一种用于氢氟化工艺的气相HF供料装置

技术领域

本发明涉及铀纯化转化生产设备技术领域，尤其是涉及一种用于氢氟化工艺的气相HF供料装置。

背景技术

在铀纯化转化生产过程中，通常通过氟化四氟化铀制取挥发性六氟化铀，而四氟化铀的生产通常采用“干法”生产工艺，将无水氟化氢(AHF)加热、蒸发为具有一定温度和压力的气态HF后，在高温条件下，无水氟化氢(AHF)和二氧化铀在两级逆流串联流化床反应器内反应生成四氟化铀。目前的HF加热、蒸发、供料系统的主要装置为夹套式的55m

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于氢氟化工艺的气相HF供料装置，使HF的蒸发、供给能力得到有效提高，保障了生产线的连续稳定运行。

根据本发明的一个目的，本发明提供一种用于氢氟化工艺的气相HF供料装置，包括两台HF蒸发器，所述HF蒸发器为管壳式换热反应器，所述HF蒸发器通过供液管路与液态氟化氢泵连接，所述液态氟化氢泵与氟化氢储罐连接，所述HF蒸发器的下端与供液管路连接；所述HF蒸发器的上端通过气态管路与生产系统连接，所述HF蒸发器的顶部通过蒸汽管路与蒸汽主管连接。

进一步地，所述HF蒸发器的数量为两台，两台所述HF蒸发器分别通过所述供液管路与所述液态氟化氢泵连接，所述液态氟化氢泵的数量为两台，两台所述液态氟化氢泵分别与所述供液管路连接。

进一步地，所述HF蒸发器的下端设置物料进口，所述物料进口与所述供液管路连接，所述供液管路上设有截止阀和流量调节阀。

进一步地，所述HF蒸发器的上端设置物料出口，所述物料出口通过所述气态管路与生产系统连接，所述HF蒸发器的顶部设置蒸汽进口，所述蒸汽进口通过所述蒸汽管路与所述蒸汽主管连接，所述HF蒸发器的物料进口和所述蒸汽进口均设置有防冲挡板。

进一步地，所述蒸汽管路上设有蒸汽调节阀。

进一步地，所述HF蒸发器的底部设置冷凝水出口，所述冷凝水出口通过冷凝水管与冷凝水系统连接。

进一步地，所述HF蒸发器上设有排净管，所述HF蒸发器通过所述排净管与事故罐连接，所述排净管上设有排净阀。

进一步地，所述HF蒸发器上还设有吹扫管，所述HF蒸发器通过吹所述扫管与氮气罐连接，所述吹扫管上设有吹扫阀。

进一步地，所述HF蒸发器上设有液位计口、压力表口和温度计口，所述液位计口、所述压力表口或所述温度计口分别设有液位计、压力表或温度计。

进一步地，所述液位计、所述压力表和所述温度计与DCS系统连接，所述DCS系统设置有紧急切断装置。

本发明的技术方案应用于氢氟化工序HF供料系统，使HF的蒸发、供给能力得到有效提高，保障了生产线的连续稳定运行；该套系统使用寿命较长，检修维护频率较低，减少了工作人员与HF接触频次，这不仅提高了生产线的产能，同时降低了运行维护成本；该套系统便于控制气态HF的温度和压力，系统设置紧急切断装置，进一步保障安全生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例HF蒸发器的结构示意图；

图中，1、HF蒸发器；2、供液管路；3、液态氟化氢泵；4、物料进口；5、物料出口；6、气态管路；7蒸汽进口；8、蒸汽管路；9、冷凝水出口；10、冷凝水管；11、排净管；12、吹扫管；13、液位计口；1 4、压力表口；15、温度计口。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-图2所示，

一种用于氢氟化工艺的气相HF供料装置，包括两台HF蒸发器1，两台HF蒸发器1采用并列设置的方式，一台工作另一台用于检修。两台HF蒸发器1分别通过供液管路2与液态氟化氢泵3连接，液态氟化氢泵3与氟化氢储罐连接。本实施例设置有两台液态氟化氢泵3，两台液态氟化氢泵3分别与供液管路2连接，两台液态氟化氢泵3一台工作，一台备用。

