專利名稱：液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧－18的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，屬于高濃氧-18生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
天然水中的氧元素由三種穩(wěn)定同位素氧-16、氧-17和氧-18組成，它們的天然含量(稱天然豐度)分別為99.759％、0.037％和0.204％，當(dāng)水中氧元素的氧-18濃度高于天然豐度時，則稱其為重氧水。穩(wěn)定同位素的核外結(jié)構(gòu)相同，所以它們的化學(xué)性質(zhì)和絕大部分物理性質(zhì)也相同，故氧-18可作為氧元素的示蹤原子使用，又因氧-18沒有放射性傷害，可直接用于人體，近年來被廣泛用于運(yùn)動醫(yī)、兒童營養(yǎng)、食物營養(yǎng)、宇航員飲食以及減肥醫(yī)學(xué)等方面；最近發(fā)展起來的PET(正電子發(fā)射斷層掃描造影)技術(shù)能早期發(fā)現(xiàn)腫瘤，診斷準(zhǔn)確性都在90％以上，PET也是檢查冠心病心肌缺血狀況、評價心梗后心肌存活率的“金標(biāo)準(zhǔn)”，PET腦顯像能夠解決許多現(xiàn)有影像檢查(如CT，MRI等)解決不了的問題，例如癲癇灶定位，腦血管疾病、腦組織血流儲備和代謝測定，腦部腫瘤惡性程度分級，以及帕金森氏病和早老性癡呆的早期診斷和鑒別等。而90％的PET診斷試劑是氟-18的氟代脫氧葡萄糖(FDG)，其中的氟-18則是由氧-18制備的，使用的是氧-18同位素濃度為95％以上的重氧水。所以氧-18水具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義。
工業(yè)化生產(chǎn)氧-18的現(xiàn)有技術(shù)有減壓水精餾、-154℃一氧化氮低溫精餾以及-186℃氧低溫精餾等三種，其中減壓水精餾方法最為簡便，不腐蝕無污染，生產(chǎn)成本低，是當(dāng)今氧-18生產(chǎn)的主要方法。
在減壓水精餾生產(chǎn)氧-18水的傳統(tǒng)工藝流程或級聯(lián)裝置中，前后塔是靠汽流連接或液流連接的，存在換熱面積大和能耗高的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，降低生產(chǎn)成本，本實(shí)用新型提供了一種液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，包括通過按梯形級聯(lián)方式連接的若干座直徑逐級縮小的精餾塔、冷凝器、再冷器、再沸器以及計量泵組成的級聯(lián)裝置，前級精餾塔塔底通過液體管道與相鄰后級精餾塔塔頂相通，并在所述管道中設(shè)置計量泵，以精確計量輸送的加料液，其特征在于在級聯(lián)裝置中，所述各精餾塔按如下方式連接，即前若干級塔及最后兩級塔，每相鄰兩塔組成一個段，段中后塔塔頂通過氣體管道與所述前塔底部直接連通；對于各段中的前塔以及不組段的塔而言，它們的塔頂均通過管道依次連通冷凝器、再冷器，所述冷凝器和再冷器的底部通過液體管道連通相鄰前塔的再沸器頂部，所述再冷器還與真空總管相連通，以進(jìn)行分段減壓；所述系統(tǒng)中與第1塔對應(yīng)的冷凝器和再冷器底部的液體管道合并后一端接計量泵，以精確分出一小部分作為尾液連續(xù)排出系統(tǒng)外，另一端接第1塔塔頂，以將其余的大部分回流作為加料液，第1塔中部設(shè)有氣體入口，供經(jīng)純化、汽化后的原料水輸入系統(tǒng)；所述系統(tǒng)的最后塔塔底通過液體管道連接計量泵，以精確取出產(chǎn)品水。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述級聯(lián)裝置中前面若干級的精餾塔是塔徑從上到下分段遞減的梯形變徑精餾塔。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述系統(tǒng)還包括相互連通的自來水純化器、原料計量泵、原料水汽化器，所述原料水汽化器還通過氣體管道與所述第1塔中部的氣體入口連通。
