[发明专利]一种从废弃物中分离纯化14C同位素的方法及系统在审
申请号: | 202010190466.8 | 申请日: | 2020-03-18 |
公开(公告)号: | CN111359440A | 公开(公告)日: | 2020-07-03 |
发明(设计)人: | 徐志红;沈佳宇;双加磊;桂媛;邬伟;徐武双;金志成 | 申请(专利权)人: | 江苏华益科技有限公司;常熟志合环境科技有限公司 |
主分类号: | B01D59/26 | 分类号: | B01D59/26;G21F9/02 |
代理公司: | 北京精金石知识产权代理有限公司 11470 | 代理人: | 刘俊玲 |
地址: | 215522 江苏省苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 废弃物 分离 纯化 14 同位素 方法 系统 | ||
1.一种从核电站废弃物中分离纯化14C同位素的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)粗品精制:将14C-CO2粗品依次在-20至0℃、-78.5至-170℃进行两级冷凝后再依次经-77至0℃蒸发、-78.5至-170℃凝华得纯品14C-CO2;
2)同位素分离富集:将步骤1)所得纯品14C-CO2蒸发后送入交换塔,14C-CO2与来自交换塔塔顶的液相12C-CO2在交换塔中实现交换;14C-CO2从交换塔塔底排出后进入解析塔解析后即得超纯品14C-CO2.。
2.根据权利要求1所述的从核电站废弃物中分离纯化14C同位素的方法,其特征在于,步骤2)中所述液相12C-CO2是由有机碱或无机碱与12C-CO2形成复合物的形式存在。
3.根据权利要求2所述的从核电站废弃物中分离纯化14C同位素的方法,其特征在于,与液相12C-CO2形成复合物采用的是有机碱,有机碱的浓度为0.001mol/L-10mol/L。
4.根据权利要求2所述的从核电站废弃物中分离纯化14C同位素的方法,其特征在于,与液相12C-CO2形成复合物采用的是无机碱,无机碱的浓度为0.001mol/L-12mol/L。
5.根据权利要求1-4任一项所述的从核电站废弃物中分离纯化14C同位素的方法,其特征在于,步骤2)交换塔内的温度为0-100℃,压力-0.09-0.5MPa。
6.根据权利要求1-4任一项所述的从核电站废弃物中分离纯化14C同位素的方法,其特征在于,步骤2)14C-CO2与液相12C-CO2是在催化填料的作用下实现交换,其中催化填料的材质为金属或其表面氧化物、合金或其表面氧化物、高分子材料和无机材料中一种或多种。
7.根据权利要求1-4任一项所述的从核电站废弃物中分离纯化14C同位素的方法,其特征在于,所述核电站废弃物中14C-CO2的含量为0.01%-10%;14C-CH4的含量为0.01-90%;14C-CO的含量为0.01%-90%。
8.一种14C同位素的分离纯化系统,其特征在于,包括依次连接的气体氧化系统、一级低温冷却系统、二级低温冷却系统和14C-CO2分离富集系统,
所述14C-CO2分离富集系统包括12C-CO2/14C-CO2交换塔、解析塔和吸收塔;
所述二级低温冷却系统的出口与所述12C-CO2/14C-CO2交换塔塔体的进气口连接,所述12C-CO2/14C-CO2交换塔塔底出口与解析塔塔体的进气口连接,所述解析塔塔底的出液口与所述吸收塔塔底的进液口连接,所述吸收塔塔顶的出液口与所述交换塔塔顶的进液口连接;所述解析塔塔顶的出气口与交换塔塔底的进气口连接;所述交换塔塔顶的出气口与所述吸收塔塔体的进气口连接。
9.根据权利要求8所述的14C同位素的分离纯化系统,其特征在于,所述一级低温冷却系统包括顺次连接的-20至0℃低温冷阱和-78.5至-170℃低温冷阱。
10.根据权利要求8所述的14C同位素的分离纯化系统,其特征在于,所述二级低温冷却系统包括依次连接的-77至0℃低温冷阱、-78.5至-170℃低温冷阱和-77至0℃低温冷阱。
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