JPS6035287B2 - Denitration equipment for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate - Google Patents
Denitration equipment for uranyl nitrate and/or plutonium nitrateInfo
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- JPS6035287B2 JPS6035287B2 JP5828681A JP5828681A JPS6035287B2 JP S6035287 B2 JPS6035287 B2 JP S6035287B2 JP 5828681 A JP5828681 A JP 5828681A JP 5828681 A JP5828681 A JP 5828681A JP S6035287 B2 JPS6035287 B2 JP S6035287B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は硝酸ウラニルまたは/および硝酸プルトニウム
を平板型流動層を用いて熱分解により脱硝し連続的に安
定して三酸化ウランまたは/および二酸化プルトニウム
に転換せしめることを可能ならしめる硝酸ゥラニルまた
は/および硝酸プルトニウムの脱硝装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention makes it possible to denitrate uranyl nitrate and/or plutonium nitrate by thermal decomposition using a flat plate fluidized bed and convert it continuously and stably into uranium trioxide and/or plutonium dioxide. The present invention relates to a denitrification device for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate.
本発明は硝酸ウラニルまたは/および硝酸プルトニウム
を対象とするものであるが、記述の簡略化のため、まず
硝酸ゥラニルのみを対象とする場合について記述する。Although the present invention is directed to uranyl nitrate and/or plutonium nitrate, in order to simplify the description, the case where only uranyl nitrate is targeted will be described first.
使用済核熱料の再処理工場においては、核分裂生成物お
よびプルトニウム分と分離されたウランが硝酸ウラニル
溶液として得られ、これを濃縮した後、熱分解により脱
硝し、三酸化ウランに転換せしめるのが常法である。こ
の場合の熱分解脱硝法としては、ポット法、縄梓床法、
流動層法等が行われるが、今日では流動層法が最も効率
のよい方法として広く実用されるにいたつている。一方
、従来脱硝装置として実用化されている流動層反応装置
はすべて円筒型であり、この種の円筒型流動層反応装置
を硝酸ゥラニル等の微濃縮ウランの脱硝装置として使用
する場合には臨界管理上の観点から、該流動層反応装置
の最大径が制限される。硝酸ゥラニルの流動層反応によ
る脱硝は通常反応装置を適当な温度に維持し、装置底部
より流動層を維持するための流動化気体を導入し、かつ
装置の側壁等の適当な箇所に設けた噴霧ノズルより硝酸
ゥラニルの水溶液または融液を贋霧用気体とともに装置
内に噴霧することによって行われる。運転開始時には通
常所定量の三酸化ウランが種粒子として装置内に導入さ
れるが、一旦脱硝反応が開始されると、該反応によって
生成する三酸化ウラン粒子が流動層を形成し、反応の進
行につれて生成される三酸化ウラン粒子を適当な方法に
よって装澄から取り出すことによって連続的に操業が行
われる。流動層反応装置は一般にその内部において気体
の線速度が一定になるように使用するのが実際的であり
、硝酸ゥラニルの流動層脱硝装置の場合においても、装
置底部より供給されて流動層を形成する流動化気体およ
び硝酸ウラニル水溶液の導入に同伴する噴霧用気体並び
に硝酸ウラニルの熱分解による脱硝によって生成する反
応生成気体(比0,NOX等)の合計量が装置断面種に
見合った量になるようにコントロールされなければ、正
常な流動層を維持することが困難となる。In spent nuclear thermal reprocessing plants, uranium is separated from fission products and plutonium and is obtained as a uranyl nitrate solution, which is concentrated, denitrated by thermal decomposition, and converted into uranium trioxide. is the usual law. In this case, the pyrolysis denitrification methods include the pot method, rope azusa bed method,
The fluidized bed method is used, but today the fluidized bed method is the most efficient method and has come into widespread use. On the other hand, all the fluidized bed reactors that have been put into practical use as denitrification equipment are cylindrical, and when using this type of cylindrical fluidized bed reactor as a denitrification equipment for slightly enriched uranium such as uranyl nitrate, criticality control is required. From the above point of view, the maximum diameter of the fluidized bed reactor is limited. Denitrification using a fluidized bed reaction of uranyl nitrate is usually performed by maintaining the reaction equipment at an appropriate temperature, introducing fluidizing gas from the bottom of the equipment to maintain the fluidized bed, and spraying at appropriate locations such as the side walls of the equipment. This is done by spraying an aqueous solution or melt of uranyl nitrate together with a misting gas into the device through a nozzle. At the start of operation, a predetermined amount of uranium trioxide is usually introduced into the equipment as seed particles, but once the denitrification reaction has started, the uranium trioxide particles produced by the reaction form a fluidized bed, which slows down the progress of the reaction. The operation is carried out continuously by removing the uranium trioxide particles produced during the process from the refill by a suitable method. In general, it is practical to use a fluidized bed reactor so that the linear velocity of gas is constant inside the reactor, and even in the case of a fluidized bed denitration equipment for uranyl nitrate, the gas is supplied from the bottom of the equipment to form a fluidized bed. The total amount of the fluidizing gas, the atomizing gas accompanying the introduction of the uranyl nitrate aqueous solution, and the reaction product gas (ratio 0, NOx, etc.) generated by denitration by thermal decomposition of uranyl nitrate will be an amount commensurate with the equipment cross-section type. If not controlled in this way, it will be difficult to maintain a normal fluidized bed.
