مطالعه آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی فرایند جذب سطحی اسید هیدروفلوئوریک بر روی قرص های فلوئورید سدیم

در صنعت فرآوری اورانیوم، گاز فلویور یکی از مواد اولیه جهت تولید تترافلویورید اورانیوم و هگزافلویورید اورانیوم به شمار می رود. لذا خالص سازی این گاز در صنعت هسته ای از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه، فرایند جذب سطحی گاز اسیدهیدروفلویوریدریک جهت خالص سازی گاز فلویور بر روی قرص های فلویوریدسدیم به صورت آزمایشگاهی در یک بستر ثابت جاذب نیمه صنعتی بررسی شده و تأثیر بعضی از پارامترهای فرایندی از جمله غلظت و دمای ورودی اسیدهیدروفلویوریدریک روی فرایند جذب به دقت بررسی گردیده است. نتایج بدست آمده تحلیل و با ایزوترم های لانگمویر، فرندلیچ و تمکین تطبیق داده شده است. ظرفیت جذب در دو دمای 22 و 54 درجه سانتیگراد با مدل ایزوترم لانگمویر به ترتیب 908/1 و 750/0 گرم اسیدهیدروفلویوریدریک به گرم فلویورید سدیم بدست آمد. طبیعت مطلوب جذب سطحی که با ترم بدون بعد فاکتور جداسازی (rl) بیان می گردد، در این فرایند بیش از یک بدست آمده است که نشان دهنده جذب نامطلوب جاذب می باشد. به علاوه آنالیز داده ها نشان می هد که داده های تعادلی ایزوترم تطابق مناسب تری با ایزوترم لانگمویر و تمکین نسبت به فرندلیچ داشته اند. همچنین یک مدل ریاضی برای عملکرد غیر هم دما بر مبنای قوانین بقا روی مکانیزم های انتقال حرارت و جرم گاز- جامد ارایه گردیده است. معادلات حاکم به روش عددی حل و دقت نتایج مدل در خصوص پیش بینی غلظت های خروجی اسیدهیدروفلویوریدریک و منحنی رخنه با داده های آزمایشگاهی بدست آمده مقایسه و تأیید گردیده است. بعد از تأیید دقت مدل، یک نرم افزار برای پیش بینی رفتار جذب بستر توسعه داده شده که به کمک آن می توان تأثیر پارامترهای عملیاتی بر راندمان حذف گاز و طراحی بستر جذب را بررسی نمود.