E92型多级离心萃取机

为了从反应堆废燃料中回收铀和钚,研制了E92型多级离心萃取机。它具有停留时间短、存留量小、占地面积小、开停车容易等优点。 实验研究了水力学、传质、排污等性能,表明其水力学操作范围广。在流比O/A=1～5范围内,其总通过量达300L/h～450L/h。其设计的有机相与水相密度比范围从0.75到0.85。在采用硝酸铀酰作为料液时,萃取的总收率达99.99％以上。反萃的总收率也在99.99％以上。在连续500小时的运行中,运转平稳。实验证实了该装置可实现快速拆装。     

三级串联的70 mm核用离心萃取器性能

 70 mm核用离心萃取器三级串联时,以水-煤油为体系进行水力学试验,三级均运行,在流比范围为1/18～8.0/1和转速为2 940 r/min的条件下,处理能力可达280 L/h,即使其中任一级或相间隔的两级发生停转,整个级联仍能继续运行,水力学性能良好;以30%TRPO-煤油-HNO3为体系进行传质试验,三级均运行,传质性能良好,当转速为3 000 r/min时,实验萃取率与理论萃取率相差小于0.5%,当其中某一级或相间隔的两级不运行,与三级均运行时的相比,其萃取率有不同程度的降低.     

三级串联的φ70mm核用离心萃取器性能

 70mm核用离心萃取器三级串联时 ,以水 煤油为体系进行水力学试验 ,三级均运行 ,在流比范围为 1 / 1 8～ 8 0 / 1和转速为 2 94 0r/min的条件下 ,处理能力可达 2 80L/h ,即使其中任一级或相间隔的两级发生停转 ,整个级联仍能继续运行 ,水力学性能良好 ;以 30 %TRPO 煤油 HNO3为体系进行传质试验 ,三级均运行 ,传质性能良好 ,当转速为 30 0 0r/min时 ,实验萃取率与理论萃取率相差小于 0 5 % ,当其中某一级或相间隔的两级不运行 ,与三级均运行时的相比 ,其萃取率有不同程度的降低。     

Φ10mm离心萃取器水力学性能研究

为将Φ10mm离心萃取器用于Purex流程钚纯化循环反萃段的实验研究中,当水相和有机相流比为1∶4,离心萃取器的重相堰直径分别为6.4、6.6和6.8mm时,考察了两相出口料液的夹带情况以及环隙和转筒内液体体积随转速的变化等水力学性能。研究表明,当两相总流量小于9.0mL/min、转速大于4000r/min时,离心萃取器处于稳定可操作区间。此时两相出口料液均不夹带,两相混合区内液体量约为0.7mL,转筒内液体量约为2.2mL。结合总流量可进一步计算得出两相接触时间。     

用离心萃取器从动力堆后处理模拟强放废液中萃取铕

本工作用φ10的环隙式离心萃取器检测了30%TRPO-OK萃取硝酸水溶液及模拟强放废液中的铕的传质动力学。结果表明,这种离心萃取器的传质速度快、萃取率高。在一分钟的停留时间内,其传质效率大于98%。在多级连续逆流萃取模拟料液里Eu的传质实验中,Eu的萃取率分别达到99.99%(六级萃取,0.58mol/L的HNO_3料液)和99.83%(十二级萃取, 2.5mol/L的HNO_3料液),验证了原设计的概念流程。     

Φ20 mm离心萃取器的水力学性能

为将φ20 mm离心萃取器用于Purex流程2A段的研究中,针对2A段的工艺参数进行了φ20mm离心萃取器的水力学性能研究.固定其重相堰直径为10.8 mm,采用30％ TBP/煤油-HNO3体系,研究了流比(A∶O)、流速、转速变化对两相出口料液的夹带及环隙和转筒内液体体积变化的影响.研究表明:当流比(A∶O)为1∶1、两相总流速小于70.0 mL/min及流比为5∶1、两相总流速小于28.8 mL/min时,当转速大于3000 r/min时,该类型离心萃取器处于稳定可操作区间;此时两相出口料液均不夹带,两相混合区内液体量约为5.1mL,转筒内液体量约为12.3 mL.结合总流速可算出两相接触时间t=5.1×60/vt,vt为总流速.结果表明,该类型离心萃取器可满足Purex流程中2A段工艺实验研究的需要.     