硝酸ウラニルの熱分解による脱硝に従来のごとき円筒型
の流動層反応装置を使用する場合には、上述したように
、臨界管理上から最大直径が制限されるので、単位基数
当りの処理能力が制限を受けることになる。When using a conventional cylindrical fluidized bed reactor for denitrification by thermal decomposition of uranyl nitrate, as mentioned above, the maximum diameter is limited due to criticality control, so the processing capacity per unit number is limited. will receive.
その対策として、平板型のの流動層反応装置の使用が提
案された。すなわち、平板型流動層反応装置を使用すれ
ば、流動層の厚さは臨界管理上の制限を受けるが、流動
層の横方向の幅の拡大は可能であり、このように横方向
の幅を拡大することにより該流動層反応装置の装置断面
積や伝熱面積を増大させることができ、従って装置の単
位基数当りの処理能力を増大させることができ、かつ負
荷車の変動に対し容易に対応することも可能である。し
かしながら、この種の平板型流動層反応装置はその構造
上流動層の横方向の幅が大きくなるので、場合によって
は、内部粒子の混合、分散が充分に行なわれないという
問題点を有している。従来の一般的な円筒型流動層反応
装置および上記提案された平板型流動層反応装置では、
いずれも装置底部よりの流動化気体の供給部(以下、ウ
インドボックスという)は単一区分で構成されており、
ウィンドボックス外部から供給された流動化気体はこの
ウィンドボックス内で均一な圧力となり、通常金属性金
網等で構成された整流器を通って流動層内にほぼ均一な
線速度で導入される。As a countermeasure, the use of a flat plate type fluidized bed reactor was proposed. In other words, if a flat plate type fluidized bed reactor is used, although the thickness of the fluidized bed is limited by criticality control, it is possible to increase the width of the fluidized bed in the lateral direction. By enlarging it, the cross-sectional area and heat transfer area of the fluidized bed reactor can be increased, and therefore the processing capacity per unit number of the equipment can be increased, and it is possible to easily respond to fluctuations in the load vehicle. It is also possible to do so. However, this type of flat plate type fluidized bed reactor has a problem in that the width of the fluidized bed in the lateral direction is large due to its structure, and in some cases, internal particles cannot be mixed and dispersed sufficiently. There is. In the conventional general cylindrical fluidized bed reactor and the flat plate fluidized bed reactor proposed above,
In both cases, the fluidizing gas supply section (hereinafter referred to as the wind box) from the bottom of the device consists of a single section.
The fluidizing gas supplied from outside the wind box has a uniform pressure inside the wind box, and is introduced into the fluidized bed at a substantially uniform linear velocity through a rectifier, which is usually constructed of a metal wire mesh or the like.
一方、本出願人は特開昭55−7527号公報において
、流動層中に噴霧ノズルにより硝酸ゥラニル溶液を贋慶
し、硝酸ゥラニルを熱分解により脱硝して三酸化ウラン
に転換せしめる流動層脱硝反応において、生成する三酸
化ウラン粉末の平均粒径を400仏m以下に保持しない
と流動層の安定性が急激に低下し、長時間安定して操業
を続けることが不可能であることを開示している。この
場合の流動層は円筒形、円錐形または両者の組み合せの
形状であり、生成三酸化ウラン粒子の平均粒径を400
ムm以下に保持するための脱硝反応条件は次の通りであ
る。反応温度 240〜350つ○
流動化気体の線速度
20〜60cm/sec(空塔基準)
贋霧用(空気/溶液)比
250〜500(体積比)
流動層高/層蓬比 4〜6
このように、生成三酸化ウラン粒子の平均粒釜を400
仏m以下に保持するためには、反応温度、流動化気体の
線速度、流動層反応装置への硝酸ゥフニル溶液の曙霧条
件等を適当に選択することが必要であるが、脱硝流動層
を長時間安定して確保するためには、さらに流動層内に
おける均一性、特に熱的均一性を維持することが必須要
件となる。On the other hand, in JP-A-55-7527, the present applicant has disclosed a fluidized bed denitrification reaction in which a uranyl nitrate solution is evaporated into a fluidized bed using a spray nozzle, and the uranyl nitrate is denitrified by thermal decomposition and converted into uranium trioxide. discloses that unless the average particle size of the uranium trioxide powder produced is kept below 400 mm, the stability of the fluidized bed will drop rapidly and it will be impossible to continue stable operation for a long time. ing. The fluidized bed in this case has a cylindrical shape, a conical shape, or a combination of both, and the average particle size of the produced uranium trioxide particles is 400 mm.
