专利名称：一种新型理想分离级联装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及同位素分离设备技术领域，特别是涉及一种新型理想分离级联装置。
背景技术：
在扩散和离心同位素分离技术中，分离单机必须通过某种形式的串、并联才能构 成满足要求的分离装置，这种分离装置被称为分离级联。同位素分离中，逆流级联是最常见 的级联形式，它的最大特点是某一级的贫料(或者重馏分)会被作为供料返回到下面的某 一级，参照
图1示出的是一种形式的逆流级联的某一段。图1中FpPyWi分别表示第i级的供料、精料和贫料。从图中可以看出，第i级的 供料由第i-Ι级的精料和第i+rn级的贫料混合构成。在双组分分离情形下，如果第i-Ι级 的精料丰度C。和第i+m级的贫料丰度C,〔m相等，即C 二 Clm (条件1)，则级联中就没有不 同丰度的料流混合，这种级联被称为理想级联。对于一定数量的分离单机来讲，理想级联是 所有可能的逆流级联方式中效率最高的级联。不过，要想使图1所示的逆流级联成为理想 级联，分离单机的分离系数需要满足一定的关系，这个关系为α"1= β (条件2)，这里的α， β分别分离单机的浓化分离系数和贫化分离系数。从条件2可以看出，如果分离单机的α > β，则利用这种分离单机构成的图1所示的逆流级联就不可能是理想级联。这意味着当 使用单机分离能力高的分离单元时，构成的级联分离能力反而不高。显然，逆流级联的结构 成了分离单机充分发挥分离能力的桎梏。因此，目前本领域技术人员需要解决的一个技术问题就是如何能够创新地提出 一种新型的分离级联装置，以解除现有技术对理想级联中分离单机分离系数的限制条件， 保证分离级联装置总能工作在理想级联状态。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型理想分离级联装置，用以保证分离级 联装置在使用具有任意分离系数的分离单机时都能工作在理想级联状态。为了解决上述问题，本发明公开了一种新型理想分离级联装置，所述装置包括多组分离单机，所述多组分离单机自上而下以金字塔形式一行一行并行连接；输 入每组分离单机的供料被分为精料和贫料输出；下一行中分离单机的输入是其在金字塔中 所对应到的上一行分离单机的输出；对于某一组分离单机来讲，若输入料流的丰度为Cf，则该分离单机输出的精料丰度
权利要求
1 一种新型理想分离级联的装置，其特征在于，所述装置包括多组分离单机，所述多组分离单机自上而下以金字塔形式一行一行并行连接；输入每 组分离单机的供料被分为精料和贫料输出；下一行中分离单机的输入是其在金字塔中所对 应到的上一行分离单机的输出；对于某一组分离单机来讲，若输入料流的丰度为Cf，则该分 离单机输出的精料丰度
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于 每组分离单机的左端输出为贫料，右端输出为精料。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在级联按行从上到下构造过程中，当任意一行中最左侧分离单机组输出的贫料丰度 大于目标贫料丰度时，每增加一行最左侧分离单机组输出的贫料丰度都会比上一行有所降 低。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在级联按行从上到下构造过程中，当任意一行中最右侧分离单机组输出的精料丰度 小于目标精料丰度时，每增加一行最右侧分离单机组输出的精料丰度都会比上一行有所上升。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于随着级联行数的增加，当某一行最左侧分离单机组输出的贫料流丰度小于(或等于) 目标贫料丰度时，则将该分离单机组输出的贫料流作为级联的贫料弓I出。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述输出的贫料流作为级联的贫料引出的分离单机组，其精料流继续作为供料进入下 一行的分离单机组。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于随着级联行数的增加，当某一行最右侧分离单机组的精料丰度大于(或者等于)目标 精料丰度时，则将该分离单机组输出的精料流作为级联的精料弓I出。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述输出的精料流作为级联的精料引出的分离单机组，其贫料流继续作为供料进入下 一行的分离单机组。
9.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于随着级联中行的增加，行中会有新的满足精料和贫料丰度要求的最左侧和最右侧分离 单机组出现，这些分离单机组的料流将作为级联的精料和贫料流再次被弓I出。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于 随着级联行数的增加，从级联引出的贫料和精料数量会越来越多并逐渐接近供料，此 时从最后一行分离单机组中输出的、丰度大于贫料丰度同时小于精料丰度的料流作为余料 合并收集。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于当余料的流量小于供料流量的或者更小时，将余料直接归入贫料中。
全文摘要
本发明提供了一种新型理想分离级联装置，该装置作为同位素分离设备中的一种结构包括多组分离单机，所述多组分离单机自上而下以金字塔形式一行一行并行连接，输入每组分离单机的供料被分为精料和贫料输出，下一行中分离单机的输入是其在金字塔中所对应到的上一行分离单机的输出；对于某一组分离单机来讲，若输入料流的丰度为cf，则该分离单机输出的精料丰度和贫料丰度其中α，β分别分离单机的浓化分离系数和贫化分离系数，该装置能够保证分离级联装置在使用具有任意分离系数的分离单机时都能工作在理想级联状态。
文档编号B01D59/50GK102039091SQ201010520659
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者曾实, 王立军 申请人:清华大学