一种快冷式Na制造技术

本实用新型专利技术公开了一种快冷式Na

A Fast Cooling Na

The utility model discloses a fast cooling Na.

【技术实现步骤摘要】
一种快冷式Na131I干馏生产装置
本技术属于放射性同位素制备
，具体涉及一种快冷式Na131I干馏生产装置。
技术介绍
用于生产放射性药品的Na131I原料，主要通过高温(约750℃)干馏反应堆辐照后的TeO2(二氧化碲)，并用稀碱液（一般为浓度小于0.5mol/L的NaOH溶液）吸收载气（一般为空气）中的放射性I-131(碘-131)蒸气制得。中国工程物理研究院核物理与化学研究所，及国内的中国原子能科学研究院和中国核动力研究院，均曾在其Na131I生产工艺中采用真空泵抽气的方式，将蒸馏炉内的高温载气通过管道直接导入吸收瓶底部鼓泡，载气中的碘-131蒸汽被瓶内的稀碱液转化成为Na131I溶液。但由于载气温度很高而在吸收瓶内加入的吸收液体积较小（一般不超过20mL），高温载气所带出的热量很容易使吸收液的温度快速升高而在吸收瓶上部出现“雾气”，并被尾气载带进入尾气处理装置，导致载气中I-131蒸气吸收效率低下和含碘-131吸收液蒸发损失，也为尾气的在线处理和达标排放造成更大的压力。降低载气流速有利于减少热交换导致吸收液的蒸发量，但不利于防止导气管中碘-131蒸气失温被管壁吸附的损失，也不利于蒸馏管内大量碘-131的及时载出，致使生产（蒸馏或保温）时间延长，并存在碘-131蒸气从进料口泄漏的较大风险，特别是在二氧化碲达到熔点时刻。由于国内干馏堆照TeO2生产Na131I的装置均采用真空泵抽气保持载气定向流动和保持蒸馏炉腔内一定的负压以防碘-131蒸气泄漏，而且为了获得较高放射性浓度的产品，在吸收瓶内加入较少量的稀碱液。另一方面，现有的堆照TeO2干馏炉没有在线加料和卸料功能，必须在上批生产炉温降至至少150℃以下最好接近室温（单质碘的升华温度约为185℃），取出残渣后才能重新装料进行下批次生产，否则极易造成放射性污染，批次生产时间往往不少于6小时，而其中约80%的时间用于炉体自然冷却。由于单质碘极易蒸发和被吸附，直接将高温的蒸馏残渣取出，或取下蒸馏管的塞子将蒸馏残渣放在管口冷却是被禁止的，而在蒸馏完成后提高载气流速会导致吸收液蒸发损失加大，而且高温炉体对蒸馏管及其内的蒸馏残渣的持续供热的时间并不会受到载气流速的显著影响，除非采用对蒸馏管隔热或能够使炉体快速散热的办法，否则难以显著缩短生产时间。基于前述原因，现有技术的碘-131收率往往低于90%，批次生产时间长且碘-131蒸气泄漏污染环境的风险较高，不利于实施连续多批次的高效、安全生产。尽管采用在高温蒸馏区后面增加一段低温区，降低蒸馏炉出口载气的温度以削减对吸收液的加热效果，但为保证载气中碘-131在被碱液吸收处理之前不被载送管道内壁吸附而造成损失，载气的温度一般控制在300℃左右，仍对吸收液加热蒸发的效果明显。而且，现有技术的蒸馏管与吸收器为分体式，采用塑料管或橡胶管连接，载气中的放射性碘-131的强γ辐射及高温对连接管的使用寿命有较大影响，在实际中容易出现老化开裂而导致放射性碘-131蒸气泄漏事故，缩短了生产装置使用寿命而增加了维护维修人员接受更多辐射剂量的风险，不利于安全生产。采用设置对碱吸收液有高效冷却和加快蒸馏管降温功能，且适用于热室或屏蔽工作箱内生产环境条件的结构紧凑、小巧的蒸馏管与吸收器集成一体式干馏吸收器，是解决现有技术缺陷的主要途径。
技术实现思路
