精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置製造方法
2023-04-23 07:35:56 1
精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置製造方法
【專利摘要】一種精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置，它是由精餾塔、冷凝器、冷凝水流管道、一級分配段多環溢流堰分配器、二級分配段多環溢流堰分配器、三級分配段多環溢流堰分配器、溢流堰口、採出管道、採出管組成。它可以通過旋轉採出管達到控制大回流比的目的。本實用新型的優點在於，採用回流式分離硼-10同位素，得出的硼-10產品富集豐度更高，操控性更加簡單可靠，平衡時間20~30小時，塔內溫度80～100℃，降低了能耗，提高了生產效率。
【專利說明】精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型涉及一種精確控制超大回流比分配器的裝置，尤其是分離硼-10同位素的方法。
[0003]【背景技術】:
[0004]天然硼元素以穩定同位素的硼-10和硼-11兩種形式存在，其豐度分別約為19.8%和80.2%。硼-10對熱中子的吸收截面為3837巴，自然豐度的硼對熱中子的吸收截面接近於750巴，而硼-11僅為0.005巴，因此10對熱中子的吸收截面是自然豐度硼的5倍還多。由於同位素硼-10有著獨特的防護中子的性能，因此，在核電、核醫藥、核軍工等方面已得到廣泛應用。
[0005]現代工藝對於硼-10同位素主要還是採用化學交換精餾法獲得。即將三氟化硼絡合物加注到塔中，在一定的溫度壓力下，通過加熱塔底液體組分使其氣化而上升，在塔頂與冷凝器液化而回流到塔內下降，在氣液相進行化學傳質交換反應，使組分10BF3絡合物不斷從氣相轉入液相，組分11BF3絡合物不斷從液相轉入氣相，液體流入塔底後經加熱重新氣化返回精餾塔，與回流液再進行化學交換反應。這樣周而復始，塔頂硼-11含量越來越高，而塔底硼-10的含量越來越高，經過一定的時間，達到平衡，使塔內硼-10各點濃度趨於穩定，從而實現同位素硼-10的分離目的。
[0006]目前，工業上仍採用化學交換精餾製備穩定的同位素硼-10，但一般單塔回流均採均在塔內自由循環回流，待其化學傳質反應達到平衡後，取出產物，分析富集豐度。這種方法操作困難，對操作性要求強，生產效率低。
[0007]實用新型內容:
[0008]本實用新型的目的是提供一種單塔可控回流比300~700:1製備硼-10的裝置。它通過精餾塔上的冷卻器流下的液體通過一次分配段、二次分配段、三次分配段的分配，經簡單操作使總溢流堰口數與最裡層可控採出口數成比例，從而使回流量與採出量成比例，進而實現精確控制硼-10同位素精餾分離超大回流比，其回流比範圍是50~700:1，達到塔內三氟化硼絡合物傳質更加趨於完全，平衡時間更易達到，得到豐度更高的硼-?ο產品。
[0009]本實用新型的目的是這樣實現的:它是由精餾塔、冷凝器、冷凝水流管道、一級分配段多環溢流堰分配器、二級分配段多環溢流堰分配器、三級分配段多環溢流堰分配器、溢流堰口、採出管道、採出管構成，其特徵在於:通過冷凝器回流下來的液體，經過裝置上方的一級分配段預分配，均勻的流到二級分配段多環溢流堰分配器，再流入到三級分配段多環溢流堰分配器分配，各溢流堰分配器相同，且同心，三級分配的溢流堰口數為M個，在最內環半圓內的溢流堰口有N個，其總溢流堰口數為M+N個，在內層套管開有與溢流堰等高的矩形槽，該矩形槽邊長是內層管圓周的一半，另一短邊為溢流堰的高，該管為採出管，通過自由旋轉採出管來調節不同的回流比。
[0010]所述的冷凝器位於蒸餾塔的上方，在冷凝器與蒸餾塔之間有一條冷凝水流管道與之契合。
[0011]所述的二次分配段多環溢流堰分配器的同心圓環上開有多個倒等腰三角形口，其高度為2-40mm，到三角口頂角為15-90°。