在本實(shí)用新型中，所述級聯(lián)裝置中的再沸器是與精餾塔聯(lián)體的中央管降膜干釜再沸器。
在本實(shí)用新型中，所述中央管降膜干釜再沸器包括從上至下依次連接的上器體、下器體和底封頭，設(shè)在所述上器體中部的分隔環(huán)，分布在所述分隔環(huán)內(nèi)圓孔周圍的U型吊件，焊在所述U型吊件下端的圓形擋板，設(shè)在所述圓形擋板下方的集液堰，設(shè)在所述上器體下部的液流出口接管，焊在所述下器體上端口的管板，貫穿所述下器體并向上伸出所述集液堰的中央管，設(shè)在所述下器體內(nèi)所述中央管周圍的多個加熱管，所述加熱管上端與所述管板脹焊在一起，設(shè)在每根加熱管內(nèi)部上口的降膜導(dǎo)流裝置，設(shè)在所述下器體上的位于所述管板下方的加熱蒸汽進(jìn)口接管，位于所述下器體內(nèi)既與所述加熱管下端脹焊也與所述中央管下口焊接的浮動管板，與所述浮動管板下緣焊接構(gòu)成匯汽室的浮動封頭，
主體部分沿所述中央管中心線設(shè)置，超出所述中央管上口的部分被彎曲后穿出所述上器體器壁并固定在上器體器壁上的釜液吸凈管，以及設(shè)在所述底封頭中心的加熱蒸汽凝結(jié)水出口接管。
在本實(shí)用新型中，所述中央管降膜干釜再沸器還包括設(shè)在所述上器體上部側(cè)面的液流進(jìn)口接管。
在本實(shí)用新型中，所述降膜導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流頭吊掛銷、導(dǎo)流頭和上、下間隙銷；所述導(dǎo)流頭通過所述導(dǎo)流頭吊掛銷懸掛于所述加熱管上口內(nèi)部；所述上間隙銷和下間隙銷分兩圈均布在所述導(dǎo)流頭的外圓周上，使得導(dǎo)流頭與加熱管內(nèi)壁間形成均勻的環(huán)隙。
在本實(shí)用新型中，所述導(dǎo)流頭是上細(xì)下粗的兩段圓柱的結(jié)合體，細(xì)、粗圓柱體間以圓弧面形式過渡，細(xì)圓柱體上部側(cè)向鉆有一個懸吊孔，粗圓柱體下口做成喇叭口形狀。
本實(shí)用新型的有益效果如下1.使用計量泵精確分割精餾塔塔底液流，并輸送到后塔塔頂作為后塔加料液，實(shí)現(xiàn)前塔向后塔供料的液流連接。被分割出來的這部分液流不進(jìn)入本級再沸器，從而減輕了再沸器的負(fù)擔(dān)。
把級聯(lián)裝置中前若干級精餾塔及最后兩級精餾塔，每相鄰兩塔組成一個段，段中后塔塔頂流出的汽流直接用管道返回前級塔的底部，實(shí)現(xiàn)組段部分級聯(lián)中后塔向前塔返料的汽流連接。這部分汽流不需要進(jìn)入前塔再沸器汽化，從而進(jìn)一步減輕前塔再沸器的負(fù)擔(dān)，同時這部分精餾塔不需要冷凝器和再冷器。
所以本實(shí)用新型具有加熱設(shè)備和冷凝設(shè)備投資費(fèi)用省以及加熱蒸汽和冷卻水用量都比較少的優(yōu)點(diǎn)。鑒于同位素生產(chǎn)級聯(lián)裝置的特殊性，造價和能耗主要集中于級聯(lián)裝置前面部分，所以上述兩項(xiàng)技術(shù)措施可大幅度降低所需的換熱面積、加熱蒸汽和冷卻水用量，此三項(xiàng)指標(biāo)分別僅是現(xiàn)有技術(shù)的0.6、0.4和0.4，從而可顯著降低生產(chǎn)成本。
2.由于本實(shí)用新型中原料流加入、產(chǎn)品流取出和尾液流的排放均使用計量泵精確穩(wěn)定計量，保證了系統(tǒng)的物料平衡。另外，由于本實(shí)用新型中前塔向后塔加料是液流，可使用計量泵精確穩(wěn)定計量，并且每座精餾塔均附有聯(lián)體的中央管降膜干釜再沸器，釜中不滯留液體，沒有液位控制問題，加進(jìn)的液流全部相變?yōu)槠?，所以后塔向前塔的返料流量也就隨之精確穩(wěn)定計量。在同位素濃縮平衡期內(nèi)，因不取出產(chǎn)品，各塔返料流量就等于加料流量，在出產(chǎn)品期間，各塔返料流量則等于加料流量減去產(chǎn)品流量，即各塔返料流量僅是進(jìn)料流量的應(yīng)變量，只要控制液體進(jìn)料流量穩(wěn)定返料流量也就穩(wěn)定了，這對實(shí)現(xiàn)過程自動化十分有利。
