一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备制造技术

本实用新型专利技术属于核燃料后处理技术领域，公开了一种核燃料后处理Purex流程中用于脱除后处理料液中亚硝酸的设备。该设备包括脱除塔、空气发生装置和料液接收罐，其中脱除塔的上端置有料液进口，下端设置有空气入口，底端设置有料液出口，脱除塔的外塔壁上设置有加热装置；料液接收罐与脱除塔底端的料液出口通过料液输出管连接；脱除塔内部设置有填料，待处理料液从脱除塔的料液进口进入塔内与由空气入口进入的空气逆流接触。该设备具有亚硝酸脱除效果好、速度快、能连续操作且处理能力高的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于核燃料后处理
，具体涉及核燃料后处理Purex流程中脱除后处理料液中亚硝酸的设备。
技术介绍
现在研究的后处理工艺流程采用U(IV)-肼、羟胺-肼或N,N-二甲基羟胺-甲基肼等还原剂来还原反萃Pu(Ⅲ)，铀钚分离后得到的1BP料液中钚为三价，在下一步通过萃取－反萃取进行钚的净化浓缩之前，需将Pu(Ⅲ)氧化为Pu(Ⅳ)。加入氮氧化物等氧化剂氧化后会使料液中含有一定含量的亚硝酸，存在的亚硝酸会对后续工艺产生影响，如造成还原剂的过量消耗或钚的流失，因此，需对其中的亚硝酸进行脱除。亚硝酸的脱除方法主要有空气载带法、抽真空脱除法、超声脱除法和加热法等，其中空气载带法是采用向溶液中通入空气，利用空气将溶液中的亚硝酸以氮氧化物的形式载带出去；抽真空脱除法是利用抽真空减少气相中的氮氧化物含量，促进亚硝酸分解成氮氧化物进入气相，从而将溶液中的亚硝酸脱除；超声脱除法是利用超声波加快溶液中的分子运动，使亚硝酸稳定性降低后分解从而从溶液中脱除，但是抽真空脱除法和超声脱除法的设备复杂，用于放射性操作比较困难；加热法是通过加热溶液，使体系中的亚硝酸分解成氮氧化物从溶液中逸出以达到脱除的目的，加热法脱除亚硝酸的速度较慢，且加热易将料液中的Pu(IV)氧化至Pu(VI)，对后续工艺产生不利影响。综合比较，空气载带法具有以下明显优势：不引入试剂，所需的设备少，易于控制，易于实现连续操作且能够提高生产能力。目前，针对核燃料后处理Purex流程中亚硝酸的脱除设备，采用的是向批式调料后的钚料液储罐中通入空气鼓泡，以达到脱除亚硝酸的作用，不适用于大规模脱除亚硝酸。
技术实现思路
(一)技术目的根据现有技术所存在的问题，本技术提供了一种亚硝酸脱除效果好、速度快且处理能力高的用于后处理料液的亚硝酸脱除设备。(二)技术方案为解决现有技术所存在的问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，该设备包括脱除塔、空气发生装置和料液接收罐，其中脱除塔的上端置有料液进口，下端设置有空气入口，底端设置有料液出口，脱除塔的外塔壁上设置有加热装置；料液接收罐与脱除塔底端的料液出口通过料液输出管连接；脱除塔内部设置有填料，待处理料液从脱除塔的料液进口进入塔内与由空气入口进入的空气逆流接触。优选地，所述脱除塔的主体、内部填料均为耐辐照、耐硝酸腐蚀材料。优选地，所述脱除塔的顶部设置有除沫器，除沫器的后端置有旋风分离器。优选地，所述脱除塔内置有一个或一个以上的筛板将填料隔开。优选地，所述脱除塔外塔壁上设置的加热装置为塔壁上固定的电加热板或在塔壁上缠绕的电加热带或加热水套，使塔内料液温度为30～50℃。优选地，所述脱除塔空气入口的喷嘴开口方向朝下，可避免从塔上端流下的料液进入空气发生装置。优选地，待处理料液由料液输送泵经由料液输入管进入料液进口，且料液输入管上安装有单向阀。优选地，从空气入口通入的空气与从料液进口通入的料液的体积流量比为50～500。优选地，所述脱除塔的顶部和底部均设有压力测量仪和温度测量仪。优选地，所述脱除塔主体、填料及筛板的材质均为不锈钢，其中填料为不锈钢西塔环。优选地，所述空气发生装置为鼓风机或空气压缩机。优选地，在氧化塔的中部或塔壁设置有可吸收中子的材料，其中吸收中子的材料为含10B或6Li的材料。(三)有益效果本技术提供的脱除后处理料液中亚硝酸的设备，其采用塔式脱除设备，脱除过程采用气体作为连续相，液体作为分散相，料液在填料表面与空气接触，塔内放置的填料可以增大气液接触面积，以利于亚硝酸的脱除。此外该设备还配备有除沫器、旋风分离器，温度及压力测量仪等，提高了处理规模，具有亚硝酸脱除效果好、速度快、能连续操作且处理能力高的有益效果，具体解释为：1)大规模调价处理时，脱除塔内的填料过多会导致塔底负担重且塔内填料因重力作用而下沉的问题，通过在脱除塔内部的填料中设置筛板，减轻了塔底的负重负担，同时也使得脱除塔内的填料在塔内的分布更加稳定。