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引言 1

第1章 核燃料后处理溶剂萃取 3

1.1溶剂萃取在核燃料后处理中的应用与发展 3

1.1.1溶剂萃取过程 3

1.1.2溶剂萃取的发展与应用 4

1.1.3溶剂萃取在高放废液分离上的应用与发展 5

1.2溶剂萃取基本原理 7

1.2.1萃取平衡 7

1.2.2萃取分配系数 8

1.2.3净化系数 8

1.2.4萃取率、收率的计算 9

1.3溶剂萃取操作方式 10

1.3.1单级萃取 10

1.3.2多级逆流萃取 11

1.3.3分馏萃取及萃取循环 16

1.3.4萃取级效率 18

1.4溶剂萃取设备 19

1.4.1萃取设备分类 19

1.4.2 Purex流程中萃取设备的设置与要求 20

1.4.3萃取设备的评价与选用 23

1.4.4溶剂萃取工艺的各个系统 25

1.4.5核燃料后处理厂萃取设备的应用 25

1.5超临界萃取——核燃料后处理溶剂萃取今后发展方向之一 26

符号说明 28

主要参考文献 29

第2章 混合澄清槽 30

2.1概述 30

2.2混合澄清槽的分类 31

2.2.1逆并流式混合澄清槽 31

2.2.2全逆流混合澄清槽 32

2.2.3扁平混合澄清槽 34

2.2.4电解混合澄清槽 36

2.3混合澄清槽的结构与控制参数 37

2.3.1混合澄清槽的结构 37

2.3.2流体力学性能 42

2.3.3混合澄清槽的传质性能 50

2.4混合澄清槽的设计 54

2.4.1设计原则 54

2.4.2确定混合澄清槽的级数 56

2.4.3确定混合室尺寸 57

2.4.4确定澄清室有效容积 59

2.4.5确定相口尺寸 60

2.5混合澄清槽的运行操作 61

2.5.1充槽启动、酸平衡和冷铀过渡 61

2.5.2控制混合澄清槽正常运行 62

2.5.3停车 63

符号说明 63

主要参考文献 66

第3章 脉冲萃取柱 67

3.1脉冲萃取柱系统 68

3.1.1脉冲萃取柱的板段结构 68

3.1.2脉冲萃取柱的澄清室 73

3.2萃取柱的脉冲系统 74

3.2.1脉冲发生器 74

3.2.2脉冲发生器耗气量、脉冲管和缓冲罐尺寸的确定 76

3.2.3脉冲气压源压力、振幅和频率关系 78

3.3脉冲萃取柱运行参数的测量系统 80

3.3.1吹气法测量原理 81

3.3.2脉冲频率和振幅的远距离检测 83

3.3.3界面的测量与一般控制方法 84

3.3.4密度测量 84

3.3.5分散相存留分数测定 84

3.3.6吹气系统的影响及设计原则 86

3.3.7温度测定 89

3.4脉冲萃取柱的流体力学 90

3.4.1分散相和连续相 90

3.4.2分散相液滴的形成和凝聚 90

3.4.3分散相液滴的直径 91

3.4.4脉冲柱的操作特性 92

3.4.5分散相存留分数 93

3.4.6萃取液泛 93

3.4.7吹气法直接判定脉冲萃取柱液泛特征 93

3.4.8脉冲萃取柱的流体力学动态特性 93

3.4.9水力学动态仿真模型 94

3.5脉冲萃取柱的传质性能 98

3.5.1连续逆流萃取过程的传质 99

3.5.2传质单元数和传质单元高度 99

3.5.3理论级数和理论级当量高度 101

3.5.4传质单元高度的影响因素 101

3.5.5轴向混合效应 104

3.6脉冲萃取柱水力学及传质性能的实验研究 105

3.6.1脉冲萃取柱的水力学实验研究 105

3.6.2脉冲萃取柱传质实验研究 113

3.7脉冲萃取柱的设计 118

3.7.1脉冲条件 118

3.7.2板段柱径的确定 118

3.7.3板段高度的确定 119

3.7.4澄清室 120

3.7.5板段结构的确定 120

3.8脉冲萃取柱的操作运行及自动控制 121

3.8.1开车时充柱、启动、酸过渡、冷料过渡 121

3.8.2脉冲萃取柱的正常运行操作及自动控制 123

3.8.3停车时冷料过渡、顶柱、排污、倒空、清洗 132

符号说明 133

主要参考文献 137

第4章 离心萃取器 138

4.1概述 138

4.1.1离心萃取器的分类 138

4.1.2用于核燃料后处理过程中的离心萃取器 138

4.1.3离心萃取器的特点 139

4.2主要核用离心萃取器的介绍 139

4.2.1单台单级离心萃取器 139

4.2.2单台多级式离心萃取器 143

4.3环隙式离心萃取器的工作原理、工作过程和一些基本计算 145

4.3.1工作原理 145

4.3.2工作过程 146

4.3.3水力学计算 146

4.3.4传质计算 153

4.3.5机械设计计算 157

4.4离心萃取器实验研究 161

4.4.1水力学实验 161

4.4.2传质实验 162

4.4.3各种操作条件对萃取过程的影响 162

4.5核用离心萃取器的研究进展 164

4.5.1核用离心萃取器结构设计 164

4.5.2核用离心萃取器的应用 172

4.6离心萃取器的运行操作 180

4.6.1充槽启动、酸平衡和冷铀过渡 180

4.6.2控制离心萃取器正常运行 181

4.6.3停车 181

符号说明 181

主要参考文献 185

第5章 溶剂萃取运行共性及辅助设备 186

5.1溶剂萃取过程中的界面污物 186

5.1.1界面污物的生成机理 186

5.1.2界面污物的危害 187

5.1.3降低界面污物危害的措施 188

5.2液-液萃取过程中的物料进出和计量系统 189

5.2.1非放射性试剂的输送 189

5.2.2放射性物料的输送 191

5.2.3脉冲萃取柱柱间供料 206

5.3放射性料液的取样装置 207

5.3.1抓斗式取样器 208

5.3.2水溶液循环取样器 208

5.3.3脉冲射流取样装置 210

符号说明 212

主要参考文献 213