The denitrification reaction conditions for maintaining the temperature below m are as follows. Reaction temperature 240 to 350 ○ Linear velocity of fluidizing gas 20 to 60 cm/sec (sky column standard) Forging (air/solution) ratio 250 to 500 (volume ratio) Fluidized bed height/bed ratio 4 to 6 So, the average particle pot of produced uranium trioxide particles is 400
In order to maintain the denitrification fluidized bed at or below 100 yen, it is necessary to appropriately select the reaction temperature, the linear velocity of the fluidizing gas, the conditions for spraying the nitrate solution into the fluidized bed reactor, etc. In order to maintain stability over a long period of time, it is essential to maintain uniformity, especially thermal uniformity, within the fluidized bed.
すなわち、本発明に係る硝酸ウラニルの脱硝反応は急激
な吸熱反応であり、かつまた硝酸ウラニルの熱分解、水
分の蒸発等により、流動層内の硝酸ウラニル導入部近傍
においては多量の気体が生成され、該導入部分の伝熱速
度が著しく低下する。さらに、通常採用し得る項霧条件
においては、頃霧ノズルからの項霧体の流動層内への到
達深度は数肌〜1渡欧肌程度であり、該脱硝反応は該贋
霧体と流動物の混合領域が流動層内に拡散して行く過程
で進行するが、この拡散が不充分であると、脱硝反応に
必要な熱量の効果的供給が不充分となり、その場合には
該頃霧体中の液体状物質の該流動物に対する割合が局所
的に過剰となり、ケーキング現象起こり、正常な流動層
の形成が困難となって流動層反応装置を長期的に安定し
て連続運転することが可能となる。本発明者らはウィン
ドボックスが単一区分構造である平板型流動層反応装置
を用いての硝酸ウラニルの脱硝反応において、平板型流
動層の横方向の幅がある大きさ以上に大きくなった場合
、流動層の内部で硝酸ウラニル導入部とその反対側(対
称位置に2個の頃霧ノズルを有する流動層においては硝
酸ゥラニル導入部、すなわち壁側に近い部分と中心部)
とにおける生成三酸化ウラン粒子の混合、分散が不充分
となることにより、反応部への伝熱量が不足して前述の
ケーキングを起こしたり、または生成三酸化ウランの物
性(粒径、残留硝酸ゥラニル量等)が不均一になる現象
が発生することを観測し、その対策について検討した結
果流動化気体の供給機構を変えることに着目し、本発明
に到達した。That is, the denitrification reaction of uranyl nitrate according to the present invention is a rapid endothermic reaction, and a large amount of gas is generated in the vicinity of the uranyl nitrate introduction part in the fluidized bed due to thermal decomposition of uranyl nitrate, evaporation of water, etc. , the heat transfer rate of the introduced portion is significantly reduced. Furthermore, under normally applicable fog conditions, the depth of the fog from the fog nozzle to the fluidized bed is about a few skins to one skin, and the denitrification reaction takes place between the fog and the fluid. This occurs as the animal mixing region diffuses into the fluidized bed. If this diffusion is insufficient, the amount of heat required for the denitrification reaction will not be effectively supplied, and in that case, fog The ratio of liquid substances in the body to the fluid becomes locally excessive, causing a caking phenomenon and making it difficult to form a normal fluidized bed, making it difficult to operate the fluidized bed reactor stably and continuously over a long period of time. It becomes possible. The present inventors discovered that in the denitrification reaction of uranyl nitrate using a flat plate fluidized bed reactor in which the wind box has a single compartment structure, when the horizontal width of the flat plate fluidized bed becomes larger than a certain size. , inside the fluidized bed, the uranyl nitrate introduction part and the opposite side (in a fluidized bed with two mist nozzles in symmetrical positions, the uranyl nitrate introduction part, that is, the part near the wall side and the center part)
If the mixing and dispersion of the produced uranium trioxide particles becomes insufficient, the amount of heat transferred to the reaction part will be insufficient, causing the above-mentioned caking, or the physical properties of the produced uranium trioxide (particle size, residual uranyl nitrate) After observing the occurrence of a phenomenon in which the fluidizing gas (amount, etc.) becomes non-uniform, and considering countermeasures against this phenomenon, we focused on changing the supply mechanism of the fluidizing gas and arrived at the present invention.
