本實用新型涉及一種離子交換樹脂提取純化設(shè)備,尤其涉及一種用于提取純化鈾的離子交換樹脂連續(xù)床裝置。
背景技術(shù):
工業(yè)特種提取主要用于某種溶液中特殊物質(zhì)或有效成分與其它物質(zhì)的分離。提取時,帶可交換基團的樹脂把在被提取溶液中的特殊物質(zhì)或有效成分吸附到樹脂上,而從樹脂上交換(解吸)下來的基團離子釋放到溶液中;交換反應(yīng)是可逆的,被吸附在樹脂上的特殊物質(zhì)或有效成分可用一定濃度的解吸劑交換下來排出交換器,對特殊物質(zhì)或有效成分進行回收利用,樹脂可以不轉(zhuǎn)型或轉(zhuǎn)型后則恢復(fù)滿帶基團的初態(tài),預(yù)備下一周期吸附,這種恢復(fù)樹脂初態(tài)的過程稱之為再生或洗脫,再生或洗脫所用的化學(xué)品稱為再生劑或洗脫劑。
離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng),樹脂在吸附時,正向反應(yīng)速率大于逆向反應(yīng)速率,特殊物質(zhì)或有效成分表現(xiàn)為被吸附,被交換的基團離子則表現(xiàn)為解吸;再生時,逆向反應(yīng)速率大于正向反應(yīng)速率,被交換的基團離子表現(xiàn)為被吸附,特殊物質(zhì)或有效成分表現(xiàn)為解吸。任何時候,正反應(yīng)和逆反應(yīng)是同時存在的,只有當正反應(yīng)速率充分大于逆反應(yīng)速率時,交換器出水才符合特殊物質(zhì)或有效成分泄漏要求。實際上,由于常規(guī)固定床床層高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,樹脂粒度大而不均勻?qū)е陆粨Q速率慢,在解吸運行時,交換下來的基團離子會參與逆反應(yīng),當吸附進行到一定程度,被吸附液中特殊物質(zhì)或有效成分濃度降到一定程度時,可逆的離子交換反應(yīng)達到平衡,吸附不再進行,一旦再生不徹底或運行流速偏快,特殊物質(zhì)或有效成分則會馬上發(fā)生泄漏。
現(xiàn)有的離子交換設(shè)備一般為立式圓柱型(或稱筒型)容器,樹脂以自然狀態(tài)堆放在容器里,容器上部留有一定的空間,作樹脂膨脹清洗之用,設(shè)備運行或再生時,樹脂層靜止不動,需交換的水從圓柱型設(shè)備的一端流進,另一端流出,運行時,離子交換樹脂是在水流方向上逐層失效的,如果僅僅為了出水達標,根據(jù)不同的工況,離子交換樹脂填高在30厘米到60厘米就能做到;但因為離子交換樹脂需要周期性地用再生劑再生,而傳統(tǒng)的再生一般都是人工操作,需要一定的熟練程度和具有一定的勞動強度,所以,往往采用在交換器里多裝填樹脂的方法以獲得較長的運行周期(目前設(shè)計規(guī)范要求達到24小時運行周期);再則,因為樹脂層是自然堆放的,如果樹脂層太薄,在壓力水的作用下,樹脂層內(nèi)容易形成直接穿透樹脂層的水流通道(俗稱溝流),會大大影響交換效果和出水水質(zhì),運行流速在15~30m/h,不能太快。一般,樹脂層填高設(shè)計為2米或者更高,另外,樹脂層還需要用清水進行反洗,體內(nèi)再生單床會設(shè)置占樹脂裝填量40~100%的反洗膨脹空間,為實現(xiàn)良好的反洗效果,體內(nèi)再生常規(guī)固定床則設(shè)置占樹脂裝填量80~100%以上的反洗膨脹空間,所以,常規(guī)固定床交換器容器有效高度一般需3~5米或更高,設(shè)備總高度則達到6~10米或更高。
