В курсовом проекте рассмотрены основные теоретические аспекты экстракции ураносодержащих растворов, произведен анализ процесса экстракции с точки зрения автоматического управления и разработана автоматическая система стабилизации (АСС) расхода экстрагента на входе в экстрактор ЭКЦГ-140.
Жидкостной экстракцией называют диффузионный процесс перехода экстрагируемого вещества или веществ из одной жидкой фазы в другую при условии, что эти жидкости взаимно не растворимы или растворимы частично. В результате получают экстракт – раствор извлеченных веществ в экстрагенте и рафинат – остаточный исходный раствор.
Для переработки растворов облученного ядерного горючего широко применяют экстракционные процессы, интенсивно развивающиеся в последние годы во многих странах. Благодаря своей исключительной избирательности, быстроте и простоте технологического оформления экстракционный метод регенерации ядерного горючего в настоящее время считается наиболее совершенным.
Причиной успешного применения экстракционных процессов в технологии ядерного горючего послужило в основном существование органических растворителей, позволяющих селективно извлекать ценные компоненты реакторного топлива (U, Pu, Th) с высокими коэффициентами очистки их от нежелательных примесей (продукты деления, коррозии и т. п.).
Экстракционные процессы переработки активных растворов имеют преимущества перед осадительными методами. Прежде всего, переход вещества в органическую фазу сравнительно мало зависит от исходной концентрации его и может быть осуществлен практически нацело даже из весьма разбавленных растворов, что позволяет извлекать микроколичества вещества без носителя. Экстракционное равновесие устанавливается, как правило, довольно быстро, и процесс проводится при умеренных температурах. Используется очень простое и компактное оборудование, которое должно быть стойко только к водным азотнокислым растворам и органическим растворителям. При экстракционной переработке резко сокращаются объемы сбросных высокоактивных растворов. Кроме того, в экстракционных процессах разделения веществ, как правило, не образуется твердая фаза. Наличие только жидких фаз позволяет легко осуществить экстракцию в гиде высокопроизводительного противоточного процесса, оснащенного современными средствами автоматизации.
В основе процесса экстракции лежит распределение вещества между двумя несмешивающимися или почти несмешивающимися жидкостями, которыми обычно являются водная и органическая фазы. Распределение вещества между двумя фазами характеризуется коэффициентом распределения, т. е. отношением концентрации вещества в органической фазе к его концентрации в водной фазе, когда обе фазы находятся в равновесии между собой:
Как для любого фазового равновесия, химический потенциал распределяемого вещества при экстракционном равновесии в обеих фазах одинаков:
.
Поскольку
, где 
– химический потенциал в стандартном
состоянии, а – активность распределяемого вещества, то
.
Отсюда следует, что константа экстракционного равновесия К, как и константа любой химической реакции, определяется разностью химических потенциалов в стандартном состоянии. (В случае экстракции за стандартное состояние обычно принимают гипотетические растворы со свойствами бесконечно разбавленных):
.
Коэффициент распределения Dсвязан с константой равновесия следующим образом:
,
где γ – концентрационные коэффициенты активности, т. е. коэффициенты активности, отнесенные к гипотетическим растворам со свойствами предельно разбавленных. Из этого соотношения следует, что К представляет собой предельное значение Dпри бесконечном разбавлении.
Технологическая схема процесса экстракции представлена в Приложении 1.
Доставка «плава» на стенд производится в стандартных транспортных контейнерах объёмом 690л с использованием существующих грузоподъемных механизмов об.73-75-78 и Б-I РХЗ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.