CN116036837A - 一种高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温气体辅热式碘‑131蒸气处理装置，所述的高温气体辅热式碘‑131蒸气处理装置，包括吸收瓶、卧式管式炉、台架及升降机构。所述的卧式管式炉水平固定设置于台架的台面上，升降机构固定设置于卧式管式炉正下方的台面下，吸收瓶放置于升降机构的载物台上，吸收瓶与卧式管式炉采用玻璃磨口对接方式非固定连接。本发明的碘‑131蒸气处理装置能够高效吸收高温载气中的放射性碘‑131，大幅减少碘‑131在输运管道中的沉积或滞留，提高生产效率，而且直接利用炉管热量，无需额外的供热装置，结构简单、能源利用率高。

Description

一种高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置
技术领域
本发明属于放射性同位素制备技术领域，具体涉及高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置。
背景技术
医疗机构使用的碘化钠(131I-NaI)药品和碘-131标记的药品的放射性原料主要来自于反应堆辐照活化的二氧化碲，并主要采用干馏法生产。除本发明提供单位-中国工程物理研究院核物理与化学研究所外，国内的中国原子能科学研究院和中国核动力研究院均曾从事过碘-131干馏生产，建立了生产装置。但现有的生产技术存在从靶料蒸馏出来的碘-131在载气载带输运过程中容易在管道内壁沉积或滞留，特别是在裸露的连接吸收瓶的管道和温度较低处，造成产品收率偏低、生产时间长等问题，不利于提高生产效益。为了保障碘-131的有效回收，发明人也提出了采用电加热式气载碘-131吸收装置，但该装置需要采用单独的加热装置，装置比较复杂；同时需要消耗额外的能源。
发明内容
为了克服现有技术中的存在的从靶料蒸馏出来的碘-131在载气载带输运过程中容易在管道内壁沉积或滞留，造成产品收率偏低、生产时间长的不足，能够实现进一步提高生产效益的目的，本发明提供的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，能够高效地吸收载气中的放射性碘-131。
实现本发明的技术方案如下：
本发明的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，其特点是，所述的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，包括吸收瓶、卧式管式炉、台架及升降机构，其连接关系是，所述的卧式管式炉水平固定设置于台架的台面上，升降机构固定设置于卧式管式炉正下方的台面下，吸收瓶放置于升降机构的载物台上，吸收瓶与卧式管式炉采用玻璃磨口对接方式非固定连接。
所述的吸收瓶包括通气管、气加热套管、隔热套管、碱液瓶、水冷锥套、测温套管、加料管、排气管Ⅰ、进气管及排气管Ⅱ；所述的通气管、气加热套管、隔热套管、碱液瓶由内至外依次竖立设置，其中，通气管的上端为锥形外磨口、下端为喇叭口，气加热套管的外形为圆柱体形，隔热套管的外形为底部中央设置有圆孔的双层圆桶形，碱液瓶的外形为顶部收口的圆桶形；所述的通气管贯穿气加热套管并与气加热套管的两端密封性固定连接，通气管下端的喇叭口嵌入隔热套管的圆孔并与圆孔面密封性固定连接，碱液瓶的上端面与隔热套管上部外侧面密封性固定连接，在碱液瓶与隔热套管的底部之间设置有间隙；所述的水冷锥套设置在通气管的喇叭口与碱液瓶的底部之间，水冷锥套位于喇叭口内并与喇叭口内表面保持有较小间隙，水冷锥套下端的进出水管垂直穿出碱液瓶的底部并与碱液瓶密封性固定连接；所述的测温套管垂直向上依次穿过碱液瓶的底部及水冷锥套的中央伸入通气管下部直管处，测温套管与碱液瓶的底部密封性固定连接，在测温套管内设置有热电偶；所述的加料管及排气管Ⅰ分别固定设置于碱液瓶上部的两侧；所述的进气管及排气管Ⅱ分别设置在气加热套管的顶部及上部侧面。
所述的卧式管式炉包括炉体、炉管和导热管；所述的炉管水平放置在炉体内，在炉管内靠近底部位置垂直向上固定连接有带锥形内磨口的支管，在支管正下方对应位置的炉体上设置有一开孔，通气管上端伸入支管与支管的锥形内磨口对接；所述的导热管设置在炉管正下方的炉体上，导热管的两端均向下伸出炉体，其中的一端与吸收瓶的进气管气密性连接。
