動。

本發明還提供了一種使用雙區流化床蒸汽重整設備處理廢樹脂的方法，用氣體分布板將塔體分成上下兩個反應區。在下層反應區中，過熱蒸汽在流化床層顆粒的同時，與含碳顆粒反應得到還原性氣體CO、H₂，氧氣與部分含碳顆粒、CO、H₂等發生反應放出熱量；產生的氣體組成包括N₂、CO、H₂、H₂O、CO₂等，進入上層反應區流化上層反應區顆粒，與待處理廢料反應后得到固體產物和氣體產物，氣體產物夾帶固體產物從反應器頂部排出。當然，也可以設置更多的反應區，比如設置多個上層反應區，同時進行裂解反應、礦化反應，本發明對此不做限定。

下層反應區的反應溫度范圍為400～1000℃，更優選的范圍為450～850℃；上層反應區的反應溫度范圍為400～1100℃，更優選的范圍為500～900℃。通過調節進料中氧氣和碳的進料量之比可以控制放熱量，同時調節換熱裝置的換熱量，從而控制床層溫度。

反應物在塔體內的平均停留時間為1～10000s，更優選的范圍為5～100s，反應迅速完成。流化氣體的氣速范圍為0.1～30m/s，更優選的氣速范圍為0.5～10m/s。以較高氣速吹動流化顆粒，破碎反應的固體廢料和產生的固體產物，并夾帶出小顆粒固體產物。

反應物包括長鏈有機物、硝酸鹽、鹵化物、硫化物、碳酸鹽、硫酸鹽等，添加劑包括黏土、石灰、氧化鋅、氧化鎂等，含碳顆粒包括煤粉、木炭、葡萄糖或其它糖類物質等。

固體產物包括礦化顆粒、無機鹽、碳等，氣體產物包括N₂、H₂O、CO₂、H₂、CO、酸性氣體等。小顆粒固體產物被氣體產物夾帶從塔頂排出，通過后續高溫過濾器分離后，固體經收集、固化后深埋處置，氣體通過氧化、吸收、過濾，達到排放標準后排放。

在流化床中填充高密度惰性顆粒，包括但不限于陶瓷球、氧化鋁球；惰性顆粒的粒徑范圍為100～3000微米。

以下通過實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

本實施例用于說明本發明提供的流化床蒸汽重整處理廢樹脂的設備及處理方法。

采用圖2所示的流化床蒸汽重整反應設備處理廢樹脂，該流化床蒸汽重整反應設備包括流化床蒸汽重整反應器塔體1，塔體內設置有氣相分布器4，氣相分布器4將塔體1分成上下兩個反應區2和5。氣相分布器4采用單層篩板，開孔率2％，開孔孔徑為1mm。在上層反應區上部設置一段管徑縮小段18，兩段之間以管徑變化段19過渡，通過減小管徑增大氣速，便于氣體夾帶顆粒產物排出。塔體1的內徑為1000mm，管徑縮小段的內徑為600mm。上層反應區2的垂直高度b為600mm，下層反應區5的垂直高度a為500mm，管徑變化段19的垂直高度為250mm，管徑縮小段18的垂直高度為250mm。床層中填充的流化顆粒為氧化鋁惰性耐磨球，氧化鋁質量分數為95％，堆積密度為3.68g/cm³，顆粒的粒徑在2500～3000微米范圍內。在上層反應區2近分布板設置有第一開口3，反應進料罐8中的進料與添加劑罐9中的添加劑混合后，通過輸送泵10、換熱器11，通過第一開口3由霧化噴嘴噴入上層反應區2，通過氣動控閥門控制液相進料速率。在下層反應區近塔底處設置有第二開口6和第三開口7。過熱蒸汽14作為流化氣體通過第三開口7進入下層反應區5，含碳顆粒儲存罐中12中的含碳顆粒與氮氣管路13相連，氮氣作為載氣將含碳顆粒通過第二開口6送入床層。反應器塔體1上部的出口氣體17與進料換熱后，通過高溫過濾器分離并收集小顆粒固體產物，氣體再通過氧氣氧化、氫氧化鈉吸收酸性氣體、過濾固體顆粒等處理方式凈化后排放。

