Безводный фторид - водород
Cтраница 2
В связи с изложенным предприняты попытки разработать несколько альтернативных плазменных процессов переработки отвального гексафторида урана на оксиды урана и на металлический уран с получением безводного фторида водорода; основные результаты этих разработок изложены ниже. [16]
Ректификационный аффинаж: в ядерной энергетике применяется главным образом при аффинаже гексафторида урана, направляемого на завод по разделению изотопов урана, и при производстве безводного фторида водорода, являющегося сырьем электролитического производства фтора. Однако роль ректификации при производстве UFg в некоторых странах, например в России, ограничена, поскольку на ранней стадии развития ядерной энергетики были разработаны мощные аффинажные операции по гидрохимической очистке соединений урана, в связи с чем на многих заводах надобности в ректификационном аффинаже практически не возникло. В других странах, например в США и ЮАР, ректификация является непременной аффинажной операцией по очистке гексафторида урана от примесей перед стадией разделения изотопов урана. [17]
Известен и другой подход к решению изложенной выше проблемы; он основан на плазменно-водородной концепции переработки отвального гексафторида урана [4], в соответствии с которой наиболее приемлемыми продуктами переработки являются безводный фторид водорода и плавленый металлический уран; последний гораздо более соответствует потребностям утилизации, и даже хранения. Эта концепция имеет некоторое экспериментальное подтверждение на лабораторном уровне, которое сводится к следующему. [18]
Альтернативой плазменно-ректификационной технологии переработки отвального по изотопу U-235 гексафторида урана является технология плазменно-водородного восстановления UFg до металлического урана; при этом весь фтор, содержащийся в UF6, переводится в безводный фторид водорода. В основе этой технологии лежит способ [20], основанный на водородном восстановлении гексафторида урана при высоких температурах, осуществляемый в одном технологическом аппарате и состоящий из четырех последовательно-параллельных стадий. Ниже эти стадии рассмотрены сначала в общем виде, затем более подробно, в соответствии с уровнем экспериментальной проверки. [19]
Известен и другой подход к решению изложенной выше проблемы; он основан на плазменно-водородной концепции переработки отвального гексафторида урана [4], в соответствии с которой наиболее приемлемыми продуктами переработки являются безводный фторид водорода и плавленый металлический уран; последний гораздо более соответствует потребностям утилизации, и даже хранения. Эта концепция имеет некоторое экспериментальное подтверждение на лабораторном уровне, которое сводится к следующему. [20]
Альтернативой плазменно-ректификационной технологии переработки отвального по изотопу U-235 гексафторида урана является технология плазменно-водородного восстановления UFg до металлического урана; при этом весь фтор, содержащийся в UFg, переводится в безводный фторид водорода. В основе этой технологии лежит способ [20], основанный на водородном восстановлении гексафторида урана при высоких температурах, осуществляемый в одном технологическом аппарате и состоящий из четырех последовательно-параллельных стадий. Ниже эти стадии рассмотрены сначала в общем виде, затем более подробно, в соответствии с уровнем экспериментальной проверки. [21]
Теория электролитической диссоциации неприменима к взаимодействиям, не сопровождающимся диссоциацией на ионы. Например, аммиак, реагируя с безводным фторидом водорода, образует соль фторид аммония NH3 HF NHjF. Аммиак, не имея в своем составе гидроксидной группы, ведет себя как основание. [22]
Но если количество катализатора значительно, оказывается возможным образование нового комплекса реагентов и катализатора. Например, раствор фторида бора в безводном фториде водорода, используемый в качестве катализатора изомеризации ксилолов, образует стабильные комплексы с ксилолами, растворимые в кислоте. Этот пример показывает возможность значительных ошибок при экспериментальном определении равновесных составов и по ним констант равновесия. [23]
 |
Реакторный узел для ме-таллофторидного фторирования. [24] |
Электрохимическое фторирование начало развиваться лишь в последнее время, но оно имеет ряд преимуществ по сравнению с только что описанными методами. Сущность его состоит в следующем: при электролизе безводного фторида водорода ( с добавлением фторидов металлов для повышения электрической проводимости) выделяющийся на аноде фтор немедленно реагирует с растворенным или эмульгированным в жидкости органическим веществом. Благодаря протеканию реакций в жидкой фазе при перемешивании достигается хороший теплоотвод и существуют широкие возможности регулирования процесса. [25]
Температуру алкилирования выбирают такой, чтобы максимально подавлялись побочные реакции деструкции и полимеризации, но сохранялась достаточно высокая скорость процесса. При катализе серной кислотой проводят реакцию при 0 - 10 С, а с безводным фторидом водорода - при 20 - 30 С под некоторым давлением. Алкилирование изобутана этиленом в присутствии А1С13 проводят под давлением при 50 - 60 С. [26]
