一种多级串联连续精馏分离轻氢分子水的装置，由一级以上的精馏塔串联组成，每前一级精馏塔的顶部连接后一级精馏塔的下部，每后一级精馏塔的底部通过一液体输送泵连接前一级精馏塔的上部，第一级精馏塔的下部连接用以加热汽化进入所述装置的天然水的汽化器，最后一级精馏塔的顶部连接用以冷凝获得轻氢分子水的冷却器，该冷却器连接所述最后一级精馏塔的上部以输送回流液；各级精馏塔内的操作压力由前向后逐级降低，所述天然水通过所述汽化器气化后进入第一级精馏塔，在之后的各级精馏塔内逐级连续流动并进行精馏分离，最终成为轻氢分子水由所述冷却器中排出。本实用新型专利技术具有分离效率高、能耗低、结构简单、操作容易的优点，适用于轻氢分子水的连续生产过程。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及稳定性同位素分离
，具体设及一种制备轻氨分子水的多 级串联连续精馈分离轻氨分子水的装置。
技术介绍
众所周知，自然界中的水一般由2个氨原子和1个氧原子组成化2〇)，但氨元素有质 量数不同的3个同位素：轻氨(気-iH)的质量为1、重氨(気-?)的质量为2,均是稳定性同位 素;超重氨(氣-?)的质量为3,是放射性同位素。由于氨原子同位素的质量数不同，通常将 质量数为1的轻氨原子和氧原子组成的水(1也0)分子称为轻氨分子水;把质量数为2的重氨 原子与氧原子组成的水(2也〇)分子称为重氨分子水;把质量数为3的超重氨原子与氧原子组 成的水(3也〇)分子称为超重氨分子水。在天然水中，轻氨分子水的天然丰度为99.985%，重 氨分子水一般为15化pm(0.015% )，超重氨分子水的天然丰度更低，只有十亿分之一，基本 可W认为天然不存在。采用先进的高科技同位素分离技术来降低天然水中重氨分子水的含 量到15化pm W下，运样得到的的水即称为轻氨分子水。 研究结果表明，重氨(?)对生命体的生存发展和繁衍是有害的，在水中不论重氨 (?)的含量多少对生命体都是有害的。我们知道，C-2H键比C-iH键更牢固而不易断裂，重氨 (?)置换轻氨原子可W在DNA的螺旋结构中产生附加应力，造成双螺旋的相移、断裂、替换， 使核糖核酸排列混乱，甚至重新合成，出现突变，从而增加人体出现癌变的几率。而轻氨分 子水是具有特殊分子结构、减少了重氨(?)含量的水，轻氨分子水的重氨(?)含量<150ppm， 而普通的矿泉水、纯净水、自来水等饮用水的重氨(2H )含量为15化pm。 研究表明，自然界中的水分子是会自动相互结合在一起，形成较大的分子团，运将 导致水分子团过大而让水不能顺利被细胞吸收。轻氨分子水的分子结构则是独一无二的， 它形成的分子团已变成一个更小更稳定的高能态结构，经核磁共振分析证实，轻氨分子水 的分子团比普通的矿泉水、纯净水、自来水小50% W上，运些较小的分子团在身体内部移动 穿越比其他的水更迅速有效，更容易被细胞吸收，使身体更快更有效地补充水分。 总之，水是生命之源，水中重氨(?)元素含量的多少是衡量水好坏的重要标准。轻 氨分子水不仅能够应用于科学研究，而且还具有活化免疫细胞、改善机体基础代谢水平、抗 细胞突变和延缓衰老等功能，更有益于生命体的生存发展和繁衍，对于人类的健康具有重 要意义。 仅就分离方法而论，同位素的分离方法有化学交换法、精馈法、电解法、热扩散法、 膜扩散吸附法、离屯、法、激光法等，但是从饮用水安全性及工业化生产角度考虑，获得轻氨 分子水最为适宜的方法是天然水的同位素精馈分离方法，其利用水中轻氨分子水和重氨分 子水的同位素蒸汽压的细微差异来实现分离。水精馈法原料易得、操作简单可靠、生产过程 绿色环保，是一种容易实现的工业化生产轻氨分子水的方法。 但是目前，同位素的精馈法分离技术还存在许多不足之处:各级精馈塔采用相同 的恒定操作压力，塔之间热量无法禪合利用，能耗高;轻氨分子水的生产设备借用重氨分子 水的生产设备，对轻氨分子水的分离过程只能间歇进行，而汽液相物料无法在各级精馈塔 中连续不间断地流动W完成轻氨分子水的连续生产；同位素分离系数小，分离级数多(大规 模生产同位素的装置需要串、并联几十，甚至上百个精馈塔），投资大；精馈塔之间（串、并 联)级联结构复杂，各级间均设置加热器、冷却器和储槽，控制操作困难;系统持液量大，系 统平衡时间长等，因而严重制约了稳定同位素产品的市场及应用。