常規(guī)固定床再生方式為順流或逆流。順流再生離子交換器是運行(交換)時原水水流和再生時再生液的流動方向相同,均為由上至下,故稱為順流。逆流再生離子交換器是運行(交換)時原水水流和再生時再生液的流動方向相反,故稱為逆流。逆流再生離子交換器中樹脂層失效后,其離子分布狀態(tài)與順流再生離子交換器中是一樣的,但再生時,因再生液自下而上地流過樹脂層,這樣就可以使保護層中未失效的樹脂保持原有型態(tài),所以,上一周期殘留的交換容量仍然可以被保留在樹脂層中而不被排代。由于樹脂層態(tài)未被亂層,這一樹脂層態(tài)分布能滿足逐層排代的有利再生條件,即再生劑首先去再生親和力小的離子,再由這些親和力小的離子去排代親和力大的離子,從而提高了再生效率。同時由運行排代作用可知,在交換器失效時,由于工作層的存在,底層樹脂的失效度很低,而這部分樹脂在再生過程中,首先與大量新鮮的再生液接觸,使再生更加徹底。因此,逆流再生的出水水質(zhì)比順流再生大為提高。在逆流再生固定床的運行操作中,制水過程和順流再生設(shè)備沒有區(qū)別。再生操作是隨防止亂層措施的不同而異。在逆流再生設(shè)備再生時,必須保持樹脂層固定,所以逆流再生又分為頂壓再生和無頂壓再生,頂壓再生必須向樹脂層頂部施加一定壓力(頂壓法)或保證再生液達到中間排水裝置時失去向上流動的可能;無頂壓再生必須在中排管以上有200~300mm的壓脂層,保證再生液達到中間排水裝置時失去向上流動的可能。在解吸或再生時容易,再生劑比耗低。
連續(xù)床再生方式始終為逆流,上進再生液,無需常規(guī)固定床逆流再生時設(shè)置頂壓或中排裝置,而且進被吸附液為下進上出,保證被吸附液與吸附劑樹脂充分的接觸和防止偏流,實現(xiàn)逆流再生方式的節(jié)省再生劑消耗和清洗水消耗,同時簡化設(shè)備。這樣的離子交換技術(shù)在工業(yè)提取中的應(yīng)用優(yōu)勢將更加明顯。
鈾是核電站的主要核燃料。鈾是存在于自然界中的一種稀有化學(xué)元素,具有放射性。鈾主要含三種同位素,即鈾238、鈾235和鈾234,其中只有鈾235是可裂變核元素,在中子轟擊下可發(fā)生鏈式核裂變反應(yīng),可用作原子彈的核裝料和核電站反應(yīng)堆的燃料。獲得鈾是非常復(fù)雜的系列工藝,要經(jīng)過探礦、開礦、選礦、浸礦、煉礦、精煉等流程,而濃縮分離是其中最后的流程,需要很高的科技水平。獲得1公斤武器級鈾235需要200噸鈾礦石。
在我國鈾資源比較貧乏,隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,能源的開發(fā)和利用顯得越來越重要。核能作為清潔能源之一,在全世界,特別是發(fā)達國家最受青睞,法國、德國的核能利用占主要能源的70%以上。我國目前建成和在建的核電站總裝機容量為870萬千瓦,預(yù)計到2020年約為4000萬千瓦。大力發(fā)展核電不但對解決中國能源緊張有積極意義,而且也是保持中國戰(zhàn)略威懾能力的理想途徑。在我國“十二五”規(guī)劃中,將核能作為清潔能源之一,將再興建二十座以上核電站,進入和平利用核能新的發(fā)展時代。
因此,如何設(shè)計出一種新型的離子交換樹脂連續(xù)床裝置,用于鈾的提取純化,是本領(lǐng)域研發(fā)人員當前的研究重點之一。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的種種缺陷,為了設(shè)計出一種用于鈾的高效提取純化的離子交換樹脂連續(xù)床裝置,發(fā)明人提供了以下技術(shù)方案:
一種用于提取純化鈾的離子交換樹脂連續(xù)床裝置,包括:
用于填充離子交換樹脂的樹脂床本體1,其為一種上下開口的筒體,由本體壁13所圍成;所述本體壁13側(cè)面設(shè)置有離子交換樹脂充填卸料口7及堵頭;
設(shè)置在所述樹脂床本體1頂部的上法蘭11和設(shè)置在所述樹脂床本體1底部的下法蘭12;設(shè)置于所述上法蘭11上方的蓋板4,用于密封所述上法蘭11;設(shè)置于所述下法蘭12下方的底板5,用于密封所述下法蘭12;
通過與上法蘭11配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1頂部與蓋板4連接;通過與下法蘭12配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1底部與底板5連接;
