بررسی کارایی قرص سدیوم فلوراید در تله‌های شیمیایی صنایع غنی‌سازی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، صندوق پستی: 4563-11365، تهران ـ ایران

2 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 8486-11365، تهران- ایران

چکیده

جاذب سدیوم فلوراید، که یکی از پرکاربردترین جاذب‌های مورد استفاده در صنایع غنی‌سازی اورانیوم است، بصورت اشکال پودری و قرص‌های استوانه‌ای در دسترس می‌باشد. حالت خطی-سهموی سرعت واکنش میان اورانیوم هگزافلوراید و سدیوم فلوراید در حالت پودری شکل در مقایسه با روند سهموی-لگاریتمی برای حالت قرصی شکل (به سبب کاهش ناگهانی سرعت واکنش) در نگاه نخست انتخاب پودر سدیوم فلوراید به‌ عنوان جاذب تله‌های شیمیایی را توجیه‌پذیر می‌کند. ولی باید توجه داشت که انتخاب شکل و حالت جاذب تنها با بررسی سینتیک واکنش امکان‌پذیر نمی‌باشد و برای بررسی این امر لازم است پارامترهای دیگری از جمله افت فشار و ظرفیت نهایی جذب نیز مورد توجه قرار گیرد. بر این اساس، اثرهای شکل و اندازه جاذب بر پارامترهای ذکر شده مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی‌ها نشان داد اگرچه در نگاه نخست اولویت استفاده با شکل پودری جاذب سدیوم فلوراید است ولی کاهش افت فشار و افزایش ظرفیت جاذب در اثر افزایش اندازه ذرات مهمترین عواملی هستند که سبب می‌شوند تا در واکنش‌های کمپلکسی مانند آنچه در واکنش میان اورانیوم هگزافلوراید و سدیوم فلوراید رخ می‌دهد، جاذب‌های پودری، یا ذرات کوچکتر مورد استفاده قرار نگیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sodium Fluoride Pellets Use in UF6 and HF Chemical Traps

نویسندگان [English]

  • K Karimpour 1
  • S.J Safdari 2
  • S.M.A Mousavian 1
چکیده [English]

Sodium fluoride is one of the most important adsorbents in enrichment facilities, where it is availabe in the form of powder and pellets. Linear and parabolic curve of the reaction between uranium hexafluoride and sodium fluoride, in the form of powder, in comparison with the parabolic curve of sodium fluoride in the form of pellets is shown that it is the best shape for the sodium fluoride adsorbents. But, it is impossible to determine these properties only by comparison of UF6 and NaF reaction kinetics and, selecting the shape and dimension requires the study of the effects of loading and pressure drop. In this paper, effects of adsorbents shape on pressure drop and capacity is studied. Based on these studies, it was realized that as the dimension of adsorbents decreases, the active surface area increases and cansequently, the final capacity of the adsorption decreases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sodium Fluoride
  • Uranium hexafluoride
  • Chemical Trap
  • Absorber Pellets
  • Powder
  • Adsorption
  • Surface Area
  • Pressure Drop
  1. 1.    R.M. Schultz, W.E. Hobbs, J.L. Norton, M.J. Stephenson, “Sorbent selection and design consideration for uranium trapping,” K/ET-5025 (1981).

 

  1. 2.    M.J. Stephenson, “A design model for dynamic adsorption of uranium hexafluoride on fixed beds of sodium fluoride,” K-L-6195 (1968).

 

  1. 3.    L.E. McNeese, “An experimental study of sorption of uranium hexafluoride by sodium fluoride pellets and mathematical analysis of diffusion with simultaneous reaction,” ORNL-3494 (1983).

 

  1. 4.    L.E. Mc Neese and S.H. Jury, “Removal of uranium hexafluoride from gas streams by sodium fluoride pellets,” ORNL-1-281 (1964).

 

  1. 5.    W. Johnston, “Designing fixed-bed adsorption columns,” Chemical Eng. Nov. 27 (1972).                                                

 

  1. 6.    E.B. Munday, “Preconceptual design of the gas-phase decontamination demonstration cart,” K/TCD-1076 (1993).

 

  1. 7.    W. Umrath, “Fundumental of vacuum technology,” Leybold Vacuum Ind, Cologne (1998).
  2. 8.    L.N. Rozanov, “Vacuum technique,” 1st ed, Taylor & Francis, London (2002).

 

  1. 9.    F.E. Massoth and W.E. Hensel, “Kinetics of the reaction between sodium fluoride and uranium hexafluoride. Ι. sodium fluoride powder,” J. Physic. Chem. 62 (1958).

 

  1. 10.              F.E. Massoth and W.E. Hensel, “Kinetics of the reaction between sodium fluoride and uranium hexafluoride. ΙІ. sodium fluoride pellets and crushed pellets,” J. Physic. Chem. 63 (1959).

 

  1. 11.              J.G. Malm, H. Selig, S. Siegle, “Complex compounds of uranium hexafluoride with sodium fluoride and potassium fluoride,” J. Inorg. Nucl. Chem. 2, 380  (1956).

 

  1. 12.              H.G. Mcllvried and F.E. Massoth, “Effect of particle size distribution on gas-solid reaction kinetics for spherical particles,” Ind. Eng. Chem. Fund. Vol. 12, No 2 (1973).

 

  1. 13.              A.S. Gupta and G, Thodos, “Mass and heat transfer in the flow of fluids through fixed and fludized beds of spherical particles,” A.I. Ch.E. J, 8, 608 (1962).