CN109990615A - 一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，包括(一)释压准备；(二)对抽式释压。本发明的优点是，通过采用新发明的主冷凝器升温释压方法，主冷凝器的释压时间大大缩短，从原来平均14h下降至约6h，从而缩短了主冷凝器的整个生产周期(即冷凝接收→升温释压→升温液化→液相取样转移→余料气相转移→容器降温备用)，有效提高了UF6的生产接收能力；同时，由于释压方法的改变，避免二、三级冷凝器向主冷凝器气转物料时与主冷凝器释压操作冲突，从而保证生产线的稳定运行。

Description

一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法

技术领域

本发明属于一种铀转化生产中的六氟化铀冷凝接收生产工艺，具体涉及该工艺中固态六氟化铀液化前主冷凝器的一种释压净化方法。

背景技术

六氟化铀(UF6)是一种既稳定而又具有高度挥发性的铀化合物，一直被用于铀同位素分离厂的供料。由于UF6以液态形式进行产品包装，容器降温后，液态UF6变为固态，再以固态形式进行安全运输。因此当UF6以固态形式完成收集后，需将固态UF6转化为液态。而铀转化生产过程中，一般采用冷凝固化法收集六氟化铀。为了提高冷凝效率，采用多级冷凝器是常用的做法。一般而言，多级冷凝器中的主冷凝器兼具冷凝器和液化器的功能，即主冷凝器在捕集UF6时作为冷凝器使用，但在产品液相包装前，又作液化器使用。当主冷凝器达到额定装填量后，须对其进行升温释压。因为在96℃时， HF的蒸汽压远大于液态UF6的蒸汽压(由logP＝9.49-1315/T可知96℃时HF 的蒸气压(绝压)为847.23kPa；由logP＝9.1195-1126.29/(T-51.19)可知液体UF6 在96℃时的蒸气压(绝压)为377.57kPa)，释压的主要目的是为了将随UF6 冷凝下来的HF气体放出，避免主冷凝器在UF6升温液化的过程中出现超压的情况，导致泄漏事故的发生。

国内铀转化生产中常见的冷凝接收工艺流程如图1所示。

氟化反应器内反应生成的工艺气体依次进入主冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器，工艺气体中的UF6分别在主冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器中得到捕集，当主冷凝器达到额定装填量后，先对其通热乙二醇溶液升温释压，然后改通更高温度的乙二醇溶液继续升温，升温至(93±3)℃，恒温12h，取样送检，分析合格后，以液相转移的方式将主冷凝器内的UF6转入3m3产品容器中。二、三级冷凝器中的UF6达到额定装填量后，对其升温释压、然后继续升温，以气相形式转移至生产中的主冷凝器。从三级冷凝器中放出的含有微量UF6的工艺尾气依次进入炭化炉和碱液淋洗塔进行净化处理。

目前，传统冷凝器释压方式如下：对主冷凝器进行升温，从出口依次向二级冷凝器、三级冷凝器和尾气净化系统释放HF气体和少量气态UF6。在释压过程中，由于释压操作持续时间长，平均释压时间约为14h。若期间有二、三级冷凝器向主冷凝器冷凝器气相转移物料，则由于释压操作与气相转移操作两者的协同作用，导致系统压力快速上升，不利于生产线的稳定运行。因此发明一种快速有效的释压方法，对缩短主冷凝器的生产周期，提高生产接收能力和保证生产线的稳定运行有重要意义。

发明内容

本发明的目的是，为提高UF6冷凝器升温释压的效率，缩短六氟化铀主冷凝器的生产倒换周期，保证生产线的稳定运行，发明一种UF6主冷凝器快速有效的释压方法。

本发明是这样实现的，一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，

(一)释压准备；

(二)对抽式释压。

所述的步骤(一)包括以下步骤，

(1)释压容器与生产系统隔离

在主冷凝器释压前，通过关闭气相进、出口管道阀门，使之与整个生产冷凝接收系统隔离；

(2)冷热媒切换

将释压主冷凝器所循环的冷媒切换为热媒，对其升温；

(3)备用主冷凝器产生真空

对备用主冷凝器循环冷媒，使之产生对抽式释压所需的真空度。

所述的步骤(2)冷媒为-2～2℃的乙二醇水溶液，热媒为40～50℃的乙二醇水溶液。

所述的步骤(3)冷媒为-2～2℃的乙二醇水溶液，真空度0.06～0.08MPa。

所述的步骤(二)包括以下步骤，

(1)释压条件

当释压主冷凝器的压力达到0.06～0.07MPa，且备用冷凝器的真空度达到 0.06～0.08MPa时，方可进行对抽式释压；

(2)释压操作

依次打开释压主冷凝器的出口阀和备用主冷凝器进口阀，使释压主冷凝器中的HF气体、少量六氟化铀气体及其它挥发性气体通过新增释压管道被抽进备用主冷凝器；

(3)释压结束标志

当释压主冷凝器的压力呈现平压时，认为释压合格。关闭释压时所开启的相关阀门，并将循环热媒切换为90～96℃的乙二醇水溶液，开始升温液化操作；同时恢复备用主冷凝器的相关阀门，使其处于生产备用状态。