貫穿所述蓋板4而設(shè)置的進水口2,通過所述上法蘭11連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;
貫穿所述底板5而設(shè)置的出水口3,通過所述下法蘭12連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;
在所述樹脂床本體1內(nèi),于所述蓋板4下方和所述底板5上方分別設(shè)置一塊微孔板6,用于使進水或出水均勻分布且使得樹脂不會發(fā)生逃逸;位于所述蓋板4下方的微孔板6和該蓋板4、本體壁13的一部分共同圍成的空間構(gòu)成上配水室81,位于所述底板5上方的微孔板6和該底板5、本體壁13的另一部分共同圍成的空間構(gòu)成下配水室82;
所述微孔板6與所述底板5之間設(shè)置有用于支撐所述微孔板6的支撐件10,用于把所填充的離子交換樹脂層作用在微孔板6上的壓力傳遞到底板5上,并能夠防止所述微孔板6變形;
所述上配水室81中設(shè)置有彈簧14,用于支撐所述微孔板6,并且在離子交換樹脂膨脹后用于緩沖,即避免樹脂膨脹對該連續(xù)床裝置產(chǎn)生破壞力。
優(yōu)選地,所述樹脂床本體1的材質(zhì)為以下任一種:不銹鋼、玻璃鋼、橡膠、聚丙烯。采用玻璃鋼、橡膠、聚丙烯等材質(zhì)是出于不同應(yīng)用介質(zhì)防腐需要。
優(yōu)選地,所述支撐件10為固定連接的支撐頂桿或可拆卸連接的獨立支撐件。
優(yōu)選地,在填充離子交換樹脂未發(fā)生膨脹的狀態(tài)下,2塊微孔板6之間的距離為150~400mm,可以模塊化,且能夠相互疊加。
事實上,由于常規(guī)固定床床層高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,樹脂粒度大而不均勻,會導(dǎo)致交換速率慢,在吸附時易發(fā)生離子泄漏;而比表面積更大和較細粒徑的均勻粒度樹脂與設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計,如本實用新型所提供的那樣,使得樹脂層在床內(nèi)充分填實而不是呈自然堆放,從而樹脂顆粒之間發(fā)生緊密接觸、相互擠壓,并且,水流是在更大的水壓下從樹脂顆粒間擠出,水流中離子與樹脂顆粒中可交換離子無限接近或遷移距離變小,進而使得離子交換反應(yīng)速率提高,出水水質(zhì)更好,提取效果更佳。其中,被填實的樹脂層給水流形成了一定的阻力,使配水室始終呈滿水狀態(tài),來自配水室的水則通過微孔板均勻地流向樹脂層;由于樹脂層是填實的,即使在流速高、樹脂層薄的情況下,也不會形成溝流,即讓每滴出水都有經(jīng)過充分離子交換的機會,從而更加有力地保證了出水水質(zhì)。
傳統(tǒng)的離子交換器長周期運行,是基于手工再生操作情況下,從減少勞動強度,便于生產(chǎn)管理方面考慮設(shè)計的;半個多世紀以來,這種使用方法一直延用至今,習(xí)以為常,已成為我國離子交換設(shè)備設(shè)計的思維定式,流行的設(shè)計規(guī)范要求設(shè)備運行周期不小于24小時。然而,在自動化操作程度已很高的當代,這種設(shè)計理念完全沒有必要再堅持。本實用新型連續(xù)采用不足1小時的短周期運行設(shè)計,使樹脂裝填量不到原來的十分之一。由于采用了連續(xù)床,流體通過樹脂層的阻力比較大,采用短周期的設(shè)計理念后,把樹脂裝填得盡量少,床身盡量短,從而使水流通過連續(xù)床的阻力不至于太大,才能獲得更好的實際運行效果。床身短,不僅大大減少了樹脂用量,而且使高流速成為可能,而高流速則進一步減薄了樹脂顆粒表面滯流層厚度,使樹脂層總的離子交換速率更高,交換效果更好。本實用新型所提供的離子交換樹脂連續(xù)床裝置,其空柱流速達35~100米/小時,不但具有更薄的樹脂顆粒表面滯流層厚度,設(shè)備出水量也更大(傳統(tǒng)單床設(shè)計流速15~30米/小時)。