以上は硝酸ウラニルのみを対象とした場合であるが、二
酸化プルトニウムまたは硝酸ゥラニルと硝酸プルトニウ
ムの混合物を対象とする場合も同様である。すなわち、
本発明は平板型流動層の横方向の幅の大きさに関係なく
、硝酸ウラニルまたは/および硝酸プルトニウムを平板
型流動層反応による熱分解によって脱硝し連続的に安定
して直接三酸化ウランまたは/および二酸化プルトニウ
ムに転換せしめることを可能ならしめる硝酸ウラニルま
たは/および硝酸ゥラニルの脱硝装置を提供するもので
、その要旨とするところは、噴霧ノズルを平板型流動層
を使用して硝酸ウラニルまたは/および硝酸プルトニウ
ムを熱分解により脱硝して三酸化ウランまたは/および
二酸化プルトニウムに転換せしめる硝酸ゥラニルまたは
/および硝酸プルトニウムの脱硝装置において、装置底
部の流動化気体の供給部を複数個の区分に分割し、該分
割された区分ごとに供給する流動化気体の量を変化させ
、該平板型流動層内に強制的に三酸化ウランまたは/お
よび二酸化プルトニウム粒子の流れを生ぜしめるように
構成したことを特徴とする硝酸ゥラニルまたは/および
硝酸プルトニウムの脱硝装置、にある。Although the above is a case where only uranyl nitrate is targeted, the same applies to the case where plutonium dioxide or a mixture of uranyl nitrate and plutonium nitrate is targeted. That is,
The present invention denitrates uranyl nitrate and/or plutonium nitrate by thermal decomposition through a flat plate fluidized bed reaction, and continuously and stably directly converts uranyl nitrate and/or plutonium nitrate into uranyl trioxide or/and The present invention provides a denitrification device for uranyl nitrate and/or uranyl nitrate, which enables conversion of uranyl nitrate and/or plutonium dioxide into plutonium dioxide. In a denitrification device for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate, which denitrates plutonium nitrate by thermal decomposition and converts it into uranium trioxide or/and plutonium dioxide, the fluidizing gas supply section at the bottom of the device is divided into a plurality of sections, The method is characterized in that the amount of fluidizing gas supplied to each divided section is changed to forcefully generate a flow of uranium trioxide and/or plutonium dioxide particles within the flat plate fluidized bed. uranyl nitrate and/or plutonium nitrate denitrification equipment.
本発明は、以上のごとく、ウィンドボックスを複数個の
区分に分割し、分割された区分ごとに供給する流動化気
体の量を変化させ、それら流動化気体を従来の装置の場
合と同様に水平に保持されている整流器を介して流動層
内に吹き込み、流動層の横方向における流動化気体の線
速度をコントロールすることにより、流動層内の三酸化
ウランまたは/および二酸化プルトニウム粒子に強制的
に流れを生ぜしめてそれら三酸化ウランまたは/および
二酸化プルトニウム粒子の混合、分散を促進し、それに
よって流動層内の上記反応部への伝熱量の不足を解消さ
せ、硝酸ウラニルまたは/および硝酸プルトニウムの熱
分解による脱硝を連続的に安定して行なわせ、生成され
る三酸化ウランまたは/および二酸化プルトニウムの物
性の均一化を可能ならしめるものである。As described above, the present invention divides the wind box into a plurality of sections, changes the amount of fluidizing gas supplied to each divided section, and distributes the fluidizing gas horizontally as in the case of conventional devices. By controlling the linear velocity of the fluidizing gas in the lateral direction of the fluidized bed by blowing it into the fluidized bed through a rectifier held in the The flow is generated to promote the mixing and dispersion of the uranium trioxide and/or plutonium dioxide particles, thereby resolving the insufficient amount of heat transfer to the reaction section in the fluidized bed, and removing the heat of the uranyl nitrate and/or plutonium nitrate. Denitrification by decomposition is carried out continuously and stably, and the physical properties of the produced uranium trioxide and/or plutonium dioxide can be made uniform.
本発明はさらに上記ウィンドボックスの分割化に組み合
わせて整流器を傾斜させるという構成をとることができ
る。The present invention can further adopt a configuration in which the rectifier is tilted in combination with the above-described division of the wind box.
