DE3714489A1 - Loesungsmittel-extraktionssaeule - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Lösungsmittel-Extraktions­ säulen.

Lösungsmittel-Extraktionssäulen werden, kurz gesagt, verwen­ det, um einen Massenübergang zwischen unvermischbaren Phasen zu erreichen, die in die Säule eingeleitet werden. Es wird beispielsweise bei der Wiederaufarbeitung verstrahlten Kern­ brennstoffs der Brennstoff in einer Säure gelöst, um eine wäßrige Phase zu erhalten, welche in Berührung mit einer geeigneten Lösungsmittelphase in der Säule gebracht wird, um die bevorzugte Extraktion von Uran und Plutonium aus der wäßrigen Phase in die Lösungsmittelphase zu bewirken, wäh­ rend Spaltprodukte in der wäßrigen Phase verbleiben. Zum wirksamen Betrieb ist es erforderlich, die wirksame Vertei­ lung der Phasen in der Säule sicherzustellen. Die Säule, die in Virbration versetzt sein kann, kann entweder in ei­ ner Lösungsmittel-kontinuierlichen oder wäßrig-kontinuier­ lichen Betriebsart betrieben werden.

In der Lösungsmittel-kontinuierlichen Betriebsart wird ein wäßriges Aufgabegut in einen oberen Bereich der Säule ein­ geleitet, um durch die weniger dichte Lösungsmittelphase hindurchzusinken, die durch die Säule ansteigt. In der wäßrig-kontinuierlichen Betriebsart wird eine Lösungsmittel­ aufgabe in einen unteren Bereich der Säule eingeleitet, um durch die dichtere wäßrige Phase anzusteigen, welche durch die Säule absinkt. Da die Einlaßöffnungen für die wäßrige Aufgabe und die Lösungsmittelaufgabe in der Wand der Säule angeordnet sind, tendiert die eintreffende Aufgabe danach, in jenem Bereich der kontinuierlichen Phase zu verbleiben, welche dem Einlaß benachbart ist, und zwar über die Länge der Säule hinweg. Dementsprechend wird ein großer Anteil der kontinuierlichen Phase innerhalb der Säule nicht für die Massenübertragungswirkung wirksam genutzt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösungsmittel-Extrak­ tionssäule vorzusehen, welche in der Lage ist, die Aufgabe über ein erhöhtes Ausmaß der Säule zu verteilen, als dies bisher möglich war.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Lösungsmittel-Ex­ traktionssäule vorgesehen, die einen Verteiler für die Auf­ nahme der Aufgabeflüssigkeit aufweist, die in die Säule durch eine Einlaßöffnung eingeleitet wird, wobei der Verteiler ei­ nen endlosen offenen Kanal mit einer inneren und äußeren Seitenwand aufweist, der so bemessen ist, daß er in den Kanal an einer Stelle nahe der Einlaßöffnung und axial gegen die­ se versetzt paßt, mehrere mit winkligem Abstand getrennte Öffnungen im Kanal vorgesehen sind, um die Flüssigkeit, die in den Kanal von der Einlaßöffnung her eintritt, über die Erstreckung der Säule zu verteilen, und die innere Seiten­ wand des Kanals sich quer zur Einlaßöffnung erstreckt, um die eintreffende Flüssigkeit an der Einlaßöffnung in den Kanal zu lenken.

Die Erfindung wird ferner beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aus­ führungsbeispiels eines Verteilers ist, der innerhalb einer Lösungsmittel-Extraktionssäule angeordnet ist, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Verteiler ist.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer Lösungsmittel-Extraktions­ säule 1 mit einer Einlaßöffnung 2. Zur Verwendung der Säule in der Lösungsmittel-kontinuierlichen Betriebsart, die be­ reits erwähnt wurde, ist die Einlaßöffnung 2 an oder nahe dem oberen Ende der Säule angeordnet, um eine Einspeisung aus einer wäßrigen Aufgabeflüssigkeit zu erreichen. Ein Ver­ teiler 3, der so bemessen ist, daß er in das Innere der Säule paßt, ist an einer Lage angeordnet, die im wesentli­ chen so ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Eine mittige Zugstange 14 trägt den Verteiler 3 und andere Bestandteile der Säule.

Der Verteiler 3 weist einen endlosen offenen Kanal 4 auf, mit einer äußeren und inneren Seitenwand 5 bzw. 6 und ei­ nem Boden 7. Während die äußere Wand 5 unterhalb der Einlaß­ öffnung 2 liegt, ist die Innenwand 6 so angeordnet, daß sie sich vom Durchlaß quer über die Mündung der Einlaßöffnung aus nach oben erstreckt. Der Kanal 4 ist an einer mittigen Trommel 8 angebracht, die den Zuganker 14 aufnimmt, und zwar mittels radialer Platten bzw. Bleche 9.