为了提高Na131I溶液的生产效率，降低安全风险，本技术提供一种快冷式Na131I干馏生产装置。本技术的干馏生产装置A/B开合式炉体结构，并同时采用压缩空气流隔热和采用吸收液冷却的方式，以及蒸馏管与吸收器集成一体式的结构，通过在停止蒸馏后翻开加热炉上半块炉体并同时通入压缩空气，能够使炉膛内的热量得到快速释放和有效隔断炉体释热对蒸馏管及其内蒸馏残渣的加温，较大幅度缩短蒸馏管及其内蒸馏残渣的冷却时间，使得批次生产时间缩短至1.5小时内；采用循环水冷却方式对导气管内的高温载气和吸收瓶内的吸收液进行同时冷却，将快速流动的高温载气所带入吸收瓶的热量快速载出，保持吸收液在整个生产过程中不被加热升温或升温不明显，使得本装置能快速载带和高效捕集从反应堆活化的二氧化碲原料中蒸馏出来的高温放射性碘-131蒸气，使碘-131的收率高达98%以上，延长生产装置寿命并有效降低了生产的安全风险。实现本技术的技术方案如下：本技术的一种快冷式Na131I干馏生产装置，其特点是，所述的干馏生产装置包括蒸馏吸收器、加料台、载料台、配重器、加热炉、滑轨、工作台；上述干馏生产装置的连接关系是，所述的蒸馏吸收器部分置于加热炉腔内，加料台、配重器、加热炉、滑轨均固定设置于工作台上，载料台置于滑轨上并与滑轨滑动连接，加热炉、滑轨和载料台置于工作台水平中线的一侧，加料台和配重器置于工作台水平中线的另一侧。所述的加热炉与配重器对应设置；所述的加热炉为横卧管式炉结构，由上半块炉体和下半块炉体构成，在加热炉位于配重器一侧接缝处固定设置有连接上半块炉体、下半块炉体的活页，在对应一侧的上半块炉体、下半块炉体上分别固定设置有相互匹配的S扣、锁紧柱，加热炉的下半块炉体通过钢架与工作台固定连接。所述的蒸馏吸收器包括竖直设置的吸收槽和水平设置的蒸馏套管，所述的吸收槽包括碱液罐、水浴罐、盘管、钢丝网，所述的蒸馏套管包括套管、蒸馏管；所述的蒸馏管的一端为喇叭口，在喇叭口内配合设置有滑动连接的塞子；所述的套管套在蒸馏管外，套管与蒸馏管侧壁之间有一间隙；套管一端与蒸馏管的喇叭口密封性固定连接，套管另一端与碱液罐的上侧壁垂直固定连接，套管的两端分别设置有连通的进气管、排气管，在套管的正下方管壁上开有一小孔，蒸馏管还通过连接块与套管的内壁固定连接；所述的水浴罐置于碱液罐内，盘管置于水浴罐内，盘管的上端管道斜向上依次穿过水浴罐、碱液罐、套管、穿入蒸馏管并与水浴罐、碱液罐、蒸馏管分别密封性固定连接，盘管的下端口垂直穿出水浴罐底部中央并与水浴罐密封性固定连接，盘管上端管道与水平线之间有一夹角；所述的碱液罐通过连接块与水浴罐固定连接，钢丝网置于碱液罐与水浴罐侧壁之间并与碱液罐、水浴罐接触；所述的蒸馏套管的两端分别固定在加热炉的下半块炉体上；所述的加热炉下半块炉体底部竖直设置有热电偶，热电偶的上端穿过套管管壁上的小孔与蒸馏管壁接触。所述的碱液罐顶部侧向和底部中央分别固定设置有连通的三通阀、两通阀，在三通阀与水浴罐顶之间的碱液罐内侧壁上固定设置有圆环形的挡板；所述的水浴罐设置有L型的加料管、进水管、L型的排水管，加料管上端水平穿出碱液罐侧壁并与碱液罐密封性固定连接，加料管下端穿出水浴罐底部并与水浴罐密封性固定连接，进水管、排水管下端并排水平贯穿水浴罐下部和碱液罐侧壁并分别与水浴罐、碱液罐密封性固定连接，排水管上端口置于水浴罐内并与水浴罐顶部之间有一间隙。所述的配重器包括三角架、滑轮、配重块，三角架设置在位于加热炉侧面的工作台上，滑轮固定设置在三角架顶部横梁中央，配重块设置在滑轮的下方，在滑轮上设置有钢丝绳，钢丝绳的两端分别系在配重块、S扣上。所述的加料台与载料台对应设置；所述的加料台包括从上至下依次设置的支架、滑板与滑板槽、底板，滑板与支架、滑板槽与底板分别固定连接，滑板部分置于滑板槽内并与滑板槽滑动连接，在位于载料台一侧的支架、滑板上分别固定设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快冷式Na131I干馏生产装置，其特征在于：所述的干馏生产装置包括蒸馏吸收器、加料台、载料台、配重器、加热炉(20)、滑轨（21）、工作台(22)；上述干馏生产装置的连接关系是，所述的蒸馏吸收器部分置于加热炉(20)腔内，加料台、配重器、加热炉(20)、滑轨（21）均固定设置于工作台(22)上，载料台置于滑轨（21）上并与滑轨（21）滑动连接，加热炉(20)、滑轨（21）和载料台置于工作台(22)水平中