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种多级串联连续精馈 分离轻氨分子水的装置，在各级精馈塔中采用不同的操作压力，实现汽液相物料的连续传 输和连续精馈，从而提高分离效率，节约能耗，简化结构，节省投资，便于操作。 为实现上述目的本技术采取的技术方案如下： -种多级串联连续精馈分离轻氨分子水的装置，所述的装置由一级W上的精馈塔 串联组成，其特征在于:每前一级精馈塔的顶部连接后一级精馈塔的下部，每后一级精馈塔 的底部通过一液体输送累连接前一级精馈塔的上部，第一级精馈塔的下部连接用W加热汽 化进入所述装置的天然水的汽化器，最后一级精馈塔的顶部连接用W冷凝获得轻氨分子水 的冷却器，该冷却器连接所述最后一级精馈塔的上部W输送回流液;各级精馈塔内的操作 压力由前向后逐级降低，所述天然水通过所述汽化器气化后进入第一级精馈塔，在之后的 各级精馈塔内逐级连续流动并进行精馈分离，最终成为轻氨分子水由所述冷却器中排出。 进一步地，所述的每前一级精馈塔的操作压力比后一级精馈塔的操作压力高100 ~250mmHg，最后一级精馈塔的操作压力为50~200mmHg。 进一步地，所述的装置所含精馈塔的级数为2级、3级、4级或5级。 进一步地，每一级所述的精馈塔内装填有波纹规整传质组件或狄克松散堆传质组 件。 进一步地，所述的波纹规整传质组件的等板高度为2.5cm~5.0cm，所述狄克松散 堆传质组件的等板高度为1.5cm~3.0畑1。 不同于现有的串联精馈塔装置，各级精馈塔采用相同的恒定操作压力，每一级都 需要设置加热器、冷却器和储槽，本技术仅在第一级精馈塔前设置汽化器加热汽化天 然水原料，在最后一级精馈塔后设置冷却器进行冷凝，从而能够连续获得轻氨分子水产品； 并且各级精馈塔的操作压力均不同，实现了液相物料和汽相物料在装置内的连续流动，完 成了轻氨分子水的连续生产过程;因而具有装置结构简单、工艺操作容易、分离效率高的优 点。 本技术取得了如下的有益效果： 1、采用2~5级精馈塔，级间不设置加热器、冷却器和储槽，简化了工艺装备的结 构，节省投资50% W上。 2、各精馈塔采用不同的操作压力，实现了汽相原料的连续自然流动输送，各级精 馈塔间的热量充分得到利用，节约能耗30~40% W上。 3、仅需在第一级前将原料汽化，最后一级冷凝获得产品，工艺过程简单，实现了多 级串联连续大批量生产，极大的降低了能耗和操作成本。 4、系统持液少，操作简单，对同位素分离系统的平衡时间大为缩短。 5、精馈塔内采用波纹规整传质组件和狄克松散堆传质组件，提高了分离效率。【附图说明】 图1为本技术的示意图。 其中； Feed-天然水，VI-进入第一级精馈塔的汽相物料，V2-进入第二级精馈塔的汽相物 料，Vn-1-进入第n-1级精馈塔的汽相物料，Vn-进入第η级精馈塔的汽相物料，Vn+1-进入冷 却器的汽相物料，L2-流出第二级精馈塔的液相物料，L3-流出第Ξ级精馈塔的液相物料， Ln-1-流出第n-1级精馈塔的液相物料，Ln-流出第η级精馈塔的液相物料，Ln+1-回流液， Discharge-废液，Product-轻氨分子水，胎ater-汽化器，Cooler-冷却器，Pump-液体输送 累，Tower 1-第一级精馈塔，Tower 2-第二级精馈塔，Tower n-1-第n-1级精馈塔，Tower n- 第η级精馈塔，其中，η为正整数。【具体实施方式】 下面结合实施例和附图对本技术作详细的说明。下述实施例W本技术的 技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多级串联连续精馏分离轻氢分子水的装置，所述的装置由一级以上的精馏塔串联组成，其特征在于：每前一级精馏塔的顶部连接后一级精馏塔的下部，每后一级精馏塔的底部通过一液体输送泵连接前一级精馏塔的上部，第一级精馏塔的下部连接用以加热汽化进入所述装置的天然水的汽化器，最后一级精馏塔的顶部连接用以冷凝获得轻氢分子水的冷却器，该冷却器连接所述最后一级精馏塔的上部以输送回流液；各级精馏塔内的操作压力由前向后逐级降低，所述天然水通过所述汽化器气化后进入第一级精馏塔，在之后的各级精馏塔内逐级连续流动并进行精馏分离，最终成为轻氢分子水由所述冷却器中排出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高明，
申请(专利权)人：高明，
类型：新型
国别省市：上海;31
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