【摘要】：脈沖篩板萃取柱已經(jīng)廣泛應(yīng)用于核燃料后處理廠中,一直備受關(guān)注并且進(jìn)行了大量的深入研究。連續(xù)相的軸向混合、分散相的液滴直徑和存留分?jǐn)?shù)是脈沖篩板萃取柱進(jìn)行液-液萃取設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中的重要參數(shù)。因此,為了優(yōu)化脈沖篩板萃取柱的設(shè)計(jì),使得設(shè)計(jì)方法更為規(guī)范、可靠,針對脈沖篩板萃取柱的軸向混合、液滴直徑和存留分?jǐn)?shù)特性進(jìn)行研究是很有必要的。本論文在內(nèi)徑為38 mm的標(biāo)準(zhǔn)脈沖篩板萃取柱中,以30%磷酸三丁酯(TBP) /煤油-水為實(shí)驗(yàn)體系,其中水為連續(xù)相,30%TBP/煤油為分散相,實(shí)驗(yàn)測定了各種操作條件下連續(xù)相的軸向混合系數(shù)、分散相的液滴直徑和存留分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)過程中,采用“擾動(dòng)-響應(yīng)”技術(shù)實(shí)測了無傳質(zhì)條件下示蹤劑的停留時(shí)間分布(RTD)曲線,并依照軸向擴(kuò)散柱塞流模型應(yīng)用時(shí)間域最小二乘法擬合求出連續(xù)相的軸向混合系數(shù)值Ec。分散相的液滴直徑值d32和存留分?jǐn)?shù)值φ的測定則分別采用照相法和體積置換法。本文主要研究了脈沖強(qiáng)度、連續(xù)相表觀流速和分散相表觀流速等操作條件的變化對脈沖篩板萃取柱中軸向混合、液滴直徑和存留分?jǐn)?shù)的影響。研究結(jié)果表明,示蹤劑濃度、徑向取樣位置和軸向取樣位置的不同對于連續(xù)相軸向混合系數(shù)的影響相對較小。連續(xù)相的軸向混合系數(shù)隨脈沖強(qiáng)度的增大而增大,隨連續(xù)相表觀流速的增大而增大,隨分散相表觀流速的增大而增大;分散相的液滴直徑則隨脈沖強(qiáng)度的增加而減小,隨連續(xù)相表觀流速的增加而減小,隨分散相表觀流速的增加而減小;分散相的存留分?jǐn)?shù)隨脈沖強(qiáng)度的增加而增大,隨連續(xù)相表觀流速的增加而增大,隨分散相表觀流速的增加而增大。此外,亞甲基藍(lán)溶液作示蹤劑求得的連續(xù)相軸向混合系數(shù)值Ec與KC1溶液作示蹤劑求得的連續(xù)相軸向混合系數(shù)值Ec比較相近,可以認(rèn)為這兩種示蹤劑溶液作為無傳質(zhì)條件下測量連續(xù)相軸向混合系數(shù)所得到的結(jié)果是相同的。結(jié)合實(shí)測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對脈沖篩板萃取柱中軸向混合、液滴直徑和存留分?jǐn)?shù)影響因素進(jìn)行分析,分別擬合得到了Ec1、E2、d32和φ的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:Ec1=9.45×10-2uc0.56ud0.95(Af)2.17(1-φ)0.82、Ec2=3.25×10-2uc0.56ud1.06(Af)2.24φ-0.36、d32=2.84uc-0.106ud-0.067(Af)-0 111 和φ=1.4×10-4uc0.505ud1.215(Af)2.097,驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的相對誤差分別為±20%、±20、±15%和±20%。通過以上經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,可以對脈沖篩板萃取柱的軸向混合和流體力學(xué)性能作出一定的估算,為脈沖篩板萃取柱的設(shè)計(jì)和放大提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。
【圖文】：