所述的升降机构包括螺杆、螺帽及载物台，其中，载物台为圆环形并对称设置有两个小圆孔；所述的螺杆垂直固定安装在台架的台面下，螺帽安装在螺杆的中下部并与螺杆滑动连接，载物台通过小圆孔穿在螺杆上并放置在螺帽上，载物台与螺杆滑动连接，在载物台上设置有圆环形的橡胶垫，吸收瓶放置在橡胶垫上。
所述的卧式管式炉、热电偶通过电线与外接的控制器连接；所述的加料管外接蠕动泵；所述的排气管Ⅰ外接尾气处理装置；所述的水冷锥套外接循环冷却水泵；所述的导热管的另一端外接压缩空气源。
优选的，所述的通气管、气加热套管、隔热套管、碱液瓶、支管的纵轴心线重合。
优选的，所述的通气管、气加热套管、隔热套管、碱液瓶、水冷锥套、测温套管、加料管、排气管Ⅰ、炉管、支管、进气管、导热管及排气管Ⅱ的材质均为石英玻璃；所述的隔热套管内填充石棉纤维或抽真空。
优选的，所述的通气管上端的锥形外磨口与支管的喇叭口形内磨口为气密性配合设置。
优选的，所述进气管一直延伸至气加热套管的底部。
本发明的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，通过对气载碘-131输运管道实施加热保温的方法，实现了从炉管馏出的气载放射性碘-131的高效吸收，其简要工作原理是：采用预热的压缩空气注入气加热套管对通气管恒温加热(温度控制在300℃左右)，使从炉管排出的含有放射性碘-131的载气在输运过程中的温度保持超过200℃，从而减少气态碘-131在管道内壁沉积或滞留，再采用大部分置于通气管下端喇叭口内的水冷锥套对从通气管排出的高温载气和填充在碱液瓶内的吸收液(一般为稀氢氧化钠溶液)进行快速充分冷却，实现气载放射性碘-131的高效吸收。
本发明的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置采用立式结构布局，将导热管与炉管相邻设置，将炉管中的热量用于气体加热，加热后的气体再用于通气管的保温，进而消除了传统技术连接管道长、管道需要多处拐弯及不能实现载气输运全程保温的弊端，较大提高了生产效能，并且不需要额外的加热装置，其操作的稳定性和安全性好。
附图说明
图1为高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置的结构示意图；
图中：
1.台面；2.载物台；3.通气管；4.气加热套管；5.隔热套管；6.碱液瓶；7.水冷锥套；8.测温套管；9.加料管；10.排气管Ⅰ；11.热电偶；12.炉体；13.炉管；14.支管；15.螺杆；16.螺帽；17.橡胶垫；18.进气管；19.导热管；20.排气管Ⅱ。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。
实施例1
图1为本发明的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置的结构示意图。在图1中，本发明的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，包括所述的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，包括吸收瓶、卧式管式炉、台架及升降机构，其连接关系是，所述的卧式管式炉水平固定设置于台架的台面1上，升降机构固定设置于卧式管式炉正下方的台面1下，吸收瓶放置于升降机构的载物台2上，吸收瓶与卧式管式炉采用玻璃磨口对接方式非固定连接。见图1所示。
所述的吸收瓶包括通气管3、气加热套管4、隔热套管5、碱液瓶6、水冷锥套7、测温套管8、加料管9、排气管Ⅰ10、进气管18及排气管Ⅱ20；所述的通气管3、气加热套管4、隔热套管5、碱液瓶6由内至外依次竖立设置，其中，通气管3的上端为锥形外磨口、下端为喇叭口，气加热套管4的外形为圆柱体形，隔热套管5的外形为底部中央设置有圆孔的双层圆桶形，碱液瓶6的外形为顶部收口的圆桶形；所述的通气管3贯穿气加热套管4并与气加热套管4的两端密封性固定连接，通气管3下端的喇叭口嵌入隔热套管5的圆孔并与圆孔面密封性固定连接，碱液瓶6的上端面与隔热套管5上部外侧面密封性固定连接，在碱液瓶6与隔热套管5的底部之间设置有间隙；所述的水冷锥套7设置在通气管3的喇