三氧化铀粉末溶解工艺研究

三氧化铀是乏燃料后处理厂的一种产品,可用于制备工厂开车、铀尾端调试、制备四价铀等工艺环节所需的硝酸铀酰溶液。为明确三氧化铀粉末溶解制备硝酸铀酰溶液的最优工艺条件,有针对性地提高三氧化铀溶解工艺水平,探索其溶解特性,有必要研究三氧化铀溶解过程中工艺条件对溶解过程的影响。本文研究了不同搅拌速度、温度、初始酸度条件下,硝酸溶解三氧化铀粉末的过程,分析了反应条件对溶解过程的影响方式,并得到了最优工艺条件。结果表明:提高反应温度、初始酸度均有利于三氧化铀的溶解,随着搅拌速度的提高溶解时间呈现先减小后增大的趋势。

PUREX流程中铀/钚分离用四价铀还原剂的制备

源于不向系统引入新的固体无机盐杂质,四价铀作为铀/钚分离的最佳还原剂得到了广泛的应用。目前,从硝酸铀酰还原制备四价铀的生产工艺有电解法、硝酸肼催化还原法和氢催化还原法。首先从热力学的角度论证了各工艺过程中所涉及的主反应与副反应,并结合工艺操作参数对比了各工艺过程。对比结果显示:电解法技术成熟、廉价可靠,但是转化率相对较低,需要后续开发新的电极材料及长寿命离子膜;硝酸肼催化还原法制备四价铀的工艺具有操作条件温和、产量大的优点,但是要求的原料纯度高,副反应严重且复杂;氢催化还原法已经在法国实现工程应用多年,具有成本低、产量高、反应速度快、副反应少的优点。因此,建议通过借鉴一般化工工业中氢气安全使用经验,在我国后处理厂中使用氢催化还原法制备四价铀工艺,并使用滴流床反应器,提高气液固接触效率,突破四价铀产能和产物浓度的瓶颈,满足使用需求。

氧化铀粉体制备工艺研究进展与分析

氧化铀粉体的制备是核燃料循环中的重要环节。对氧化铀粉体的制备工艺进行了总结,认为相比于湿法工艺,干法工艺更适用于乏燃料后处理过程。但是,目前普遍使用的流化床工艺,由于异相形核过程,产品较难满足粒径细、表面积大的要求。从成核原理出发进行分析,认为火焰法工艺可以通过均相形核制备超细氧化铀粉体。对国内外火焰法制备氧化铀粉体的研究进展进行了总结,分析了其工艺系统及反应器的特点。对火焰法制备超细氧化铀粉体进行了工艺分析,提出了工程上可以使用的燃烧器(同轴扩散火焰)与雾化喷嘴(双流体雾化喷嘴)形式;发现在CH_(4)燃料过量的情况下,可以一步直接生成UO_(2)粉体且没有积碳,生成UO_(2)粉体的边界条件为CH_(4)/O_(2)摩尔比例大于1;提出了工程应用中可能遇到的问题以及解决方案。

氧热法电石生产技术研发进展

电石是一种重要的由煤生产纯化学品的中间产物,一百多年来由电弧法生产,耗电量很大,从燃煤发电算起,能耗很高。为了降低能耗,国内外很早就开始研发以含碳原料与氧气反应供热的氧热法技术。简要介绍了过去中试研发的几个氧热法技术及其存在问题,较为详细地介绍了近年来我国在电石生产反应器开发、基本化学反应和反应工程规律认识等方面的进展,重点展示了对电石生成反应机理的认识以及原料性质、形貌、传质、灰分等对反应的影响,整体工艺能效衡算等方面的特征。

泵轮式混合澄清槽混合室单相流的CFD模拟

采用有限元软件Fluent对泵轮式混合澄清槽混合室内的单相流进行数值计算,以雷诺应力模型作为基本方程,模拟混合室内单相流动。通过分析混合室内单相流的速度矢量图、压力云图确定泵轮抽吸高度、泵轮循环流量等参数。结果表明:混合室泵轮区域及附近存在较大的流体循环,混合作用主要发生在泵轮及其下部的一个较小的范围内;泵轮中心区域和吸液管内的压力明显低于周围混合室压力,从而形成泵轮的抽吸作用;泵轮抽吸高度模拟结果略大于试验结果,经过矫正与试验结果吻合很好,证明了模拟结果的可靠性。

