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高放废液除铯系统中的离子交换柱水力学及干燥动力学实验研究

梁栋  
【摘要】:针对高放废液全分离流程中采用亚铁氰化钛钾无机离子交换剂的除铯系统,本论文首先研究了工业上可用于从高放溶液中去除铯离子的Ф280mm密实移动床离子交换柱的颗粒输送能力以及其影响因素。实验结果表明:密实移动床的进液量u_(F1)、提升液表观操作流速u_(F2)和密实移动床中的交换剂高度是影响固体颗粒提升速率u_s的因素,并从压力平衡的角度对实验现象进行了解释。根据实验结果,对这些影响因素进行了无因次关联,针对亚铁氰化钛钾建立了密实移动床离子交换系统的流体力学经验模型。在本实验中,斜管内串液量V_(leakage)保持恒定,串液的方向是由提升管流进离子交换柱底部,这说明细长斜管可以有效的减小串液量。 其次,本论文还针对此流程的除铯系统中亚铁氰化钛钾离子交换剂的干燥动力学进行实验研究。实验结果表明:在干燥阶段,为了保证无(CN)_2分解产生,应选择温度小于120℃,并且干燥过程是吸热过程,需要对干燥器进行外供热;本论文选用固定床干燥器并采用以气体通过来带走水分的干燥方式。干燥过程可以分为三个不同的阶段:调整阶段,恒速干燥阶段和两段降速干燥阶段;亚铁氰化钛钾无机离子交换剂的临界含水量X_c随着干燥操作气速的增大而线性减小,同时,决定了第二降速干燥阶段的临界含水量X_D;根据实验结果,给出了在本实验所使用的干燥系统中,亚铁氰化钛钾离子交换剂干燥过程的动力学经验方程,为该除铯系统在核工业后处理过程中应用提供依据。


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