Процессы и аппараты урановых производств Курс лекций Ассистент кафедры ХТРЭ Кантаев Александр Сергеевич МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 1

Лекция 15 Высокотемпературные процессы 2

Аппараты кипящего слоя 3 Рисунок – 1 Реактор кипящего слоя для денитрации UO 2 (NO 3 ) 2 непосредственно из раствора: 1 - патрубок для загрузки UO 3 в начале процесса; 2 - пневматические форсунки; 3 - патрубок для подачи воздуха; 4, 5 - патрубки для подачи и вывода солевого раствора; 6 - трубки Фильда; 7 - патрубок для вывода твердого продукта; 8 - штуцер для вывода газов

Аппараты кипящего слоя 4 Рисунок – 2 Реактор кипящего слоя для восстановления триоксида урана: 1 - патрубок для подачи газа; 2 - газораспределительное устройство; 3 - патрубок для вывода пара; 4 - электронагреватель; 5 - электродвигатель с редуктором; 6 - шнековый дозатор; 7 - бункер с исходным триоксидом урана; 8 - змеевик для охлаждения реактора; 9 - патрубок для ввода пара; 10 - труба для вывода UО 2 ; 11 – патрубок для вывода газа на пылеочистку; 12 - циклон; 13 - сборник продукта

Аппараты кипящего слоя 5 Рисунок – 3 Полупромышленный реактор кипящего слоя для восстановления триоксида урана: 1 - кипящий слой; 2 - перфорированная перегородка; 3 - пористые фильтры; 4 - труба вывода газов; 5 - труба для продувки фильтров; 6 – предохранительный клапан; 7 - загрузочный бункер; 8 - смотровое стекло; 9 - патрубок для ввода N 2 ; 10 - расходомер для UO 3 ; 11 - подогреватель; 12 - сборник продукта

Аппараты кипящего слоя 6 Рисунок – 4 Схема реактора кипящего слоя с регулированием времени пребывания твердого материала: 1 - питатель; 2 - газораспределительная плита; 3 - патрубок для вывода твердого продукта

Аппараты кипящего слоя 7 Рисунок – 5 Полупромышленный реактор кипящего слоя для восстановления триоксида урана: 1 - кипящий слой; 2 - перфорированная перегородка; 3 - пористые фильтры; 4 - труба вывода газов; 5 - труба для продувки фильтров; 6 – предохранительный клапан; 7 - загрузочный бункер; 8 - смотровое стекло; 9 - патрубок для ввода N 2 ; 10 - расходомер для UO 3 ; 11 – подогреватель; 12 - сборник продукта

Аппараты кипящего слоя 8 Рисунок – 6 Сушилка c виброожиженным слоем: 1 - воздуходувка; 2 - калорифер; 3 - короб для подачи влажного материала; 4 - вибратор; 5 - корпус; 6 – газораспределительное устройство; 7 – вентилятор; 8 - циклон; 9 - короб для выгрузки продукта

9 Рисунок – 7 Солевой хлоратор Процессы в солевых расплавах

10 Рисунок – 8 Печь для пирогидролиза: 1 - подовая плита; 2 - водоохлаждаемый канал; 3 - брызгоотбойный козырек; 4 - стальной кожух; 5 - водоохлаждаемый газоход; 6 - брызгоотделительная камера; 7 - водоохлаждаемый свод; 8 - летка для слива расплава; 9 - водоохлаждаемых электрод; 10 - газовая горелка; 11 - слой гарнисажа Пирогидролиз

11 Рисунок – 9 Пламенный реактор Процессы в пламени

12 Рисунок – 10 Аппаратурно-технологическая схема получения гексафторида урана Процессы в пламени

13 Процессы в пламени Расход газа и его скорость истечения: Скорость истечения газа через отверстие: Критическое давление:

14 Рисунок – 11 Схема свободной затопленной струи Процессы в пламени

15 Процессы в пламени Осевая скорость на участке струи: Скорость в точке В: Количество газа, увлекаемого потоком: Распределение скоростей потока:

16 Рисунок – 12 Зависимости относительной и осевой скорости (1 и 2) и параметра характеризующего дальнобойность Процессы в пламени

17 Процессы в пламени Движение газа со взвешенными частицами: Скорость в любой точке горячего факела: Связь температуры и концентрации: Распределение температур для струй:

18 Процессы в пламени Длина факела: Дальнобойность факела: Используют также формулы: Видимая длина факела:

19 Рисунок – 13 Схема горящего факела при периферийном зажигании Процессы в пламени Рисунок – 14 Профили скоростных напоров в горящем факеле

20 Рисунок – 15 Относительные скорости Процессы в пламени Рисунок – 16 Схема горящего факела при центральном зажигании Длина факела:

21 Процессы в пламени Величина L B : Скорость истечения газов: Скорость образования гексафторида урана на поверхности частиц: Скорость расходования фтора: Скорость реагирования: Распределение температур:

22 Процессы в пламени Время реагирования: Скорость реагирования UF 4 :