[實用新型]一種鈉鉀合金真空蒸餾裝置

有效

• 申請號: 201521041146.7
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN205205205U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 王密;謝淳;米爭峰;董靜雅;俞曉琛;黃文杰;賈云騰
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C22B9/02
• 分類號: C22B9/02;C22B26/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種材料分離裝置，特別涉及一種鈉鉀合金真空蒸餾裝置。

背景技術

作為性能優異的熱交換劑，鈉鉀合金在核能、航天等各領域的應用越來越廣泛。鈉鉀合 金中氧、碳、氮、氯等雜質的存在，會影響到鈉鉀合金的傳熱性能，同時也會對有關設備的 機械性能、服役壽命和可靠性等造成不利影響。

實際應用中，為準確掌握鈉鉀合金中的雜質含量，需要對其進行含量分析。然而，通常 鈉鉀合金中雜質的含量都在μg/g數量級，大量的基體鈉鉀合金會嚴重干擾雜質的測定；同時， 由于鈉鉀合金極其活潑，從安全性角度考慮，采取化學方法將基體鈉鉀合金分離出去是不可 行的，因此只能采取物理的方法，如真空蒸餾法。

真空蒸餾法是利用鈉鉀合金熔點低、易揮發的特點，令其在(1～10^-4)Pa真空度下，于 (573～773)K溫度區域真空蒸餾分離出基體鈉鉀合金，易揮發的鈉、鉀以蒸汽形式被蒸餾出 來，氧、碳、氯、鈣等高沸點雜質留在殘渣中，然后通過化學分析手段測定殘渣中的雜質。

關于真空蒸餾法分離鈉鉀合金基體和雜質的技術國內外鮮有報道。而與此有關的技術， 如中國原子能科學研究院自上世紀七十年代起逐步研究和建立的鈉中氧的真空蒸餾分析法、 核級鈉中鈣的真空蒸餾-ICP-AES分析法、鉀中氧的真空蒸餾分析法等，這些方法中所采用的 分離設備均難以適用于鈉鉀合金的真空蒸餾分離。其主要原因在于鈉鉀合金極低的熔點，以 及遠高于鈉的化學活性。

基于上述原因，若要通過真空蒸餾方式實現鈉鉀合金中的雜質含量分析，就要求研發一 種實用的鈉鉀合金真空蒸餾裝置。

實用新型內容

為解決通過真空蒸餾方式進行鈉鉀合金中雜質含量的分析問題，本實用新型提供了一種 鈉鉀合金真空蒸餾裝置。

該裝置包括蒸餾釜、坩堝、收集罐、制冷裝置和真空機組；所述蒸餾釜外部設有加熱裝 置，所述坩堝置于蒸餾釜內；所述收集罐為密封罐體，其頂部設有凹向罐體內部的凹陷，收 集罐中部通過管路與蒸餾釜頂部相連通，收集罐外壁上設有測溫裝置；所述收集罐的凹陷處 設有內冷卻器，收集罐外上部設有外冷卻器；所述內冷卻器和外冷卻器均通過冷卻劑管路與 所述制冷裝置相連接，制冷裝置的冷卻劑出口由閥門控制；所述收集罐頂部還通過帶有閥門 的抽真空管路與真空機組相連接。

所述蒸餾釜采用不銹鋼材料為優選。

所述收集罐采用不銹鋼材料為優選。

所述測溫裝置優選為熱電偶。

所述收集罐與蒸餾釜之間的管路采用不銹鋼材料為優選。

所述收集罐與真空機組之間的管路采用不銹鋼材料為優選。

所述抽真空管路的閥門采用真空隔膜閥為優選。

所述抽真空管路的閥門采用不銹鋼材料為優選。

所述抽真空管路上的閥門優選為兩個，以便于蒸餾釜和收集罐的拆卸。

本實用新型的鈉鉀合金真空蒸餾裝置與鈉真空蒸餾裝置在設計上存在顯著不同。由于鈉 鉀合金熔點低，如NaK-78熔點為-12.5℃，NaK-55熔點為12.0℃，其常溫下為液態，因此現 有的鈉真空蒸餾裝置很難將其冷卻收集，且易造成回流。本實用新型通過合理設置包括蒸餾 釜、收集罐、制冷裝置及冷卻器等在內的結構，實現了樣品中基體鈉鉀合金的去除。

本實用新型的坩堝用于盛放鈉鉀合金樣品；蒸餾釜用于真空蒸餾除去樣品中的基體鈉鉀 合金，并收集剩余的殘渣以用于樣品的化學分析；收集罐用于收集蒸餾釜蒸餾出來的鈉鉀合 金蒸汽，并將其冷凝在收集罐內；制冷裝置配合內冷卻器和外冷卻器以實現收集罐的冷卻； 真空機組用于整個蒸餾及收集系統的抽真空。

綜上所述，本實用新型的鈉鉀合金真空蒸餾裝置結構較為簡單，蒸餾過程中無回流現象， 具有取樣量少，基體鈉鉀合金分離效果好，可靠性高，操作便捷安全，經濟實用等優點，確 保了后續分析的高靈敏度，較好解決了鈉鉀合金的真空蒸餾問題。

附圖說明

圖1本實用新型的鈉鉀合金真空蒸餾裝置示意圖。

附圖標記：1.加熱裝置，2.坩堝，3.蒸餾釜，4.內冷卻器，5.收集罐，6.外冷卻器，7. 真空機組，8.制冷裝置，T.測溫裝置，V101、V102、V201：閥門。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。

實施例1