PL97830B1 - Separator wspolpradowego ekstraktora odsrodkowego do pracy ciaglej w ukladzie ciecz-ciecz - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest separator wspólpradowego ekstraktora odsrodkowego do pracy ciaglej w ukladzie ciecz-ciecz, stosowanego w procesach regeneracji wypalonego paliwa jadrowego.

Opisany w raporcie Kernforschungszentrum Karlsruhe, 1969 KFK 862 separator ekstraktora odsrodkowego stosowanego w procesach ekstrakcji uranu naturalnego i niskowzbogaconego na skale póltechniczna stanowi wirujacy beben, z którego wyplywa ciecz otworami umieszczonymi na zewnatrz scianki bebna co powoduje niebezpieczne powstawanie aerozoli radioaktywnych przy wyzszych obrotach bebna. W konsekwencji prowadzi to do ograniczenia predkosci obrotowej separatora, a tym samym do zmniejszenia skutecznosci rozdzielania emulsji i zmniejszenia wydajnosci procesu ekstrakcji. Separatory takie dla zapewnienia prawidlowej pracy wyma¬ gaja sterowania polozenia interfazy przez wprowadzenie do ich wnetrza powietrza pod cisnieniem a nastepnie filtracji powietrza wychodzacego na zewnatrz atmosfery. Znane sa równiez separatory o przemyslowej wydaj¬ nosci przerobu paliw jadrowych. Zostaly one opisane w raporcie Argonne National Laboratory ANL — 7968, 1973. Separatory te stanowia walce, których wysokosc jest wielokrotnie wieksza od srednicy. Wielkosc srednicy jest narzucona warunkami krytycznosci paliwa wysokowzbudzonego a podwyzszenie wydajnosci osiaga sie przez zwiekszenie dlugosci separatora co pociaga za soba koniecznosc zwiekszenia predkosci obrotowej separatora w celu uzyskania walcowej powierzchni wirujacej cieczy. Separatory te wymagaja sterowania interfazy przez wprowadzenie powietrza pod cisnieniem.

Konstrukcja opisanych separatorów nie pozwala na stosowanie ich do przerobu wysokowzbogaconego paliwa jadrowego, jak równiez paliwa z reaktorów predkich poniewaz ich znaczne wymiary oraz geometria cieczy stwarzaja niebezpieczenstwo przekroczenia masy krytycznej paliwa.

W separatorze wedlug wynalazku pokrywa zaopatrzona jest w zamknieta od góry tuleje, w której znajduje sie kanal z umieszczona w nim odsysajaca rurka dla fazy ciezkiej. Ponadto w tulei znajduje sie wewnetrzna tuleja polaczona z przegroda zaopatrzona w kanal z odsysajaca rurka dla fazy lekkiej umieszczona pod odsysajaca rurka2 97 830 dla fazy ciezkiej. Stozkowa tuleja separatora sluzaca do wprowadzania cieczy polaczona jest w dolnej czesci z pierscieniem zakonczonym u dolu kolnierzem, W dnie separatora znajduja sie otwory umieszczone pomiedzy osia obrotu urzadzenia a tuleja wewnetrzna. Tuleja pokrywy separatora oraz tuleja polaczona z przegroda za¬ konczone sa w górnej czesci kolnierzami.

Separator wedlug wynalazku umozliwia prowadzenie procesu ekstrakcji w krótszym czasie kontaktu faz w porównaniu z dotychczas stosowanymi urzadzeniami, dzieki czemu zapobiega sie degradacji radiacyjnej kosz¬ townego ekstrahenta. Proces separacji nie wymaga kontroli polozenia interfazy a zmiany stezenia ekstrahowa¬ nych pierwiastków nie powoduja zaburzenia pracy ekstraktora.

Dzieki pierscieniowemu rozlozeniu cieczy podczas wirowania urzadzenia moze byc stosowane w procesach o dowolnej wydajnosci przerobu wysokowzbogaconego paliwa jadrowego bez obawy przekroczenia masy krytycznej. Zjednostki objetosci roboczej mozna uzyskac wieksza wydajnosc niz przy stosowaniu znanych urzadzen. Umieszczenie otworów w dnie separatora na promieniu mniejszym niz promien swobodnej powierzchni walcowej cieczy powoduje, ze po zakonczeniu pracy roztwory aktywne wyplywaja z separatora i w ten sposób urzadzenie nie stanowi zródla promieniowania jonizujacego.

Separator wedlug wynalazku charakteryzuje sie prosta i tania w wykonaniu konstrukcja. Moze pracowac jako urzadzenie pojedyncze lub zestawiony w ukladzie bateryjnym. Nawet znaczne wahania stezenia ekstrahowa¬ nych pierwiastków oraz przeplywu roztworów nie powoduja zaburzen procesu.

