Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種核燃料后處理方法，特別涉及一種Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置。
【背景技術】
[0002]在核工業領域，Purex流程作為經典的核燃料后處理工藝被廣泛應用。在Purex流程中，各階段的Pu產品采用BP(包括IBP和2BP)表示。
[0003]在Purex流程的鈾钚分離段，需要使用還原劑將有機相中Pu(IV)還原為Pu(III)，使Pu進入水相，而鈾仍以U(VI)狀態存在于有機相中，從而實現鈾钚分離。鈾钚分離段得到的Pu粗產品IBP料液中含有Pu(III)和剩余的還原劑，在Pu純化循環中，需要將IBP料液中剩余的還原劑氧化，并將Pu(III)氧化至Pu(IV)，然后調節到2AF所需的酸度進行萃取反萃，使Pu進一步純化濃縮。
[0004]另外，Pu純化循環中所得到的Pu產品2BP料液中含有Pu(III)和剩余的還原劑，同樣需要對其中的還原劑和Pu(III)進行氧化，調酸后進行草酸钚沉淀。
[0005]傳統的調價方法是以亞硝酸鈉作氧化劑，盡管這個方法調價效果較好，但是額外加入的亞硝酸鈉給流程中引入了大量鈉離子。據估算，由于上述原因，每生產I噸Pu將產生7噸硝酸鈉的α廢物，顯著增加了廢物處置的負擔。為克服采用亞硝酸鈉調價的上述缺點，許多國家的后處理廠采用氮氧化物代替亞硝酸鈉進行Pu的調價，如法國的馬庫爾廠、UP3廠、UP2-800廠、日本的六個所后處理廠、英國的THORP廠和歐化廠。
[0006]雖然氮氧化物調價得到了較為廣泛的應用，但目前仍然存在一些不足，主要包括以下兩方面:一、經氮氧化物氧化后的料液，還需要在填料柱或篩板柱中與空氣逆流接觸以除去其中過量的氮氧化物，然后再將料液引入料液接收罐中進行酸度調節，整個過程中設備較多，實際運行較為復雜；二、在調價過程中，由于氮氧化物未被HNO3溶液充分溶解而導致其過量消耗，并產生大量的氮氧化物尾氣需要處理，顯著降低了該工藝的經濟性。
【實用新型內容】
[0007]為解決Purex流程鈾钚分離段采用氮氧化物調價所存在的設備較多，實際運行復雜，氮氧化物過量消耗，經濟性欠佳等問題，本實用新型提供了一種Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置。
[0008]所述Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置包括填料柱和料液接收罐，所述填料柱底部與料液接收罐頂部相連通；填料柱內部填充有調價填料；
[0009]填料柱上設有BP料液進料口和勵2進料口，所述BP料液進料口位置高于NO 2進料口 ；填料柱頂部設有尾氣出口 ；
[0010]料液接收罐上設有伸入其內部的進料管道。
[0011 ] 所述勵2進料口與填料柱底端的距離優選為0.3?0.5m。
[0012]本實用新型的Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置成功實現了氮氧化物調價設備的簡化，省去了一根填料柱和攪拌器，采用其對Purex流程BP調價、脫氣、調酸的操作也相應得以簡化。尤為重要的是，配合本實用新型的Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置，所采用的調價、脫氣、調酸工藝流程的整體設計得以顯著優化，明顯降低了氮氧化物消耗量和尾氣處理量，處理相同量的BP料液，氮氧化物的消耗量降低了 60%以上，氮氧化物利用率的提升幅度十分可觀。而設備的簡化、氮氧化物消耗量和尾氣處理量的降低均能顯著提高經濟性，從而節約了大量的核燃料后處理成本。
【附圖說明】
[0013]圖1本實用新型的Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置示意圖。
[0014]圖2現有Purex流程BP調價、脫氣、調酸裝置示意圖。
[0015]附圖標記:1.尾氣出口，2.BP料液進料口，3.填料柱，4.N02進料口，5.進料管道，
6.料液接收罐，7.調價填料柱尾氣出口，8.調價填料柱水相出口，9.調價填料柱，10.BP料液進料口，11.N02進料口，12.調價填料柱空氣進口，13.脫氣填料柱尾氣出口，14.脫氣填料柱水相進口，15.脫氣填料柱，16.脫氣填料柱空氣進口，17.濃硝酸進料口，18.攪拌器，19.料液接收罐。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。
