[實用新型]一種處理閃爍體凈化用高純水的多級汽提塔裝置

有效

• 申請號: 201720744885.5
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN207210014U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 白芳;李靜;華超
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C02F1/20
• 分類號: C02F1/20;C02F1/10;B01J19/30;C02F103/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本實用新型屬于閃爍體凈化領域，具體涉及一種處理閃爍體凈化用水多級汽提塔裝置。

背景技術

閃爍體是一類吸收高能粒子或射線后能夠發光的材料，在輻射探測領域發揮著十分重要的作用。閃爍體可分為有機和無機兩大類，按其形態又有固體、液體和氣體三種，其可以用在醫學診斷、行李安檢、集裝箱檢查、大型工業設備無損探傷、石油測井、放射性探測、環境監測等諸多領域。液體閃爍體在高能物理方面可以用作核反應堆中微子實驗的中微子探測器，其作為探測器的關鍵部分必須滿足以下要求：試驗期間(約3年)性質穩定；光學透明；發光效率高；放射性物質和化學雜質含量極低。因此閃爍體必須經過提純處理。有機閃爍體一般提純方法有蒸餾法、水萃取法、汽提法、過濾法。其中水萃取法是最常用的方法，其處理物料范圍較寬，處理過程不會對閃爍體的性能產生影響，尤其可以凈化極性物質和帶電雜質，例如閃爍體中的放射性雜質，如氬氣、氪氣、氡氣。但是水萃取法所用的水，必須是經過提純的高純水，其自身雜質含量要求更低。

目前通過過濾、超濾、蒸餾、反滲透、離子交換等手段提純的高純水并不能去除其中的放射性氣體含量。汽提法是去除高純水中放射性氣體的有效手段。汽提是一個物理過程，它采用一個氣體介質破壞原氣液兩相平衡而建立一種新的汽提平衡狀態，使溶液中的某一組分由于分壓降低而解吸出來，從而達到分離物質的目的。汽提塔是汽提技術的必要設備，通過汽提，可以獲得混合液中的有效氣相物質，或者脫除混合液中的污染物，達到除雜的作用。但是，現有技術中并未根據汽提技術作用的不同而設置汽提塔，物質僅通過一次汽提純凈度不高，不能滿足應用要求。2008年美國J.Benziger等人利用汽提塔直接凈化液體閃爍體，有效降低了其中的放射性氣體氬氣、氪氣、氡氣含量，說明汽提塔用于去除微量放射性氣體是可行的，但是其中的汽提塔為一級塔，能耗高，而且后續需要閃爍體再凈化裝置，對于物料性質也有要求。

實用新型內容

根據以上現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種能夠有效除去高純水中放射性氣體的多級汽提塔，以滿足閃爍體凈化所用的萃取水的要求，塔體內部和塔內件材料需要嚴格要求，以免對高純水產生污染。

本實用新型所述的一種處理閃爍體凈化用高純水的多級汽提塔，其特征在于凈化對象為含有微量雜質氣體的高純水，汽提塔塔體由上至下，依次豎立布置第一級汽提塔，第二級汽提塔，第三級汽提塔，塔直徑依次為200mm，80mm，200mm，通過法蘭將各級汽提塔相連，塔底設置氮氣進口，塔頂設置高純水進料口。第一級汽提塔所用塔填料為聚結填料，是第二級汽提塔采用自分布填料ZUPAC3.0和規整填料鮑爾環交替放置，汽提塔法蘭連接處采用自分布填料，第二級汽提塔底部設有氣體自分布管。塔釜通過自流流入下一個操作單元，無泵。

填料制造完成后，進行進一步脫脂處理；脫脂后，經脫鹽水漂洗和沖洗，脫鹽水指標要求為電導率不大于0.2μS/cm；所有清洗完成后，要求填料表面平均油脂含量不大于10 mg/m²。

塔體和塔內件采用316L不銹鋼材料，不銹鋼電鍍前的采用電化學拋光處理，使其粗糙度小于0.1μm。

本實用新型工藝流程是：氮氣從塔底加入，高純水從塔頂加入，在塔中經過氣液相充分接觸，氡氣伴隨氮氣從塔頂排除，提純后的高純水從塔底排出。

本實用新型的有益效果是：通過多級提純與除雜，達到了對超低濃度氣體高度提純的目的，處理后塔底高純水中放射性氣體質量含量由10^-9降低到10^-14以下。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的一種處理閃爍體凈化用高純水的多級汽提塔裝置示意圖；

其中，1-塔體 2-塔頂氣體出口 3-聚結填料 4-高純水進料口 5-法蘭 6-自分布填料 7-規整填料 8-氣體自分布管 9-氮氣進口 10-塔釜液出口。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步描述。