由于過程是減壓水精餾，再沸器最高工作溫度不超過80℃，只要再沸器的低壓加熱蒸汽壓力≥0.2MPa(表壓)，在無須控制加熱蒸汽流量下，即可維持再沸器正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在生產(chǎn)現(xiàn)場供熱、供冷和真空系統(tǒng)正常情況下，只要級聯(lián)裝置中各臺計量泵正常工作，本實(shí)用新型無須其他的自控儀表和設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)過程自動化，并可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作。因此，本實(shí)用新型還具有過程自動化程度高、自控儀表投資省、級聯(lián)裝置運(yùn)行穩(wěn)定及操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
3.由于同位素生產(chǎn)級聯(lián)裝置中精餾塔的造價主要集中于前面部分，本實(shí)用新型按精餾塔中壓力變化而設(shè)計的梯形變徑塔不但可使過程更接近于優(yōu)化，同時還能接省一些塔的投資費(fèi)用。


圖1是本實(shí)用新型所述液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)的一個典型實(shí)施例的示意圖。
圖2是本實(shí)用新型典型實(shí)施例所述中央管降膜干釜再沸器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型典型實(shí)施例所述中央管降膜干釜再沸器中的降膜導(dǎo)流裝置附近的局部示意圖。
圖4是利用本實(shí)用新型的典型實(shí)施例生產(chǎn)氧-18的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
圖1顯示了本實(shí)用新型所述液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)的一個典型實(shí)施例。如圖所示，此實(shí)施例所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，包括通過按梯形級聯(lián)方式連接的若干座直徑逐級縮小的精餾塔13、23、33、43、53、63、……(n-1)3、n3，冷凝器12、32、52、62、……(n-1)2，再冷器11、31、51、61、……(n-1)1，再沸器14、24、34、44、54、64、……(n-1)4、n4，以及計量泵15、25、35、45、55、65、……(n-2)5、(n-1)5組成的級聯(lián)裝置，其中n為正整數(shù)。
前級精餾塔塔底通過液體管道與相鄰后級精餾塔塔頂相通，并在所述管道中設(shè)置計量泵，以精確計量輸送的加料液。具體地說，第1塔13塔底流出液靠計量泵15精確分出一部分作為第2塔23塔頂加料液16，其余的流入本塔再沸器14。第2塔23塔底流出液靠計量泵25精確分出一部分作為第3塔33塔頂加料液26，其余的流入本塔再沸器24。第3塔33塔底流出液靠計量泵35精確分出一部分作為第4塔43塔頂加料液36，其余的流入本塔再沸器34。……最后第3塔(n-2)3塔底流出液靠計量泵(n-2)5精確分出一部分作為最后第2塔(n-1)3塔頂加料液(n-2)6，其余的流入本塔再沸器(n-2)4(圖中未畫出)。最后第2塔(n-1)3塔底流出液靠計量泵(n-1)5精確分出一部分作為最后塔n3塔頂加料液(n-1)6，其余的流入本塔再沸器(n-1)4。