上下兩個反應區分別設有外置的第一熔鹽換熱器15、第二熔鹽換熱器16用于加熱床層，控制床層溫度，換熱介質選用碳酸鈉(熔點858℃)。開啟換熱器，將反應床層預熱至550℃左右。過熱蒸汽和氧氣通過預熱后溫度升高至600℃左右，從第三開口7進入下層反應區5。床層流化后，以氮氣為載氣輸送碳粉進入下部反應區5，碳粉與過熱蒸汽反應生成CO、H₂等還原性氣體。同時，加入的適量氧氣與含碳物質、CO、H₂等反應生成CO₂、H₂O，該反應是放熱反應，為上部床層中水分的蒸發、樹脂的裂解反應等吸熱過程提供熱量。下層反應區的合成氣體包括N₂、H₂O、CO、H₂、CO₂等，通過氣體分布板流化上層顆粒，與待處理廢料反應。控制流化氣速在0.5m/s，吹動流化顆粒、破碎反應的固體廢料和產生的固體產物，并夾帶出小顆粒固體產物。將300克的模擬廢樹脂顆粒(Cs和Co的含量分別為：0.1g/kg樹脂，陽離子交換樹脂型號為Amberlite IRN-77，陰離子交換樹脂型號為Amberlite IRN-78)，與Al₂O₃·2SiO₂混合后通過輸送泵9、換熱器10從第一開口3由霧化噴嘴噴入上層反應區。在床層內，樹脂表面水分迅速蒸發，其中的有機成分迅速裂解生成C、CH₄、H₂、CO等，樹脂的停留時間在8s左右。上層反應區處在還原環境下，廢料若含有硝酸鹽，其能夠被轉化為氮氣。在蒸汽條件下，黏土與廢樹脂中的無機物形成礦化固體顆粒，并且吸附核素Co和Cs。氣體產物夾帶固體產物從反應器頂部排出。

下層反應區5的反應溫度為700℃，壓力為0.1MPaA；上層反應區2的反應溫度為650℃，壓力為0.08MPaA。最終合成氣中包含CO、H₂、CH₄、N₂、H₂O、酸性氣體等。通過高溫過濾器后，合成氣夾帶的固體顆粒從過濾器底部進入固體產物收集罐，氣體通入尾氣處理器中，與氧氣反應生成CO₂、H₂O，再通過堿液吸收酸性氣體，凈化后排放至大氣。

檢測固體產物收集罐中的固體產物，通過原子吸收光譜法測定其中Co、Cs的含量，分析得知核素的回收率達到99.99％，固體產物的體積約為固體廢料的1/8。裝置在三個月試驗期內無團聚結塊導致的停車情況發生。

實施例2

本實施例用于說明本發明提供的流化床蒸汽重整處理廢樹脂的設備及處理方法。

采用與實施例1中相同的流化床蒸汽重整反應設備處理廢樹脂，處理過程包括：開啟換熱器，將反應床層預熱至550℃左右。過熱蒸汽和氧氣通過預熱后溫度升高至600℃左右，從第三開口7進入下層反應區5。床層流化后，以氮氣為載氣輸送碳粉進入下部反應區5，碳粉與過熱蒸汽反應生成CO、H₂等還原性氣體。同時，加入的適量氧氣與含碳物質、CO、H₂等反應生成CO₂、H₂O，該反應是放熱反應，為上部床層中水分的蒸發、樹脂的裂解反應等吸熱過程提供熱量。下層反應區的合成氣體包括N₂、H₂O、CO、H₂、CO₂等，通過氣體分布板流化上層顆粒，與待處理廢料反應。控制流化氣速在0.5m/s，以較高氣速吹動流化顆粒，破碎反應的固體廢料和產生的固體產物，并夾帶出小顆粒固體產物。將300克的模擬廢樹脂顆粒(Cs和Co的含量分別為：0.1g/kg樹脂，陽離子交換樹脂型號為Amberlite IRN-77，陰離子交換樹脂型號為Amberlite IRN-78)，與Al₂O₃·2SiO₂混合后通過輸送泵9、換熱器10從第一開口3由霧化噴嘴噴入上層反應區。在床層內，樹脂表面水分迅速蒸發，其中的有機成分迅速裂解生成C、CH₄、H₂、CO等，樹脂的停留時間在8s左右。上層反應區處在還原環境下，廢料若含有硝酸鹽，其能夠被轉化為氮氣。在蒸汽條件下，黏土與廢樹脂中的無機物形成礦化固體顆粒，并且吸附核素Co和Cs。氣體產物夾帶固體產物從反應器頂部排出。

