振动流化床微波脱硝研究——减压振动流化床流体力学行为的研究

根据六水硝酸铀酰 (UNH)的脱硝动力学特性 ,将微波加热减压振动流化床用于UNH的脱硝过程 ,是一个很有价值的脱硝工艺。为此 ,首先进行了减压振动流化床流化特性的研究。以床层空隙率为主要评价参数 ,讨论了减压振动流化床的假流化机理和特性 ,着重研究了真空度、床高和振动频率等参数对流化过程的影响。建立了最小流化振动强度的经验关联式。     

三碳酸铀酰铵流化床分解-还原制备二氧化铀的研究

以三碳酸铀酰铵(AUC)分解-还原的热力学与动力学数据为依据,在内径φ60mm单级流化床中进行了AUC分解-还原制备UO_2的工艺研究。以N_2、Ar及AUC分解尾气经催化裂解、转化得到的含H_2和CO的混合气(循环气)作为流化气,研究了反应温度、流化气组成及流化速度对转化率的影响。在温度≥570℃情况下,以循环气或循环气与Ar的混合气流化时,设备生产能力达到了3.32kg(混料)/(h·L)的较高水平。     

降低二氧化铀氢氟化工艺中氟化氢过剩系数的研究

在流化床中,用三碳酸铀酰铵分解还原制得的UO_2,吸收氢氟化生产UF_4尾气中的HF,在UO_2转化率为60％、床层温度控制在300℃左右的情况下,吸收流化床排放尾气中HF浓度可小于7～8％(重量),即HF表观过剩系数已降至0％左右。因此,利用三碳酸铀酰铵分解还原生产的UO_2所具有的高氢氟化反应性,采用双级流化床串联气固逆流流动工艺流程,可以大大降低氢氟化工艺中HF过剩量。     

降低二氧化铀氢氟化工艺中氟化氢过剩系数的研究

在流化床中,用三碳酸铀酰铵分解还原制得的UO_2,吸收氢氟化生产UF_4尾气中的HF,在UO_2转化率为60%,床层温度控制在300℃左右的情况下,吸收流化床排放尾气中HF浓度可小于7～8%(重量),即HF表观过剩系数已降至0%左右。因此,利用三碳酸铀酰铵分解还原生产的UO_2所具有的高氢氟化反应性,采用双级流化床串联气固逆流流动工艺流程,可以大大降低氢氟化工艺中HF过剩量。     

U_3O_8氢还原制备UO_2技术研究

研制建立了卧式搅拌床系统,开展了U_3O_8氢还原制备UO_2及UO_2后续反应性研究,研究结果表明:部分来自国外的U_3O_8反应活性高;并研制建立了U_3O_8流化床试验系统,对上述条件下的U_3O_8流化质量进行了考察,结果表明U_3O_8具有良好的流态化性能。     

三碳酸铀酰铵流化床分解-还原制备二氧化铀的研究

以三碳酸铀酰铵(AUC)分解-还原的热力学与动力学数据为依据,在内径φ60mm单级流化床中进行了AUC分解-还原制备UO-2的工艺研究。以N_2、Ar及AUC分解尾气经催化裂解、转化得到的含H_2和CO的混合气(循环气)作为流化气,研究了反应温度、流化气组成及流化速度对转化率的影响。在温度≥570℃情况下,以循环气或循环气与Ar的混合气流化时,设备生产能力达到了3.32kg(湿料)/(h·L)的较高水平。     

二氧化铀氢氟化新工艺的探索

本文以一步法脱硝-还原UO_2氢氟化动力学数据为依据,结合反应器流动特性进行反应条件最佳化处理,提出了搅拌床(尾气段)-流化床(成品段)串接流程新工艺,并对搅拌床的操作工况进行了优化设计和实验研究。搅拌床热态模拟实验表明,UO_2的出口转化率可达47～50％,尾气HF浓度<5％,与流化床双床串接流程相比,其出口转化率与一级流化床基本相同,而尾气HF浓度获得了大幅度下降,因此是一种新颖而先进的工艺流程。     

降低UO_2氢氟化尾气HF浓度的新工艺

本文以一步法脱硝-还原UO_2氢氟化动力学数据为依据,结合反应器流动特性进行反应条件最佳化处理,提出了搅拌床(尾气段)—流化床(成品段)串接流程新工艺,并对搅拌床的操作工况进行了优化设计和实验研究。搅拌床热态模拟实验表明,UO_2的出口转化率可达47—50％,尾气HF浓度<5％,与流化床双床串接流程相比,其出口转化率与一级流化床基本相同,而尾气HF浓度获得了大幅度下降,达到了当前国际先进水平,因此不失为一种新颖而先进的工艺流程。     