在本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)的最后塔n3塔底通過液體管道連接產(chǎn)品計量泵5，以精確取出產(chǎn)品水。具體地說，最后塔n3塔底流出液靠產(chǎn)品計量泵5精確取出一部分作為產(chǎn)品水6(流量以P表示)，其余的流入本塔再沸器n4。
在級聯(lián)裝置中，第1塔13和第2塔23組成一個段，第3塔33和第4塔43，組成一個段，最后兩級塔(n-1)3、n3組成一個段，共三個段。在這三個段中，后塔塔頂通過氣體管道與前塔底部直接連通。這三個段的段頂分別配置有冷凝器12、32、(n-1)2及對應(yīng)的再冷器11、31、(n-1)1，各段中的前塔13、33、(n-1)3塔頂通過管道依次連通對應(yīng)的冷凝器12、32、(n-1)2及再冷器11、31、(n-1)1，各冷凝器和再冷器的底部均通過液體管道連通相鄰前塔的再沸器頂部；三個段段頂?shù)脑倮淦?1、31、(n-1)1還分別通過真空管路18、38、(n-1)8與真空總管9相連接，進(jìn)行減壓精餾操作。
從第5塔起至最后第3塔(n-2)3(圖中未畫出)不行組段，這些塔的上方以均配置有冷凝器52、62、……(n-2)2(圖中未標(biāo)出)和再冷器51、61、……(n-2)1(圖中未標(biāo)出)，各冷凝器和再冷器的底部均通過液體管道連通相鄰前塔的再沸器頂部；每個再冷器還分別通過真空管路58、68、……(n-2)8(圖中未標(biāo)出)與真空總管9相連接，進(jìn)行減壓精餾操作。
所述系統(tǒng)中，與第1塔13對應(yīng)的冷凝器12和再冷器11底部的液體管道合并后一端接尾液計量泵7，以精確分出一小部分作為尾液8連續(xù)排出系統(tǒng)外，另一端接第1塔13塔頂，以將其余的大部分回流作為加料液，第1塔13中部設(shè)有氣體入口，供經(jīng)純化、汽化后的原料水輸入系統(tǒng)。所述系統(tǒng)還包括相互連通的自來水純化器2、原料計量泵3、原料水汽化器4。原料水汽化器4還通過氣體管道與上述第1塔13中部的氣體入口連通，以供應(yīng)汽化后的原料水。
在本實(shí)施例中，所述級聯(lián)裝置中前面若干級的精餾塔是塔徑從上到下分段遞減的梯形變徑精餾塔，所述級聯(lián)裝置中的再沸器是與精餾塔聯(lián)體的中央管降膜干釜再沸器，該再沸器是不滯留液體，沒有液位的干釜，可以大幅度減少系統(tǒng)的同位素滯留量，因此可縮短同位素的濃縮平衡時間，節(jié)省濃縮平衡期間的操作費(fèi)用。
如圖2所示，所述中央管降膜干釜再沸器包括從上至下依次連接的上器體215、下器體202和底封頭224，設(shè)在上器體215中部的分隔環(huán)211，分布在分隔環(huán)211內(nèi)圓孔周圍的U型吊件210，焊在U型吊件210下端的圓形擋板209，設(shè)在圓形擋板209下方的集液堰207，設(shè)在上器體215下部的液流出口接管208，焊在下器體202上端口的管板219，貫穿下器體202并向上伸出集液堰207的中央管217，設(shè)在下器體202內(nèi)中央管217周圍的多個加熱管221，加熱管上端與管板219脹焊在一起，設(shè)在每根加熱管221內(nèi)部上口的降膜導(dǎo)流裝置220，設(shè)在下器體202上的位于管板219下方的加熱蒸汽進(jìn)口接管206，位于下器體202內(nèi)既與加熱管221下端脹焊也與中央管217下口焊接的浮動管板222，與浮動管板222下緣焊接構(gòu)成匯汽室的浮動封頭223，主體部分沿中央管217中心線設(shè)置，超出中央管217上口的部分被彎曲后穿出上器體202器壁并固定在上器體202器壁上的釜液吸凈管216，以及設(shè)在底封頭224中心的加熱蒸汽凝結(jié)水出口接管225。
上器體215的上下兩端都帶有法蘭，上器體215的上法蘭用來與精餾塔下部法蘭連接，使所述再沸器與精餾塔組成一個整體設(shè)備；上器體215的下法蘭與下器體202的管板219連接固定。下器體202和底封頭224之間通過法蘭連接固定。