叭口与碱液瓶6的底部之间，水冷锥套7上端的大部份伸入喇叭口内并与喇叭口内表面保持有较小间隙，水冷锥套7下端的进出水管垂直穿出碱液瓶6的底部并与碱液瓶6密封性固定连接；所述的测温套管8垂直向上依次穿过碱液瓶6的底部及水冷锥套(7)的中央伸入通气管3下部直管处，测温套管8与碱液瓶6的底部密封性固定连接，在测温套管8内设置有热电偶11；所述的加料管9及排气管Ⅰ10分别固定设置于碱液瓶6上部的两侧；所述的进气管18及排气管Ⅱ20分别设置在气加热套管4的顶部及上部侧面；所述的卧式管式炉包括炉体12、炉管13和导热管19；所述的炉管13水平放置在炉体12内，在炉管13内靠近底部位置垂直向上固定连接有带锥形内磨口的支管14，在支管14正下方对应位置的炉体12上设置有一开孔，通气管3上端伸入支管14与支管14的锥形内磨口对接；所述的导热管19设置在炉管13正下方的炉体12上，导热管19的两端均向下伸出炉体，其中的一端与吸收瓶的进气管18气密性连接；所述的升降机构包括螺杆15、螺帽16及载物台2，其中，载物台2为圆环形并对称设置有两个小圆孔；所述的螺杆15垂直固定安装在台架的台面1下，螺帽16安装在螺杆15的中下部并与螺杆15滑动连接，即旋转螺帽16可实现螺帽16沿螺杆15上下移动，载物台2通过小圆孔穿在螺杆15上并放置在螺帽16上，载物台2与螺杆15滑动连接，在载物台2上设置有圆环形的橡胶垫17，吸收瓶放置在橡胶垫17上；所述的卧式管式炉、热电偶11通过电线与外接的控制器连接；所述的加料管9外接蠕动泵；所述的排气管Ⅰ10外接尾气处理装置；所述的水冷锥套7外接循环冷却水泵；所述的导热管19的另一端外接压缩空气源。所述的通气管3、气加热套管4、隔热套管5、碱液瓶6、支管14的纵轴心线重合。所述的通气管3、气加热套管4、隔热套管5、碱液瓶6、水冷锥套7、测温套管8、加料管9、排气管Ⅰ10、炉管13、支管14、进气管18、导热管19及排气管Ⅱ20的材质均为石英玻璃；所述的隔热套管5内填充石棉纤维。所述的通气管3上端的锥形外磨口与支管14的喇叭口形内磨口为气密性配合设置。见图1所示。
本发明的工作流程如下，依次打开外接的蠕动泵通过加料管9定量向碱液瓶6中加注吸收液，打开外接的循环冷却水泵向水冷锥套7注入冷水，打开外接的尾气处理装置对碱液瓶6抽气，导热管19接通压缩空气源，打开外接的控制器炉体12接通电源对炉管13和导热管19加热及热电偶11对通气管3下端直管处实施温度检测，从导热管19流出的高温空气流流入气加热套管4，对通气管3实施加热保温(温度控制在300℃左右)，使从炉管13内产生的含有放射性碘-131的载气经支管14和通气管3向碱液瓶6内的输运过程中的温度保持超过200℃，从而减少碘-131在输运管道内壁沉积或滞留。进入通气管3下端喇叭口内的载气被水冷锥套7快速冷却，载气中的碘-131被碱液瓶6内的吸收液快速吸收，尾气经排气管Ⅰ10排出碱液瓶6，实现气载放射性碘-131的高效吸收。
实施例2
本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，本实施例中的隔热套管5的内部为真空。

Claims (5)

1.一种高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，其特征是：所述的高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，包括吸收瓶、卧式管式炉、台架及升降机构，其连接关系是，所述的卧式管式炉水平固定设置于台架的台面(1)上，升降机构固定设置于卧式管式炉正下方的台面(1)下，吸收瓶放置于升降机构的载物台(2)上，吸收瓶与卧式管式炉采用玻璃磨口对接方式非固定连接。