Der Kanal 4 ist mit mehreren mit gleichem Winkelabstand von­ einander getrennten Öffnungen 10 versehen. Die Öffnungen kön­ nen im Boden 7 oder in der Innenwand 6 oder in beiden bei dem Kanal angeordnet sein. In zweckmäßiger Weise ist der Kanal mit solchen Öffnungen unter einem Winkelabstand von 30° versehen.

Beim Betrieb ist der Verteiler im Inneren der Säule im we­ sentlichen in einer solchen Lage angeordnet, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Die wäßrige Einlaßströmung an der Öff­ nung 2 tritt in die Säule und fällt in den Kanal 4, wobei die hohe innere Wand 6 als eine Sperre dient, um den Über­ lauf der 8trömung zu verhindern. Die wäßrige Strömung im Kanal tritt durch die mit Abstand angeordneten Öffnungen 10 aus, um auf die Lösungsmittelphase zu treffen, die durch die Säule ansteigt. Der Verteiler dient somit dazu, die wäßrige Strömung über die Erstreckung der Säule zu vertei­ len, und die wäßrige Strömung wird nicht in jenem Bereich der Säule eingeschlossen, der nahe dem Einlaß liegt, wie dies in Abwesenheit des Verteilers der Fall sein würde.

In einer nicht dargestellten, abgewandelten Ausführung kön­ nen die radialen Distanzbleche 9 durch radiale Tröge ersetzt werden, die mit dem Ringkanal 4 in Verbindung stehen, wo­ bei die radialen Tröge in gleicher Weise Öffnungen aufwei­ sen, um hierdurch die Verteilung der eintreffenden wäßrigen Strömung über die Erstreckung der Säule zu fördern.

Das Obige betrifft die Verteilung einer ankommenden wäßrigen Strömung, die an oder nahe der Oberseite der Säule eintritt, um auf ein weniger dichtes Lösungsmittel zu treffen und durch dieses hindurchzusinken, welches in der Säule aufwärts steigt. Der Verteiler ist in ähnlicher Weise aber auch auf die Verteilung einer ankommenden Lösungsmittelströmung an­ wendbar, die an einer Öffnung an oder nahe der Unterseite der Säule eingeleitet wird, so daß die Strömung durch die wäßrige Phase hindurch ansteigt, welche durch die Säule ab­ sinkt. Bei dieser Anwendung ist der Verteiler umgekehrt und so angeordnet, daß der Kanal 4 nahe, jedoch über der Lösungsmittel-Einlaßöffnung angeordnet ist, wobei sich die Innenwand 6 nach unten über die Mündung der Einlaßöffnung hinaus erstreckt. Die eintreffende Lösungsmittelaufgabe wird durch die Wand 6 so verteilt, daß sie in den Kanal 4 an­ steigt, von welchem aus sie über die Erstreckung der Säule durch die Öffnungen 10 im Kanal verteilt wird.

Claims (5)

1. Lösungsmittel-Extraktionssäule mit einem Verteiler für Aufgabeflüssigkeit, die in die Säule durch eine Einlaßöff­ nung eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (3) einen endlosen offenen Kanal (4) aufweist, mit einer inneren (6) und äußeren (5) Seitenwand, welcher so bemessen ist, daß er in den Kanal bzw. die Säule an einer Stelle nahe der Einlaßöffnung (2) und gegenüber dieser axial versetzt paßt,und mehrere mit Winkelabstand angeordnete Öffnungen (10) im Kanal (4), um jene Flüssigkeit, die in den Kanal aus der Einlaßöffnung (2) eintritt, über die Erstreckung der Säule (1) zu verteilen, und daß sich die innere Seitenwand (6) des Kanals (4) quer über die Einlaßöffnung (2) erstreckt, um die eintreffende Strömung an der Einlaßöffnung (2) in den Kanal (4) hineinzuleiten.

2. Lösungsmittel-Extraktionssäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (10) in der lnnenwand (6) angeordnet sind.

3. Lösungsmittel-Extraktionssäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (10) im Boden (7) des Kanals (4) angeordnet sind.

4. Lösungsmittel-Extraktionssäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (4) an einer Stelle unterhalb der Einlaßöffnung (2) angeordnet ist.

5. Lösungsmittel-Extraktionssäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (4) umgedreht und an einer Stelle oberhalb der Einlaßöffnung (2) angeord­ net ist.