[发明专利]一种含碘气体净化的装置及方法

权利要求书

1.一种含碘气体净化装置，其特征在于：

该装置包括冷凝器、液氮储罐、真空蝶阀、液氮出液阀、液氮调节阀、管路排液阀、冷凝器排液阀和液氮管路；

冷凝器为一密闭容器，其上部设有液氮入口、氮气出口、气体入口和气体出口，冷凝器的底部设有排液口，冷凝器内部设有换热管，换热管的二端分别与气体入口和气体出口相连通；

于含碘气体从真空储罐流向真空泵的管道中安装2个与管道相同口径的真空蝶阀，并于2个真空蝶阀之间安装冷凝器，冷凝器的气体入口和气体出口分别与2个真空蝶阀通过螺栓连接紧固；

于液氮储罐的出液口处设有液氮出液阀，于冷凝器的液氮入口处设有液氮调节阀，液氮出液阀和液氮调节阀间连接有液氮管道，在液氮管道的最低点设有管道排液阀，于冷凝器的底部排液口处设有冷凝器排液阀。

2.按照权利要求1所述含碘气体净化装置，其特征在于：

冷凝器是圆形立式低温换热器，自上而下由圆形上管板及圆形下管板将其分为三部分，上管板上表面以上是上管箱，下管板下表面以下是下管箱，中间部分是壳程；

于上管板上表面固接与其同轴的二端开口的上管箱筒体，于上管箱筒体上端固接同口径同轴的封头，于上管板上表面沿上管箱轴线固接有上管箱隔板，上管箱隔板四周边缘与上管箱筒体和上管箱封头内表面贴合并固接；

于上管箱筒体两侧分别设有同轴的气体入口和气体出口，上管箱隔板垂直于气体入口和气体出口的轴线；于气体入口和气体出口分别固接有与真空蝶阀同口径的气体进出口接管，接管外端固接与真空蝶阀匹配的圆形法兰；于上管箱封头顶部、位于隔板两侧对称开孔并固接人孔接管，其轴线与上管箱筒体轴线平行且与气体入口和气体出口轴线垂直，人孔接管上端固接圆形人孔法兰，人孔盖通过螺栓与人孔法兰连接，二者间设有人孔垫片；

于下管板下表面通过螺栓连接有圆形下管箱法兰，二者间设有垫片且同轴线，于下管箱法兰下表面固接有同轴的下管箱封头，并于封头的中心开孔作为排液口，排液口外侧固接有同轴的排液口接管，于排液口接管底端固接有圆形法兰；

分别于上管板和下管板上钻有换热管孔，换热管孔沿上管箱隔板的二侧对称分布，于上管箱隔板的每一侧的上管板和下管板上分别开设有2个以上规则排列的换热管孔，2根以上轴线平行的换热管贯穿上管板和下管板对应的换热管孔，并与上管板在上管板的上表面固接、与下管板在下管板的下表面固接；

于上管板下表面和下管板上表面间固接有同轴的圆形壳程筒体，于该筒体上部侧壁上沿径向开设有与气体入口和气体出口轴线平行的液氮入口和氮气出口，液氮入口和氮气出口同轴，液氮入口和氮气出口外侧分别固接有液氮入口 接管和氮气出口接管，接管外端分别固接有圆形法兰。

3.按照权利要求2所述含碘气体净化装置，其特征在于：

于上管板下表面固接有壳程挡板，壳程挡板沿圆形壳程筒体轴线设置，壳程挡板与气体入口和气体出口轴线垂直，壳程挡板长度短于壳程筒体轴线方向的长度，壳程挡板两侧边缘与壳程筒体内壁面贴合并固接。

4.按照权利要求2所述含碘气体净化装置，其特征在于：

于上管板下表面钻有带内螺纹的盲孔，盲孔沿壳程挡板的二侧对称分布，于壳程挡板的每一侧的上管板下表面上分别开设有2个以上的盲孔；

两端带有外螺纹的拉杆一端拧入上管板下表面的盲孔内，于拉杆上从上至下依次间隔套设2根以上与换热管同口径的定距管和2块以上折流板，折流板为带有拉杆穿过通孔的平板，拉杆与平板平行，平板的前后二侧与壳程筒体内壁面贴合；壳程挡板二侧的平板从上至下单数位的平板，其左侧或右侧与壳程筒体内壁面贴合、右侧或左侧与壳程挡板间留有空隙，壳程挡板二侧的平板从上至下偶数位的平板，其右侧或左侧与壳程筒体内壁面贴合、左侧或右侧与壳程挡板间留有空隙；拉杆的另一端使用2个螺母紧固。

5.一种利用权利要求1-4任一所述装置进行含碘气体净化的方法，其特征在于如下步骤：

含碘气体净化装置运行时先打开第一真空蝶阀，由真空泵将冷凝器抽空至低于真空储罐的真空度，再通过液氮储罐的增压装置使液氮储罐的压力增加到所需压力，关闭管路排液阀，顺序缓慢打开液氮调节阀和液氮出液阀，通入液氮将冷凝器冷却；缓慢打开第二真空蝶阀，使激光器尾气流过冷凝器，根据冷凝器出口气体温度，通过液氮调节阀适当调节液氮流量，直至完全打开第二真空蝶阀；

冷凝器内凝结的碘回收收集时，顺序关闭第二真空蝶阀和第一真空蝶阀以截断气流，再关闭液氮出液阀和液氮调节阀，打开管路排液阀，停止液氮供应；当冷凝器温度升至常温时打开第一人孔盖和第二人孔盖，将冷凝器放空至大气压；从人孔开口处注入乙醇超过上管板的上表面，浸泡后打开下管箱底部的排液阀，收集含碘的乙醇溶液，再通过萃取、蒸发操作，得到固体碘。