眾所周知,離子交換樹脂在提取過程中,樹脂上的可交換離子并非全部參與交換反應(yīng),樹脂上可交換離子的總數(shù)量以全交換容量來表征,實際參與提取的可交換離子的數(shù)量即為工作交換容量,某一樹脂中各可交換的離子的交換速率各不相同,接近樹脂固相界面的可交換離子的交換速率大,深入固相內(nèi)部的可交換離子交換速率小,交換速率與樹脂固相內(nèi)遷移距離的二次方成反比,接近樹脂固相界面交換速率大的可交換離子先參與交換反應(yīng),而逐后交換反應(yīng)區(qū)向固相深處發(fā)展,傳統(tǒng)樹脂床的設(shè)計者追求的是較大的工作交換容量和更長的工作周期,讓盡可能多的樹脂固相深處的可交換離子也參與交換反應(yīng),這勢必使樹脂床總的交換速率降低,交換效果變差,出水水質(zhì)劣化;實際運行中,根據(jù)不同的工況,傳統(tǒng)單床樹脂工作交換容量約達到全交換容量的50~55%,而本實用新型把樹脂工作交換容量設(shè)定在傳統(tǒng)樹脂工作交換容量的四分之一以下(約小于樹脂全交換容量的12%)。在前述樹脂裝填少、短周期運行的的情況下,運行周期設(shè)定得更短,根據(jù)不同的工況,運行周期在20~40分鐘之間,則會使單床效果更好。
樹脂工作交換容量設(shè)定小,也即意味著樹脂再生度低,與運行時交換反應(yīng)速率高一樣,再生時反應(yīng)速率也一樣高,從而只要用略大于工作交換容量的再生劑就能完成再生,從而,所需再生劑的比耗更低,甚至再生劑比耗達到1.1以下(即1.1比1,工作交換容量為1,再生劑實際用量為1.1);通常單床的再生劑比耗在1.4~1.6之間,混床則大于4.0,大大節(jié)省了再生劑;而且,因為本實用新型所提供的是一種離子交換樹脂連續(xù)床裝置,即屬于連續(xù)床,其逆流再生流速可以足夠大,大到接近運行流速,所以,再生用時短,一般,一個單床的再生時間小于4分鐘,無需備用。
此外,在本實用新型所提供的離子交換樹脂連續(xù)床裝置中,所述樹脂床本體1中所填充的離子交換樹脂的粒徑為80~400μm,具體裝置使用時單一顆粒變化直徑為±50μm,粒度均勻化。并且,該離子交換樹脂的均一性是通過微通道射流技術(shù)的管式反應(yīng)器裝置制得的。
本實用新型中,吸附劑樹脂裝填高度小,又在高流速下運行,所以水流通過樹脂層的時間很短(如5秒鐘),因此,必須要求交換反應(yīng)速率高;對吸附劑樹脂來說,因為樹脂內(nèi)某離子的交換反應(yīng)速率與該離子在樹脂顆粒內(nèi)離子遷移距離的平方成反比,球型樹脂的比表面積又與樹脂粒徑呈反比,所以,當樹脂粒徑較小時,樹脂上交換反應(yīng)速率大的近表面可交換離子占比就較大,在前述工作交換容量設(shè)定較小時,由于球體微通道的設(shè)計,仍有足夠多的交換反應(yīng)速率大的近表面可交換離子參與交換反應(yīng),從而整體上提高了樹脂床的交換反應(yīng)速率,發(fā)揮最佳理論工作交換容量,更好地保證了交換效果。
優(yōu)選地,所述微孔板6的厚度為3~10 mm。
進一步優(yōu)選地,所述微孔板6的表面設(shè)置有導(dǎo)流槽。
更進一步優(yōu)選地,所述微孔板6為微孔PP板與不銹鋼微孔燒結(jié)板構(gòu)成的復(fù)合平板。該復(fù)合平板,可以耐腐蝕,增加強度,抵抗水力沖擊,增加使用壽命。當然,如果不銹鋼微孔燒結(jié)板的厚度能夠達到強度要求,單層結(jié)構(gòu)也是可以被采用的。
優(yōu)選地,所述彈簧14為防腐彈簧,其高度為100~300mm;其能夠避免吸附劑樹脂膨脹對設(shè)備產(chǎn)生的破壞力和自身破壞力,從而提高設(shè)備運行安全性。
優(yōu)選地,所述固定件包括螺栓、螺母和墊片。
優(yōu)選地,所述微孔板6與所述本體壁13連接處焊接有防止離子交換樹脂泄漏的防漏件。
