气液接触装置和反应系统的制作方法

本发明涉及气液接触装置和反应系统。

背景技术：

1、目前，14c的生产主要通过核反应堆中的热中子辐照氮化铝靶料，使氮化铝中的氮发生14n(n,p)14c反应生成14c，然后在氧化剂的作用下将生成的14c以14co2的形式释放出来，随后再依次通过氢氧化钠吸收、氯化钡盐沉淀以及过滤洗涤干燥后得到碳酸钡-14c产品。

2、当前用于将14c从靶料中的释放的处理方法可基于所使用的提取剂的状态分成干法和湿法。干法主要采用氧气作为氧化剂，这种方法具有快速、放射性废物少的特点。但目前的干法由于氧气与靶料难以充分接触而导致难以充分反应，使得干法应用比较困难。湿法则采用液体氧化剂或水解液将靶料中的14c释放出来，这种方法可大量操作，具有靶料反应比较彻底、14c提取率较高的特点。然而，湿法中加入了大量的液体氧化剂或水解液，为了使靶料能够充分反应，加入的氧化剂量或水解液量通常远远超过靶料量，这使得放射性废物量相较于干法大量增加，同时大量放射性废液的处理相比于放射性固体废物的处理难度更大(包括收集、暂存、转运以及后续固化等)，从而增加了后续的废物处理成本，也不符合环境保护政策。

3、同时，在对14co2的吸收中，由于14co2在载气中的浓度极小(体积占比一般为1％左右)，通常采用多级吸收塔或吸收瓶进行吸收。多级吸收塔不仅会增加吸收液的体积，同时也会增加放射性废液的体积。另外，多级吸收塔之间也会产生较高的压差，这使得前端载气压力较大，对整个反应系统要求极高，也容易出现由于压力不稳定而导致的倒吸、串液等情况，如果加上防倒吸等机构，则使得处理系统更加复杂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种气液接触装置和具有该气液接触装置的反应系统，其能够至少部分地避免上述缺点。

2、根据本发明的第一方面，提出了一种气液接触装置，其包括：空心柱状的外壳，该外壳具有用于引入液体的第一进口、用于引入气体的第二进口以及出气口，其中，第一进口、第二进口沿外壳的轴向方向相对地布置，出气口靠近第二进口地布置在外壳的侧壁处；导管，该导管通过第二进口引入外壳中，其中，导管的伸入外壳中的第一自由端部处在第一进口附近；填料，该填料布置在外壳中，并且填料的上表面与出气口间隔预定距离，其中，填料能够允许气体和液体经过。

3、根据本发明的实施方式，导管在其位于外壳之外的区段具有鼓胀部。

4、根据本发明的实施方式，填料由球形或椭球形颗粒构成。

5、根据本发明的实施方式，在填料的上方布置有填料固定部。

6、根据本发明的实施方式，在第一进口处安装有过滤器。

7、根据本发明的实施方式，导管的第一自由端部与第一进口错位。

8、根据本发明的实施方式，气液接触装置还具有温度控制单元，温度控制单元布置成沿周向方向包围气液接触装置的外壳。

9、根据本发明的实施方式，温度控制单元为管式炉、液体式循环夹套或加热套。

10、根据本发明的另一方面，提出了一种反应系统，该反应系统具有至少一个上述气液接触装置。

11、根据本发明的实施方式，反应系统还具有布置在气液接触装置上游的初级反应装置，初级反应装置包括：壳体，该壳体具有用于流体的入口和出口；反应单元，该反应单元布置在壳体中，并且包括能够允许流体流经的保持体和由保持体保持的孔隙层，其中，参考反应装置的安装位置，入口布置在出口的下方，并且孔隙层对由保持体围成的空间的填充度在10％-90％。

