一种煅烧制备核纯级铀氧化物过程中尾气利用装置的制作方法

本发明属于放射性尾气处理技术领域，具体涉及一种煅烧制备核纯级铀氧化物过程中尾气利用装置。

背景技术：

在对auc煅烧过程中，利用auc分子分解所产生的氨气进行自还原，直接生产高活性的uo2。该技术已使用近60年，较好地满足了后续氢氟化工序的要求。

煅烧过程产生的尾气含有大量的氨气和二氧化碳，现在煅烧尾气处理的基本流程是尾气通过收尘、三级吸收后经50米的烟囱排入大气中。经过实际的生产运行发现：尾气通过三级吸收后，吸收效率达不到设计值，经常出现氨气超标，这样既造成氨气的浪费，也增加尾气中氨气处理的环保成本。

技术实现要素：

针对以上不足，本发明的目的是提供一种煅烧制备核纯级铀氧化物过程中尾气利用装置，将收尘后的含氨气和二氧化碳的尾气先在重整结晶反应槽内吸收综合利用，然后再通过三级吸收,经50米的烟囱排入大气中，这样既能回收氨气降低母液中铀金属浓度，又能降低环保处理成本。

本发明的技术方案如下：

一种煅烧制备核纯级铀氧化物过程中尾气利用装置，包括搅拌电机、搅拌轴、导流管、进料口、重整结晶反应器、防冒管、烧结塑料过滤板、圆筒、反螺旋叶片、热水夹套、出料口、真空吸收装置、循环泵、清液循环口、热水进口、热水出口；

在重整结晶反应器内设置一个圆台型的烧结塑料过滤板，烧结塑料过滤板外边缘与重整结晶反应器内壁焊接的固定环通过螺纹连接固定；烧结塑料过滤板内边缘与圆筒连接，将圆筒固定在重整结晶反应器内部；

重整结晶反应器顶部左侧设置有导流管，导流管上部与真空吸收装置一端连接，导流管下部插入到重整结晶反应器内部的圆筒内；重整结晶反应器上部中心位置设置有与搅拌电机连接的搅拌轴，搅拌轴直插入重整结晶反应器内部的圆筒内部，并穿过圆筒，直到重整结晶反应器底部位置，不与底部接触；搅拌轴在圆筒内的部分设置有搅拌桨，在穿过圆筒后延伸到重整结晶反应器下部的部分设置有连续的反螺旋叶片；

重整结晶反应器顶部右侧设置有进料口；重整结晶反应器左侧侧面设置有清液循环口，清液循环口通过管路与循环泵连接，循环泵与真空吸收装置连接；重整结晶反应器底部中心位置设置有出料口；重整结晶反应器右侧侧面上部设置有防冒管。

所述烧结塑料过滤板与圆筒为相同材质，通过超声波焊接。

所述重整结晶反应器下部整体被热水夹套包裹，在热水夹套左侧侧面顶部位置，设置有热水进口，在热水夹套底部位置设置有热水出口，出料口穿过热水夹套底部中心位置。

所述烧结塑料过滤板是将聚乙烯粉末材料，并在其表面涂覆聚四氟乙烯。

所述烧结塑料过滤板板厚为4mm，在基体表面的空隙里喷涂填充ptfe涂层，形成2～3μm的微孔。

所述反螺旋叶片由高强度耐磨抗硝酸腐蚀的不锈钢为材料制成，通过冷作硬化的表面冷轧处理成型后螺距误差小于5mm，且叶片表面光滑。

所述反螺旋叶片板厚为10mm、叶片外径400mm。

所述真空吸收装置选用不锈钢，尾气吸入口处压力为20kpa，喷嘴直径为11mm，总长527mm，过滤器管径为dn80，尾气吸入端管径为dn40。

本发明的有益效果在于：

本装置采用先将除尘后的尾气通过真空吸收装置通入重整结晶反应器内发生化学反应，进行初级回收后再将尾气的三级吸收，这样减轻后三级尾气吸收的压力，增加总的尾气吸收效率，其经济效益和环保效益明显优于国内外以前采用的装置。

本装置使用利用文丘里工作原理制作的真空吸收装置，重装结晶反应器内的母液通过循环泵输送入真空吸收装置内，然后母液吸收被真空吸入的二氧化碳和氨气气体。能更高效、高速的吸收尾气中的氨气和二氧化碳；重整结晶反应器内采用反螺旋叶片加搅拌轴相结合的方式，将重整结晶反应器底部浆料翻转上来，浆料与吸收液在圆筒内发生化学反应，能使硝酸铀酰溶液与尾气接触更充分，使吸收液、尾气中的氨气和二氧化碳最大化被吸收。利用母液对氨气和二氧化碳进行回收，生成碳酸铵溶液，提高母液中碳酸铵浓度，从而降低母液中铀金属的浓度，提高金属回收率；母液浓度提高后还可以直接返回系统进行下一轮重整结晶，减少试剂消耗，改进工艺实行后与原工艺相比，可以减少废水量15％，降低成本3％，重要的是后续环保设施压力减小，可以提高环保设施的利用率，提高外排气体的合格率，具有明显的环保效益与经济效益。