所述中央管降膜干釜再沸器還包括設(shè)在所述上器體上部側(cè)面的液流進(jìn)口接管214，用于與后級精餾塔連通，接收后級精餾塔返回的液流。當(dāng)不需要后級精餾塔返回的液流時，中央管降膜干釜再沸器可以不設(shè)此液流進(jìn)口接管。
整個中央管降膜干釜再沸器可以通過支腿201安裝于基礎(chǔ)上。
如圖3所示，降膜導(dǎo)流裝置220包括導(dǎo)流頭吊掛銷220a、導(dǎo)流頭220b、上間隙銷220c及下間隙銷220d。導(dǎo)流頭220b是兩段直徑不等圓柱的結(jié)合體，上圓柱體直徑細(xì)，上部側(cè)向鉆有一個懸吊孔鉆孔用于穿插導(dǎo)流頭吊掛銷220a；下圓柱體直徑粗，但比加熱管221內(nèi)徑小2mm。粗圓柱體下端做成喇叭口形狀，防止沿著導(dǎo)流頭粗圓柱體表面流動的溶液往中心流去，提高液體成膜效果。細(xì)圓柱體與粗圓柱體連接處以圓弧面形式過渡，以便引導(dǎo)液體流向加熱管內(nèi)壁。導(dǎo)流頭吊掛銷220a長度超過加熱管221的外徑。導(dǎo)流頭吊掛銷220a穿過導(dǎo)流頭220b的細(xì)圓柱體上部的懸吊孔，將導(dǎo)流頭220b懸掛于加熱管221上口內(nèi)部。上間隙銷220c及下間隙銷220d分兩圈均布在導(dǎo)流頭220b的粗圓柱體上，使得導(dǎo)流頭220b與加熱管221對中，從而在導(dǎo)流頭220b與加熱管221內(nèi)壁間形成均勻的環(huán)隙。導(dǎo)流頭220b上下兩段圓柱體的長度是根據(jù)液體汽化后汽流在所述環(huán)隙內(nèi)向上流動所產(chǎn)生的阻力與環(huán)隙上方液體靜壓頭之和大于汽流流經(jīng)加熱管221、匯汽室及中央管217作U型流動所產(chǎn)生的阻力確定的，可使再沸器運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
集液堰207由倒立漏斗截體和圓環(huán)構(gòu)成的，所述倒立漏斗截體的下口焊于所述圓環(huán)的內(nèi)圓周上，所述圓環(huán)的外圓周焊在所述上器體215的內(nèi)壁上，并略低于所述的液流出口接管208。
中央管217上口可以設(shè)置成比集液堰207的倒立漏斗截體的上口高50～150mm。釜液吸凈管216下端呈45°切口并抵著匯汽室浮動封頭223內(nèi)壁，超出中央管217上口后，釜液吸凈管216被彎成90°穿出上器體215器壁并固定在上器體215的器壁上。釜液吸凈管216是在精餾塔泡液操作完成后，用來抽凈再沸器內(nèi)存留的液體，使再沸器盡快進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
所述中央管降膜干釜再沸器還包括設(shè)在所述下器體內(nèi)管板與浮動管板之間的折流板結(jié)構(gòu)205，用來提高加熱蒸汽流速增強(qiáng)給熱效果。上器體215的上法蘭下方還設(shè)有測溫口接管212，用來插入測溫元件。
下面結(jié)合圖1和圖4來描述一下利用本實(shí)用新型典型實(shí)施例所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)生產(chǎn)氧-18的工藝。該工藝以自來水為原料，通過水相和汽相循環(huán)回流和塔中汽/水間氧同位素的交換，使得水中的氧-18水和氧-16水得以分離，從而獲得高濃度的氧-18水產(chǎn)品6，其中，氧-16水作為尾液8排出系統(tǒng)外。
具體來說，原料自來水1(流量以F表示)流經(jīng)自來水純化器2后，用原料計量泵3送入原料水汽化器4底部，汽化后從原料水汽化器4頂部出來并進(jìn)入第1塔13的中部，作為整個級聯(lián)裝置的原料。
