[实用新型]一种富集气体氙的分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及富集氙的装置，用于化工生产，环境监测与研究评价，设计的富集氙的装置分离效果极佳，提高了采收率。

背景技术

文献检索信息：空气中惰性气体氙的分离装置，主要是采用低温分离，如通过空气的低温分离获取氪和/或氙的方法，适合大规模和工业化的生产。浙江遂昌县徐贤庚的发明，号为200810062397.1《一种活性炭吸附装置》的专利，采用负离子发生装置产生负离子，由负离子及时将吸附饱和的活性炭进行氧化活化分解再生，使活性炭能永续的吸附。上海徐汇区沈善明的发明，号为86104137《移动床活性炭吸附-解吸装置》的专利，采用连续、分段、多级倾斜移动床结构，用类封槽将移动床转向和分级在整体的吸附-解吸塔内完成活性炭的吸附、再生循环。本实用新型设计的装置，用于规模生产或仪器设备研制中，解决了将空气中氙富集而将其它杂质分离去除的技术难题，同时该装置的构思也可用于有关使用吸附分离技术的相关系统的设计中。

发明内容

本实用新型的目的在于：由于环境中放射性氙含量低，无法直接测量，提供的富集氙的分离装置，可直接测量到氙的体积浓度，达到监测环境中的放射性氙同位素活度浓度的目的，该装置设计合理，简单易操作。

本实用新型的目的是这样实现的：一种富集气体氙的分离装置，包括通过管路连接的氮气瓶1、减压阀2、除杂柱、吸附柱、流量计、压力传感器、测量源盒17、色谱定量管14和真空泵12，其特征是：在氮气瓶1出口的连接管道上依次安装着减压阀2和四通接头4，四通接头4连接的管路分为三路，其中第一路管路上依次连接着质量流量控制器3、阀门和四通接头6，四通接头6引出的两路管路分别连接着一级除杂柱30和一级吸附柱29，一级吸附柱29的出口通过管路安装的压力传感器28连接着二级除杂柱27，该四通接头6剩余的接口连接的管路上依次通过阀门，三通接头8、四通接头11与真空泵12连接；在第二路管路上依次安装着质量流量计7、阀门和四通接头8，该四通接头8分出的一路管路通过阀门与二级除杂柱27的出口连接，分出的另一路管路通过压力传感器26与二级吸附柱25的进口连接，该四通接头8剩余的接口上安装着阀门；第三路管道通过变径接头5、转子流量计10，阀门与第三级吸附柱20进口上安装的压力传感器21连接的三通接头22相连接，三通接头22的另一接口上连接着阀门；二级吸附柱28的出口通过管路依次连接的四通接头31、阀门与连接真空泵12管路上的三通接头9连通，四通接头31的两个接口，其中一个接口安装着阀门，另一个接口通过变径接头24连接着三级除杂柱23的进口，三级吸附柱20的出口通过管路与连接真空泵12的四通接头11连通，在该管路上自下而上依次连接着两个四通接头18、17，阀门、色谱定量管14、变径接头13；该管路上第一个四通接头18的两个接口，其中一个接口的连接管道通过三通接头19和阀门与三级除杂柱23的出口连接，另一个接口上连接着阀门，第二个四通接头16的两个接口上分别安装着注射器15和测量源盒17。

本实用新型产生的技术效果适应小规模生产或仪器设备研制，解决了将空气中氙富集而将其它杂质分离去除的技术问题。此装置的富集因子大于50000，氡的去污因子大于10⁵，可将有效取样体积约3m³空气中的氙(浓度0.087ppm)，浓缩纯化为体积50-60ml(氙浓度大于4000ppm)。

本实用新型使用5A分子筛去除杂质H₂O、CO₂，采用活性炭除氡，采用常温吸附高温解吸的方法，将气体样品中的氙富集纯化，得到小体积高浓度样品。

本装置利用动态吸附系数的差别，将氙浓集后测量。二级、三级吸附柱和除杂柱的吸附除杂温度保持在38-45℃；取样时间2-3小时；地表样品流量为1.5-1.7m³/小时，大气样品流量为3.0-3.5m³/小时，解吸真空度为20-22kPa。

本装置的一级除杂柱再生温度为350-380℃，其它吸附柱和除杂柱的再生温度为230-270℃；一级吸附柱的洗提流量为1-2dm³/分钟，洗提体积为50-60dm³；二级吸附柱的洗提流量为135-160cm³/分钟，洗提体积为2.5-3.5dm³。

本装置三级吸附柱的解吸附体积为55-65cm³，转入测量源盒中，进行放射性测量；系统的纯化时间3.5-4.5小时，放射性测量时间9-12小时。