所述的吸收瓶包括通气管(3)、气加热套管(4)、隔热套管(5)、碱液瓶(6)、水冷锥套(7)、测温套管(8)、加料管(9)、排气管Ⅰ(10)、进气管(18)及排气管Ⅱ(20)；所述的通气管(3)、气加热套管(4)、隔热套管(5)、碱液瓶(6)由内至外依次竖立设置，其中，通气管(3)的上端为锥形外磨口、下端为喇叭口，气加热套管(4)的外形为圆柱体形，隔热套管(5)的外形为底部中央设置有圆孔的双层圆桶形，碱液瓶(6)的外形为顶部收口的圆桶形；所述的通气管(3)贯穿气加热套管(4)并与气加热套管(4)的两端密封性固定连接，通气管(3)下端的喇叭口嵌入隔热套管(5)的圆孔并与圆孔面密封性固定连接，碱液瓶(6)的上端面与隔热套管(5)上部外侧面密封性固定连接，在碱液瓶(6)与隔热套管(5)的底部之间设置有间隙；所述的水冷锥套(7)设置在通气管(3)的喇叭口与碱液瓶(6)的底部之间，水冷锥套(7)位于喇叭口内并与喇叭口内表面保持有较小间隙，水冷锥套(7)下端的进出水管垂直穿出碱液瓶(6)的底部并与碱液瓶(6)密封性固定连接；所述的测温套管(8)垂直向上依次穿过碱液瓶(6)的底部及水冷锥套(7)的中央伸入通气管(3)下部直管处，测温套管(8)与碱液瓶(6)的底部密封性固定连接，在测温套管(8)内设置有热电偶(11)；所述的加料管(9)及排气管Ⅰ(10)分别固定设置于碱液瓶(6)上部的两侧；所述的进气管(18)及排气管Ⅱ(20)分别设置在气加热套管(4)的顶部及上部侧面；
所述的卧式管式炉包括炉体(12)、炉管(13)和导热管(19)；所述的炉管(13)水平放置在炉体(12)内，在炉管(13)内靠近底部位置垂直向上固定连接有带锥形内磨口的支管(14)，在支管(14)正下方对应位置的炉体(12)上设置有一开孔，通气管(3)上端伸入支管(14)与支管(14)的锥形内磨口对接；所述的导热管(19)设置在炉管(13)正下方的炉体(12)上，导热管(19)的两端均向下伸出炉体，其中的一端与吸收瓶的进气管(18)气密性连接；
所述的升降机构包括螺杆(15)、螺帽(16)及载物台(2)，其中，载物台(2)为圆环形并对称设置有两个小圆孔；所述的螺杆(15)垂直固定安装在台架的台面(1)下，螺帽(16)安装在螺杆(15)的中下部并与螺杆(15)滑动连接，载物台(2)通过小圆孔穿在螺杆(15)上并放置在螺帽(16)上，载物台(2)与螺杆(15)滑动连接，在载物台(2)上设置有圆环形的橡胶垫(17)，吸收瓶放置在橡胶垫(17)上；
所述的卧式管式炉、热电偶(11)通过电线与外接的控制器连接；所述的加料管(9)外接蠕动泵；所述的排气管Ⅰ(10)外接尾气处理装置；所述的水冷锥套(7)外接循环冷却水泵；所述的导热管(19)的另一端外接压缩空气源。
2.根据权利要求1所述的一种高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，其特征是：所述的通气管(3)、气加热套管(4)、隔热套管(5)、碱液瓶(6)、支管(14)的纵轴心线重合。
3.根据权利要求1所述的一种高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，其特征是：所述的通气管(3)、气加热套管(4)、隔热套管(5)、碱液瓶(6)、水冷锥套(7)、测温套管(8)、加料管(9)、排气管Ⅰ(10)、炉管(13)、支管(14)、进气管(18)、导热管(19)及排气管Ⅱ(20)的材质均为石英玻璃；所述的隔热套管(5)内填充石棉纤维或抽真空。
4.根据权利要求1所述的一种高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，其特征是：所述的通气管(3)上端的锥形外磨口与支管(14)的喇叭口形内磨口为气密性配合设置。
5.根据权利要求1所述的一种高温气体辅热式碘-131蒸气处理装置，其特征是：所述进气管(18)一直延伸至气加热套管(4)的底部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115957527A (zh) * 2022-12-31 2023-04-14 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种高效生产Na131I溶液的装置

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CN115957527A (zh) * 2022-12-31 2023-04-14 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种高效生产Na131I溶液的装置

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