多孔挡板流化床反应器还原脫硝三氧化鈾

本文报道了在φ63×740mm多孔挡板流化床反应器中,用裂解氨还原脱硝UO_3制取UO_2的有关试验数据。其每立升有效床容积产率为2.9kgUO_2/h,是高效反应器之一。采用此种气固流化床反应器的实验研究方法,可大大减少热态试验工作量。此方法经验证在本体系中是可行的。对扩大规模的研究和工程应用有参考价值。     

硝酸铀酰溶液流化床脱硝还原制取氧化铀

在一台流化床中,UO_2(NO_3)_2溶液直接脫硝还原成UO_2,利用脫硝过程产出的UO_3、O_2和NO_2与H_2的放热反应,使体系达到自热平衡。在流化床內,不需要提供脫硝反应热的复杂传热构件。体系能安全連續稳定运行。在化学探索基础上,成功地完成了直径100—700毫米四种流化床的設計和实驗,并做了可行性、工艺条件、稳定性和放大实驗,經受了生产性考驗。在体系中,H_2起到还原氧化鈾、流化床料和供給反应热的三重作用。H_2用量对氧化鈾产品特性和流化床尾气組份有很大影响。     

多孔挡板流化床还原UO_3反应器模型的研究

针对UO_3还原建立了多孔挡板流化床反应器的模型。将多孔挡板床每一级视为具有相似的流动状态,每一级的下段为密相段,用Kun(?)i-Levenspiel的鼓泡床模型描述。上段为稀相段,用理想活塞流模型描述。该模型的计算值与φ63mm的多孔挡板床还原UO_3的热态实验值能较好的吻合。并且还预计了还原温度、操作气速和挡板结构参数对固相转化率的影响,为该类反应器的工业设计、放大和优化提供了依据。     

铀酰光化学研究——Ⅳ.镓灯照射UO_2(NO_3)_2-HCOOH-HNO_3体系U(Ⅵ)的光化学还原

本文采用与铀酰离子吸收光谱匹配较好的Ga灯为光化学光源,对UO_2(NO_3)_2-HCOOH,UO_2(NO_3)_2-HCOOH-HCOONa体系光化反应进行了研究,确定了光化反应的反应物和生成物之间的化学计量关系。气相色谱分析结果表明,CO_2与CO的比值约为15:1。在U(Ⅵ)光化学还原过程中,消耗1mol甲酸,则生成1mol四价铀和1mol气体(CO_2+CO),据此推断UO_2~(2+)-HCOOH体系主要的光化学反应方程式为: UO_2~(2+)+HCOO~-+3H~+→U~(4+)+CO_2+2H_2O还研究了各种条件对体系光化学反应的影响。     

二氧化铀氢氟化新工艺的探索

本文以一步法脱硝还原UO_2氢氟化动力学数据为依据,结合反应器流动特性进行反应条件最佳化处理,提出了搅拌床(尾气段)-流化床(成品段)串接流程新工艺,并对搅拌床的操作工况进行了优化设计和实验研究。搅拌床热态模拟实验表明,UO-2的出口转化率可达47～50％,尾气HF浓度<5％,与流化床双床串接流程相比,其出口转化率与一级流化床基本相同,而尾气HF浓度获得了大幅度下降,因此是一种新颖而先进的工艺流程。     

UO2与Zr间结合界面的研究

应用OM、SEM、EDAX和AES对在一定压力下不同温度加热后的UO_2/Zr间结合界面进行了微观分析。结果表明,在750℃以上经不同时间加热后,UO_2/Zr间发生了化学反应,反应层由α-Zr(O)+富轴的(U,Zr)相;α-Zr(O)+(U,Zr)δ相和α-Zr(O)组成。UO_2/Zr在700℃延长加热时间,相互间也会发生反应。Zr或Zr合金在700℃以上应避免直接与UO_2相接触。此外,对反应层的形成过程进行了讨论。     