Четвертая стадия, осуществляемая одновременно с тремя предыдущими, представляет собой выведение и сбор второго товарного продукта - безводного фторида водорода. Вывод газообразного фторида водорода производят через фильтрационный модуль, состоящий из многослойных регенерируемых металлокерамических элементов, не пропускающих микронные и субмикронные порошки и аэрозоли и тем самым обеспечивающих безопасность процесса от бесконтрольного проникновения пирофорного продукта за пределы технологической зоны. Далее поток безводного фторида водорода, очищенный от дисперсной фазы, конденсируют, собирают в виде жидкости в транспортные емкости и направляют на реализацию или на подпитку электролизных ванн для получения элементного фтора. [27]
Вторая проблема может быть решена при оформлении технологического режима на первой стадии: за счет уменьшения кинетической энергии потока ( 11 - Г - Н) - плазмы, снижения давления. Кроме того, в процессе очистки фторида водорода от технологической пыли на четвертой стадии возможны компактирование и возврат аэрозолей в металлодиэлектрический реактор. Как известно, четвертая стадия ( выведение и сбор второго товарного продукта - безводного фторида водорода) осуществляется одновременно с тремя первыми. Вывод газообразного фторида водорода производят через фильтрационный модуль, состоящий из многослойных регенерируемых металлокера-мических элементов, не пропускающих микронные и субмикронные порошки и аэрозоли и тем самым обеспечивающих защиту процесса от бесконтрольного проникновения пирофорного продукта за пределы технологической зоны. Далее поток безводного фторида водорода, очищенный от дисперсной фазы, конденсируют, собирают в виде жидкости в транспортные емкости и направляют на реализацию или на подпитку электролизных ванн для получения элементного фтора. Поскольку операция очистки фторида водорода от аэрозолей на ме-таллокерамических фильтрах, сделанных из анизотропной керамики, является очень важной и принципиально новой операцией, сфера применения которой не ограничивается рамками настоящей главы, ниже будут рассмотрены основные научно-технические принципы этой технологии и техники. [28]
Вторая проблема может быть решена при оформлении технологического режима на первой стадии: за счет уменьшения кинетической энергии потока ( U F Н) - плазмы, снижения давления. Кроме того, в процессе очистки фторида водорода от технологической пыли на четвертой стадии возможны компактирование и возврат аэрозолей в металлодиэлектрический реактор. Как известно, четвертая стадия ( выведение и сбор второго товарного продукта - безводного фторида водорода) осуществляется одновременно с тремя первыми. Вывод газообразного фторида водорода производят через фильтрационный модуль, состоящий из многослойных регенерируемых металлокера-мических элементов, не пропускающих микронные и субмикронные порошки и аэрозоли и тем самым обеспечивающих защиту процесса от бесконтрольного проникновения пирофорного продукта за пределы технологической зоны. Далее поток безводного фторида водорода, очищенный от дисперсной фазы, конденсируют, собирают в виде жидкости в транспортные емкости и направляют на реализацию или на подпитку электролизных ванн для получения элементного фтора. Поскольку операция очистки фторида водорода от аэрозолей на ме-таллокерамических фильтрах, сделанных из анизотропной керамики, является очень важной и принципиально новой операцией, сфера применения которой не ограничивается рамками настоящей главы, ниже будут рассмотрены основные научно-технические принципы этой технологии и техники. [29]
Вторая проблема может быть решена при оформлении технологического режима на первой стадии: за счет уменьшения кинетической энергии потока ( 11 - Г - Н) - плазмы, снижения давления. Кроме того, в процессе очистки фторида водорода от технологической пыли на четвертой стадии возможны компактирование и возврат аэрозолей в металлодиэлектрический реактор. Как известно, четвертая стадия ( выведение и сбор второго товарного продукта - безводного фторида водорода) осуществляется одновременно с тремя первыми. Вывод газообразного фторида водорода производят через фильтрационный модуль, состоящий из многослойных регенерируемых металлокера-мических элементов, не пропускающих микронные и субмикронные порошки и аэрозоли и тем самым обеспечивающих защиту процесса от бесконтрольного проникновения пирофорного продукта за пределы технологической зоны. Далее поток безводного фторида водорода, очищенный от дисперсной фазы, конденсируют, собирают в виде жидкости в транспортные емкости и направляют на реализацию или на подпитку электролизных ванн для получения элементного фтора. Поскольку операция очистки фторида водорода от аэрозолей на ме-таллокерамических фильтрах, сделанных из анизотропной керамики, является очень важной и принципиально новой операцией, сфера применения которой не ограничивается рамками настоящей главы, ниже будут рассмотрены основные научно-технические принципы этой технологии и техники. [30]
Страницы: 1 2 3