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑一步提高裂變產(chǎn)物和次量锏系元素的去污。Ｐｕｒｅｘ二循環(huán)流程的示意圖如圖１．１所示，逡逑Ｐｕｒｅｘ二循環(huán)流程包含鈾钚共去污分離、鈾凈化和钚凈化三個(gè)萃取循環(huán)％逡逑１ＡＸ邋１ＡＦ邋ＩＡＳ逡逑ＩＬＬ逡逑ＤｌＶＴｉｐ＂邋Ｈ邋１ＢＸ逡逑ｐ——Ｊ邐１邋ｉ邐１邐ｕ逡逑１ＡＷ邐Ｊ邋ＩＢ邋｜」妒１邐Ｙ逡逑＾邐邋＇邐Ｌ逡逑Ｉ邐ｉｃｗ逡逑＾邋Ｈ把逡逑２ＡＸ邐２ＡＳ邋邐邋邋２ＤＸ邐２ＤＳ逡逑ｉ邐．邐１邐ｉ邐２ＤＦ１逡逑ｒ邐邐＾＿２ＡＰ邐Ｐ邐邐ｎ邋２ＤＵ邐２ＥＸ逡逑２Ａ邐２ＢＸ邐２Ｄ逡逑￣邋＾邋１邋＾｜Ｊ－，邐Ｊ邋２Ｅ邋｜￣１逡逑廣邋２Ｂ邐］邐ｐ—＾２ｅ＼ｖ逡逑２ＢＰ邐２ＢＷ邐２ＥＵ逡逑邐有機(jī)相液流邐水相液流逡逑Ｕ：鈾的走向邋Ｐｕ．？钚的走向邋ＦＰ：裂變產(chǎn)物走向逡逑圖１．１邋Ｐｕｒｅｘ二循環(huán)流程的示意圖逡逑１．２核用萃取設(shè)備逡逑在乏燃料后處理過程的Ｐｕｒｅｘ流程中，，液－液溶劑萃取是非常重要的。液－液溶劑萃逡逑取過程首先需要實(shí)現(xiàn)兩相的充分接觸，然后使兩相能夠比較完全的分離，因此核用萃取逡逑設(shè)備必須滿足這兩個(gè)方面的使用要求。核用萃取設(shè)備種類多樣Ｍ。通常所說的的核用萃逡逑取設(shè)備主要有混合澄清槽、萃取柱和離心萃取器。在混合澄清槽中，兩相溶劑萃取發(fā)生逡逑在一些單獨(dú)的接觸階段中。在萃取柱中，兩相溶劑萃取發(fā)生在連續(xù)逆流過程中。在離心逡逑萃取器中，兩相溶劑萃取過程混合與分離的發(fā)生需要借助于離心力。三種核用萃取設(shè)備逡逑的性能比較如表Ｕ所示。逡逑由表Ｕ可以看出，混合澄清槽的應(yīng)用技術(shù)是最成熟的，但由于受其適應(yīng)體系的限逡逑制

自１９４９年美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室首次將脈沖篩板萃取柱引入Ｐｕｒｅｘ流程以來，它在核逡逑燃料后處理領(lǐng)域中受到了高度的重視，對其進(jìn)行了大量的研究，取得了長足的發(fā)展和廣逡逑泛的應(yīng)用。脈沖篩板萃取柱的結(jié)構(gòu)示意圖如圖１．２所示。逡逑ＩＩ邋－—蜇相進(jìn)口逡逑□一輕相出口逡逑邐上澄清段逡逑＼１／邋．逡逑邐］逡逑篩板邐］逡逑邐］逡逑邐□邐取樣口逡逑邐］逡逑支撐軸邐逡逑邐］逡逑邐萃取板段逡逑邐］逡逑邐□逡逑邐］逡逑邐］逡逑／１｜＼逡逑脈沖管———Ｆ澄m五義希保卞危睿恚灣宄隹阱義锨嵯嘟阱義賢跡保猜齔逕赴遢腿≈慕峁故疽饌煎義嫌賞跡保部梢鑰闖觶齔逯鬧魈宀糠質(zhì)歉呔侗群艽蟮腦倉甕蔡�，中紲O降刈板義嫌行磯囁櫬椎牟恍飧只蚱淥牧現(xiàn)瞥傻謀∩赴�，通常称之为“萃取板段”。峨s諦≈義賢ǔＳ靡桓行鬧幔ㄖС胖幔┙赴逵泄嬖虻卮悠鵠礎(chǔ)＝洗蟮鬧釉蛐櫨眉父崠渝義希村義

本文編號(hào)：2606575