密实移动床吸附塔的改进设计.pdf

第33卷第2期
铀矿冶
Vol 33 No.2
2014年5月
URANIUM MINING AND METALLURGY
May 2014
密实移动床吸附塔的改进设计
肖微
(中核第四研究设计工程有限公司,石家庄050021)
摘要:阐述密实移动床吸附塔结构设计需要注意的问题,分别对液相及树脂进(出)塔装置等主要影响设备生
产能力和效率的关键部件进行了改进设计。生产应用证明,改进设计取得了预期效果。
关键词;密实移动床;离子交换;吸附塔;蝕水治;设计
中图分类号:TQ051.13文献标志码:A文章编号:1000-8063(2014)02-009-03
doj:10.13426/j.cnki,yky.2014.02.010
密实移动床吸附塔(以下简称吸附塔)是铀水
3)塔体满足强度、刚度和稳定性及衬里的要
治厂关键的生产设备之一,是针对我国铀矿以中求,保证工艺操作便利。
小型矿床居多、中低品位为主的特点而设计的
4)塔内构件尽量采用可拆卸件并在塔外固
它不仅具有固定床离子交换塔的全部优点,而且定,构件应方便拆装、检修。
生产效率高,设备利用率高,在结构、管理和运行
5)排放装置要防止液体排出不通畅,同时避
方面也更为简便。
免树脂泄漏,
吸附塔结构的关健装置有上部排液装置、下
6)选取合适衬里结构及耐蚀、耐磨材料,提高
部进液均匀分布装置及树脂进(出)塔装置等]。设备使用寿命。
设备的生产能力和效率的提高以及外形尺寸等都
7)满足工艺要求的前提下要求设备结构简
取决于上述装置的改进。笔者根据多年吸附塔的单,制造方便,成本低。此外,还要考虑塔的安装、
工程设计经验,以某工程为例,对吸附塔的结构设维修、运输条件及其他因素
计进行了详细的分析及设计改进。
吸附塔结构改进设计
吸附塔设计的基本原则
吸附塔结构改进设计主要包括塔体、吸附尾
1.1设计参数
液排放装置、进液分布装置、树脂进塔管、树脂排
设计压力为0.1MPa,工作压力为常压;工作出管等部分的设计。
温度为常温;介质为含有硫酸、氯离子的浸出液和2.1塔体
树脂;正常运行流速为35m/h,空塔流速为0
1.1设计考虑因素
50m/h;液相体积流量为100m3/h;使用年限为
1)塔体组成。塔体由圆锥底、圆筒体和扩口
锥以及顶盖组成,为常压工作的容器。
1.2设计要求
2)进出液方式。吸附塔运行时,浸出液由塔
1)吸附塔运行时吸附液从塔底进入,从塔顶的下部进液口进入塔内,吸附尾液则经塔顶的排
流出。吸附效率取决于树脂在设备中的停留时放装置排出。树脂从离子交换塔塔顶进入,饱和
间,以及沿塔横截面物相分布的均匀性和其纵向树脂在预定的交换周期后从塔底部自流排出[们。
搅动程度]。
3)防止树脂溢出。塔上部直筒改为扩口锥,
2)塔的几何尺寸要保证树脂装入量和床层高横截面积逐步增大,液相流速逐渐降低,从而有效
度,保证其处理能力达到100m3/h。
地防止树脂溢出;下部采用锥底,保证树脂局部不
收稿日期:2013-12-02
作者简介:肖微(1962--),女,辽宁海城人,工程师,从事铀水冶、医药、化工工程设备设计工作
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第33卷
滞留于下封头内。
4)主要载荷。塔体设计时需考点的主要载
次滤网A筋板
荷有床层静压力、重力载荷、风载荷、地震载荷、
筋板
法
吊装作用力、运输作用力等。塔体强度、刚度还需
满足衬里要求[?。
5)其他。拆装、检修、楼板层间距,工人操作
滤管上筋板范围内
孔板L均布开丑
堵板
面等,也应有所考虑
管子
2.1,2设计参数及结构
滤管
卡箍
根据设计因素要求,最终确定吸附塔塔体的
二次滤网
主要结构参数:内径为1600mm;塔体总高为
14200mm,树脂床层高为10000mm;上部扩口
直径为2500mm;襦座高为2900mm;全容积为
图2吸附尾液排放箱结构示意图
塔体结构示意图见图1
观发现第1道滤网破裂,待吸附塔停止工作后更
观察孔排气口
DN50树脂进口
换损坏滤网,从而防止树脂溢出。
b2500
3)滤管。原先痣网紧贴在圆形滤管上,吸附
8-排放箱
塔运行时树脂及碎树脂直接覆盖在滤网表面,造
a集流槽
成有效过滤面积减少,法网在常压工作状况下易
被堵塞,使塔内液位升高,因此,改进设计将原有
DN200出液口
的圆形滤管改为长圆形滤管并架设筋板,筋板纵
向和横向间隔均均布置。滤管及滤管端头孔板上
开直径为5mm的滤孔。改进设计后滤网被架
空,滤网不接触滤管,滤液通过滤网后,无阻碍地
流过滤孔,从而保证了有效过滤面积,解决了因排
喜阳美玄理
液不畅需经常清洗滤网的问题,网箱清洗次数大
DN150进液国
大减少。另外,液流冲击下发生滤管断裂或弯曲
变形的次数也大大减少,使用寿命得以延长
挡水板
DN100树脂出口
4)由于排放箱、滤网、滤管等组成的尾液排放
箱在塔体外固定,工人可在塔外操作台上检修、清
洗安装,非常简便。
图1密实移动床吸附塔塔体结构示意图
2.3进液分布装置
进液分布装置主要功能在于保障液相均匀分
2.2吸附尾液排放装置
布和减少纵向搅动。虽然常用的布料器和树脂层
吸附尾液排放装置设计主要考虑了排放箱、支撑隔板能达到较好的布料效果,但由于分布器
滤网和滤管的设计
在设备内,当受介质腐蚀及冲击损坏时,其检修及
1)排放箱。排放装置要求防止树脂泄漏和尾固定都存在一定的问题。为克服以上缺点,进液
液在常压工作下顺畅流出,在改进设计时将排放分布装置改进设计后,其进液管上的开孔距离能
箱滤管的数量由原来的12~16个减少到8个,排调节选择,开孔至挡水板的间距要适当,从而使液
放箱与塔体由法兰连接。尾液经排放箱流人集流体得到较好的分散效果,并能防止因中心流动过
槽后汇入出液口。排放箱结构示意图见图2。
分激烈造成塔内树脂层的较大搅动,保证了液体
2)滤网。尾液排放箱上设2道滤网,如果第自塔底向上均匀流动。此外,进液管采用可拆卸
1道滤网破裂,泄漏树脂可被拦截在第2道滤网结构,无须进入设备即可更换,安装检修方便。吸
内,保证系统仍能正常运行,且工人在操作面能直附原液进液分布装置示意图见图3。