线的一侧，加料台和配重器置于工作台(22)水平中线的另一侧；所述的加热炉(20)与配重器对应设置；所述的加热炉(20)为横卧管式炉结构，由上半块炉体和下半块炉体构成，在加热炉(20)位于配重器一侧接缝处固定设置有连接上半块炉体、下半块炉体的活页（38），在对应一侧的上半块炉体、下半块炉体上分别固定设置有相互匹配的S扣（36）、锁紧柱（37），加热炉(20)的下半块炉体通过钢架与工作台(22)固定连接；所述的蒸馏吸收器包括竖直设置的吸收槽和水平设置的蒸馏套管，所述的吸收槽包括碱液罐（1）、水浴罐（2）、盘管（3）、钢丝网（4），所述的蒸馏套管包括套管（11）、蒸馏管（12）；所述的蒸馏管（12）的一端为喇叭口，在喇叭口内配合设置有滑动连接的塞子（13）；所述的套管（11）套在蒸馏管（12）外，套管（11）与蒸馏管（12）侧壁之间有一间隙；套管（11）一端与蒸馏管（12）的喇叭口密封性固定连接，套管（11）另一端与碱液罐（1）的上侧壁垂直固定连接，套管（11）的两端分别设置有连通的进气管（14）、排气管（15），在套管（11）的正下方管壁上开有一小孔，蒸馏管（12）还通过连接块与套管（11）的内壁固定连接；所述的水浴罐（2）置于碱液罐（1）内，盘管（3）置于水浴罐（2）内，盘管（3）的上端管道斜向上依次穿过水浴罐（2）、碱液罐（1）、套管（11）、穿入蒸馏管(12)并与水浴罐（2）、碱液罐（1）、蒸馏管(12)分别密封性固定连接，盘管（3）的下端口垂直穿出水浴罐（2）底部中央并与水浴罐（2）密封性固定连接，盘管（3）上端管道与水平线之间有一夹角；所述的碱液罐（1）通过连接块与水浴罐（2）固定连接，钢丝网（4）置于碱液罐（1）与水浴罐（2）侧壁之间并与碱液罐（1）、水浴罐（2）接触；所述的蒸馏套管的两端分别固定在加热炉(20)的下半块炉体上；所述的加热炉(20)下半块炉体底部竖直设置有热电偶（32），热电偶（32）的上端穿过套管（11）管壁上的小孔与蒸馏管（12）壁接触；所述的碱液罐（1）顶部侧向和底部中央分别固定设置有连通的三通阀（5）、两通阀（6），在三通阀（5）与水浴罐（2）顶之间的碱液罐（1）内侧壁上固定设置有圆环形的挡板（7）；所述的水浴罐（2）设置有L型的加料管（8）、进水管（9）、L型的排水管（10），加料管（8）上端水平穿出碱液罐（1）侧壁并与碱液罐（1）密封性固定连接，加料管（8）下端穿出水浴罐（2）底部并与水浴罐（2）密封性固定连接，进水管（9）、排水管（10）下端并排水平贯穿水浴罐（2）下部和碱液罐（1）侧壁并分别与水浴罐（2）、碱液罐（1）密封性固定连接，排水管（10）上端口置于水浴罐（2）内并与水浴罐（2）顶部之间有一间隙；所述的配重器包括三角架（33）、滑轮（34）、配重块（35），三角架（33）设置在位于加热炉(20)侧面的工作台(22)上，滑轮（34）固定设置在三角架（33）顶部横梁中央，配重块（35）设置在滑轮（34）的下方，在滑轮（34）上设置有钢丝绳，钢丝绳的两端分别系在配重块（35）、S扣（36）上；所述的加料台与载料台对应设置；所述的加料台包括从上至下依次设置的支架（16）、滑板（18）与滑板槽（19）、底板（17），滑板（18）与支架（16）、滑板槽（19）与底板（17）分别固定连接，滑板（18）部分置于滑板槽（19）内并与滑板槽（19）滑动连接，在位于载料台一侧的支架（16）、滑板（18）上分别固定设置有斗架（23）、托架（24），在斗架（23）上设置有滑动连接的加料斗（25）；所述的载料台包括滑座（26）、载气管（27）、拖斗（28）、工字卡（29），拖斗（28）置于蒸馏管（12）内，载气管（27）通过工字卡（29）固定在滑座（26）的顶部中央，载气管（27）的一端依次穿过塞子（13）的中央及拖斗（28）的侧壁，并与塞子（13）通过硅橡胶套连接及与拖斗（28）固定连接，载气管（27）的另一端设置有气阀（30），在拖斗（28）上放置有坩埚（31）。...

