CN115924975A - 一种铀浓缩厂净化分离hf装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铀浓缩工艺技术领域，具体公开了一种铀浓缩厂净化分离HF装置及方法，该装置包括：收料容器、倒料线、一级净化容器、二级净化容器、备用二级净化容器、HF吸附塔、储气罐和真空泵，收料容器与一级净化容器连接，一级净化容器与二级净化容器和备用二级净化容器连接，二级净化容器与备用二级净化容器连接，二级净化容器和备用二级净化容器分别与HF吸附塔连接，HF吸附塔与储气罐连接，储气罐与真空泵连接；一级净化容器、二级净化容器和备用二级净化容器通过倒料线与收料容器连接，形成倒料线路。本发明能够将二级净化容器中的HF净化分离去除掉，有效提升二级净化容器的倒料效率，降低工作人员的劳动量。
Description
技术领域
本发明属于铀浓缩工艺技术领域，具体涉及一种铀浓缩厂净化分离HF装置及方法。
背景技术
铀浓缩厂供料净化系统的作用是去除原料中的轻杂质(HF、空气等)，确保供入级联的物料中轻杂质体积含量合格。净化时，含有轻杂质和UF6的混合气体通过分级冷凝的方式分别被收集在不同的容器中，绝大部分UF6气体在收料容器中冷凝为固态，少部分UF6气体冷凝在一级净化容器中，微量UF6气体冷凝在二级净化容器中。由于轻杂质的饱和蒸气压较高，以气态形式依次通过收料容器、一级净化容器和二级净化容器后，HF被HF吸附塔吸附，空气在储气罐中暂存后经真空泵排出。
在净化过程中，控制容器入口压力，确保UF6和HF气体被分别收集在相应容器中，是操作时的难点，二级净化容器制冷温度的波动和净化时压力控制的不稳定，会导致少量HF气体被冷凝在二级净化容器中。当二级净化容器退出工作后，需要将其中的UF6物料回收至收料容器中，目前采用的工艺是直接将二级净化容器解冻，向收料容器倒料，随着二级净化容器解冻时温度缓慢升高，容器内的HF气体不断释放出来，当连通收料容器倒料时，收料容器中的压力会在短时间内快速上升，需要频繁对其净化，影响倒料效率，长时间占用净化线路，延长工作时间，因此，在倒料前需要将二级净化容器中的HF净化分离去除掉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铀浓缩厂净化分离HF装置及方法，该装置法能够将二级净化容器中的HF净化分离去除掉，解决直接解冻二级净化容器向收料容器倒料时由于HF压力高，影响倒料效率、倒料时间长、净化频繁的问题，有效提升二级净化容器的倒料效率，降低工作人员的劳动量。
实现本发明目的的技术方案：
一种铀浓缩厂净化分离HF装置，所述装置包括：收料容器、倒料线、一级净化容器、二级净化容器、备用二级净化容器、HF吸附塔、储气罐和真空泵，收料容器与一级净化容器连接，一级净化容器与二级净化容器和备用二级净化容器连接，二级净化容器与备用二级净化容器连接，二级净化容器和备用二级净化容器分别与HF吸附塔连接，HF吸附塔与储气罐连接，储气罐与真空泵连接；一级净化容器、二级净化容器和备用二级净化容器通过倒料线与收料容器连接，形成倒料线路。
所述收料容器经净化阀门和一级净化容器入口阀门与一级净化容器连接，一级净化容器经一级净化容器出口阀门和二级净化容器入口阀门与二级净化容器连接，二级净化容器经二级净化容器出口阀门和备用二级净化容器入口阀门与备用二级净化容器连接，备用二级净化容器经备用二级净化容器出口阀门与HF吸附塔连接。
所述一级净化容器出口阀门、二级净化容器入口阀门和备用二级净化容器入口阀门分别与倒料线连通，并且倒料线上位于一级净化容器出口阀门、二级净化容器入口阀门和备用二级净化容器入口阀门的下游连接有倒料阀门。
所述收料容器的入口处安装有收料容器入口压力仪表；二级净化容器的入口处安装有二级净化容器入口压力仪表，备用二级净化容器的入口处安装有备用二级净化容器入口压力仪表，储气罐上部安装有储气罐压力仪表。
所述收料容器的外部安装有冷风箱，一级净化容器的外部安装有一级净化容器制冷柜，二级净化容器的外部安装有二级净化容器制冷柜，备用二级净化容器的外部安装有备用二级净化容器制冷柜。
所述冷风箱的运行温度为-25℃，一级净化容器制冷柜的运行温度为-80℃，二级净化容器制冷柜的运行温度为-90℃，备用二级净化容器制冷柜的运行温度为-90℃。
所述HF吸附塔的底部安装有HF吸附塔电子秤。