W porównaniu ze znanymi urzadzeniami, ten sam efekt separacji faz uzyskuje sie przy znacznie nizszych predkosciach obrotowych. Mozliwosc wykonania w separatorze pierscienia z materialu pochlaniajacego neutro¬ ny umozliwia stosowanie urzadzenia do ekstrakcji wszystkich znanych materialów rozszczepialnych w dowolnym zakresie stezenia.

Separator wedlug wynalazku uwidoczniono w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym Jig. 1 przedstawia separator w przekroju osiowym, a fig. 2 — w przekroju poprzecznym.

Separator w ksztalcie bebna zaopatrzony jest w stozkowa tuleje 1 i zamkniety jest w górnej czesci pokry¬ wa 2, pod która umieszczona jest równolegle do niej przegroda 3 z kanalami 4 do wyprowadzania fazy ciezkiej.

Pod przegroda 3 umieszczone sa promieniowo lopatki 5 dzielace przestrzen wewnetrzna separatora na sekcje.

Pokrywa 2 zaopatrzona jest w zamknieta od góry tuleje 6, w której znajduje sie kanal 7 z umieszczona w nim odsysajaca rurka 8 dla fazy ciezkiej. W tulei 6 znajduje sie wewnetrzna tuleja 9 polaczona z przegroda 3 zaopa¬ trzona w kanal 10 z odsysajaca rurka 11 dla fazy lekkiej umieszczona pod odsysajaca rurke 8 dla fazy ciezkiej.

Tuleja 6 oraz tuleja 9 zakonczone sa w górnej czesci kolnierzami 12 i 13. W dnie separatora znajduja sie otwory 14 umieszczone pomiedzy jego osia a wewnetrzna tuleja 9. Stozkowa tuleja 1 zakonczona jest w dolnej czesci pierscieniem 15 zakonczonym kolnierzem 16.

Dzialanie separatora wedlug wynalazku jest nastepujace. Poprzez stozkowa tuleje 1 wprowadza sie do separatora emulsje. Podczas wirowania urzadzenia emulsja dostaje sie do poszczególnych sekcji separatora, gdzie nastepuje rozdzielenie jej na faze ciezka i faze lekka. Faza ciezka przeplywa kanalami 4 do tulei 6 a nastepnie do kanalu 7 i przez odsysajaca rurke 8 wydostaje sie na zewnatrz urzadzenia. Faza lekka przechodzi do kanalu tulei 9 i przez odsysajaca rurke 11 wyprowadzana jest z separatora. Kolnierze 12 i 13 przy tulejach 6 i 9 ukierunkowuja przeplyw cieczy do odsysajacych rurek 8 i 11.

Dzieki zakonczeniu stozkowej tulei U pierscieniem 15 z kolnierzem 16 emulsja wprowadzana jest do poszczególnych sekcji separatora w poblizu granicy faz, co powoduje ruch cieczy w calej objetosci roboczej urzadzenia.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Separator wspólpradowego ekstraktora odsrodkowego do pracy ciaglej w ukladzie ciecz-ciecz stanowia¬ cy cylindryczny beben zaopatrzony wewnatrz w stozkowa tuleje do wprowadzania cieczy oraz otwory wylotowe dla rozdzielonych faz, zamkniety w górnej czeSGi pokrywa, pod która umieszczona jest równolegle do niej przegroda z kanalami do wyprowadzania fazy ciezkiej, zaopatrzona w lopatki dzielace przestrzen wewnetrzna bebna na sekcje, znamienny tym, ze pokrywa (2) zaopatrzona jest w zamknieta od góry tuleje (6), w której znajduje sie kanal (7) z umieszczona w nim odsysajaca rurke (8) dla fazy ciezkiej, ponadto w tulei (6) znajduje sie wewnetrzna tuleja (9) polaczona z przegroda (3) zaopatrzona w kanal (10) z odsysajaca rurka (11) dla fazy lekkiej umieszczona pod odsysajaca rurka (8) dla fazy ciezkiej, natomiast stozkowa tuleja (1) polaczona jest w dolnej czesci z pierscieniem (15) zakonczonym u dolu kolnierzem (16) ponadto w dnie separatora znajdu¬ ja sie otwory (14) umieszczone pomiedzy osia obrotu a wewnetrzna tuleja (9).

2. Separator wedlug zastrz. I, znamienny t y m, ze tuleja (6) pokrywy (2) i tuleja (9) zakonczone sa w górnej czesci kolnierzem (12 i 13).97 830 Fig. i // Fig 2