CN104743532B - 常温下环境空气Kr-85浓集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够在常温下将环境空气中Kr‑85进行浓集的装置。其结构包括用于提供原料气体的空压机，所述空压机通过过滤装置连接气体加热器的进气端，气体加热器的出气端与中空纤维膜系统的气体入口相连接，气体通过中空纤维膜系统，渗透气体由渗透气口排空，非渗透气体由非渗透气口排空，所述中空纤维膜系统的非渗透气口连接转子流量计，所述转子流量计与氧气分析器相连接。本发明的整个取样预浓集、浓集阶段都是在常温下进行的，而在解吸的过程中也采取了更为有效的程序升温方法，不需液氮、干冰等低温材料来控温，易于操作，更适用于环境中Kr‑85的取样和测量。
Description
技术领域
本发明属于环境空气中Kr-85放射性活度测量技术，具体涉及一种能够在常温下将环境空气中Kr-85进行浓集的装置。
背景技术
在环境中Kr取样浓集主要是通过活性炭对Kr等惰性气体的吸附作用在（﹣197℃液氮浴）低温下吸附浓集空气样品中的Kr。首先是通过分子筛除去空气中的H2O和CO2，然后通过活性炭在（﹣197℃液氮浴）低温下吸附浓集空气样品,再升温至-78℃分离一部分O2、N2，再加热至250℃，然后又通过活性炭冷阱（﹣197℃液氮浴）,再升温至0℃，分离一部分O2、N2，再以氦气作载气，进行多级浓集分离，得到高浓度的Kr。并且利用分子筛色谱柱分离Kr时仍需在-35℃下才可以实现。这样使得对环境中Kr的浓集分离的操作和处理过程非常复杂，操作难度大。
发明内容
本发明的目的在于针对低水平放射性活度空气中Kr-85测量的技术要求以及现有技术的缺陷，提供一种可在常温下高效、方便、可靠的进行空气中Kr-85浓集的装置。
本发明的技术方案如下：一种常温下环境空气Kr-85浓集装置，包括用于提供原料气体的空压机，所述空压机通过过滤装置连接气体加热器的进气端，气体加热器的出气端与中空纤维膜系统的气体入口相连接，气体通过中空纤维膜系统，渗透气体由渗透气口排空，非渗透气体由非渗透气口排空，所述中空纤维膜系统的非渗透气口连接转子流量计，所述转子流量计与氧气分析器相连接。
进一步，如上所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其中，在所述的空压机与过滤装置连接的管路上设有压力表和泄压阀。
进一步，如上所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其中，所述的过滤装置包括U级精密过滤器和H级精密过滤器。
进一步，如上所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其中，所述的气体加热器与温控仪相连接。
进一步，如上所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其中，在中空纤维膜系统的非渗透气口与转子流量计连接的管路上设有压力表。
进一步，如上所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其中，所述的中空纤维膜系统的膜组件的流线型设计为内压式逆流流型：高压气体由气体入口进入，非渗透气体走丝内经非渗透气口排出，渗透气体由丝壁渗透至丝外经渗透气口排出。
进一步，如上所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其中，所述的中空纤维膜系统的非渗透气口的出口流量为100mL/h。
本发明的有益效果如下：本发明利用中空纤维膜对原料气体中快、慢气体渗透性的不同，对快慢气进行分离，使得氪气得到浓集富集，再通过氧气分析器的分析数据，得出最佳的操作条件，可将空气中的氪气的浓集倍数大于2倍。本发明的整个取样预浓集、浓集阶段都是在常温下进行的，而在解吸的过程中也采取了更为有效的程序升温方法，不需液氮、干冰等低温材料来控温，易于操作，更适用于环境中Kr-85的取样和测量。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
图中，1.空压机2.压力表3.U级精密过滤器4.H级精密过滤器5.气体加热器6.温控仪7.中空纤维膜系统8.泄压阀9.压力表10.转子流量计11.氧气分析器
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明实施例所提供的常温下环境空气Kr-85浓集装置包括用于提供满足系统原料气体需求的空压机1、用于检测系统总压力的压力表2、用于调节系统总压力的泄压阀8；还包括用于除去压缩空气中油分、水分及大颗粒的U级精密过滤器3、H级精密过滤器4，U级精密过滤器3与H级精密过滤器4依次连接，H级精密过滤器4的出口与气体加热器5连接，气体加热器5设有相关配套的温控仪6；气体加热器5的出气端与用于分离富集气体的中空纤维膜系统7连接，中空纤维膜系统7连接用于对分离富集气体的最佳工作条件进行分析的压力表9、转子流量计10及氧气分析器11。通过中空纤维膜系统的气体，快气（N2+O2+CO2+H2O）由渗透气口排空，慢气（N2+Kr，以及少量O2）由非渗透气口排空，通过调节非渗透出气口连接的转子流量计10，来调节出气口的流量及通往氧气分析器11的气体压力及流量，控制非渗透气体中氮气的浓度，分析不同浓度下，非渗透气体中Kr含量，计算非渗透气体中Kr的富集倍数及回收率，选出最佳的操作条件。