[0012]所述的採出管道在採出管外側，與精餾塔的底部相契合。
[0013]本實用新型的優點在於:該方法可以使設備在塔內三氟化硼絡合物汽液相接觸更加充分，傳質更加完全，更易達到平衡時間，得出的硼-10產品富集豐度更高，操控性更加簡單可靠，平衡時間20?30小時，塔內溫度80?100°C，降低了能耗，提高了生產效率。
[0014]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0015]圖1是本實用新型的整體機構圖；
[0016]圖2是本實用新型的工作原理圖。
[0017]【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步的說明:
[0019]實施例1:
[0020]一種精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置，它是由精餾塔1、冷凝器2、冷凝水流管道3、一級分配段多環溢流堰分配器4、二級分配段多環溢流堰分配器5、三級分配段多環溢流堰分配器6、溢流堰口 7、採出管道8、採出管9組成，其特徵在於:通過冷凝器2回流下來的液體，經過裝置上方的一級分配段預分配4，均勻的流到二級分配段多環溢流堰分配器5，再流入到三級分配段多環溢流堰分配器分配6，各溢流堰分配器相同，且同心，三級分配的溢流堰口 7的個數為M個，在最內環半圓內的溢流堰口 7有N個，其總溢流堰口 7的個數為M+N個，在內層套管開有與溢流堰等高的矩形槽，該矩形槽邊長是內層管圓周的一半，另一短邊為溢流堰的高，該管即為採出管9，通過自由旋轉該採出管9來調節不同的回流比。
[0021]實施例2:
[0022]所述的冷凝器2位於蒸餾塔I的上方，在冷凝器2與蒸餾塔I之間有一條冷凝水流管道3與之契合。
[0023]實施例3:
[0024]所述的二級分配段多環溢流堰分配器5的同心圓環上開有多個倒等腰三角形口，其高度為2-40mm，到三角口頂角為15-90°。
[0025]實施例4:
[0026]所述的採出管道8在採出管外側9，與精餾塔I的底部相契合。
[0027]實施例5:
[0028]當矩形槽與最內環半圓的一個溢流堰口 7相對應時，其回流比為M+N ;當與兩個溢流堰口 7相對應時，其回流比為M+N，M、N為整數，其餘液體經回流管返回精餾塔內。
【權利要求】
1.一種精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置，它是由精餾塔、冷凝器、冷凝水流管道、一級分配段多環溢流堰分配器、二級分配段多環溢流堰分配器、三級分配段多環溢流堰分配器、溢流堰口、採出管道、採出管構成，其特徵在於:通過冷凝器回流下來的液體，經過裝置上方的一級分配段預分配，均勻的流到二級分配段多環溢流堰分配器，再流入到三級分配段多環溢流堰分配器分配，各溢流堰分配器相同，且同心，三級分配的溢流堰口數為M個，在最內環半圓內的溢流堰口有N個，其總溢流堰口數為M+N個，通過自由旋轉採出管來調節不同的回流比。
2.根據權利要求1所述的一種精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置，其特徵在於:冷凝器位於蒸餾塔的上方，在冷凝器與蒸餾塔之間有一條冷凝水流管道與之契合。
3.根據權利要求1所述的一種精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置，其特徵在於:二級分配段多環溢流堰分配器的同心圓環上開有多個倒等腰三角形口，其高度為2-40mm，倒三角口頂角為15-90°。
4.根據權利要求1所述的一種精確控制超大回流比分配器分離硼-10同位素的裝置，其特徵在於:採出管道在採出管外側，與精餾塔的底部相契合。
【文檔編號】B01D59/04GK203710920SQ201320760438
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】陳建濱 申請人:陳建濱