季铵树脂上硫酸铀酰络离子的红外光谱研究

本文用红外光谱研究了季铵树脂吸附的硫酸铀酰络合物。树脂吸附UO_2(SO_4)_2~(2-)时,UO_2~(2+)的γ_3峰值为918cm~(-1),吸附UO_β(SO_4)_3~(4-)时,该峰值为910cm~(-1)。树脂在组成接近铀水冶条件的吸附液中吸附平衡后,吸附n值为2.5—2.7的UO_2(SO_4)_n~(2-2n),其UO_2~(2+)的γ_3峰与树脂的季铵峰合并于900cm~(-1);该树脂在KBr压片中会发生转换反应,使硫酸铀酰络离子转成UO_2(SO_4)_2~(2-)和SO_4~(2-)。还利用红外光谱定量测定反应终了的自由硫酸根量,在化学当量法求得的树脂吸附铀量及SO_4~(2-)量基础上,计算了n值。     

氢同位素催化交换过程影响因素研究

氢-水催化交换反应是研究氢同位素分离的重要手段,对反应过程中各影响因素的研究是氢同位素分离工作中的重要内容。在自行设计的不锈钢催化交换柱中,装填一定体积比的疏水催化剂与亲水填料,进行H-D体系气液催化交换实验。观察反应温度、气液摩尔比、不同原料水氘浓度对传质系数的影响,讨论了气体流速对床层压力降的影响情况。结果表明,不同气液比下,反应温度为45°C时传质系数最高。传质系数随原料水氘浓度(5.05 20.1)×10 3增加而降低,传质系数在0.58 1.17和2.65 3.56随着气液摩尔比而增加,催化交换柱床层压力降随气体流速而增加。研究发现,反应温度、气液摩尔比和氘浓度等因素均会影响氘的传质系数。     

溶液中铀酰离子与硫氰酸根、硝酸根的络合反应

本文用阳离子交换法研究了溶液中铀酰离子和硫氰酸根的络合反应。发现除了UO_2SCN~+,UO_2(SCN)_2和UO_2(SCN)_3~-等离子之外还有UO_2(SCN)_4~(2-)离子生成,其稳定常数分别为4.7、5.5、21和43。研究了不同离子强度时硝酸铀酰络合物的组成,并测定了其稳定常数。发现在离子强度(μ)为2时仅生成UO_2NO_3~+,μ为5时有UO_2NO_3~+和UO_2(NO_3)_2生成,μ为7时有UO_2NO_3~+、UO_2(NO_3)_2和UO_2(NO_3)_3~-生成。计算了不同配位体浓度下各种络合物的克分子百分率和平均配位数■。     

用涂有TOPO的玻态碳电极预浓集后伏安法测定痕量铀

该文叙述了用涂有三辛基氧化膦(简称TOPO)的玻态碳电极(简称GC电极)伏安法测定铀化工废液中痕量铀。在测定之前,将UO_2~(2+)预先浓集在GC电极的TOPO涂层上。为此将2.5μL的TOPO酒精溶液(1.5×10~(-2)mol/L)加到GC电极的圆形(直径约7mm)截面上, 然后用红外灯烘熔,形成均匀的膜。这种电极,在开路状况下能有效地从溶液(0.25mol/LKNO_3,pH3.4)中选择地浓集痕量UO_2~(2+)。被浓集的UO_2~(2+)在-0.35V(对甘汞电极)处产生一还原波,波高与溶液中UO_2~(2+)的浓度存在着依赖关系。该方法对UO_2~(2+)具有很高的选择性,因为TOPO涂层能阻挡其它在没有这种涂层的电极上能产生还原波的一些离子。该方法还具有灵敏度高、简单、快速等优点。     

水合氧化钛吸附剂对~(14)C标记三碳酸铀酰离子吸附性能的试验

以~(14)C标记[UO_2(CO_3)_3]~(-4)离子,加入到天然海水和蒸馏水中,进行水合氧化钛吸附性能的试验。实验表明在pH5～6条件下制备的水合氧化钛吸附剂,对[UO_2(CO_3)_3]~(-4)和UO_2~( )都具有显著的吸附能力。     

碳酸铀酰铵的溶解度

我们测定了(NH_4)_4UO_2(CO_3)_3在H_2O和各种铵盐溶液中的溶解度,以及温度对H_2O中溶解度的影响。实验指出,由于(NH_4)_4UO_2(CO_3)_3受热分解,当上升到一定温度时溶解度降低。(NH_4)_4UO_2(CO_3)_3在各种铵盐溶液中的溶解度,随着溶液浓度的增大而减小,曲线的形式亦相类似。在文章中对所得到的结果作了定性的解释,对不同铵盐溶液中溶解度的数据进行了比较。在文章中还讨论了制备(NH_4)_4UO_2(CO_2)_3的各种方法。分析结果表明所得沉淀其组成与理论值非常接近。