【技术特征摘要】
1.一种快冷式Na131I干馏生产装置，其特征在于：所述的干馏生产装置包括蒸馏吸收器、加料台、载料台、配重器、加热炉(20)、滑轨（21）、工作台(22)；上述干馏生产装置的连接关系是，所述的蒸馏吸收器部分置于加热炉(20)腔内，加料台、配重器、加热炉(20)、滑轨（21）均固定设置于工作台(22)上，载料台置于滑轨（21）上并与滑轨（21）滑动连接，加热炉(20)、滑轨（21）和载料台置于工作台(22)水平中线的一侧，加料台和配重器置于工作台(22)水平中线的另一侧；所述的加热炉(20)与配重器对应设置；所述的加热炉(20)为横卧管式炉结构，由上半块炉体和下半块炉体构成，在加热炉(20)位于配重器一侧接缝处固定设置有连接上半块炉体、下半块炉体的活页（38），在对应一侧的上半块炉体、下半块炉体上分别固定设置有相互匹配的S扣（36）、锁紧柱（37），加热炉(20)的下半块炉体通过钢架与工作台(22)固定连接；所述的蒸馏吸收器包括竖直设置的吸收槽和水平设置的蒸馏套管，所述的吸收槽包括碱液罐（1）、水浴罐（2）、盘管（3）、钢丝网（4），所述的蒸馏套管包括套管（11）、蒸馏管（12）；所述的蒸馏管（12）的一端为喇叭口，在喇叭口内配合设置有滑动连接的塞子（13）；所述的套管（11）套在蒸馏管（12）外，套管（11）与蒸馏管（12）侧壁之间有一间隙；套管（11）一端与蒸馏管（12）的喇叭口密封性固定连接，套管（11）另一端与碱液罐（1）的上侧壁垂直固定连接，套管（11）的两端分别设置有连通的进气管（14）、排气管（15），在套管（11）的正下方管壁上开有一小孔，蒸馏管（12）还通过连接块与套管（11）的内壁固定连接；所述的水浴罐（2）置于碱液罐（1）内，盘管（3）置于水浴罐（2）内，盘管（3）的上端管道斜向上依次穿过水浴罐（2）、碱液罐（1）、套管（11）、穿入蒸馏管(12)并与水浴罐（2）、碱液罐（1）、蒸馏管(12)分别密封性固定连接，盘管（3）的下端口垂直穿出水浴罐（2）底部中央并与水浴罐（2）密封性固定连接，盘管（3）上端管道与水平线之间有一夹角；所述的碱液罐（1）通过连接块与水浴罐（2）固定连接，钢丝网（4）置于碱液罐（1）与水浴罐（2）侧壁之间并与碱液罐（1）、水浴罐（2）接触；所述的蒸馏套管的两端分别固定在加热炉(20)的下半块炉体上；所述的加热炉(20)下半块炉体底部竖直设置有热电偶（32），热电偶（32）的上端穿过套管（11）管壁上的小孔与蒸馏管（12）壁接触；所述的碱液罐（1）顶部侧向和底部中央分别固定设置有连通的三通阀（5）、两通阀（6），在三通阀（5）与水浴罐（2）顶之间的碱液罐（1）内侧壁上固定设置有圆环形的挡板（7）；所述的水浴罐（2）设置有L型的加料管（8）、进水管（9）、L型的排水管（10），加料管（8）上端水平穿出碱液罐（1）侧壁并与碱液罐（1）密封性固定连接，加料管（8）下端穿出水浴罐（2）底部并与水浴罐（2）密封性固...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国平，杨宇川，陈静，涂俊，胡睿，熊晓玲，张锐，魏洪源，党宇峰，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51