一种碳的同位素的精馏系统的制作方法

本发明涉及同位素的浓缩，具体涉及一种碳的同位素的精馏系统。

背景技术：

1、含碳化合物中，碳元素以稳定同位素12c(碳-12)、13c(碳-13)和具有放射性的14c(碳-14)存在于自然界中。其中，高丰度的13c在现代社会各行各业的应用愈发广泛。

2、在相关技术中，高丰度的13c的生产方法有化学交换法、热扩散法、气体扩散法、激光法和低温精馏法，其中，工业生产领域广泛采用低温精馏法。

3、通过精馏塔实现对原料的低温精馏从而得到更高丰度的产品，由于精馏塔的尺寸较为巨大，对布置场地的要求较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例期望提供一种能够减小精馏塔尺寸的碳的同位素的精馏系统。

2、为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

3、本发明实施例提供一种碳的同位素的精馏系统，所述精馏系统包括

4、多个精馏塔，所述精馏塔设有用于实现精馏的安装腔、用于原料进入所述安装腔的进料口、用于所述安装腔排出产品的排料口和用于所述安装腔排出气体的排气口，前一所述精馏塔的所述排料口与后一所述精馏塔的所述进料口通过传料通路连通，以使各所述精馏塔之间依次串联连通，所述排气口位于所述安装腔的顶部，首个所述精馏塔的所述进料口位于所述安装腔的中部，其它所述精馏塔的所述进料口位于所述安装腔的顶部；

5、同位素转换器，所述同位素转换器设于所述精馏塔之外，且其进气口和出气均与同一所述安装腔连通。

6、一些实施例中，所述精馏系统包括输送泵，所述输送泵配置于连通前一所述精馏塔的所述排料口与后一所述精馏塔的所述进料口之间的所述传料通路中。

7、一些实施例中，所述安装腔的底部设有再沸器，后一所述精馏塔的所述排气口与前一所述精馏塔的所述安装腔的底部连通。

8、一些实施例中，所述排气口位于所述安装腔的顶部；和\或，所述排料口位于所述安装腔的底部。

9、一些实施例中，所述排气口高于所述进料口。

10、一些实施例中，所述进气口高于所述出气口。

11、一些实施例中，所述同位素转换器与所述精馏塔一一对应配置，各所述同位素转换器的进气口和出气口均与其对应的所述精馏塔的所述安装腔连通。

12、一些实施例中，至少首个所述精馏塔所对应的所述同位素转换器的所述进气口低于该所述精馏塔的进料口。

13、一些实施例中，所述安装腔的底部设有再沸器，所述进气口和所述出气口分别与所述安装腔的连通位置均高于所述再沸器。

14、一些实施例中，所述精馏系统包括暂存罐，所述暂存罐中设有储气腔，所述储气腔与首个所述精馏塔的排气口连通。

15、本发明实施例中的精馏系统，通过多个精馏塔之间逐级进行精馏作业，以不断提高各精馏塔所输出的含有13c的产品的丰度，以使其最终丰度满足需求。在首个精馏塔中形成提取段而其它精馏塔未设置提取段，在实现提高对首个精馏塔的原料中13c的分离效果的同时，有利减小其它各精馏塔的尺寸和制造工艺要求，从而便于整个精馏系统的布置，有利于降低制造成本。同位素转换器位于精馏塔外便于在同位素转换器发生故障、催化材料失活等情况下进行拆装和更换；同时，同位素转换器的进气口和出气口的流量不受安装腔的排气口和排料口的流量限制，安装腔中的气体能够不断循环进出同位素转换器中，提高原料在同位素转换器中的催化次数，进一步提高分离效果，有利提升目标同位素的丰度。

技术特征：

1.一种碳的同位素的精馏系统，其特征在于，所述精馏系统包括

2.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述精馏系统包括输送泵，所述输送泵配置于连通前一所述精馏塔的所述排料口与后一所述精馏塔的所述进料口之间的所述传料通路中。

3.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述安装腔的底部设有再沸器，后一所述精馏塔的所述排气口与前一所述精馏塔的所述安装腔的底部连通。

4.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述排气口位于所述安装腔的顶部；和\或，所述排料口位于所述安装腔的底部。

5.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述排气口高于所述进料口。

6.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述进气口高于所述出气口。

7.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述同位素转换器与所述精馏塔一一对应配置，各所述同位素转换器的进气口和出气口均与其对应的所述精馏塔的所述安装腔连通。

8.根据权利要求7所述的精馏系统，其特征在于，至少首个所述精馏塔所对应的所述同位素转换器的所述进气口低于该所述精馏塔的进料口。

9.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述安装腔的底部设有再沸器，所述进气口和所述出气口分别与所述安装腔的连通位置均高于所述再沸器。

10.根据权利要求1所述的精馏系统，其特征在于，所述精馏系统包括暂存罐，所述暂存罐中设有储气腔，所述储气腔与首个所述精馏塔的排气口连通。

技术总结
本发明实施例提供一种碳的同位素的精馏系统，该精馏系统包括多个精馏塔和同位素转换器，精馏塔设有用于实现精馏的安装腔、用于原料进入安装腔的进料口、用于安装腔排出产品的排料口和用于安装腔排出气体的排气口，前一精馏塔的排料口与后一精馏塔的进料口通过传料通路连通，以使各精馏塔之间依次串联连通，排气口位于安装腔的顶部，首个精馏塔的进料口位于安装腔的中部，其它精馏塔的进料口位于安装腔的顶部；同位素转换器设于精馏塔之外，且其进气口和出气均与同一安装腔连通。本发明实施例中的精馏系统在首个精馏塔中形成提取段而其它精馏塔未设置提取段，在实现提高对首个精馏塔的原料中<supgt;13</supgt;C的分离效果的同时，有利减小其它各精馏塔的尺寸。

技术研发人员：胡石林,齐鑫,张平柱,楚祯,吴全锋,叶一鸣,李乐斌,曾静
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13