2)在脱除塔外塔壁上设置加热装置，为脱除塔中的料液升温，提高了亚硝酸的脱除速度。3)脱除塔的底部空气入口的喷嘴开口方向朝下，使空气向下喷射，可避免从塔上端流下的料液进入空气发生装置。4)大规模对料液进行亚硝酸脱除时，钚料液存在临界安全问题，本申请通过在脱除塔中间或塔壁上设置可吸收中子的材料可解决此问题。附图说明图1是本技术实施例1提供的亚硝酸脱除装置示意图，其中：1.空气发生装置2.脱除塔3.空气入口4.底部温度测量仪5.底部压力测量仪6.填料7.电加热板8.顶部温度测量仪9.顶部压力测量仪10.除沫器11.旋风分离器12.尾气出口13.料液进口14.料液输送流量计15.料液输送泵16.料液出口17.料液接收罐。具体实施方式下面将结合说明书附图和具体实施方式对本技术作进一步阐述。实施例1一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，如图1所示，该设备包括脱除塔2(有效高度为2350mm，直径为273mm)、空气发生装置1和料液接收罐17，其中脱除塔2的上端置有料液进口13，下端设置有空气入口3，底端设置有料液出口16，内部设置有填料6，脱除塔2的外塔壁上设置有电加热板7，使塔内料液温度为30℃；待处理料液由料液输送泵15经由料液输入管进入料液进口13，与由空气入口3进入的空气逆流接触，其中料液输入管上安装有单向阀。料液接收罐17与脱除塔2底端的料液出口16通过料液输出管连接；所述空气发生装置1为鼓风机，脱除塔2的主体、内部填料6的材质均为不锈钢，其中填料为不锈钢西塔环。脱除塔2的顶部和底部均设有压力测量仪和温度测量仪。从空气入口通入的空气与从料液进口通入的料液的体积流量比为50。采用实施例1所述的设备，对后处理料液进行亚硝酸的脱除，处理能力为100L/h，其中料液组成为：硝酸浓度：2.2mol/L，U(VI)浓度：2g/L，Fe(III)浓度：10g/L，经脱除塔2脱除后亚硝酸的含量为0.08mol/L。实施例2与实施例1不同的是，脱除塔2内置有一个或一个以上的筛板将填料隔开，脱除塔2中部置有中子吸收材料10B4C。脱除塔2外塔壁上设置的加热装置为在塔壁上缠绕的电加热带，使塔内料液温度为50℃。脱除塔2的顶部设置有除沫器10，除沫器10的后端置有旋风分离器11。从空气入口通入的空气与从料液进口通入的料液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，其特征在于，该设备包括脱除塔、空气发生装置和料液接收罐，其中脱除塔的上端置有料液进口，下端设置有空气入口，底端设置有料液出口，脱除塔的外塔壁上设置有加热装置；料液接收罐与脱除塔底端的料液出口通过料液输出管连接；脱除塔内部设置有填料，待处理料液从脱除塔的料液进口进入塔内与由空气入口进入的空气逆流接触。

【技术特征摘要】
1.一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，其特征在于，该设备包括脱除塔、
空气发生装置和料液接收罐，其中脱除塔的上端置有料液进口，下端设置有空气
入口，底端设置有料液出口，脱除塔的外塔壁上设置有加热装置；料液接收罐与
脱除塔底端的料液出口通过料液输出管连接；脱除塔内部设置有填料，待处理料
液从脱除塔的料液进口进入塔内与由空气入口进入的空气逆流接触。
2.根据权利要求1所述的一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，其特征在于，
所述脱除塔的主体、内部填料均为耐辐照、耐硝酸腐蚀材料。
3.根据权利要求1所述的一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，其特征在于，
所述脱除塔的顶部设置有除沫器，除沫器的后端置有旋风分离器。
4.根据权利要求1所述的一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，其特征在于，
所述脱除塔内置有一个或一个以上的筛板将填料隔开。
5.根据权利要求1所述的一种脱除后处理料液中亚硝酸的设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：常尚文，兰天，刘金平，何辉，周贤明，李高亮，唐洪彬，郑卫芳，孟照凯，陈志旭，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11