一种铀浓缩厂净化分离HF方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1、投备用二级净化容器-90℃制冷，达到设定温度后，大漏检查合格；
步骤2、连通待倒料二级净化容器的净化线路；
步骤3、加热二级净化容器，净化待倒料二级净化容器中的HF；
步骤4、连通待倒料二级净化容器的倒料线路，向收料容器倒料；
步骤5、倒料结束后，停止二级净化容器加热。
所述步骤3包括：
步骤3.1、加热二级净化容器至设定温度，监测二级净化容器的入口压力；
步骤3.2、调整待倒料二级净化容器入口阀门的开度，吸附二级净化容器中释放出来的HF气体；
步骤3.3、净化期间注意监视HF吸附塔电子秤增重情况及储气罐压力仪表的变化情况；
步骤3.4、完全净化分离去除二级净化容器中的HF气体，解冻二级净化容器；
步骤3.5、启动真空泵抽空储气罐内空气。
所述步骤4包括：
步骤4.1、连通待倒料二级净化容器的倒料线路；
步骤4.2、待倒料二级净化容器向收料容器倒料。
本发明的有益技术效果在于：
1、本发明提供的一种铀浓缩厂净化分离HF装置有效解决了二级净化容器倒料时压力高、UF6无法顺利倒出、收料容器需要频繁净化的问题。
2、一种铀浓缩厂净化分离HF方法缩短了二级净化容器净化分离HF的时间，倒料工作由原来的48小时降低至24小时内即可完成。
附图说明
图1为本发明所提供的一种铀浓缩厂净化分离HF装置的工艺流程图；
图中：1-收料容器；2-冷风箱；3-收料容器入口压力仪表；4-净化阀门；5-倒料阀门；6-倒料线；7-一级净化容器入口阀门；8-一级净化容器；9-一级净化容器制冷柜；10-一级净化容器出口阀门；11-二级净化容器入口阀门；12-二级净化容器入口压力仪表；13-二级净化容器；14-二级净化容器制冷柜；15-二级净化容器出口阀门；16-备用二级净化容器入口阀门；17-备用二级净化容器入口压力仪表；18-备用二级净化容器；19-备用二级净化容器制冷柜；20-备用二级净化容器出口阀门；21-HF吸附塔；22-HF吸附塔电子秤；23-储气罐；24-储气罐压力仪表；25-真空泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，包括：收料容器1、倒料线6、一级净化容器8、二级净化容器13、备用二级净化容器18、HF吸附塔21、储气罐23和真空泵25，收料容器1与一级净化容器8连接，一级净化容器8与二级净化容器13和备用二级净化容器18连接，二级净化容器13与备用二级净化容器18连接，二级净化容器13和备用二级净化容器18分别与HF吸附塔21连接，HF吸附塔21与储气罐23连接，储气罐23与真空泵25连接；一级净化容器8、二级净化容器13和备用二级净化容器18通过倒料线6与收料容器1连接，形成倒料线路。
收料容器1经净化阀门4和一级净化容器入口阀门7与一级净化容器8连接，一级净化容器8经一级净化容器出口阀门10和二级净化容器入口阀门11与二级净化容器13连接，二级净化容器13经二级净化容器出口阀门15和备用二级净化容器入口阀门16与备用二级净化容器18连接，备用二级净化容器18经备用二级净化容器出口阀门20与HF吸附塔21连接。
一级净化容器出口阀门10、二级净化容器入口阀门11和备用二级净化容器入口阀门16分别与倒料线6连通，并且倒料线6上位于一级净化容器出口阀门10、二级净化容器入口阀门11和备用二级净化容器入口阀门16的下游连接有倒料阀门5。
在收料容器1的入口处安装有收料容器入口压力仪表3；在二级净化容器的入口处安装有二级净化容器入口压力仪表12，在备用二级净化容器18的入口处安装有备用二级净化容器入口压力仪表17，在储气罐23上部安装有储气罐压力仪表24。
收料容器1的外部安装有-25℃运行的冷风箱2；，一级净化容器8的外部安装有-80℃运行的一级净化容器制冷柜9，二级净化容器13的外部安装有-90℃运行的二级净化容器制冷柜14，备用二级净化容器18的外部安装有-90℃运行的备用二级净化容器制冷柜19，HF吸附塔21的底部安装有HF吸附塔电子秤22。
在本发明的具体实施例中，收料容器1为3m3容器，一级净化容器8为50升容器，二级净化容器13和备用二级净化容器18为24升容器。
本发明的目的通过下列措施来达到：根据不同温度下UF6和HF的饱和蒸气压数值不同，给出下列一组参数。