在級聯(lián)裝置第一段中，段頂通過真空管路18與真空總管9相連接，進(jìn)行第一段的減壓精餾操作。從第1塔13塔頂出來的汽流17經(jīng)冷凝器12和再冷器11凝結(jié)成液流，用尾液計量泵7精確分出一小部分(流量以W表示，W＝F-P)作為尾液8連續(xù)排出系統(tǒng)外，其余的大部分則回流到本塔塔頂作為第1塔塔頂加料液。從第2塔23塔頂出來的汽流27，直接送回第1塔13的底部，與再沸器14所汽化出來的汽流合并回流到第1塔13中去，自下而上流動與該塔中的自上而下的液流充分接觸，進(jìn)行汽/水間氧同位素的交換，氧-18水富集于液相中，流向塔底；氧-16水則濃縮于汽相中，流向塔頂，經(jīng)冷凝、再冷又轉(zhuǎn)變?yōu)橐毫?，絕大部分流回第1塔13內(nèi)。第1塔13中氧-18獲得部分富集的水流到塔底后，取出一部分16(其余部分則流入本塔再沸器14)加到第2塔23頂部并向下流動，與來自本塔再沸器24汽化出來的汽流進(jìn)行與第1塔中方式相同的汽/水逆流接觸氧同位素交換，使得塔底流出液中氧-18同位素濃度得到進(jìn)一步的提高，再取出一部分26，加到第3塔繼續(xù)濃縮，如此繼續(xù)下去，在最后塔底部即可獲得所需要濃度的氧18水產(chǎn)品。
在級聯(lián)裝置第二段中，段頂通過真空管路38與真空總管9相連接，進(jìn)行第二段的減壓精餾操作。從第3塔33塔頂出來的汽流37經(jīng)冷凝器32和再冷器31凝結(jié)成液流，送回第2塔23下方的再沸器24的頂部，與第2塔23的部分流出液混合，并在再沸器24中一起汽化后流回第2塔23。
各段的段頂和各個不組段塔的塔頂具有相同的真空度。在各段段頂和各個不組段塔的塔頂操作壓力為8.97～16.13kPa，相應(yīng)的操作溫度為45～55℃。
下面，以列表方式描述本實(shí)用新型的一個具體實(shí)施例及其生產(chǎn)氧-18的工藝參數(shù)。以氧-18天然豐度為0.2％的自來水做原料，級聯(lián)裝置中有九座精餾塔，第1，2塔、第3，4塔以及第8，9塔組成段，第5、6、7塔不組段。第2、4及9塔不配置冷凝器和再冷器，由于在該實(shí)施例中第8塔液相流量與第9塔的相同，所以第8塔不需設(shè)置再沸器。第1塔填料層高16m，自上而下4m處為級聯(lián)裝置的原料進(jìn)口，自來水經(jīng)純化、汽化后作為原料加入。在第1、3、5、6、7、8塔頂部再冷器后面統(tǒng)一抽真空。
表1.日產(chǎn)13.8克氧-18水，氧-18濃度≥95％，各精餾塔工藝參數(shù)表

表2.日產(chǎn)13.8克氧-18水，氧-18濃度≥95％，各塔再沸器、冷凝器工藝參數(shù)表

本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中熟練技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)，本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已全部記載于權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，包括通過按梯形級聯(lián)方式連接的若干座直徑逐級縮小的精餾塔、冷凝器、再冷器、再沸器以及計量泵組成的級聯(lián)裝置，前級精餾塔塔底通過液體管道與相鄰后級精餾塔塔頂相通，并在所述管道中設(shè)置計量泵，以精確計量輸送的加料液，其特征在于在級聯(lián)裝置中，所述各精餾塔按如下方式連接，即前若干級塔及最后兩級塔，每相鄰兩塔組成一個段，段中后塔塔頂通過氣體管道與所述前塔底部直接連通；對于各段中的前塔以及不組段的塔而言，它們的塔頂均通過管道依次連通冷凝器、再冷器，所述冷凝器和再冷器的底部通過液體管道連通相鄰前塔的再沸器頂部，所述再冷器還與真空總管相連通，以進(jìn)行分段減壓；所述系統(tǒng)中與第1塔對應(yīng)的冷凝器和再冷器底部的液體管道合并后一端接計量泵，以精確分出一小部分作為尾液連續(xù)排出系統(tǒng)外，另一端接第1塔塔頂，以將其余的大部分回流作為加料液，第1塔中部設(shè)有氣體入口，供經(jīng)純化、汽化后的原料水輸入系統(tǒng)；所述系統(tǒng)的最后塔塔底通過液體管道連接計量泵，以精確取出產(chǎn)品水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，其特征在于所述級聯(lián