この場合の整流器の傾斜角度は使用される整流器の種類
、生成される三酸化ウラン、二酸化プルトニウム粒子の
物性によって異なるが、望ましくはこれらの粒子の安息
角以上である。但し、この場合はこれら粒子を流動させ
ている関係上、安息角度以下でも充分効果的であると思
われる。この組合せ構成によって、流動層内における上
記三酸化ウランまたは/および二酸化プルトニウム粒子
の強制的な流れをより強力に促進し、それら粒子の混合
、分散をより効果的に行なわせ、それによって硝酸ウラ
ニルまたは/および二酸化プルトニウムをより確実に熱
分解により脱硝し、連続的に安定して物性の均一な三酸
化ウランまたは/および二酸化プルトニウムに転換せし
めることを可能とするものである。次に、本発明を図面
を参照して説明する。The angle of inclination of the rectifier in this case varies depending on the type of rectifier used and the physical properties of the uranium trioxide and plutonium dioxide particles produced, but is preferably equal to or greater than the angle of repose of these particles. However, in this case, since these particles are made to flow, it is thought that the angle of repose or lower is sufficiently effective. This combination structure more strongly promotes the forced flow of the uranium trioxide and/or plutonium dioxide particles in the fluidized bed, and allows the particles to be mixed and dispersed more effectively, thereby allowing the uranyl nitrate or It is possible to more reliably denitrify plutonium dioxide by thermal decomposition and continuously and stably convert it into uranium trioxide and/or plutonium dioxide having uniform physical properties. Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の一部断面を含む正面図、第
2図は本発明の別の実施例の一部断面を含む正面図であ
る。FIG. 1 is a partially sectional front view of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially sectional front view of another embodiment of the present invention.
第1図に示された実施例は整流器8は水平に保持され、
ウインドボックス7は3個の区分に分割された構成をと
る場合であり、かつ脱硝対象は硝酸ウラニルである。In the embodiment shown in FIG. 1, the rectifier 8 is held horizontally;
The wind box 7 is divided into three sections, and the object of denitration is uranyl nitrate.
ウィンドボックス7の3分割区分を贋霧ノズル9に近い
側からA部,B部,C部と呼称することにする。図にお
いて、流動化気体供給系15より送られてきた流動化気
体(空気、水蒸気)は流量指示計4〜6および流量調整
バルブ1〜3によりそれぞれの所定流量に設定された後
、ウィンドボックス7のA部,B部,C部にそれぞれ供
給される。The three divisions of the wind box 7 will be referred to as section A, section B, and section C from the side closest to the mist nozzle 9. In the figure, the fluidizing gas (air, water vapor) sent from the fluidizing gas supply system 15 is set to a predetermined flow rate by the flow rate indicators 4 to 6 and the flow rate adjustment valves 1 to 3, and then the wind box 7 It is supplied to parts A, B, and C, respectively.
ウィンドボックス7のそれら流動化気体は水平に保持さ
れた整流器8から流動層10内に吹き込まれる。流動層
10は三酸化ウラン粒子および流動化気体、鰭霧用気体
、反応生成気体で構成されている。一方、硝酸ウラニル
(UNH)供給系1 6より子熱された状態で供給され
た原料物質である硝酸ゥラニル溶液は曙霧用気体供給系
17よりの同じく子熱された状態の噴霧用気体とともに
流動層10の一端に取り付けられた噴霧ノズル9から流
動層10内に噴霧される。The fluidizing gas in the wind box 7 is blown into the fluidized bed 10 from a rectifier 8 held horizontally. The fluidized bed 10 is composed of uranium trioxide particles, a fluidizing gas, a fin fogging gas, and a reaction product gas. On the other hand, the uranyl nitrate solution, which is a raw material supplied in a preheated state from the uranyl nitrate (UNH) supply system 16, flows together with the spraying gas, which is also preheated, from the dawn misting gas supply system 17. The fluidized bed 10 is sprayed from a spray nozzle 9 attached to one end of the bed 10 .
装置は外部より電気抵抗加熱手段によって所定温度に加
熱されている。また、運動開始時に必要な流動層を形成
するための三酸化ウラン粒子はU03シードホツパー1
3より供給される。かくて、ウィンドボックス7のA
部,B部,C部よりそれぞれ異なる量の流動化気体が所
要温度に保持されている流動層10内に異なる線速度で
吹き込まれるとともに頃霧ノズル9からは硝酸ゥラニル
溶液と贋霧用気体が同じく流動層10内に階霧される。The device is externally heated to a predetermined temperature by electric resistance heating means. In addition, the uranium trioxide particles needed to form the fluidized bed at the start of the movement are U03 seed hopper 1.
Supplied from 3. Thus, A of wind box 7
Different amounts of fluidizing gas are blown into the fluidized bed 10 maintained at a required temperature at different linear velocities from the parts B, B, and C. At the same time, the uranyl nitrate solution and the misting gas are blown from the fog nozzle 9. Similarly, it is atomized into the fluidized bed 10.
この構成において、ウィンドボックス7のC部からの流
動化気体の線速度を最も速く、A部からの流動化気体の
線速度を最も遅くすることによって、C部上方の流動層
10内の三酸化ウラン粒子は一部流動化気体とともに流
動層10上表面に向って持ち上げられ、流動層10の上
表面で左側に向って移動し、同時に流動層10の下部付
近の三酸化ウラン粒子は右側に向って移動する。In this configuration, by setting the linear velocity of the fluidizing gas from the C part of the wind box 7 to the highest and the linear velocity of the fluidizing gas from the A part to the slowest, the trioxide in the fluidized bed 10 above the C part is Some of the uranium particles are lifted toward the upper surface of the fluidized bed 10 together with the fluidizing gas, and move toward the left on the upper surface of the fluidized bed 10, while at the same time, the uranium trioxide particles near the bottom of the fluidized bed 10 move toward the right. and move.
