一种水相残留TBP捕集装置和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114534498A(43)申请公布日2022.05.27(21)申请号202210012159.X(22)申请日2022.01.06(71)申请人中国原子能科学研究院地址102413北京市房山区新镇三强路1号院(72)发明人袁中伟魏征晏太红郑卫芳孟响曹智孙艳东刘宁(74)专利代理机构北京天悦专利代理事务所(普通合伙)11311专利代理师田明任晓航(51)Int.Cl.B01D61/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种水相残留TBP捕集装置和方法(57)摘要本发明公开了一种水相残留TBP捕集装置和方法，装置分散相容器、连续相容器、膜分散微萃取器、微孔膜和混合溶液贮槽；其中，微孔膜设置在膜分散微萃取器内，膜分散微萃取器上形成有两个进液口和一个出液口，两个进液口分别位于微孔膜的两侧，分散相容器和连续相容器分别通过管道与两个进液口一一对应地连通，混合溶液贮槽通过管道与出液口相连通；利用该装置，控制含TBP水相料液和烷烃稀释剂流入膜分散微萃取器并混合，能够使TBP水相料液和烷烃稀释剂在膜分散微萃取器和管道中停留一段时间，保证萃取效率，对水相残留TBP的高效捕集可达到90％以上，并且具有快速分相的优点，不存在乳化等问题。CN114534498ACN114534498A权利要求书1/1页1.一种水相残留TBP捕集装置，其特征在于，包括分散相容器、连续相容器、膜分散微萃取器、微孔膜和混合溶液贮槽；其中，所述微孔膜设置在所述膜分散微萃取器内，所述膜分散微萃取器上形成有两个进液口和一个出液口，两个所述进液口分别位于所述微孔膜的两侧，所述分散相容器和所述连续相容器分别通过管道与两个所述进液口一一对应地连通，所述混合溶液贮槽通过管道与所述出液口相连通。2.如权利要求1所述的水相残留TBP捕集装置，其特征在于，所述微孔膜为不锈钢微滤膜或陶瓷微滤膜。3.如权利要求2所述的水相残留TBP捕集装置，其特征在于，所述微孔膜的孔径为1μm～10μm。4.如权利要求1～3任一项所述的水相残留TBP捕集装置，其特征在于，还包括输送泵，所述输送泵有两个，两个所述输送泵分别安装在所述分散相容器和所述连续相容器与两个所述进液口相连通的管道上。5.如权利要求1～3任一项所述的水相残留TBP捕集装置，其特征在于，所述混合溶液贮槽上开设有TBP有机相出口和水相出口，所述TBP有机相出口位于所述混合溶液贮槽的侧壁上，所述水相出口位于所述混合溶液贮槽的底部。6.一种水相残留TBP捕集方法，其特征在于，通过如权利要求1～3任一项所述的水相残留TBP捕集装置完成，包括以下步骤：将含TBP水相料液装入所述连续相容器，将烷烃稀释剂装入所述分散相容器；控制所述含TBP水相料液和所述烷烃稀释剂流入所述膜分散微萃取器并混合；控制所述含TBP水相料液和所述烷烃稀释剂在所述膜分散微萃取器和管道中停留一段时间；从所述膜分散微萃取器中排出混合溶液进入所述混合溶液贮槽，分离出有机相和水相。7.根据权利要求6所述的水相残留TBP捕集方法，其特征在于，所述含TBP水相料液和所述烷烃稀释剂的流速比为1:1～1:20。8.根据权利要求6所述的水相残留TBP捕集方法，其特征在于，所述含TBP水相料液和所述烷烃稀释剂的混合时间为1s～120s。9.根据权利要求6所述的水相残留TBP捕集方法，其特征在于，所述分离有机相和水相的时间小于10s。10.根据权利要求6所述的水相残留TBP捕集方法，其特征在于，所述含TBP水相料液为含TBP的HNO3溶液，所述烷烃稀释剂为煤油。2CN114534498A说明书1/4页一种水相残留TBP捕集装置和方法技术领域[0001]本发明涉及乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种水相残留TBP捕集装置和方法。背景技术[0002]Purex流程(普雷克斯流程)以稀释的磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂(一般为30％TBP)，通过多次萃取和反萃从乏燃料溶解液中回收铀和钚等有用的放射性核素。虽然TBP在水中的溶解度较小(25℃时的溶解度为0.42g/L)，但其不可避免的在水相有部分溶解，而且有时会由于萃取运行过程的不稳定，水相也有可能夹带部分有机相。水相中所溶解或者夹带的TBP会对Purex工艺流程的正常运行产生较大的影响：一方面溶解在含放射性水相中的TBP会发生辐射降解，生成DBP(磷酸二丁酯)和MBP(磷酸一丁酯)等降解产物，这些降解产物会造成铀钚在有机相的保留(不能充分反萃)、净化系数降低以及界面污物的生成等问题；另一方面对于需要进一步浓缩的料液，在浓缩过程中其所含硝酸和TBP会在高温环境下形成“红油”，严重的会发生爆炸事故。[0003]发现水相中残留的TBP是形成红油的主要因素之一。即使对于不需要