一种低温精馏法分离13C稳定性同位素中原料气的净化系统的制作方法

专利2025-04-23  17


本发明属于低温精馏,尤其涉及一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统。


背景技术:

1、13c是碳的主要同为素之一,13c主要应用在医学检测和科学研究领域,在医学检测领域中13c用于检测胃内是否存在幽门螺旋杆菌,通过服用含有13c的尿素胶囊,然后吹气检测呼气样本中碳13和碳12的比值(δ值),可以判断是否感染了幽门螺杆菌;在科学研究领域,13c被用作同位素标记物,用于研究生物体的代谢途径和调控机制,或者用于合成含有13c标记的生物大分子。

2、13c的生产方法有气体扩散法、热扩散法、化学交换法、激光法和低温精馏法,而低温精馏法是目前工业生产的主要方式。co是低温精馏制备13c的原料气,而工业co原料气中主要杂质是o2、h2o、co2和ar。现有技术中对于co原料气净化的过程中有常温吸附和低温吸附等工艺,无论是在常温吸附还是低温吸附过程中,吸附材料在长时间使用后吸附性能下降,需要对吸附材料进行更换或是对吸附材料解吸附,否则影响co原料气的净化效果。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,用于解决上述问题。

2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,包括:原料气罐、常温吸附装置、低温吸附装置和冷媒提供装置,所述常温吸附装置包括常温吸附罐、电机、转轴、支撑架和螺旋叶片,所述电机安装在所述常温吸附罐的顶端,所述支撑架安装在所述常温吸附罐的内部底端,所述转轴在所述常温吸附罐的顶壁与所述支撑架之间转动连接,所述转轴的顶端与所述电机的输出端固定连接,所述螺旋叶片安装在所述转轴的下部,所述常温吸附罐的顶端设置有填料漏斗,所述常温吸附罐的底端设置有出料口,所述原料气罐通过管路与所述常温吸附罐的下部连通,所述低温吸附装置通过管路与所述常温吸附罐的上部连通,所述低温吸附装置与低温精馏设备连通,所述冷媒提供装置与所述低温吸附装置的顶端连通。

4、进一步地,所述常温吸附装置还包括搅拌杆,多个搅拌杆分布在所述转轴的中部与上部。

5、进一步地,所述填料漏斗和所述出料口上均设置有密封盖,所述密封盖用于防止空气杂质进入常温吸附罐中。

6、进一步地,所述原料气罐与所述常温吸附罐之间的连通管路上设置有流量计。

7、进一步地,所述低温吸附装置包括低温吸附罐、翅片、细管、细管进气分管装置、细管出气分管装置和出气管,所述翅片安装在所述低温吸附罐中,多个细管分布在所述翅片上,所述冷媒提供装置穿过所述低温吸附罐的顶端与所述细管进气分管装置连通,多个细管的顶端与所述细管进气分管装置连通,底端与所述细管出气分管装置连通,所述细管出气分管装置与所述出气管连通,所述出气管穿过所述低温吸附罐的底端,所述常温吸附罐与所述低温吸附罐的底端连通。

8、进一步地,多个所述翅片呈周向布置,所述细管布置在所述翅片的一侧。

9、进一步地,所述低温吸附装置设置为多个,多个所述低温吸附装置的顶端均与所述冷媒提供装置连通,下部均与所述常温吸附罐的上部连通。

10、本发明的有益效果在于:

11、本发明通过常温吸附罐的顶端添加新的吸附材料,电机转动驱动转轴转动,使转轴底端的螺旋叶片不断地将吸附材料向下移动,使吸附材料不断地更新,保证了原料气的净化效果;不进行吸附材料的添加和排出时,电机驱动转轴转动,转轴带动搅拌杆转动,使吸附材料不断地滚动,增加与co原料气中杂质气体的接触机会,防止吸附材料间的接触位置不能对原料气中杂质进行吸附;常温吸附罐顶端的填料漏斗和出料孔设置有密封盖,防止在不更新吸附材料时,外接气体混入到原料气中;冷媒提供装置通过细管进气分管装置将冷媒分散进入多个细管中,细管分布在翅片上,增加了翅片的制冷效果,防止翅片因为热传导而使接触冷媒的位置温度与远端温度不相同;翅片呈周向分布并且一侧布置细管,增加了翅片与吸附材料的接触面积,提高了对原料气中杂质低温吸附的效果;将低温吸附装置设置为多个,在生产过程中,更换其中某个低温吸附罐中的吸附材料,其他的低温吸附装置继续低温吸附工作,实现了更换吸附材料不影响生产的效果。