本實用新型所提供的用于提取純化鈾的離子交換樹脂連續(xù)床裝置,床身低矮,設(shè)備小巧,用料省、重量輕,模塊化設(shè)計,可多層疊放,采用后將大大減少廠房占用面積和設(shè)備、廠房總投資費用;同時也減少了吸附劑樹脂的用量,如果推廣應(yīng)用,也將大大縮減污染嚴重的離子交換樹脂廢棄后可能對環(huán)境二次污染,經(jīng)濟效益和社會環(huán)保效應(yīng)顯著。
此外,本實用新型還具有以下有益效果:
本實用新型在工業(yè)提取中優(yōu)化了常規(guī)固定床設(shè)備,使離子交換提取設(shè)備變得更簡易,自動控制程序更簡單,樹脂再生的再生劑比耗更低,清洗水耗更低,與常規(guī)固定床相比,大大減少了再生酸堿的用量,也減少了酸堿廢水的排量,有利于環(huán)保。采用均粒苯乙烯系強堿性陰離子交換樹脂時,該均粒苯乙烯系強堿性陰離子交換樹脂對鈾的飽和吸附容量由原來的20g/L,提升達到30g/l,提高50%;采用均粒丙烯酸系弱堿性陰離子交換樹脂時,該均粒丙烯酸系弱堿性陰離子交換樹脂對鈾的飽和吸附容量由原來的35g/L,提升達到80g/l,提高128.57%??傊?,本實用新型所提供的離子交換樹脂連續(xù)床裝置能夠使床內(nèi)離子交換反應(yīng)充分、迅速、高效,用于工業(yè)提取,尤其是用于提取純化鈾,具有優(yōu)越的技術(shù)效果,因此,本實用新型具有良好的應(yīng)用前景與市場潛力。
附圖說明
圖1為本實用新型所述的離子交換樹脂連續(xù)床裝置的半剖主視圖;
其中,1-樹脂床本體,2-進水口,3-出水口,4-蓋板,5-底板,6-微孔板,7-充填卸料口,10-支撐件,11-上法蘭,12-下法蘭,13-本體壁,14-彈簧,81-上配水室,82-下配水室;
圖2為本實用新型所述的離子交換樹脂連續(xù)床裝置的工作原理圖;
其中,15-原液入口,16-廢液出口,17-洗脫液入口,18-高濃度鈾液出口;
圖3為包含本實用新型所述的離子交換樹脂連續(xù)床裝置的提取鈾工藝系統(tǒng)圖;
其中,19-原液,20-預(yù)處理系統(tǒng),21-中間儲罐,22-中間水泵,23-離子交換樹脂連續(xù)床裝置,24-提取鈾專用樹脂。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型作進一步闡述,但本發(fā)明并不限于以下實施方式。
一種用于提取純化鈾的離子交換樹脂連續(xù)床裝置,包括:
用于填充離子交換樹脂的樹脂床本體1,其為一種上下開口的筒體,由本體壁13所圍成;所述本體壁13側(cè)面設(shè)置有離子交換樹脂充填卸料口7及堵頭;
設(shè)置在所述樹脂床本體1頂部的上法蘭11和設(shè)置在所述樹脂床本體1底部的下法蘭12;設(shè)置于所述上法蘭11上方的蓋板4,用于密封所述上法蘭11;設(shè)置于所述下法蘭12下方的底板5,用于密封所述下法蘭12;
通過與上法蘭11配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1頂部與蓋板4連接;通過與下法蘭12配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1底部與底板5連接;
貫穿所述蓋板4而設(shè)置的進水口2,通過所述上法蘭11連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;
貫穿所述底板5而設(shè)置的出水口3,通過所述下法蘭12連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;
在所述樹脂床本體1內(nèi),于所述蓋板4下方和所述底板5上方分別設(shè)置一塊微孔板6;位于所述蓋板4下方的微孔板6和該蓋板4、本體壁13的一部分共同圍成的空間構(gòu)成上配水室81,位于所述底板5上方的微孔板6和該底板5、本體壁13的另一部分共同圍成的空間構(gòu)成下配水室82;