该装置突破国内外现有auc热解还原法制备铀氧化物生产过程中产生含氨废气综合利用上的瓶颈，提高热还原法制备铀氧化物生产中综合处理含氨废气工艺装备的整体水平。实现从废弃的氨气中回收利用氨气，变废为宝，环境友好，具有明显的环保效益与经济效益的目的。。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、搅拌电机；2、搅拌轴；3、导流管；4、进料口；5、重整结晶反应器；6、防冒管；7、烧结塑料过滤板；8、圆筒；9、反螺旋叶片；10、热水夹套；11、热水出口；12出料口；13、真空吸收装置；14、循环泵；15、清液循环口；16、热水进口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种煅烧制备核纯级铀氧化物过程中尾气利用装置，包括搅拌电机1、搅拌轴2、导流管3、进料口4、重整结晶反应器5、防冒管6、烧结塑料过滤板7、圆筒8、反螺旋叶片9、热水夹套10、出料口12、真空吸收装置13、循环泵14、清液循环口15、热水进口16、热水出口11。

在重整结晶反应器5内设置一个圆台型的烧结塑料过滤板7，能阻挡晶体浆料使母液通过，通过将晶体和母液分离设计能让吸收液不会造成真空吸收装置堵塞的可能。烧结塑料过滤板7外边缘与重整结晶反应器5内壁焊接的固定环通过螺纹连接固定；烧结塑料过滤板7内边缘与圆筒8连接，将圆筒8固定在重整结晶反应器5内部。

烧结塑料过滤板7与圆筒8为相同材质，通过超声波焊接。

重整结晶反应器5顶部左侧设置有导流管3，导流管3上部与真空吸收装置13一端连接，导流管3下部插入到重整结晶反应器5内部的圆筒8内。重整结晶反应器5上部中心位置设置有与搅拌电机1连接的搅拌轴2，搅拌轴2直插入重整结晶反应器5内部的圆筒8内部，并穿过圆筒8，直到重整结晶反应器5底部位置，不与底部接触。搅拌轴2在圆筒8内的部分设置有搅拌桨，在穿过圆筒8后延伸到重整结晶反应器5下部的部分设置有连续的反螺旋叶片9。

重整结晶反应器5顶部右侧设置有进料口4。重整结晶反应器5左侧侧面设置有清液循环口15，清液循环口15通过管路与循环泵14连接，循环泵14与真空吸收装置13连接。重整结晶反应器5右侧侧面上部设置有防冒管6。重整结晶反应器5底部中心位置设置有出料口12。重整结晶反应器5下部整体被热水夹套10包裹，在热水夹套10左侧侧面顶部位置，设置有热水进口16，在热水夹套10底部位置设置有热水出口11，出料口12穿过热水夹套10底部中心位置。

此设计采用的烧结塑料过滤板7是将聚乙烯粉末材料，通过特殊的烧结工艺制成基体，并在其表面涂覆聚四氟乙烯而得到的刚性过滤板，此过滤板具有良好的化学稳定性，能使用硝酸体系的工况条件，并具有卓越的耐磨性能。本装置设计的烧结塑料过滤板7板厚为4mm，通过特殊的喷涂工艺在基体表面的空隙里填充ptfe涂层，形成2～3μm的微孔，能有效捕集3μm以上得晶体颗粒，对3μm以上的晶体颗粒捕集效率高达99.99％。

采用连续反螺旋叶片9与动力搅拌轴2组成推送机械，可将重整结晶反应器5底部浆料翻转到圆筒8内，浆料与吸收液在圆筒8内发生化学反应。采用高强度耐磨抗硝酸腐蚀的不锈钢为材料制成反螺旋叶片9，通过冷作硬化的表面冷轧处理成型后螺距误差小于5mm，且叶片表面光滑，保证物料搅拌、推送的均匀稳定性，采用板厚为10mm、叶片外径400mm的连续的反螺旋叶片9。连续反螺旋叶片9焊接在动力搅拌轴2上，这样重整结晶反应器底部的浆料就能被推送搅拌机械装置推送到上部，因此该机械装置能完成物料搅拌加物料推送的功能。

真空吸收装置13利用文丘里工作原理制作的真空吸收装置，重装结晶反应器5内的母液通过循环泵14输送入真空吸收装置13内，具有一定压强的母液在伸缩阶段由于真空吸收装置13内截面逐渐减小，母液的压强增大，流速也随之变大，这时就在尾气吸附腔的进口处产生一个真空度，致使周围包含有二氧化碳和氨气等气体的尾气被吸入真空吸收装置内，其中大部分被母液直接吸收，小部分随母液一起流进扩散腔增加母液的流速，最后被送入重整结晶反应器5内吸收。此真空吸收装置13选用不锈钢，设计尾气吸入口处压力为20kpa,喷嘴直径为11mm，总个过滤器长527mm,过滤器管径为dn80,尾气吸入端管径为dn40。

本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的方法，其他方法可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。