このように、ウィンドボックス7のA部,B部,C部か
らの流動化気体の線速度をそれぞれ適宜変化させること
によって、流動層10内に強制的に三酸化ウラン粒子の
流れを生ぜしめ、その混合、分散を促進することによっ
て流動層10内の熱的均一性を確保し、それによって硝
酸ウラニルを熱分解により脱硝し連続的に安定して物性
の均一な三酸化ウランに転換せしめることを可能ならし
めるもろである。かくて、硝酸ウラニルの脱硝により生
成した三酸化ウラン粒子は溢流管12により連続的に流
動層10より外部に取り出される。In this way, by appropriately changing the linear velocity of the fluidizing gas from parts A, B, and C of the wind box 7, a flow of uranium trioxide particles is forced into the fluidized bed 10, By promoting their mixing and dispersion, thermal uniformity within the fluidized bed 10 is ensured, thereby denitrifying uranyl nitrate through thermal decomposition and converting it continuously into uranium trioxide with stable and uniform physical properties. There are many things that make it seem possible. Thus, uranium trioxide particles generated by denitrification of uranyl nitrate are continuously taken out of the fluidized bed 10 through the overflow pipe 12.
また、流動化気体、噴霧用気体および反応生成気体は園
気分雛フィルター11を通過する際、同伴する三酸化ウ
ラン粒子を固気分機フィルター11に浦集させ、オフガ
ス処理系14に送られる。第2図に示された別の実施例
は整流器8aが傾斜し、ウィンドボックス7は同じくA
部,B部,C部に3分割された構成をとる場合であり、
かつ脱硝対象は硝酸ウラニルである。Further, when the fluidizing gas, the atomizing gas, and the reaction product gas pass through the nursery filter 11, the accompanying uranium trioxide particles are collected by the solid fraction filter 11, and then sent to the off-gas treatment system 14. Another embodiment shown in FIG. 2 has rectifier 8a tilted and windbox 7 also
This is a case where the structure is divided into three parts: part, B part, and C part,
The target of denitrification is uranyl nitrate.
整流器8a以外のすべての符号は第1図の場合と同じも
のを示す。この場合は傾斜した整流器8aと分割された
ウィンドボックス7の組合せによって、流動層10内に
おける上記三酸化ウラン粒子の強制的な流れをより強力
に促進し、該粒子の混合、分散をより効果的に行なわせ
、それによって第1図の実施例による効果をより確実な
らしめるものである。上記において、ウィンドボックス
7のA部,B部,C部からの流動化気体の線速度につい
てはB部からの流動化気体の線速度を最も遅くすること
もできる。また、ウインドボックス7の分割も上記の3
分割に限定されるものではない。噴霧ノズルについては
流動層の両端に1個ずつを設けることも可能である。さ
らに、以上において、硝酸ウラニルのみを脱硝対象とす
る場合について述べたが、硝酸プルトニウムのみまたは
硝酸ウラニルと硝酸プルトニウムの混合物を脱硝対象と
することもできる。本発明は、以上のように、上記構成
をとることによって、平板型流動層の横方向の幅の大き
さに関係なく、硝酸ウラニルまたは/および硝酸プルト
ニウムを熱分解により脱硝して連続的に安定して直接均
一な所定物性を有する三酸化ウランまたは/および二酸
化プルトニウムに転換せしめることを可能ならしめる硝
酸ウラニルまたは/および硝酸プルトニウムの脱硝装置
であって、核熱料処理上きわめて有用である。All symbols other than rectifier 8a are the same as in FIG. 1. In this case, the combination of the inclined rectifier 8a and the divided wind box 7 more strongly promotes the forced flow of the uranium trioxide particles in the fluidized bed 10, making the mixing and dispersion of the particles more effective. 1, thereby making the effect of the embodiment of FIG. 1 more reliable. In the above, regarding the linear velocity of the fluidizing gas from the A section, B section, and C section of the wind box 7, the linear velocity of the fluidizing gas from the B section can be made the slowest. In addition, the wind box 7 is divided into the three above.
It is not limited to division. It is also possible to provide one spray nozzle at each end of the fluidized bed. Furthermore, although the case where only uranyl nitrate is targeted for denitration has been described above, it is also possible to target only plutonium nitrate or a mixture of uranyl nitrate and plutonium nitrate. As described above, by adopting the above structure, the present invention denitrates uranyl nitrate and/or plutonium nitrate through thermal decomposition and stabilizes it continuously, regardless of the width of the flat plate fluidized bed in the lateral direction. The present invention is a denitrification device for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate that can be directly converted into uranium trioxide and/or plutonium dioxide having uniform predetermined physical properties, and is extremely useful in nuclear thermal fuel processing.