所述微孔板6與所述底板5之間設(shè)置有用于支撐所述微孔板6的支撐件10;
所述上配水室81中設(shè)置有彈簧14,用于支撐所述微孔板6,并且在離子交換樹脂膨脹后用于緩沖。
在一個優(yōu)選實施例中,所述樹脂床本體1的材質(zhì)為以下任一種:不銹鋼、玻璃鋼、橡膠、聚丙烯。
在一個優(yōu)選實施例中,所述支撐件10為固定連接的支撐頂桿或可拆卸連接的獨立支撐件。
在一個優(yōu)選實施例中,在填充離子交換樹脂未發(fā)生膨脹的狀態(tài)下,2塊微孔板6之間的距離為150~400mm。
在一個優(yōu)選實施例中,所述微孔板6的厚度為3~10 mm。
在一個進一步優(yōu)選的實施例中,所述微孔板6的表面設(shè)置有導(dǎo)流槽。
在一個更進一步優(yōu)選的實施例中,所述微孔板6為微孔PP板與不銹鋼微孔燒結(jié)板構(gòu)成的復(fù)合平板。
在一個優(yōu)選實施例中,所述彈簧14為防腐彈簧,其高度為100~300mm。
在一個優(yōu)選實施例中,所述固定件包括螺栓、螺母和墊片。
在一個優(yōu)選實施例中,所述微孔板6與所述本體壁13連接處焊接有防止離子交換樹脂泄漏的防漏件。
實施例1
如圖1所示,該離子交換樹脂連續(xù)床裝置包括:
用于填充離子交換樹脂的樹脂床本體1,其為一種上下開口的筒體,由本體壁13所圍成;所述本體壁13側(cè)面設(shè)置有離子交換樹脂充填卸料口7及堵頭;設(shè)置在所述樹脂床本體1頂部的上法蘭11和設(shè)置在所述樹脂床本體1底部的下法蘭12;設(shè)置于所述上法蘭11上方的蓋板4,用于密封所述上法蘭11;設(shè)置于所述下法蘭12下方的底板5,用于密封所述下法蘭12;通過與上法蘭11配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1頂部與蓋板4連接;通過與下法蘭12配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1底部與底板5連接;貫穿所述蓋板4而設(shè)置的進水口2,通過所述上法蘭11連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;貫穿所述底板5而設(shè)置的出水口3,通過所述下法蘭12連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;在所述樹脂床本體1內(nèi),于所述蓋板4下方和所述底板5上方分別設(shè)置一塊微孔板6;位于所述蓋板4下方的微孔板6和該蓋板4、本體壁13的一部分共同圍成的空間構(gòu)成上配水室81,位于所述底板5上方的微孔板6和該底板5、本體壁13的另一部分共同圍成的空間構(gòu)成下配水室82;所述微孔板6與所述底板5之間設(shè)置有用于支撐所述微孔板6的支撐件10;所述上配水室81中設(shè)置有防腐彈簧14,其高度為100mm,用于支撐所述微孔板6,并且在離子交換樹脂膨脹后用于緩沖。
其中,所述樹脂床本體1為不銹鋼材質(zhì),所述支撐件10為固定在底板5的多個支撐頂桿;其中,所述微孔板6的厚度為3mm,其為由微孔PP板與不銹鋼微孔燒結(jié)板構(gòu)成的復(fù)合平板,并且在表面設(shè)置有導(dǎo)流槽,2塊微孔板6之間的距離為300mm;其中,所述固定件包括螺栓、螺母和墊片。
實施例2
如圖1所示,該離子交換樹脂連續(xù)床裝置包括:
用于填充離子交換樹脂的樹脂床本體1,其為一種上下開口的筒體,由本體壁13所圍成;所述本體壁13側(cè)面設(shè)置有離子交換樹脂充填卸料口7及堵頭;設(shè)置在所述樹脂床本體1頂部的上法蘭11和設(shè)置在所述樹脂床本體1底部的下法蘭12;設(shè)置于所述上法蘭11上方的蓋板4,用于密封所述上法蘭11;設(shè)置于所述下法蘭12下方的底板5,用于密封所述下法蘭12;通過與上法蘭11配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1頂部與蓋板4連接;通過與下法蘭12配套的固定件和密封墊圈,將所述樹脂床本體1底部與底板5連接;貫穿所述蓋板4而設(shè)置的進水口2,通過所述上法蘭11連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;貫穿所述底板5而設(shè)置的出水口3,通過所述下法蘭12連通所述樹脂床本體1的筒體內(nèi)部空間;在所述樹脂床本體1內(nèi),于所述蓋板4下方和所述底板5上方分別設(shè)置一塊微孔板6;位于所述蓋板4下方的微孔板6和該蓋板4、本體壁13的一部分共同圍成的空間構(gòu)成上配水室81,位于所述底板5上方的微孔板6和該底板5、本體壁13的另一部分共同圍成的空間構(gòu)成下配水室82;所述微孔板6與所述底板5之間設(shè)置有用于支撐所述微孔板6的支撐件10;所述上配水室81中設(shè)置有防腐彈簧14,其高度為300mm,用于支撐所述微孔板6,并且在離子交換樹脂膨脹后用于緩沖。
其中,所述樹脂床本體1為不銹鋼材質(zhì),所述支撐件10為固定在底板5的多個支撐頂桿;其中,所述微孔板6的厚度為5mm,其為由微孔PP板與不銹鋼微孔燒結(jié)板構(gòu)成的復(fù)合平板,2塊微孔板6之間的距離為400mm;其中,所述固定件包括螺栓、螺母和墊片;其中,所述微孔板6與所述本體壁13連接處焊接有防止離子交換樹脂泄漏的防漏件。
該連續(xù)床裝置采用短周期(30~60分鐘)運行設(shè)計,所以,樹脂裝填量少,裝填高度僅有150~400mm。與之配套樹脂顆粒范圍為80~400μm,具體設(shè)備使用時單一顆粒變化直徑為±50μm,均一系數(shù)小于1.1。
實施例3
如圖2所示,采用實施例1所述的離子交換樹脂連續(xù)床裝置用于提取純化鈾:實施吸附過程時,將含鈾原液從原液入口15輸入,通過離子交換樹脂進行離子交換,鈾被吸附,所得的廢液由廢液出口16流出;進行樹脂再生過程時,采用逆流再生,將洗脫液從洗脫液入口17輸入,通過離子交換樹脂進行離子交換,鈾被洗脫,獲得高濃度的鈾液,該高濃度的鈾液通過高濃度鈾液出口18被輸出;
采用洗脫液對吸附劑樹脂連續(xù)進行再生,如工藝需要,可采用轉(zhuǎn)型劑對吸附劑樹脂連續(xù)進行轉(zhuǎn)型,再生或轉(zhuǎn)型處理后的液體流入中和池處理;吸附劑樹脂清洗干凈后即可進行鈾的下次吸附提取。
實施例4
如圖3所示,采用含低濃度鈾的浸出液提取高濃度鈾。原液19依次經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)20、中間儲罐21、中間水泵22、并聯(lián)的實施例1所述的離子交換樹脂連續(xù)床裝置23(其中使用均粒苯乙烯系強堿性陰離子交換樹脂24填充),出水即達到工業(yè)提取指標要求,為:均粒苯乙烯系強堿性陰離子交換樹脂24對鈾的飽和吸附容量由原來的20 g/L,提升達到30 g/L,提高50%。
實施例5
如圖3所示,采用含低濃度鈾的浸出液提取高濃度鈾。原液19依次經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)20、中間儲罐21、中間水泵22、并聯(lián)的實施例2所述的離子交換樹脂連續(xù)床裝置23(其中使用均粒丙烯酸系弱堿性陰離子交換樹脂24填充),出水即達到工業(yè)提取指標要求,為:均粒丙烯酸系弱堿性陰離子交換樹脂24對鈾的飽和吸附容量由原來的35 g/L,提升達到80 g/L,提高128.57%。
以上對本實用新型的具體實施例進行了詳細描述,但其只作為范例,本實用新型并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本實用新型的范疇之中。因此,在不脫離本實用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改,都應(yīng)涵蓋在本實用新型的范圍內(nèi)。