表1UF6和HF在部分温度下的饱和蒸气压数值
根据上述UF6和HF的饱和蒸气压数值，设计二级净化容器倒料时净化分离去除HF的工艺原理如下：
(1)收料容器的工作温度为-25℃，一级净化容器的工作温度为-80℃，二级净化容器的工作温度为-90℃。
(2)当二级净化容器退出工作后，投入备用二级净化容器-90℃冷冻，作为净化容器。
(3)将已退出待倒料二级净化容器的制冷温度由-90℃上调至-50℃，由于-50℃时HF的饱和蒸气压为30mmHg，容器中的HF会不断的释放出来，经过-90℃工作的二级净化容器再次冷凝收集UF6后，HF气体被HF吸附塔吸附，从而达到净化去除HF的目的。
(4)当二级净化容器中压力不再变化时，表明容器内HF已经净化分离完成，解冻已退出待倒料二级净化容器，向收料容器倒料。
采用本发明提供的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，从二级净化容器中净化分离去除HF的方法，具体包括以下步骤：
步骤1、投备用二级净化容器18进行-90℃制冷，达到设定温度后，大漏检查合格。
步骤2、连通待倒料二级净化容器13的净化线路：
关闭待倒料二级净化容器出口阀门15、一级净化容器出口阀门10、倒料阀门5，查开备用二级净化容器进口阀门16、二级净化容器出口阀门20、HF吸附塔21的进出口阀门、储气罐23的进出口阀门。
步骤3、加热二级净化容器13，净化待倒料二级净化容器13中的HF：
步骤3.1、加热二级净化容器13至设定温度，监测二级净化容器13的入口压力：
将-90℃运行的待倒料二级净化容器13的制冷温度设定为-50℃，监测二级净化容器入口压力仪表12的变化情况。
步骤3.2、调整待倒料二级净化容器入口阀门11的开度，吸附二级净化容器13中释放出来的HF气体
通过调整待倒料二级净化容器入口阀门11的开度，控制备用二级净化容器入口压力仪表17不超过2mmHg进行净化，使二级净化容器13中释放出来的HF气体经备用二级净化容器18的入口阀门16持续不断地经过处于-90℃冷冻状态的二级净化容器18，再进入HF吸附塔21中被吸附。
步骤3.3、净化期间注意监视HF吸附塔电子秤22增重情况及储气罐压力仪表24的变化情况。
步骤3.4、完全净化分离去除二级净化容器13中的HF气体，解冻二级净化容器13
当二级净化容器入口阀门11全开且容器内压力不再变化时，可以判断出容器内HF已被完全净化分离去除，剩余为固态UF6物料，关闭二级净化容器入口阀门11，解冻二级净化容器13。
步骤3.5、启动真空泵25抽空储气罐23内空气。
步骤4、连通待倒料二级净化容器13的倒料线路，向收料容器1倒料：
步骤4.1、连通待倒料二级净化容器13的倒料线路
查关净化阀门4、一级净化容器出口阀门10、关闭备用二级净化容器入口阀门16，打开倒料阀门5、二级净化容器入口阀门11。
步骤4.2、待倒料二级净化容器13向收料容器1倒料
待倒料二级净化容器13通过倒料线6向收料容器1倒料，当二级净化容器13的入口阀门11全开且倒料压力持续下降时，投二级净化容器13进行50℃加热，继续倒料；
待收料容器1入口压力仪表3不再变化时，关闭二级净化容器入口阀门11 30分钟，若二级净化容器入口压力仪表12不再变化，判断二级净化容器13内UF6物料已全部倒至收料容器1中，倒料结束。
若压力持续增长，则恢复倒料直至二级净化容器13内UF6物料全部倒至收料容器1中。
步骤5、倒料结束后，停止二级净化容器13加热，关闭二级净化容器进口阀门11、二级净化容器出口阀门15、倒料阀门5。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (10)
1.一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述装置包括：收料容器(1)、倒料线(6)、一级净化容器(8)、二级净化容器(13)、备用二级净化容器(18)、HF吸附塔(21)、储气罐(23)和真空泵(25)，收料容器(1)与一级净化容器(8)连接，一级净化容器(8)与二级净化容器(13)和备用二级净化容器(18)连接，二级净化容器(13)与备用二级净化容器(18)连接，二级净化容器(13)和备用二级净化容器(18)分别与HF吸附塔(21)连接，HF吸附塔(21)与储气罐(23)连接，储气罐(23)与真空泵(25)连接；一级净化容器(8)、二级净化容器(13)和备用二级净化容器(18)通过倒料线(6)与收料容器(1)连接，形成倒料线路。