なお、本発明装置は装置の寸法については臨界値があり
、また相応の遮蔽上の考慮も必要であるが、それらの問
題は放射化学、核工学の知識に照らして当業者が容易に
決定設計できる問題であるのでここではその詳細に立ち
入らないこととする。The device of the present invention has critical dimensions in terms of device dimensions, and appropriate shielding considerations are also required, but these issues can be easily determined and designed by a person skilled in the art in light of knowledge of radiochemistry and nuclear engineering. Since this is a possible problem, I will not go into details here.
次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例によ
って限定されるものではない。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded.
実施例において、整流器より流動層内に導入される流動
化気体の線速度は単に流動化気体線速度と、硝酸ウラニ
ル溶液の導入速度は処理速度と、また(空気/硝酸ゥラ
ニル溶液)の容量比は項霧化条件(A/L)と託す。実
施例
本実施例は第1図に示す装置を使用し、次の条件で硝酸
ゥラニルの脱硝を行なった。In the example, the linear velocity of the fluidizing gas introduced into the fluidized bed from the rectifier is simply the fluidizing gas linear velocity, the introduction rate of the uranyl nitrate solution is the treatment speed, and the volume ratio of (air/uranyl nitrate solution) is referred to as the atomization condition (A/L). Example In this example, uranyl nitrate was denitrated using the apparatus shown in FIG. 1 under the following conditions.
反応温度 28500
硝酸ウラニル溶液濃度 1200タU/そ処理速度
50k9U/hr噴霧化条件(A/L)
500流動層高さ 1.5肌
A部よりの流動化気体線速度 20仇/secB 〃
〃 〃 40Cの/SecC ″
″ ″ 60肌/Sec生成したU03粒子は
溢流管より自由に流出させ、連続的に取り出せた。Reaction temperature: 28,500 Uranyl nitrate solution concentration: 1,200 taU/so Processing speed
50k9U/hr atomization conditions (A/L)
500 Fluidized bed height 1.5 Linear velocity of fluidized gas from skin A section 20 m/secB
〃 〃 40C/SecC ″
``'' The U03 particles produced at 60 skins/Sec were allowed to freely flow out from the overflow pipe and could be continuously taken out.
この条件では装置を4畑時間連続運転したが、特に不都
合な点は観察されず、更に連続運転が可能であった。Under these conditions, the device was operated continuously for 4 hours in the fields, but no particular disadvantages were observed, and further continuous operation was possible.
特に、反応温度条件において、噴霧ノズルの取り付けら
れている壁面に近い個所に取り付けた温度計の指示温度
(以下、T,と記す)と同じ水平位置で噴霧ノズルと反
対側の壁面に近い個所に取り付けた温度計の指示温度(
以下、T2と記す)の温度差はほとんどなかった。比較
例
本比較例は実施例1と同一装置を使用し、次の条件で硝
酸ウラニルの脱硝を行なった。In particular, under the reaction temperature conditions, the temperature at the same horizontal position as the temperature indicated by the thermometer (hereinafter referred to as T) attached to the wall surface where the spray nozzle is installed, and near the wall surface on the opposite side of the spray nozzle. The temperature indicated by the attached thermometer (
There was almost no difference in temperature (hereinafter referred to as T2). Comparative Example In this comparative example, uranyl nitrate was denitrated using the same equipment as in Example 1 under the following conditions.
反応温度 28500
硝酸ゥラニル溶液濃度 1200タU/〆処理速度
50k9U/hr噴霧化条件(A/L)
500流動層高さ 1.5肌
A部よりの流動化気体線速度 40肌/secB 〃
〃 〃 40弧/SecC 〃
〃 〃 40伽/Secこの条件で運転した結果、
硝酸ゥラニル溶液導入開始直後より温度指示値T,とT
2の間に温度差が生じ始め、反応時間の経過とともにこ
の温度差は増大し、6時間経過後ではT2=28500
,T,=265ooを示した。Reaction temperature: 28,500 Uranyl nitrate solution concentration: 1,200 taU/treatment speed
50k9U/hr atomization conditions (A/L)
500 Fluidized bed height 1.5 Linear velocity of fluidized gas from skin A part 40 skin/secB
〃 〃 40 arcs/SecC 〃
〃 〃 40 k/Sec As a result of driving under this condition,
Immediately after the introduction of the uranyl nitrate solution, the temperature indication values T and T
A temperature difference begins to appear between 2 and 2, and this temperature difference increases as the reaction time progresses, and after 6 hours T2 = 28500.
, T, = 265oo.
その頃より流動状態は急激に悪化し、噴霧圧も上昇し、
流動層の一部が流動していない状態が観察されたので、
運転を打切った。From around that time, the flow condition deteriorated rapidly, and the spray pressure increased.
