[發(fā)明專利]一種超低氘含量水的制備工藝及裝置在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110398828.7 | 申請(qǐng)日： | 2021-04-14 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113105055A | 公開（公告）日： | 2021-07-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 伍昭化;張巖 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 湖北楚儒同位素科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C02F9/10 | 分類號(hào)： | C02F9/10;B01D59/04;B01D59/28;C01B5/00 |
| 代理公司： | 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253 | 代理人： | 楊軍 |
| 地址： | 448004 湖北省荊門市荊門高*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 超低氘 含量 制備 工藝 裝置 | ||
1.一種超低氘含量水的制備裝置，其特征在于：包括由上至下依次布置的上塔(1)、冷凝器(2)、下塔(3)及再沸器(4)，所述下塔(3)頂部與冷凝器(2)的下端相連，所述下塔(3)底部與再沸器(4)的上端相連，所述上塔(1)內(nèi)裝有催化交換填料(5)，所述下塔(3)內(nèi)裝有絲網(wǎng)波紋填料(6)；所述冷凝器(2)一側(cè)開設(shè)有純水進(jìn)入口，所述冷凝器(2)另一側(cè)頂部通過管路連接至上塔(1)一側(cè)頂部，所述上塔(1)另一側(cè)底部開設(shè)有高純氫氣進(jìn)入口，所述上塔(1)的頂部開設(shè)有富氘氫氣排出口，所述上塔(1)的底部開設(shè)有低氘水出口，所述低氘水出口通過管路連接至下塔(3)中部，所述下塔(3)的底部開設(shè)有富氘水排出口，所述下塔(3)頂部設(shè)有超低氘水出口，所述再沸器(4)一側(cè)開設(shè)有水蒸氣進(jìn)入口，所述再沸器(4)另一側(cè)設(shè)有冷凝水出口。
2.如權(quán)利要求1所述的超低氘含量水的制備裝置，其特征在于：所述上塔(1)內(nèi)裝有一段催化交換填料(5)，所述冷凝器(2)另一側(cè)頂部通過管路連接至上塔(1)內(nèi)催化交換填料(5)上方，所述上塔(1)的高純氫氣進(jìn)入口設(shè)于催化交換填料(5)下方。
3.如權(quán)利要求1所述的超低氘含量水的制備裝置，其特征在于：所述下塔(3)內(nèi)裝有兩段絲網(wǎng)波紋填料(6)，所述兩段絲網(wǎng)波紋填料(6)之間設(shè)置有空隙，所述上塔(1)底部的低氘水出口通過管路連接至下塔(3)的兩段絲網(wǎng)波紋填料(6)之間空隙處。
4.如權(quán)利要求1所述的超低氘含量水的制備裝置，其特征在于：所述冷凝器(2)頂部設(shè)置有出口，所述下塔(3)操作壓力為負(fù)壓時(shí)通過冷凝器(2)頂部的出口抽真空。
5.如權(quán)利要求1所述的超低氘含量水的制備裝置，其特征在于：所述上塔(1)為同位素催化交換塔，所述上塔(1)內(nèi)部裝有一段疏水型Pt/C/PTFE催化交換填料(5)，所述上塔(1)的塔徑為100-1000mm，所述催化交換填料(5)的裝填高度為1-5m。
6.如權(quán)利要求1所述的超低氘含量水的制備裝置，其特征在于：所述下塔(3)為同位素精餾塔，所述下塔(3)內(nèi)部的絲網(wǎng)波紋填料(6)材質(zhì)為304不銹鋼或銅，所述絲網(wǎng)波紋填料(6)比表面積為500-2000m2/m3，空隙率為70-95％，所述下塔(3)的塔直徑為100-1000mm，每段絲網(wǎng)波紋填料(6)裝填高度為1-5m。
7.一種如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的超低氘含量水的制備裝置的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：原料純水先進(jìn)入冷凝器(2)，經(jīng)換熱升溫后，從冷凝器(2)頂部進(jìn)入上塔(1)，原料高純氫氣從底部進(jìn)入上塔(1)，上行的氫氣與下行的純水在上塔(1)內(nèi)催化交換填料(5)中進(jìn)行H/D同位素催化交換，富氘氫氣從上塔(1)的頂部排出，得到的低氘水從上塔(1)的底部采出，然后從下塔(3)中部進(jìn)入下塔(3)；冷凝器(2)提供初始的液相，再沸器(4)提供初始的汽相，下行液相與上行汽相在下塔(3)的兩段絲網(wǎng)波紋填料(6)中逆向接觸精餾，進(jìn)行H/D同位素深度分離，富氘水從下塔(3)的底部排出，超低氘含量水從下塔(3)頂部采出，即可。
8.如權(quán)利要求7所述的制備工藝，其特征在于：所述再沸器(4)采用水蒸氣做熱源，原料純水作為下塔(3)配套冷凝器(2)的冷媒，與下塔(3)頂部蒸汽交換熱量，且升溫至30-70℃后進(jìn)入上塔(1)的頂部。
9.如權(quán)利要求7所述的制備工藝，其特征在于：所述上塔(1)的操作壓力為絕壓1-2kgf/cm2，操作溫度為30-70℃。
10.如權(quán)利要求7所述的制備工藝，其特征在于：所述下塔(3)的操作壓力為絕壓0-1kgf/cm2，操作溫度為20-100℃。
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