容器内自蔓延高温合成固化过程的热力学数值模拟

摘要

自蔓延高温合成固化是一种利用氧化还原反应放热处理高放废物煅烧灰、污染土壤等固体放射性废物的方法,在密封容器内对放射性废物采用自蔓延高温合成固化技术可有效提高产物的致密度并控制有害气溶胶的扩散.通过分析自蔓延化学反应机理和过程,建立容器内自蔓延高温合成固化数值模拟模型,对固化过程容器内温度-压力变化特征进行分析.利用COMSOL有限元分析软件,确定模型尺寸、单元类型和边界条件,计算得到点火后7200 s的容器内温度和压力随时间变化曲线.与相同条件的容器内SHS固化实验测量结果对比分析,数值模拟与实测情况一致性较强,能够较好反映SHS固化过程点火、燃烧、熄火、保温的四阶段性特征;模拟结果可作为容器安全性设计的参考数据.