管式兩相洗滌接觸器應(yīng)用研究

刁妍紅 王廷禹 姬立業(yè) 張明峰

中核四0四有限公司第三分公司 甘肅蘭州 732850

由于輻照和化學(xué)試劑等影響因素，有機(jī)相作為萃取劑在放射性環(huán)境中循環(huán)使用過程中，會發(fā)生輻射降解和化學(xué)降解，導(dǎo)致性能不斷變差。為了節(jié)約萃取劑的使用量，再循環(huán)使用之前需經(jīng)過凈化處理以保持其性能穩(wěn)定。對于污溶劑凈化與再生的處理設(shè)備有多種，如混合澄清槽和脈沖萃取柱等，但混合澄清槽和脈沖萃取柱占用空間大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而對于天然鈾純化工藝，其所需洗滌設(shè)備要具有結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、免維修、處理量大的特點(diǎn)。對此研制了管式兩相洗滌接觸器[1-2]。

1 主要研究內(nèi)容

1.1 工藝機(jī)理分析

（1）污溶劑凈化與再生的必要性。溶劑萃取法采用的萃取劑主要是磷酸三丁酯（TBP），在使用過程中，有機(jī)相會發(fā)生降解而影響使用性能，生成的DBP或MBP，會影響萃取工藝過程的技術(shù)指標(biāo)，容易生成難溶的化合物，導(dǎo)致分相困難并使其他操作性能變壞。因此，為保證溶劑的循環(huán)使用，必須及時進(jìn)行凈化處理，達(dá)到工藝對溶劑質(zhì)量的要求。

（2）污溶劑凈化機(jī)理。為保證萃取劑TBP的循環(huán)使用，TBP的降解產(chǎn)物多數(shù)是酸性物質(zhì)，因而易于用堿洗除去，采用的試劑是稀的氫氧化鈉或碳酸鈉溶液，與DBP、MBP反應(yīng)生成不溶于TBP而可溶于水的物質(zhì)，溶劑中的DBP或MBP為酸性物質(zhì)，與堿反應(yīng)生成鈉鹽而進(jìn)入水相予以去除。

1.2 管式兩相洗滌接觸器的研制

管式兩相洗滌接觸器的工作原理是兩相并流，利用輸送動力和篩板的作用使兩相混合，實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)目的。為了很好地解決生產(chǎn)能力和傳質(zhì)效率之間的矛盾，參考脈沖萃取柱的板段設(shè)計(jì)，用多塊篩板實(shí)現(xiàn)液滴的良好分散和聚合，設(shè)計(jì)了管式兩相洗滌接觸器。

管式兩相洗滌接觸器如圖1所示。

圖1 管道式洗滌器實(shí)物圖Fig.1 Physical diagram of two-phase large flux tubular scrubbing contactor

2 應(yīng)用結(jié)果及分析

管式兩相洗滌接觸器現(xiàn)場安裝圖見圖2。

圖2 洗滌器實(shí)物圖Fig.2 Physical diagram of Washing Device

系統(tǒng)運(yùn)行15天不進(jìn)行凈化處理，DBP、MBP含量合計(jì)約0.8mmol/L，進(jìn)行堿洗后，DBP、MBP濃度合計(jì)0.0068mmol/L，說明堿洗對除去DBP、MBP有明顯效果。

3 結(jié)語

管式兩相洗滌接觸器是一種有效的洗滌設(shè)備，其具有較好的污溶劑洗滌效果，具備占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動部件、料液停留時間短、處理能力大容易排污等優(yōu)點(diǎn)。也可推廣應(yīng)用于其他對萃取和洗滌效率要求不高的液-液萃取場所[3-4]。