本发明的优点是，通过采用新发明的主冷凝器升温释压方法，主冷凝器的释压时间大大缩短，从原来平均14h下降至约6h，从而缩短了主冷凝器的整个生产周期(即冷凝接收→升温释压→升温液化→液相取样转移→余料气相转移→容器降温备用)，有效提高了UF6的生产接收能力；同时，由于释压方法的改变，避免二、三级冷凝器向主冷凝器气转物料时与主冷凝器释压操作冲突，从而保证生产线的稳定运行。

附图说明

图1为主冷凝器结构示意图。

图中，1气态UF6入口，2为冷凝气体出口，3气态UF6入口，4冷媒、热媒出口，5冷媒、热媒进口，6冷媒、热媒出口，7冷媒、热媒进口，8冷媒、热媒列管，9液态UF6出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细介绍：

一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，具体释压步骤及方法如下：

(一)释压准备

(1)释压容器与生产系统隔离

在主冷凝器释压前，通过关闭气相进、出口管道阀门，使之与整个生产冷凝接收系统隔离。

(2)冷热媒切换

将释压主冷凝器所循环的冷媒(-2～2℃的乙二醇水溶液)切换为热媒 (40～50℃的乙二醇水溶液)，对其升温。

(3)备用主冷凝器产生真空

对备用主冷凝器循环冷媒(-2～2℃的乙二醇水溶液)，使之产生对抽式释压所需的真空度(0.06～0.08MPa)。

(三)对抽式释压

(1)释压条件

当释压主冷凝器的压力达到0.06～0.07MPa，且备用冷凝器的真空度达到 0.06～0.08MPa时，方可进行对抽式释压。

(2)释压操作

依次打开释压主冷凝器的出口阀和备用主冷凝器进口阀，使释压主冷凝器中的HF气体、少量六氟化铀气体及其它挥发性气体通过新增释压管道被抽进备用主冷凝器。

(3)释压结束标志

当释压主冷凝器的压力呈现平压时，认为释压合格。关闭释压时所开启的相关阀门，并将循环热媒切换为90～96℃的乙二醇水溶液，开始升温液化操作；同时恢复备用主冷凝器的相关阀门，使其处于生产备用状态。

上述释压方式彻底解决了释压过程对系统压力造成的影响，并大大缩短了释压时间，提高了冷凝系统的生产接收能力。需要注意的是，一级冷凝系统的4台主冷凝器经过多次释压后，HF将富集在主冷凝器中。为保证六氟化铀产品在升温液化时主冷凝器压力符合要求，在4台主冷凝器释压(对抽式释压)次数合计达15～18次后，仅需要按原有释压方式对主冷凝器进行释压 1次，之后主冷凝器释压时便可恢复抽式释压方式。

Claims (5)

1.一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，其特征在于：

(一)释压准备；

(二)对抽式释压。

2.如权利要求1所述的一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，其特征在于：所述的步骤(一)包括以下步骤，

(1)释压容器与生产系统隔离

在主冷凝器释压前，通过关闭气相进、出口管道阀门，使之与整个生产冷凝接收系统隔离；

(2)冷热媒切换

将释压主冷凝器所循环的冷媒切换为热媒，对其升温；

(3)备用主冷凝器产生真空

对备用主冷凝器循环冷媒，使之产生对抽式释压所需的真空度。

3.如权利要求2所述的一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，其特征在于：所述的步骤(2)冷媒为-2～2℃的乙二醇水溶液，热媒为40～50℃的乙二醇水溶液。

4.如权利要求2所述的一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，其特征在于：所述的步骤(3)冷媒为-2～2℃的乙二醇水溶液，真空度0.06～0.08MPa。

5.如权利要求1所述的一种六氟化铀主冷凝器的释压净化方法，其特征在于：所述的步骤(二)包括以下步骤，

(1)释压条件

当释压主冷凝器的压力达到0.06～0.07MPa，且备用冷凝器的真空度达到0.06～0.08MPa时，方可进行对抽式释压；

(2)释压操作

依次打开释压主冷凝器的出口阀和备用主冷凝器进口阀，使释压主冷凝器中的HF气体、少量六氟化铀气体及其它挥发性气体通过新增释压管道被抽进备用主冷凝器；

(3)释压结束标志

当释压主冷凝器的压力呈现平压时，认为释压合格。关闭释压时所开启的相关阀门，并将循环热媒切换为90～96℃的乙二醇水溶液，开始升温液化操作；同时恢复备用主冷凝器的相关阀门，使其处于生产备用状态。