亚硝酸钠消除甲醛破坏硝酸诱导期研究

为解决高中放废液蒸发浓缩甲醛脱硝反应中存在诱导期导致废液'暴沸'的问题,研究采用加入亚硝酸钠溶液来消除脱硝反应的诱导期,主要研究甲醛脱硝过程中的初始反应温度、甲醛加入量、亚硝酸钠加入量对诱导期长短的影响,并进一步分析其定量控制规律。结果表明,加入亚硝酸钠对于缩短或消除甲醛脱硝反应的诱导期效果明显,并且在较高的初始温度下反应能够有效减少甲醛和亚硝酸钠的加入量,同时分析得到的诱导期定量控制规律,也可为工程应用提供参考。

基于模型构建器的地理国情数据更新字段说明自动赋值方法

基于模型构建器(ModelBuilder)进行模型的搭建,对地理国情数据的更新字段说明进行自动更新赋值,为地理国情监测数据处理提出一种简洁快速的方法。结合2020年地理国情房山区数据,通过使用ArcGIS ModelBulider实现对房山区地理国情数据中的更新字段说明进行自动赋值。结果表明,基于ModelBulider将ArcToolbox工具进行组合形成一个连续的模型,相较于人工赋值可以减少由于操作造成的随机误差,并且在一定程度上提高地理国情数据内业整理工作的效率。

乏燃料后处理工艺中叠氮酸的产生及危害分析研究

叠氮酸(HN_3)是一种爆炸物。在乏燃料后处理工艺过程中,支持还原剂肼(N_2H_4)大量应用于消除系统中亚硝酸(HNO_2),该过程会导致体系中产生HN_3及叠氮酸盐等。通过对N_2H_4的行为进行分析,得到HN_3在乏燃料后处理各个主要工艺环节的分布;列举叠氮酸和叠氮酸盐可能造成的事故以及事故的消除措施;针对性的提出降低料液中HN_3含量的方法,从而减少对工艺过程中的危害。

工业脱硝技术应用现状及展望

选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、碱液吸收法、酸吸收法、O3氧化吸收法以及等离子体活化法是目前工业脱硝技术中的主要技术。详细论述了上述脱硝技术的原理、工艺流程及发展前景,分析对比了上述工业脱硝技术的脱硝率、优缺点及应用现状,预测判断了中国工业脱硝技术的未来发展方向。

硝酸铀酰干法脱硝制备氧化铀工艺研究

目前乏燃料后处理工艺制备铀产品中最常用的方式是硝酸铀酰干法脱硝。对硝酸铀酰干法脱硝的工艺流程、化学平衡和反应器进行了系统分析。结果显示两步法脱硝比一步法脱硝更适用于后处理厂制备氧化铀。基于吉布斯自由能最小化原理计算硝酸铀酰脱硝的平衡组成显示,在低于100℃时硝酸铀酰即可分解,在高于400℃时三氧化铀即可转化为八氧化三铀。对未来脱硝流化床设计改进的方向进行了探讨,提出火焰脱硝工艺是未来硝酸铀酰干法脱硝发展方向之一。

后处理厂用氮氧化物的制备实验研究

在乏燃料水法后处理的先进Purex流程中,需要利用氮氧化物对钚纯化的Pu元素调价和对2DW进行除肼,后处理厂通常采用亚硝酸钠和硝酸反应来制备氮氧化物。本论文通过对亚硝酸钠和硝酸制备氮氧化物反应的实验研究,考察了反应温度、试剂浓度、进料配比、停留时间对氮氧化物产品的影响,取得了最优的工艺参数。结果表明:在常温进料下,硝酸浓度为11 mol/L,亚硝酸钠浓度为4 mol/L,硝酸与亚硝酸钠进料配比为1.65︰1,反应停留时间为22.5 min,通入空气流量过量约50%时,生成氮氧化物中NO_(2)浓度在40%以上(体积比),收率能达到90%左右。

钙化合物在煤热解过程中的作用

煤热解联产焦炭、焦油和煤气,是煤化工的重要分支。为了提高焦油和煤气的品质及产率,国内外研究了多种催化剂对煤热解过程的影响,大量文献表明,含钙化合物可以催化焦油裂解、提高焦油品质和煤气中高附加值组分(如H2和CO)的产率。本文基于近30年来的文献数据,从钙化合物对煤热解产物的收率、组成以及性质的影响方面展开评述,分析了钙化合物对煤热解过程的作用机理、对S和N迁移的影响,最后提出了需要进一步解决的问题。