[0017]實施例1
[0018]采用本實用新型的Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置及方法對某IBP料液進行處理，該IBP料液中的還原劑為中國原子能科學研宄院研發的二甲基羥胺-甲基肼無鹽還原劑，具體步驟如下:
[0019](一)分別通過BP料液進料口、NO2進料口、進料管道連續通入BP料液、NO2、空氣，令顯2與還原劑逆流接觸發生氧化還原反應，反應生成的NO迅速被通入的空氣中的O 2氧化為NO2,繼續與還原劑發生氧化還原反應，從而實現Pu的調價，過量的氮氧化物通過尾氣出口輸送至尾氣處理系統；
[0020](二)完成Pu的調價后，停止通入NO2,繼續通過進料管道向料液中通入空氣以脫除料液中過量的亞硝酸，使之轉化為氮氧化物并通過尾氣出口輸送至尾氣處理系統；
[0021](三)通過進料管道向料液中加入硝酸，然后向進料管道通入空氣對料液鼓泡使之混勻，完成料液的酸度調節。
[0022]結果顯示，采用本實用新型的裝置及方法能夠迅速將Pu(III)氧化完全為Pu (IV)，徹底氧化破壞還原劑。實際操作復雜程度較低，處理相同量的IBP料液，氮氧化物的消耗量降低了 70%。
[0023]實施例2
[0024]采用本實用新型的Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置及方法對某2BP料液進行處理，具體步驟如下:
[0025](一)分別通過BP料液進料口、NO2進料口、進料管道連續通入BP料液、NO2、空氣，令顯2與還原劑逆流接觸發生氧化還原反應，反應生成的NO迅速被通入的空氣中的O 2氧化為NO2,繼續與還原劑發生氧化還原反應，從而實現Pu的調價，過量的氮氧化物通過尾氣出口輸送至尾氣處理系統；
[0026](二)完成pu的調價后，停止通入NO2,繼續通過進料管道向料液中通入空氣以脫除料液中過量的亞硝酸，使之轉化為氮氧化物并通過尾氣出口輸送至尾氣處理系統；
[0027](三)通過進料管道向料液中加入硝酸，然后向進料管道通入空氣對料液鼓泡使之混勻，完成料液的酸度調節。
[0028]結果顯示，采用本實用新型的裝置及方法能夠迅速將Pu(III)氧化完全為Pu (IV)，徹底氧化破壞該2BP料液中的剩余還原劑。實際操作復雜程度較低，處理相同量的2BP料液，氮氧化物的消耗量降低了 60 %。
【主權項】
1.一種Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置，其特征在于: 所述Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置包括填料柱和料液接收罐，所述填料柱底部與料液接收罐頂部相連通；填料柱內部填充有調價填料； 填料柱上設有BP料液進料口和勵2進料口，所述BP料液進料口位置高于NO 2進料口 ；填料柱頂部設有尾氣出口； 料液接收罐上設有伸入其內部的進料管道。
2.如權利要求1所述的Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置，其特征在于:所述勵2進料口與填料柱底端的距離為0.3?0.5m。
【專利摘要】為解決Purex流程鈾钚分離段采用氮氧化物調價所存在的設備較多，實際運行復雜，氮氧化物過量消耗，經濟性欠佳等問題，本實用新型提供了一種Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置。所述裝置包括填料柱和料液接收罐，填料柱上設有BP料液進料口和NO2進料口，頂部設有尾氣出口，料液接收罐上設有伸入其內部的進料管道。所述方法包括Pu的調價、亞硝酸的脫除以及酸度調節。本實用新型的Purex流程BP調價、脫氣、調酸一體化裝置成功實現了氮氧化物調價設備的簡化，所采用的工藝流程的整體設計得以顯著優化，明顯降低了氮氧化物消耗量和尾氣處理量，顯著提高了經濟性，節約了大量成本。
【IPC分類】C22B7-00, G21C19-46, C22B59-00
【公開號】CN204570004
【申請號】CN201520213188
【發明人】左臣, 鄭衛芳, 晏太紅, 何輝, 李高亮, 常尚文, 矯海洋, 李傳博, 袁中偉
【申請人】中國原子能科學研究院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月10日