小型环隙式离心萃取器的水力学和传质研究

用单级＝１０ｍｍ小型环隙式离心萃取器研究了水－３０％ＴＲＰＯ－煤油体系在不同条件下的水力学特性和硝酸、Ｆｅ３＋和Ｎｄ３＋的传质特性。在转速４０００—４５００ｒ／ｍｉｎ、流量＜６００ｍＬ／ｈ、相比（ｏ／ａ）１／１０—１０／１情况下，硝酸和Ｎｄ３＋的传质级效率比较高，为９０％左右。由于Ｆｅ３＋的萃取动力学速率比较慢，因此其萃取级效率比较低。     

φ70mm核用离心萃取器Ⅱ．传质性能

研究了φ70mm核用离心萃取器的传质.性能以30％TRPO－煤油－HNO3为体系,在转速3000r/min、总流量40－100L/h、流比1／3．0－3．0／1的操作条件下,硝酸的传质级效率达85％以上。以含Nd^3 的30％TRPO－煤油－HNO3为体系,在转速1500r/min、流比1．3／4．1／1、总流量29．4－46．3L／h的操作条件下,Nd^3 的平均反萃级效率达87％以上。     

φ50 mm核用离心萃取器的研制及其水力学性能

离心萃取器具有许多优点,在核工业中正日益受到重视.最近,清华大学核能和新能源技术研究院在成功研制φ10 mm核用离心萃取器和φ70 mm核用离心萃取器的基础上,又研制出φ50 mm核用离心萃取器.该样机采用了模块化设计和陶瓷轴承.以水-煤油为体系研究了其水力学性能.实验结果表明:当重相堰个直径为26、28、30 mm,转速为2 100～3 000 r/min,实验操作流比(A/O)为0.1～10时,其处理能力可达160 L/h.另外,测定了该样机的级存留量为310～340 mL.     

φ70mm核用离心萃取器——Ⅰ．机械性能和水力学特性

试验考察了φ70mm核用离心萃取器的机械性能,并以水－煤油为体系,试验研究了其水力学特性。该离心萃取器运行时温升不大,振动小,噪音低,停车后拆装方便。在试验操作流比（A／O比）1／18－16／1范围内,处理能力可达290L／h。     

Φ70核用离心萃取器传质性能研究

用单级φ70核用离萃取器在硝酸溶液中进行了30％TRPO／煤油体系萃取 Nd^3 的传质性能实验。结果表明：在流比为2：1和1：1,转速为1760－2650r/min,总流量为40－200L／h的条件下,Nd^3 的传质级效率达90％以上。在模拟料液和30％TRPO／煤油体系中的传质性能实验结果表明:在流比为2：1,转速为1760－2650r/min,总流量为30－150L／h的条件下,传质级效率达90％以上。用5．5mol/L HNO3反萃有机相中Nd^3 的实验结果表明：反萃级效率随总量增加而减小,在同一总流量下随转速的增加而增大,在实验条件范围内,Nd^3 的反萃级效率在83％－93％之间。实验结果证明：φ70核用离萃取器具有良好的水力学性能和传质性能。     

实验室用小型环隙式离心萃取器

设计了直径为22mm的单级和8级环隙式离心萃取器,并进行了水力学和传质试验。结果表明,当重相堰直径为12.5mm时,对单级萃取器,操作范围如下:总流量约15ml/min,转速3000～4000r/min,流比O/A为10～0.1,密度比ρ_O/ρ_A为0.64～0.88;对8级萃取器,除密度比范围为0.64～0.82外,其它操作范围与单级萃取器相同。根据HNO_3和U的传质试验,两种萃取器的级效率均大于95%,由此可见,这类萃取器可用于实验室溶剂萃取工艺研究。     