技术特征:

1.一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,其特征在于,包括:原料气罐(10)、常温吸附装置、低温吸附装置(30)和冷媒提供装置(40),所述常温吸附装置包括常温吸附罐(21)、电机(22)、转轴(23)、支撑架(24)和螺旋叶片(26),所述电机(22)安装在所述常温吸附罐(21)的顶端,所述支撑架(24)安装在所述常温吸附罐(21)的内部底端,所述转轴(23)在所述常温吸附罐(21)的顶壁与所述支撑架(24)之间转动连接,所述转轴(23)的顶端与所述电机(22)的输出端固定连接,所述螺旋叶片(26)安装在所述转轴(23)的下部,所述常温吸附罐(21)的顶端设置有填料漏斗(211),所述常温吸附罐(21)的底端设置有出料口(212),所述原料气罐(10)通过管路与所述常温吸附罐(21)的下部连通,所述低温吸附装置(30)通过管路与所述常温吸附罐(21)的上部连通,所述低温吸附装置(30)与低温精馏设备连通,所述冷媒提供装置(40)与所述低温吸附装置(30)的顶端连通。

2.根据权利要求1所述的一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,其特征在于,所述常温吸附装置还包括搅拌杆(25),多个搅拌杆(25)分布在所述转轴(23)的中部与上部。

3.根据权利要求1所述的一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,其特征在于,所述填料漏斗(211)和所述出料口(212)上均设置有密封盖(213),所述密封盖(213)用于防止空气杂质进入常温吸附罐(21)中。

4.根据权利要求1所述的一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,其特征在于,所述原料气罐(10)与所述常温吸附罐(21)之间的连通管路上设置有流量计(50)。

5.根据权利要求1所述的一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,其特征在于,所述低温吸附装置(30)包括低温吸附罐(31)、翅片(32)、细管(33)、细管进气分管装置(34)、细管出气分管装置(35)和出气管(36),所述翅片(32)安装在所述低温吸附罐(31)中,多个细管(33)分布在所述翅片(32)上,所述冷媒提供装置(40)穿过所述低温吸附罐(31)的顶端与所述细管进气分管装置(34)连通,多个细管(33)的顶端与所述细管进气分管装置(34)连通,底端与所述细管出气分管装置(35)连通,所述细管出气分管装置(35)与所述出气管(36)连通,所述出气管(36)穿过所述低温吸附罐(31)的底端,所述常温吸附罐(21)与所述低温吸附罐(31)的底端连通。

6.根据权利要求5所述的一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,其特征在于,多个所述翅片(32)呈周向布置,所述细管(33)布置在所述翅片(32)的一侧。

7.根据权利要求5所述的一种低温精馏法分离13c稳定性同位素中原料气的净化系统,其特征在于,所述低温吸附装置(30)设置为多个,多个所述低温吸附装置(30)的顶端均与所述冷媒提供装置(40)连通,下部均与所述常温吸附罐(21)的上部连通。


技术总结
本发明公开一种低温精馏法分离<supgt;13</supgt;C稳定性同位素中原料气的净化系统,属于低温精馏技术领域,包括:原料气罐、常温吸附装置、低温吸附装置和冷媒提供装置,电机安装在常温吸附罐顶端,支撑架安装在常温吸附罐内部,转轴在常温吸附罐顶壁与支撑架之间转动,转轴与电机连接,螺旋叶片安装在转轴下部,常温吸附罐顶端设置填料漏斗,常温吸附罐底端设置出料口,原料气罐与常温吸附罐连通,低温吸附装置与常温吸附罐连通,冷媒提供装置与低温吸附装置的顶端连通。本发明常温吸附罐顶端添加新吸附材料,通过转轴转动使螺旋叶片将废弃吸附材料向常温吸附罐底端传送,实现了吸附材料的不间断更新,保证了原料气的净化效果。

技术研发人员:喻海波,刘振兴,吴希,张福星,胡石林,阮皓
受保护的技术使用者:安徽中核桐源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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