管式兩相洗滌接觸器應用研究

刁妍紅 王廷禹 姬立業 張明峰

中核四0四有限公司第三分公司 甘肅蘭州 732850

由于輻照和化學試劑等影響因素，有機相作為萃取劑在放射性環境中循環使用過程中，會發生輻射降解和化學降解，導致性能不斷變差。為了節約萃取劑的使用量，再循環使用之前需經過凈化處理以保持其性能穩定。對于污溶劑凈化與再生的處理設備有多種，如混合澄清槽和脈沖萃取柱等，但混合澄清槽和脈沖萃取柱占用空間大，結構復雜。而對于天然鈾純化工藝，其所需洗滌設備要具有結構簡單、易于操作、免維修、處理量大的特點。對此研制了管式兩相洗滌接觸器[1-2]。

1 主要研究內容

1.1 工藝機理分析

（1）污溶劑凈化與再生的必要性。溶劑萃取法采用的萃取劑主要是磷酸三丁酯（TBP），在使用過程中，有機相會發生降解而影響使用性能，生成的DBP或MBP，會影響萃取工藝過程的技術指標，容易生成難溶的化合物，導致分相困難并使其他操作性能變壞。因此，為保證溶劑的循環使用，必須及時進行凈化處理，達到工藝對溶劑質量的要求。

（2）污溶劑凈化機理。為保證萃取劑TBP的循環使用，TBP的降解產物多數是酸性物質，因而易于用堿洗除去，采用的試劑是稀的氫氧化鈉或碳酸鈉溶液，與DBP、MBP反應生成不溶于TBP而可溶于水的物質，溶劑中的DBP或MBP為酸性物質，與堿反應生成鈉鹽而進入水相予以去除。

1.2 管式兩相洗滌接觸器的研制

管式兩相洗滌接觸器的工作原理是兩相并流，利用輸送動力和篩板的作用使兩相混合，實現傳質目的。為了很好地解決生產能力和傳質效率之間的矛盾，參考脈沖萃取柱的板段設計，用多塊篩板實現液滴的良好分散和聚合，設計了管式兩相洗滌接觸器。

管式兩相洗滌接觸器如圖1所示。

圖1 管道式洗滌器實物圖Fig.1 Physical diagram of two-phase large flux tubular scrubbing contactor

2 應用結果及分析

管式兩相洗滌接觸器現場安裝圖見圖2。

圖2 洗滌器實物圖Fig.2 Physical diagram of Washing Device

系統運行15天不進行凈化處理，DBP、MBP含量合計約0.8mmol/L，進行堿洗后，DBP、MBP濃度合計0.0068mmol/L，說明堿洗對除去DBP、MBP有明顯效果。

3 結語

管式兩相洗滌接觸器是一種有效的洗滌設備，其具有較好的污溶劑洗滌效果，具備占地面積小、結構簡單、無運動部件、料液停留時間短、處理能力大容易排污等優點。也可推廣應用于其他對萃取和洗滌效率要求不高的液-液萃取場所[3-4]。