HF蒸发器1的下端设置物料进口4，通过该物料进口4与供液管路2连接，液态氟化氢通过液态氟化氢泵3经供液管路2进入HF蒸发器1下端。供液管路2上设有截止阀和流量调节阀(图中未示出)。液态HF通过液态氟化氢泵3加压从HF蒸发器1下端物料进口4进入HF蒸发器1的壳程。

HF蒸发器1的上端设置物料出口5，HF蒸发器1上端的物料出口5通过气态管路6与生产系统连接，为生成系统提供稳定的气态氟化氢。

HF蒸发器1的顶部设置蒸汽进口7，HF蒸发器1的蒸汽进口7通过蒸汽管路8与0.6MPa蒸汽主管连接。蒸汽管路8上设有蒸汽调节阀(图中未示出)，HF蒸发器1的物料进口4和蒸汽进口7处均设置有防冲挡板。

HF蒸发器1的底部设置冷凝水出口9，HF蒸发器1底部的冷凝水出口9通过冷凝水管10与冷凝水系统连接。0.6MPa的蒸汽从HF蒸发器1顶端蒸汽进口7进入管程加热HF，汽化的HF从HF蒸发器1上端去反应系统，冷凝水从蒸发器底部去冷凝水系统。

HF蒸发器1上设有排净管11，HF蒸发器1通过排净管11与事故罐连接，排净管11上设有排净阀。HF蒸发器上还设有吹扫管12，HF蒸发器1通过吹扫管12与0.6MPa氮气罐连接，吹扫管12上设有吹扫阀。

HF蒸发器1上设有液位计口13、压力表口14、温度计口15和备用口，通过液位计口13、压力表口14、温度计口15和备用口分别配备液位计、压力表、温度计等仪器，确保现场压力、压差变送器输出至DCS系统的信号正确。实时对蒸发器的关键参数进行监控。DCS自动单元参与各设备控制，达到既可手动又可自动的要求。

本实施例DCS系统通过获取各压力表、压差变送器的信号，当物料出口的HF气体压力未达到后续工艺的要求时，DCS系统调整蒸汽管路上的蒸汽调节阀的开度，以改变HF气体的压力，满足工艺需求。

本实施例所采用的HF蒸发器为管壳式换热反应器，包括蒸发器筒体，蒸发器筒体使用抗腐蚀镍铜合金(蒙乃尔)NCu30，封头材料为S30408，蒸发器换热结构主要由八块折流板和57根换热管组成，折流板材料为S30408，换热管采用NCu30。换热管与管板的连接采用强度焊和贴胀；管板与换热管的焊接接头采用氩弧焊，至少焊两遍。壳程筒体与管板、管板与换热管的焊接接头应氩弧焊打底。接管与壳体之间的焊接接头，应当采用全焊透结构。

本发明生产时，液态HF通过液态氟化氢泵源源不断进入HF蒸发器，在HF蒸发器内换热蒸发，并达到一定温度和压力之后去生产系统。蒸汽直接从HF蒸发器顶部进入HF蒸发器，通过对HF蒸发器液位、出口温度和压力进行监测，调节蒸汽和液态HF的流量，使供料系统稳定连续运行。

本实施例中，DCS系统设置有紧急切断装置和报警装置，如果后续工艺突然停车或其他异常情况，导致系统压力增高，当压力达到0.8MPa时，DCS系统紧急将截止阀关闭将蒸汽切断，同时切断液态氟化氢泵的电源，打开排净阀，将HF蒸发器内的HF排净至事故槽，打开氮气吹扫阀将HF蒸发器内吹扫干净。蒸发器设置紧急停机制动，壳程下端设置排净口，上端设置排气口，方便对蒸发器进行置换和应急处置。

本发明液态HF在HF蒸发器内分为两个阶段：饱和蒸发段和过热段，在饱和蒸发段将HF蒸发，在过热段将气化后的HF加热到后续工艺所需要的压力和温度。通过控制关键参数，调整蒸汽和液体HF的流量，达到稳定高效供料的目的。

本发明应用于氢氟化工序HF供料系统，使HF的蒸发、供给能力得到有效提高，保障了生产线的连续稳定运行；该套系统使用寿命较长，检修维护频率较低，减少了工作人员与HF接触频次，这不仅提高了生产线的产能，同时降低了运行维护成本；该套系统便于控制气态HF的温度和压力，系统设置紧急切断装置，进一步保障安全生产。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。