[發明專利]一種用于制備氮化鈾的流化床裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202010980911.0
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112044365B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 孫永菊;梅華平;李桃生
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B01J8/26
• 分類號: B01J8/26;B01F33/80;B01D53/68;B01D53/58;B01D53/18;B01D53/30;C01B21/06;G21C3/58
• 代理公司: 合肥興東知識產權代理有限公司 34148
• 代理人: 朱波

1.一種用于制備氮化鈾的流化床裝置，其特征在于，包括氣體系統（1）、混料系統（2）、低溫流化床（3）、高溫流化床（4）、尾氣處理裝置（5）以及吸收塔（6）；所述氣體系統（1）與低溫流化床（3）、高溫流化床（4）分別連接，所述混料系統（2）與低溫流化床（3）連接，所述低溫流化床（3）與高溫流化床（4）連接，所述低溫流化床（3）、高溫流化床（4）分別與尾氣處理裝置（5）連接，尾氣處理裝置（5）與吸收塔（6）連接；

其中，所述氣體系統（1）包括Ar及Ar、NH₃、 N₂、H₂組合氣體，所述氣體系統（1）用于向低溫流化床通入Ar_， 向高溫流化床（4）通入Ar、NH₃、 N₂、H₂組合氣體；所述低溫流化床（3）的反應溫度為20-125 ℃，高溫流化床（4）的反應溫度為700-1000 ℃；

所述尾氣處理裝置（5）為一體式容器結構，在氣體流動方向上依次包括尾氣進氣口（50）、除塵板塊（51）、氟化氫吸收板塊（52）、氨氣吸收板塊（53）以及尾氣出氣口（54）；

所述混料系統（2）為具有球磨功能的容器，內部包括摩爾比1：4～1：8比例的UO₂與NH₄HF₂原料或摩爾比1：12～1：24比例的U₃O₈與NH₄HF₂原料。

2.根據權利要求1所述的用于制備氮化鈾的流化床裝置，其特征在于，所述低溫流化床（3）包括第一容器本體（30）、第一下法蘭（31）、第一下網欄（32）、第一加熱裝置（33）、第一控溫傳感器（34）、第一進料口（35）、第一出料口（36）、第一上網欄（37）、第一上法蘭（38），所述第一容器本體（30）上下兩端分別接有第一上法蘭（38）、第一下法蘭（31），所述第一上法蘭（38）、第一下法蘭（31）上分別設有第一出氣口（380）以及第一進氣口（310），所述第一下法蘭（31）內設有氣腔，所述第一容器本體（30）為聚四氟乙烯內襯（39），所述第一容器本體（30）上設有第一加熱裝置（33）以及第一溫控傳感器（34）用于控制第一容器本體（30）內的物質加熱到設定溫度，所述第一容器本體（30）內上下兩端分別裝有第一上網欄（37）以及第一下網欄（32），第一上網欄（37）與第一下網欄（32）之間的第一容器本體（30）上開設有第一進料口（35）以及第一出料口（36）。

3.根據權利要求1所述的用于制備氮化鈾的流化床裝置，其特征在于，所述高溫流化床（4）包括第二容器本體（40）、第二下法蘭（41）、第二下網欄（42）、第二加熱裝置（43）、第二控溫傳感器（44）、第二進料口（45）、第二出料口（46）、第二上網欄（47）、第二上法蘭（48），所述第二容器本體（40）上下兩端分別接有第二上法蘭（48）、第二下法蘭（41），所述第二上法蘭（48）、第二下法蘭（41）上分別設有第二出氣口（480）以及第二進氣口（410），所述第二下法蘭（41）內設有氣腔，所述第二容器本體（40）為鉬合金，所述第二容器本體（40）上設有第二加熱裝置（43）以及第二溫控傳感器（44）用于控制第二容器本體（40）內的物質加熱到設定溫度，所述第二容器本體（40）內上下兩端分別裝有第二上網欄（47）以及第二下網欄（42），第二上網欄（47）與第二下網欄（42）之間的第二容器本體（40）上開設有第二進料口（45）以及第二出料口（46）。

4.根據權利要求1所述的用于制備氮化鈾的流化床裝置，其特征在于，所述除塵板塊（51）為冷卻降速網，氟化氫吸收板塊（52）為Ca(OH)₂和NaOH混合材料，氨氣捕集板塊（53）為稀鹽酸。

5.根據權利要求1所述的用于制備氮化鈾的流化床裝置，其特征在于，所述尾氣處理裝置（5）還包括氣體檢測模塊（55），所述氣體檢測模塊（55）安裝于尾氣出氣口（54）上用于檢測尾氣吸收情況。