一种用于硼同位素的分离装置及其方法与流程

本发明涉及硼同位素分离，具体为一种用于硼同位素的分离装置及其方法。

背景技术：

1、硼-10同位素，化学式10b，用途可用于中子计数管，在核反应堆里用做防护屏，控制棒，也用于治疗癌症，为了获取硼同位素需要进行分离操作，硼同位素分离是用于制备高纯度硼-10同位素和硼-11通往给素的重要技术，目前常用的分离方法有离子交换法、气体扩散法、三氟化硼低温精馏分离硼同位素，其中在三氟化硼低温精馏分离硼同位素的操作中，需要进行液化产品和气化产品的接触，实现精馏的效果，从而获取不同的硼同位素产品；

2、但是目前硼同位素的分离装置中需要遇冷液化产品与汽化产品接触，导致塔内温度不稳定，使液化区域温度升高，气化区域的温度降低，导致分离效果不稳定。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于硼同位素的分离装置及其方法，可以有效解决上述背景技术中提出目前硼同位素的分离装置中需要遇冷液化产品与汽化产品接触，导致塔内温度不稳定，使液化区域温度升高，气化区域的温度降低，导致分离效果不稳定的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于硼同位素的分离装置，包括分离塔，所述分离塔顶部连接有冷凝器，所述分离塔底部连接有再沸器，所述冷凝器一端连接有低温制冷装置，所述分离塔中部连接有自动控制进料系统，所述分离塔顶部连接有副产品采出自动控制系统，所述分离塔底部连接有产品采出自动控制系统；

3、所述分离塔的外侧连接有螺旋管，所述螺旋管的顶端连接有出水管，所述螺旋管的底端连接有进水管，所述分离塔外侧对应螺旋管位置处安装有螺旋传导块，所述螺旋管的外侧连接有外防护层，所述外防护层与分离塔之间预留有保温腔室，所述分离塔安装有隔板，所述隔板的外侧边缘开设有液化流动孔，所述隔板的中部开设有安装孔，所述安装孔的内部安装有流通管，所述流通管的内侧安装有第一挡片，所述流通管的内侧安装有第二挡片，所述流通管的外侧开设有流通孔。

4、根据上述技术方案，所述螺旋管嵌入安装在分离塔与外防护层之间。

5、根据上述技术方案，所述螺旋传导块与螺旋管的螺距相等，所述螺旋传导块置于螺旋管的内侧。

6、根据上述技术方案，所述隔板成对使用，每对隔板置于流通管的两端。

7、根据上述技术方案，所述第一挡片和第二挡片的结构相等，所述第一挡片和第二挡片在流通管内侧交替设置。

8、根据上述技术方案，所述流通孔开设有若干个，若干个所述流通孔分别开设于第一挡片和第二挡片的底端位置处。

9、根据上述技术方案，包括如下分离步骤：

10、s1、低温制冷装置启动，冷凝器进行冷凝，通过自动控制进料系统向分离塔通入天然丰度三氟化硼气体，气体在分离塔中向上移动，分离塔顶部的冷凝器制冷，上升的气体遇冷液化，再沿着分离塔流至底部，进入再沸器中，完成液化；

11、s2、再沸器供热，从进水管向螺旋管中通入冷水，带走分离塔塔壁的热量，使分离塔外侧低温液化，中间高温汽化，三氟化硼气化，再次在分离塔中上升，汽化气体从流通管向上移动，受到第一挡片、第二挡片阻挡，部分从流通孔流出，与液化的三氟化硼反应，实现硼同位素的分离，最终聚集在分离塔底部，实现精馏；

12、s3、分离塔塔底聚集的硼同位素达到需求后，通过产品采出自动控制系统采出分离塔底部产品，通过副产品采出自动控制系统采出分离塔顶部产品。

13、根据上述技术方案，所述s1中，进水管的一端连接有自动抽水装置，所述出水管的一端与蓄水箱连接。

14、根据上述技术方案，所述s1中，遇冷液化的三氟化硼沿着分离塔塔壁流动，穿过液化流动孔到达分离塔塔底。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果：

16、通过设置螺旋管、出水管、进水管、螺旋传导块、隔板、液化流动孔、流通管、第一挡片、第二挡片和流通孔，在分离塔外部进行进水散热，内部通过挡片阻挡气体，使气体产品与液体产品充分接触，实现精馏，能够保持分离塔外部的低温环境，保障液化的进行，从而能够使分离正常进行，提高分离效率。

1.一种用于硼同位素的分离装置，其特征在于：包括分离塔(1)，所述分离塔(1)顶部连接有冷凝器(2)，所述分离塔(1)底部连接有再沸器(3)，所述冷凝器(2)一端连接有低温制冷装置(4)，所述分离塔(1)中部连接有自动控制进料系统(5)，所述分离塔(1)顶部连接有副产品采出自动控制系统(6)，所述分离塔(1)底部连接有产品采出自动控制系统(7)；

2.根据权利要求1所述的一种用于硼同位素的分离装置，其特征在于，所述螺旋管(8)嵌入安装在分离塔(1)与外防护层(12)之间。

3.根据权利要求1所述的一种用于硼同位素的分离装置，其特征在于，所述螺旋传导块(11)与螺旋管(8)的螺距相等，所述螺旋传导块(11)置于螺旋管(8)的内侧。

4.根据权利要求1所述的一种用于硼同位素的分离装置，其特征在于，所述隔板(14)成对使用，每对隔板(14)置于流通管(17)的两端。

5.根据权利要求1所述的一种用于硼同位素的分离装置，其特征在于，所述第一挡片(18)和第二挡片(19)的结构相等，所述第一挡片(18)和第二挡片(19)在流通管(17)内侧交替设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于硼同位素的分离装置，其特征在于，所述流通孔(20)开设有若干个，若干个所述流通孔(20)分别开设于第一挡片(18)和第二挡片(19)的底端位置处。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种用于硼同位素的分离方法，其特征在于，包括如下分离步骤：

8.根据权利要求7所述的一种用于硼同位素的分离方法，其特征在于，所述s1中，进水管(10)的一端连接有自动抽水装置，所述出水管(9)的一端与蓄水箱连接。

9.根据权利要求7所述的一种用于硼同位素的分离方法，其特征在于，所述s1中，遇冷液化的三氟化硼沿着分离塔(1)塔壁流动，穿过液化流动孔(15)到达分离塔(1)塔底。