[发明专利]N2O4氧化调节钚价态的装置

说明书

技术领域

本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种核燃料后处理Purex流程中1BP至2AF的调料装置。 

背景技术

目前研究的先进后处理分离工艺流程-APOR流程(Advanced Purex Processbased on Organic Reductants)，系在1B铀钚分离段采用新型还原剂N，N-二甲基羟胺-甲基肼来还原反萃Pu(III)，取得了较好的效果。铀钚分离后得到的1BP料液中钚为三价，在通过萃取-反萃取进行下一步钚的净化浓缩之前，需将钚(III)调整为钚(IV)，钚纯化循环得到的硝酸钚(III)溶液在沉淀转化步骤时也需要转化为钚(IV)，同时需要将体系中反应剩余的亚硝酸赶除掉，硝酸浓度调至后续工艺所需酸度。已有研究表明，液体N₂O₄可用于氧化调节钚价态，但在此过程中液体N₂O₄与体系中的还原剂等反应会生成大量的氮氧化物气体逸出，造成N₂O₄的利用率降低；同时，调价完成后的料液中尚有一定量的亚硝酸(约0.1mol/L)，在进行后续钚纯化工艺及草酸钚沉淀工艺之前，通常需将体系中的亚硝酸赶除至0.01mol/L以下。当前，此环节亚硝酸的赶除方法主要是搅拌法或空气鼓泡法，两种方法均为批式操作，与钚氧化调价工艺实现连续操作的装置尚未见文献报道。 

发明的内容 

本发明针对现有技术所存在的问题，提供一种可以实现液体N₂O₄破坏二甲基羟胺-甲基肼等还原剂，以及后继赶除亚硝酸两个功能的连续操作装置。 

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下方案实现的：一种N₂O₄氧化调节钚价态的装置，包括Pu(III)氧化柱和亚硝酸赶除柱。关键在于：Pu(III)氧化柱 在上部通过料液输送管与亚硝酸赶除柱上部连接。 

所述的Pu(III)氧化柱材质为玻璃或不锈钢等耐硝酸腐蚀材料，内置填料；最下端设有阀门，底部设有1BP料液进口和液体N₂O₄进口，其中液体N₂O₄进口位于1BP料液进口的上方；上部设有料液出口。所述的亚硝酸赶除柱材质为玻璃或不锈钢等耐硝酸腐蚀材料，内置填料，上端设有尾气排放口，底部设有空气或氮气入口，最下端通过U型输送管与料液溢流储槽相连。 

所述的亚硝酸赶除柱(9)顶部端为尾气排放口(10)；底部设有空气或氮气入口(11)；最下端通过U型输送管(12)与料液溢流储槽(13)连接。 

使用时，液体N₂O₄和1BP料液均从Pu(III)氧化柱的下端输入，N₂O₄和1BP料液中的还原剂(如二甲基羟胺与单甲基肼)在Pu(III)氧化柱上升过程中发生化学反应，使还原剂氧化破坏并将Pu(III)氧化至Pu(IV)，料液到达柱子顶端时通过料液输送管溢流至亚硝酸赶除柱中。亚硝酸赶除柱下端不断鼓入空气(或氮气)，气体在上升过程中可将料液中的亚硝酸带出，从而达到赶除亚硝酸的目的。为了提高亚硝酸的赶除效果，亚硝酸赶除柱中装入填料以增加气液接触效果，流过亚硝酸赶除柱中的料液通过U形输送管从料液溢流储槽排出。 

附图说明

图1装置示意图 

1不锈钢支架；2Pu(III)氧化柱；3液体N₂O₄进口；41BP料液进口；5阀门；6固定铁夹；7端塞；8料液输送管；9亚硝酸赶除柱；10尾气排放口；11空气或氮气进口；12U型输送管；13料液溢流储槽 

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。