实验室用小型环隙式离心萃取器

在φ22单级环隙式离心萃取器中进行了水力学实验和铀、酸传质实验。结果表明,当重相堰直径2r_α为12.5mm时,可以在下列条件下稳定操作:总流通量Q≤15ml/min、流比(o/a)为0.1—10、转速n为3000一4000 rpm、体系密度比ρ_o/ρ_a为0.64、0.78、0.88。在上述条件下测得体系密度比为0.79时的铀酸传质级效率为95%—100%。因此该设备可用作实验室规模的萃取工艺研究的单元设备。     

实验室用小型环隙式离心萃取器

设计了直径为22mm的单级和8级环隙式离心萃取器,并进行了水力学和传质试验。结果表明,当重相堰直径为12.5mm时,对单级萃取器,操作范围如下:总流量约15ml/min,转速3000～4000r/min,流比O/A为10～0.1,密度比ρ_o/ρ_A。为0.64～0.88;对8级萃取器,除密度比范围为0.64～0.82外,其它操作范围与单级萃取器相同。根据HNO_3和U的传质试验,两种萃取器的级效率均大于95%,由此可见,这类萃取器可用于实验室溶剂萃取工艺研究。     

铀钚萃取洗涤-共反萃工艺的离心萃取器台架实验研究

由于快堆MOX乏燃料放射性强,需要缩短停留时间以降低溶剂辐解,本工作以离心萃取器为萃取设备,在短停留时间下进行了快堆MOX乏燃料后处理铀钚萃取洗涤-共反萃工艺研究。研究结果显示,该工艺在单级停留时间约20s时具有良好的铀钚收率,萃取洗涤过程中铀和钚收率均大于99.99%,共反萃过程中铀和钚收率分别为99.99%和99.94%;同时能有效防止第三相的形成,避免钚的聚合沉淀。     

83 分秒量级短寿命核素高速离心萃取分离装置的建立

为准确测定短寿命核素的某些核参数，需从裂变产物中将它们分离出来。例如，欲分离^142La，需从半衰期为秒级的^142Cs开始分离。这样，必须采用快速化学分离技术。目前，国际上采用的快速化学分离方法种类较多，而最适合上述分离的是高速离心萃取分离法。本课题组利用从挪威Olso大学购买的高速离心分离器，结合气体射流（Gas-jet）技术，建立起一套高速离心萃取分离装置。     

环隙式离心萃取器快速提取钚的应用研究

以小型环隙式离心萃取器为核心器件,设计了一套用于钚元素的环隙式离心萃取系统。该系统在2000 8000 r/min离心转速和1/3-1两相流比(o/a)范围内,水力学性能表现良好,无明显夹相;以0.1 mol/L TOPO/环己烷为萃取体系,0.01 mol/L草酸溶液为反萃体系,在短时间内完成6 mol/L HNO3溶液中Pu(IV)的萃取分离操作,其中两级萃取率大于90%,单级反萃率超过96%,显示出该系统萃取速度快、效率高的特点,可用于钚元素的快速提取。     

小型分离式混合-离心澄清萃取器

本文介绍了一种小型分离式混合-离心澄清萃取器。它由混合器、澄清器及传动部件等组成。进行了该设备的水力学性能试验和铀、酸传质试验。结果表明,该萃取器的适应范围如下:总流通量10—15毫升/分;相密度比(ρ_o/ρ_a)0.64—0.88;流比(o/a)1/10—10/1。试验还表明,该设备也能在总流通量为5毫升/分条件下稳定运行。酸传质效率为98.5%以上,铀传质效率为99.5%以上。两相混合时间最长可达70秒之久。因此该设备可能作为一种高效、快速的小型逆流萃取实验装置的单元设备,并能适应某些反应速度较慢的过程研究。     

三级串联的

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Thorex流程离心萃取器验证台架实验

钍基核燃料后处理Thorex流程的发展倾向于酸式进料,单循环。基于30级10mm环隙式离心萃取器台架系统,对酸式进料、单循环Thorex流程工艺进行台架实验验证。实验结果表明:全流程钍回收率为99.994%,铀回收率为99.30%,钍中去铀分离因子SF_(U/Th)为1.5×10~2,铀中去钍分离因子SF_(Th/U)为2.2×10~4。增加1B工艺段(钍铀分离段)补萃级数应可以进一步提高铀回收率。