It was observed that part of the fluidized bed was not fluidized, so
I stopped driving.
第1図は本発明の一実施例の一部断面図を含む正面図、
第2図は本発明の別の実施例の一部断面を含む正面図で
ある。
図において、1,2,3・・・・・・流量調整バルフ、
4,5,6・・・・・・流量指示計、7・・・・・・ウ
ィンドボックス、8・・・・・・水平な整流器、8a・
・・・・・傾斜した整流器、9・・・・・・贋霧ノズル
、10・・・…流動層、11・・・・・・固気分離フィ
ルター、12…・・・溢流管、13・・・・・・U03
シードホッパ−、14・・・・・・オフガス処理系、1
5・・・・・・流動化気体供給系、16・・・・・・U
NH供給系、17・・・・・・噴霧用気体供給系。
券?図第2図FIG. 1 is a front view including a partial sectional view of an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a partially sectional front view of another embodiment of the present invention. In the figure, 1, 2, 3...flow rate adjustment valve,
4, 5, 6...Flow rate indicator, 7...Wind box, 8...Horizontal rectifier, 8a.
... Slanted rectifier, 9 ... Fake nozzle, 10 ... Fluidized bed, 11 ... Solid-gas separation filter, 12 ... Overflow pipe, 13・・・・・・U03
Seed hopper, 14...Off gas treatment system, 1
5...Fluidization gas supply system, 16...U
NH supply system, 17... Gas supply system for spraying. ticket? Figure 2
Claims (1)
ラニルまたは/および硝酸プルトニウムを熱分解により
脱硝して三酸化ウランまたは/および二酸化プルトニウ
ムに転換せしめる硝酸ウラニルまたは/および硝酸プル
トニウムの脱硝装置において、装置底部の流動化気体の
供給部を複数個の区分に分割し、該分割された区分ごと
に供給する流動化気体の量を変化させ、該平板型流動層
内に強制的に三酸化ウランまたは/および二酸化プルト
ニウム粒子の流れを生ぜしめるように構成したことを特
徴とする硝酸ウラニルまたは/および硝酸プルトニウム
の脱硝装置。 2 噴霧ノズルを有する平板型流動層を使用して硝酸ウ
ラニルまたは/および硝酸プルトニウムを熱分解により
脱硝して三酸化ウランまたは/および二酸化プルトニウ
ムに転換せしめる硝酸ウラニルまたは/および硝酸プル
トニウムの脱硝装置において、装置底部の流動化気体の
供給部から該平板型流動層に流動化気体を供給する整流
器を傾斜させかつ該流動化気体の供給部を複数個の区分
に分割し、該分割された区分ごとに供給する流動化気体
の量を変化させ、該平板型流動層内に強制的に三酸化ウ
ランまたは/および二酸化プルトニウム粒子の流れを生
ぜしめるように構成したことを特徴とする硝酸ウラニル
または/および硝酸プルトニウムの脱硝装置。[Claims] 1. Uranyl nitrate or/and nitric acid, which is converted into uranium trioxide or/and plutonium dioxide by denitrifying the uranyl nitrate or/and plutonium nitrate by thermal decomposition using a flat plate fluidized bed having a spray nozzle. In a plutonium denitrification equipment, the fluidizing gas supply section at the bottom of the equipment is divided into multiple sections, and the amount of fluidizing gas supplied to each divided section is changed, and the fluidized gas is forced into the flat plate fluidized bed. 1. A denitrification device for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate, characterized in that it is configured to generate a flow of uranyl trioxide or/and plutonium dioxide particles. 2. In a uranyl nitrate and/or plutonium nitrate denitrification device that uses a flat plate fluidized bed having a spray nozzle to denitrify uranyl nitrate or/and plutonium nitrate by thermal decomposition and convert it into uranium trioxide or/and plutonium dioxide, A rectifier that supplies fluidizing gas from a fluidizing gas supply section at the bottom of the device to the flat fluidized bed is tilted, and the fluidizing gas supply section is divided into a plurality of sections, and each of the divided sections Uranyl nitrate or/and nitric acid, characterized in that the amount of fluidizing gas to be supplied is changed to forcefully generate a flow of uranium trioxide and/or plutonium dioxide particles within the flat plate type fluidized bed. Plutonium denitrification equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5828681A JPS6035287B2 (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Denitration equipment for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5828681A JPS6035287B2 (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Denitration equipment for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57175731A JPS57175731A (en) | 1982-10-28 |
| JPS6035287B2 true JPS6035287B2 (en) | 1985-08-14 |
Family
ID=13079949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5828681A Expired JPS6035287B2 (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Denitration equipment for uranyl nitrate and/or plutonium nitrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035287B2 (en) |
-
1981
- 1981-04-17 JP JP5828681A patent/JPS6035287B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57175731A (en) | 1982-10-28 |
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