在本发明实施例中，选择了AFE（AIR FILER ENGLNEERING）公司的U级和H级精密过滤器进行除去压缩空气中油分、水分及大颗粒。
在本发明实施例中，在原料气体通过精密过滤器除杂后，再进入中空纤维膜之前，要经过气体加热器加热，该加热器为天邦膜国家工程技术中心研制。
在本发明实施例中，中空纤维膜系统是由中国辐射防护研究院研制，其中聚酰亚胺膜材料采购于大连天邦膜国家工程技术中心有限公司。中空纤维膜系统的结构为公知技术，包括一个不锈钢壳体，壳体内部平行排列若干根（如25根）呈细丝状的聚酰亚胺膜，壳体的两端封口，一端为气体入口，另一端分别设置渗透气口和非渗透气口。该系统流线型设计为内压式错流流型：高压气体由气体入口进入，非渗透气体走丝内经非渗透气口排出，渗透气体由丝壁渗透至丝外经渗透气口排出。
在进行操作时，打开电源，仪器进入自检状态，当氧气分析器显示21%时，表示自检结束。启动空压机，并打开储气罐地步的排水管阀。待空压机总压力为7bar时，调节泄压阀至6bar，打开加热器电源，至气体加热至40℃。待温度稳定后，在膜出口调节转子流量计，调整通往氧气分析器的气体压力和流量，一般为0.1MPa，100-300mL/h。然后待氧气分析器显示稳定后，通过分析氧气的成分，从而进一步确定并记录非渗透气体中氮气浓度，收集该条件下的气体样品。测试完毕，放空，关闭电源。
经过反复试验，选定的最优条件为：当中空纤维膜的出口流量为100mL/h时，回收率约为5%，浓集倍数大于2倍，此时氮气可浓集到99.95%。当回收率达到50%时，由于膜对氪气与其他空气组成的分离系数较小，对整个系统后端的处理不太理想。因此操作的最佳条件为浓集倍数大的试验条件。而回收率的降低可以通过增大采样体积来弥补对氪气的收集总量，以达到最终不会影响取样测定系统的整体技术指标，使得本装置的常温Kr-85浓集系统的性能指标不低于低温浓集系统。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种常温下环境空气Kr-85浓集装置，其特征在于：包括用于提供原料气体的空压机（1），所述空压机（1）通过过滤装置连接气体加热器（5）的进气端，气体加热器（5）的出气端与中空纤维膜系统（7）的气体入口相连接，气体通过中空纤维膜系统（7），渗透气体由渗透气口排空，非渗透气体由非渗透气口排空，所述中空纤维膜系统（7）的非渗透气口连接转子流量计（10），所述转子流量计（10）与氧气分析器（11）相连接。
2.如权利要求1所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其特征在于：在所述的空压机（1）与过滤装置连接的管路上设有压力表（2）和泄压阀（8）。
3.如权利要求1或2所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其特征在于：所述的过滤装置包括U级精密过滤器（3）和H级精密过滤器（4）。
4.如权利要求1所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其特征在于：所述的气体加热器（5）与温控仪（6）相连接。
5.如权利要求1所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其特征在于：在中空纤维膜系统（7）的非渗透气口与转子流量计（10）连接的管路上设有压力表（9）。
6.如权利要求1所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其特征在于：所述的中空纤维膜系统（7）的膜组件的流线型设计为内压式逆流流型：高压气体由气体入口进入，非渗透气体走丝内经非渗透气口排出，渗透气体由丝壁渗透至丝外经渗透气口排出。
7.如权利要求1或6所述的常温下环境空气Kr-85浓集装置，其特征在于：所述的中空纤维膜系统（7）的非渗透气口的出口流量为100mL/h。
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| CN110161139A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-23 | 中国辐射防护研究院 | 一种使用气相色谱仪分离Kr-85的大体积不定量进样方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1083414A (zh) * | 1991-07-02 | 1994-03-09 | 乔治·克劳德工艺研究开发有限公司 | 多级串联吹扫的气体膜分离法 |
| CN1093678A (zh) * | 1993-03-02 | 1994-10-19 | 普拉塞尔技术有限公司 | 粗氩气的纯化 |
| CN202052451U (zh) * | 2011-01-21 | 2011-11-30 | 中国人民解放军63653部队 | 一种碳分子筛富集分离气体中氙的装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 85Kr监测系统研究综述;张静等;《辐射防护分会2012年学术分会》;20121231;第84-88页 * |
| 中空纤维膜在环境惰性气体取样中的渗透性能;陆小军等;《核电子学和探测技术》;20130831;第33卷(第8期);第1000-1002页 * |
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