12、根据本发明的实施方式，反应系统具有第一气液接触装置、第二气液接触装置以及第三气液接触装置，其中，第一气液接触装置的导管的与第一自由端部相对的第二自由端部分配有第一三通阀，并且第二气液接触装置的导管的与第一自由端部相对的第二自由端部分配有第二三通阀，第一气液接触装置的出气口分配有第一阀门，并且第三气液接触装置的出气口分配有第二阀门，第一三通阀的其他两个孔口分别通过管路连接至初级反应装置的出口和第一阀门的远离第一气液接触装置的一侧，第二三通阀的其他两个孔口分别通过管路连接至第一气液接触装置的第一阀门和第二阀门的远离第三气液接触装置的一侧，第二气液接触装置的出气口与第三气液接触装置的导管的与第一自由端部相对的第二自由端部连通。

13、根据本发明的实施方式，在初级反应装置和气液接触装置之间还布置有冷却装置。

14、根据本发明的实施方式，在冷却装置下游布置有与气液接触装置并联的接收装置。

15、根据本发明的实施方式，设置有多个接收装置，它们彼此并联。

16、通过本发明提出的气液接触装置，通过设置的能允许气体和液体流经的填料，能够保证气体与液体的充分接触，扩大了气体与液体的接触面积，延长了它们的接触时间，由此实现它们充分的反应，并且实现参与反应的气体与液体的高效利用。

技术特征：

1.气液接触装置(200)，其特征在于，所述气液接触装置(200)包括：

2.根据权利要求1所述的气液接触装置(200)，其特征在于，所述导管(230)在其位于所述外壳(210)之外的区段具有鼓胀部(236)。

3.根据权利要求1所述的气液接触装置(200)，其特征在于，所述填料(250)由球形或椭球形颗粒构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气液接触装置(200)，其特征在于，在所述填料(250)的上方布置有填料固定部。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的气液接触装置(200)，其特征在于，在所述第一进口(212)处安装有过滤器(240)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的气液接触装置(200)，其特征在于，所述导管(230)的第一自由端部(232)与所述第一进口(212)错位。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的气液接触装置(200)，其特征在于，所述气液接触装置(200)还具有温度控制单元(260)，所述温度控制单元(260)布置成沿周向方向包围所述气液接触装置(200)的外壳(210)。

8.根据权利要求7所述的气液接触装置(200)，其特征在于，所述温度控制单元(150)为管式炉、液体式循环夹套或加热套。

9.反应系统，其特征在于，所述反应系统具有根据权利要求1至8中任一项所述的至少一个气液接触装置。

10.根据权利要求9所述的反应系统，其特征在于，所述反应系统还具有布置在所述气液接触装置上游的初级反应装置(100)，所述初级反应装置(100)包括：

11.根据权利要求10所述的反应系统，其特征在于，所述反应系统具有第一气液接触装置(200a)、第二气液接触装置(200b)以及第三气液接触装置(200c)，其中，

12.根据权利要求10所述的反应系统，其特征在于，在所述初级反应装置(100)和所述气液接触装置之间还布置有冷却装置(400)。

13.根据权利要求12所述的反应系统，其特征在于，在所述冷却装置(400)下游布置有与所述气液接触装置并联的接收装置。

14.根据权利要求13所述的反应系统，其特征在于，设置有多个接收装置，它们彼此并联。

技术总结
本发明涉及气液接触装置和反应系统，气液接触装置(200)包括：空心柱状的外壳(210)，该外壳具有用于引入液体的第一进口(212)、用于引入气体的第二进口(214)以及出气口(216)，其中，第一进口(212)、第二进口(214)沿外壳(210)的轴向方向相对地布置，出气口(216)靠近第二进口(214)地布置在外壳(210)的侧壁处；导管(230)，其通过第二进口引入外壳(210)中，其中，导管(230)的伸入外壳(210)中的第一自由端部(232)处在第一进口(212)附近；填料(250)，其布置在外壳(210)中，并且填料(250)的上表面与出气口(216)间隔预定距离，其中，填料能够允许所述气体和所述液体经过。

技术研发人员：蔡定龙,朱称古,颜盛旺,方宁静,李刚
受保护的技术使用者：无锡贝塔医药科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12