下層反應區5的反應溫度為450℃，壓力為0.1MPaA；上層反應區2的反應溫度為400℃，壓力為0.08MPaA。最終合成氣中包含CO、H₂、CH₄、N₂、H₂O、酸性氣體等。通過高溫過濾器后，合成氣夾帶的固體顆粒從過濾器底部進入固體產物收集罐，氣體通入尾氣處理器中，與氧氣反應生成CO₂、H₂O，再通過堿液吸收酸性氣體，凈化后排放至大氣。

檢測固體產物收集罐中的固體產物，通過原子吸收光譜法測定其中Co、Cs的含量，分析得知核素的回收率達到98.73％，固體產物的體積約為固體廢料的1/3。對比實施例1與實施例2，床層反應溫度低造成有機物裂解不徹底，核素釋放不完全，使得產物減容比減小，核素回收率降低，與實驗結果相符。

實施例3

本實施例用于說明本發明提供的流化床蒸汽重整處理廢樹脂的設備及處理方法。

采用與實施例1中相同的流化床蒸汽重整反應設備處理廢樹脂，處理過程包括：開啟換熱器，將反應床層預熱至550℃左右。過熱蒸汽和氧氣通過預熱后溫度升高至600℃左右，從第三開口7進入下層反應區5。床層流化后，以氮氣為載氣輸送碳粉進入下部反應區5，碳粉與過熱蒸汽反應生成CO、H₂等還原性氣體。同時，加入的適量氧氣與含碳物質、CO、H₂等反應生成CO₂、H₂O，該反應是放熱反應，為上部床層中水分的蒸發、樹脂的裂解反應等吸熱過程提供熱量。下層反應區的合成氣體包括N₂、H₂O、CO、H₂、CO₂等，通過氣體分布板流化上層顆粒，與待處理廢料反應。控制流化氣速在0.5m/s，以較高氣速吹動流化顆粒，破碎反應的固體廢料和產生的固體產物，并夾帶出小顆粒固體產物。將300克的模擬廢樹脂顆粒(Cs和Co的含量分別為：0.1g/kg樹脂，陽離子交換樹脂型號為Amberlite IRN-77，陰離子交換樹脂型號為Amberlite IRN-78)，與Al₂O₃·2SiO₂混合后通過輸送泵9、換熱器10從第一開口3由霧化噴嘴噴入上層反應區。在床層內，樹脂表面水分迅速蒸發，其中的有機成分迅速裂解生成C、CH₄、H₂、CO等，樹脂的停留時間在8s左右。上層反應區處在還原環境下，廢料若含有硝酸鹽，其能夠被轉化為氮氣。在蒸汽條件下，黏土與廢樹脂中的無機物形成礦化固體顆粒，并且吸附核素Co和Cs。氣體產物夾帶固體產物從反應器頂部排出。

下層反應區5的反應溫度為900℃，壓力為0.1MPaA；上層反應區2的反應溫度為850℃，壓力為0.08MPaA。最終合成氣中包含CO、H₂、CH₄、N₂、H₂O、酸性氣體等。通過高溫過濾器后，合成氣夾帶的固體顆粒從過濾器底部進入固體產物收集罐，氣體通入尾氣處理器中，與氧氣反應生成CO₂、H₂O，再通過堿液吸收酸性氣體，凈化后排放至大氣。

檢測固體產物收集罐中的固體產物，通過原子吸收光譜法測定其中Co、Cs的含量，分析得知核素的回收率達到89.1％，固體產物的體積約為固體廢料的1/9。對比實施例3與實施例1，床層反應溫度過高造成有機物中核素揮發過多，使得固體產物中核素回收率降低，與實驗結果相符。

以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發明。有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍內。