)裝置中前面若干級的精餾塔是塔徑從上到下分段遞減的梯形變徑精餾塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括相互連通的自來水純化器、原料計量泵、原料水汽化器，所述原料水汽化器還通過氣體管道與所述第1塔中部的氣體入口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，其特征在于所述級聯(lián)裝置中的再沸器是與精餾塔聯(lián)體的中央管降膜干釜再沸器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央管降膜干釜再沸器包括從上至下依次連接的上器體、下器體和底封頭，設(shè)在所述上器體中部的分隔環(huán)，分布在所述分隔環(huán)內(nèi)圓孔周圍的U型吊件，焊在所述U型吊件下端的圓形擋板，設(shè)在所述圓形擋板下方的集液堰，設(shè)在所述上器體下部的液流出口接管，焊在所述下器體上端口的管板，貫穿所述下器體并向上伸出所述集液堰的中央管，設(shè)在所述下器體內(nèi)所述中央管周圍的多個加熱管，所述加熱管上端與所述管板脹焊在一起，設(shè)在每根加熱管內(nèi)部上口的降膜導(dǎo)流裝置，設(shè)在所述下器體上的位于所述管板下方的加熱蒸汽進(jìn)口接管，位于所述下器體內(nèi)既與所述加熱管下端脹焊也與所述中央管下口焊接的浮動管板，與所述浮動管板下緣焊接構(gòu)成匯汽室的浮動封頭，主體部分沿所述中央管中心線設(shè)置，超出所述中央管上口的部分被彎曲后穿出所述上器體器壁并固定在上器體器壁上的釜液吸凈管，以及設(shè)在所述底封頭中心的加熱蒸汽凝結(jié)水出口接管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，其特征在于所述中央管降膜干釜再沸器還包括設(shè)在所述上器體上部側(cè)面的液流進(jìn)口接管。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，其特征在于所述降膜導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流頭吊掛銷、導(dǎo)流頭和上、下間隙銷；所述導(dǎo)流頭通過所述導(dǎo)流頭吊掛銷懸掛于所述加熱管上口內(nèi)部；所述上間隙銷和下間隙銷分兩圈均布在所述導(dǎo)流頭的外圓周上，使得導(dǎo)流頭與加熱管內(nèi)壁間形成均勻的環(huán)隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)流頭是上細(xì)下粗的兩段圓柱的結(jié)合體，細(xì)、粗圓柱體間以圓弧面形式過渡，細(xì)圓柱體上部側(cè)向鉆有一個懸吊孔，粗圓柱體下口做成喇叭口形狀。
專利摘要液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧－18的系統(tǒng)，屬于高濃氧－18水生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，降低生產(chǎn)成本，本實(shí)用新型公開了一種液汽連接分段減壓水精餾生產(chǎn)氧－18的系統(tǒng)，包括通過按梯形級聯(lián)方式連接的若干座直徑逐級縮小的精餾塔、冷凝器、再冷器、再沸器以及計量泵組成的級聯(lián)裝置，在級聯(lián)裝置中，各精餾塔按如下方式連接，即前若干級塔及最后兩級塔，每相鄰兩塔組成一個段，段中后塔塔頂通過氣體管道與前塔底部直接連通；對于各段中的前塔以及不組段的塔而言，它們的塔頂均通過管道依次連通冷凝器、再冷器，冷凝器和再冷器的底部通過液體管道連通相鄰前塔的再沸器頂部，再冷器還與真空總管相連通，以進(jìn)行分段減壓。
文檔編號B01D59/00GK2897371SQ20062001319
公開日2007年5月9日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者楊國華 申請人:楊國華