[发明专利]一种重氧水分离装置间歇生产超轻水的方法及其装置

权利要求书

1.一种重氧水分离装置间歇生产超轻水的方法，包括如下步骤：

(a)提供天然水原料(S₀)，所述原料(S₀)进入级联精馏装置(1)，其中，所述级联精馏装置(1)由多级精馏塔(T₁)～(T_n)连接而成，且n为3～10之间的整数；

(b)所述天然水原料(S₀)在所述级联精馏装置(1)中分别或交替进行以下步骤：

(i)在多级精馏塔(T₁)～(T_n)中进行级联精馏，在所述第一级精馏塔(T₁)中进行部分回流或零回流操作，从而在末级精馏塔(T_n)的底部获得重氧水产品(S₄)；

(ii)在所述第一级精馏塔(T₁)中进行全回流操作，从而在第一级精馏塔(T₁)的顶部获得氘丰度在0.2ppm～125ppm之间的超轻水(S₃)，在末级精馏塔(T_n)的底部获得重氧水产品(S₄)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(ii)的全回流操作中，所述第一级精馏塔(T₁)外还设置回流液储罐(2)，所述回流储液罐(2)中进行如下回流操作：

所述第一级精馏塔(T₁)的顶部的冷凝液(S₁)进入所述回流液储罐(2)，并在回流液储罐(2)进行停留，获得储液；

所述储液经过回流得到回流液(S₂)，且回流液(S₂)通过液体输送泵(3)返回所述第一级精馏塔(T₁)；

进行全回流操作后，从回流液储罐(2)中采出的储液即为超轻水产品(S₃)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(ii)的全回流操作中，根据下述式(1)的一个或多个参数调节所得冷凝液(S₁)中的氘的丰度：

XX0=K-(K-1)ePt---(1)]]>

式中：K=A(H+H0)H0ϵ(eAϵ-1)+AH]]>

P=-LH0[(2A-ϵA-3Q1)-(2A-ϵA-3Q1)2-(A2ϵ2+12-6Q2)]]]>

Q1=H0H-1]]>

Q2=Aϵ-2H0H]]>

ϵ=α-1α]]>

X：超轻水中氘的丰度，ppm；

X₀：天然水原料(S₀)中氘的丰度，ppm；

H：回流液储罐(2)内的储液量，kg；

H₀：级联精馏装置内的持液量，kg；

A：级联精馏装置分离能力系数；

α：H₂O/D₂O的分离系数；

L：回流量，kg/hr；

t：全回流时间，hr。