2.根据权利要求1所述的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述收料容器(1)经净化阀门(4)和一级净化容器入口阀门(7)与一级净化容器(8)连接，一级净化容器(8)经一级净化容器出口阀门(10)和二级净化容器入口阀门(11)与二级净化容器(13)连接，二级净化容器(13)经二级净化容器出口阀门(15)和备用二级净化容器入口阀门(16)与备用二级净化容器(18)连接，备用二级净化容器(18)经备用二级净化容器出口阀门(20)与HF吸附塔(21)连接。
3.根据权利要求2所述的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述一级净化容器出口阀门(10)、二级净化容器入口阀门(11)和备用二级净化容器入口阀门(16)分别与倒料线(6)连通，并且倒料线(6)上位于一级净化容器出口阀门(10)、二级净化容器入口阀门(11)和备用二级净化容器入口阀门(16)的下游连接有倒料阀门(5)。
4.根据权利要求3所述的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述收料容器(1)的入口处安装有收料容器入口压力仪表(3)；二级净化容器的入口处安装有二级净化容器入口压力仪表(12)，备用二级净化容器(18)的入口处安装有备用二级净化容器入口压力仪表(17)，储气罐(23)上部安装有储气罐压力仪表(24)。
5.根据权利要求4所述的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述收料容器(1)的外部安装有冷风箱(2)，一级净化容器(8)的外部安装有一级净化容器制冷柜(9)，二级净化容器(13)的外部安装有二级净化容器制冷柜(14)，备用二级净化容器(18)的外部安装有备用二级净化容器制冷柜(19)。
6.根据权利要求5所述的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述冷风箱(2)的运行温度为-25℃，一级净化容器制冷柜(9)的运行温度为-80℃，二级净化容器制冷柜(14)的运行温度为-90℃，备用二级净化容器制冷柜(19)的运行温度为-90℃。
7.根据权利要求6所述的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述HF吸附塔(21)的底部安装有HF吸附塔电子秤(22)。
8.一种铀浓缩厂净化分离HF方法，采用根据权利要求7所述的一种铀浓缩厂净化分离HF装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、投备用二级净化容器(18)-90℃制冷，达到设定温度后，大漏检查合格；
步骤2、连通待倒料二级净化容器(13)的净化线路；
步骤3、加热二级净化容器(13)，净化待倒料二级净化容器(13)中的HF；
步骤4、连通待倒料二级净化容器(13)的倒料线路，向收料容器(1)倒料；
步骤5、倒料结束后，停止二级净化容器(13)加热。
9.根据权利要求8所述的一种铀浓缩厂净化分离HF方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤3.1、加热二级净化容器(13)至设定温度，监测二级净化容器(13)的入口压力；
步骤3.2、调整待倒料二级净化容器入口阀门(11)的开度，吸附二级净化容器(13)中释放出来的HF气体；
步骤3.3、净化期间注意监视HF吸附塔电子秤(22)增重情况及储气罐压力仪表(24)的变化情况；
步骤3.4、完全净化分离去除二级净化容器(13)中的HF气体，解冻二级净化容器(13)；
步骤3.5、启动真空泵(25)抽空储气罐(23)内空气。
10.根据权利要求9所述的一种铀浓缩厂净化分离HF方法，其特征在于，所述步骤4包括：
步骤4.1、连通待倒料二级净化容器(13)的倒料线路；
步骤4.2、待倒料二级净化容器(13)向收料容器(1)倒料。
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