CN210229170U - 一种低氘水分级制备系统 - Google Patents

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吴衡
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Abstract

一种低氘水分级制备系统，包括纯净水储存罐、一级蒸馏塔、二级蒸馏塔、加热泵、一级低氘水收集罐和二级低氘水收集罐，所述一级蒸馏塔和二级蒸馏塔从下至上均依次包括进料段、再沸段、精馏段和出料段，所述纯净水储存罐与一级蒸馏塔相连通，所述一级蒸馏塔的出料段通过管路分别与二级蒸馏塔的再沸段和一级低氘水收集罐相连通，所述二级低氘水收集罐与二级蒸馏塔的出料段相连通，所述加热泵与一级蒸馏塔的进料段相连通。该系统结构简单，成本低，可实现两种不同浓度的低氘水分级制备，一级低氘水收集罐中可获得70~100ppm的低氘水，二级收集罐中可获得30~50ppm的低氘水。

Description

一种低氘水分级制备系统
技术领域
本实用新型涉及低氘水用制备设备技术领域，尤其涉及一种低氘水分级制备系统。
背景技术
低氘水是指氘含量低于150ppm的水，实验研究证明，低氘水具有多种有益于人体的生物效应：如活化人体细胞、增强人体免疫力、防癌保健功能等。低氘水的规模化生产方法主要有电解法、蒸馏法和水/氢双温交换法，其中，蒸馏法由于不需要使用催化剂或化学试剂，且生产工艺简单成熟而被广泛应用。
蒸馏法制备低氘水，是在装有若干塔板或填料的蒸馏塔内进行的，液相和气相在塔内逆流流动，在蒸汽上升过程中，由于H2O挥发度较高被逐渐富集，D2O由于挥发度较低被逐渐富集。蒸汽在塔顶被冷凝回流至塔内，塔底有蒸馏釜将一部分液体蒸发以提供上升气流。
但由于水和重水的沸点差异很小，现有的水精馏方法生产低氘水的设备氢氘分离效率低、分离效果不稳定，且生产效率低、能耗大等缺点，使得低氘水的产量严重受限。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种低氘水分级制备系统，能有效简化生产工艺、提高氢氘分离效率、降低低氘水生产成本，并提供满足不同需求的浓度的低氘水。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低氘水分级制备系统，包括纯净水储存罐、一级蒸馏塔、二级蒸馏塔、加热泵、一级低氘水收集罐和二级低氘水收集罐，所述一级蒸馏塔和二级蒸馏塔从下至上均依次包括进料段、再沸段、精馏段和出料段，所述纯净水储存罐与一级蒸馏塔相连通，所述一级蒸馏塔的出料段通过管路分别与二级蒸馏塔的再沸段和一级低氘水收集罐相连通，所述二级低氘水收集罐与二级蒸馏塔的出料段相连通，所述加热泵与一级蒸馏塔的进料段相连通。
进一步，所述再沸段内安装有再沸器，所述精馏段内设有塔板和填料，所述一级蒸馏塔和二级蒸馏塔的再沸段的侧部分别设有一级高氘水排出口、一级进料口和二级高氘水排出口、二级进料口，所述一级高氘水排出口和二级高氘水排出口分别设置在一级进料口和二级进料口的上方，所述二级高氘水排出口与一级进料口相连通。
进一步，所述纯净水储存罐与一级蒸馏塔之间设有冷热交换管，所述纯净水储存罐内的水源经冷热交换管进行预热后进入一级蒸馏塔。
进一步，所述纯净水储存罐和一级蒸馏塔之间还设有高氘水收集罐，所述一级高氘水排出口与高氘水收集罐相连通。
进一步，所述冷热交换管设置于高氘水收集罐内，采用排出的一级高氘水作为热源，通过一级高氘水与纯净水储存罐内的水源进行冷热交换。
进一步，所述的冷热交换管在所述的高氘水收集罐内采用上、下往复的结构，其转折处采用“U”形管连接结构。
进一步，所述高氘水收集罐内设有温度检测器，侧部设有排水阀。
进一步，所述纯净水储存罐内的水源从一级蒸馏塔低的进料段和/一级进料口进入。
进一步，所述填料为三角螺旋填充料。
本实用新型的有益效果：本实用新型一种低氘水分级制备系统，该系统结构简单，成本低，通过将一级蒸馏塔与二级蒸馏塔相邻设置，并通过管路分别与二级蒸馏塔的进料段和一级低氘水收集罐相连通，二级低氘水收集罐与二级蒸馏塔的出料段相连通，可实现两种不同浓度的低氘水分级制备，一级低氘水收集罐中可获得70~100ppm的低氘水，二级收集罐中可获得30~50ppm的低氘水。
此外，通过在纯净水储存罐与一级蒸馏塔之间设有冷热交换管，冷热交换管设置于高氘水收集罐内，纯净水储存罐内的水源经冷热交换管进行预热后进入一级蒸馏塔。该系统充分利用蒸馏过程中排出的一级高氘水余热对纯净水储存罐内的水源进行预热，从而在较低塔高范围内就可以保证低氘水的产量及质量，降低了能耗，有效缩短低氘水的制备工时，提高生产效率。
附图说明
图1—为一种低氘水分级制备系统的结构示意图。
附图标记：1—纯净水储存罐、2—一级蒸馏塔、21—进料段、22—再沸段、23—精馏段、24—出料段、3—二级蒸馏塔、4—加热泵、5—一级低氘水收集罐、6—二级低氘水收集罐、7—一级高氘水排出口、8—二级高氘水排出口、9—高氘水收集罐、91—温度检测器、92—排水阀、10—冷热交换管、11—一级进料口、12—二级进料口。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
参照图1：一种低氘水分级制备系统包括纯净水储存罐1、一级蒸馏塔2、二级蒸馏塔3、加热泵4、一级低氘水收集罐5和二级低氘水收集罐6，所述一级蒸馏塔1和二级蒸馏塔2从下至上均依次包括进料段21、再沸段22、精馏段23和出料段24，所述纯净水储存罐1与一级蒸馏塔2相连通，所述一级蒸馏塔2的出料段通过管路分别与二级蒸馏塔3再沸段的二级进料口和一级低氘水收集罐5相连通，所述二级低氘水收集罐6与二级蒸馏塔的出料段相连通，所述加热泵11与一级蒸馏塔2的进料段相连通。优选的，本实施例中，所述填料采用三角螺旋填充料。
具体的，所述再沸段内安装有再沸器（本实施例中未画出），所述精馏段内设有塔板和填料（本实施例中未画出），所述一级蒸馏塔2和二级蒸馏塔3的再沸段的侧部分别设有一级高氘水排出口7、一级进料口11和二级高氘水排出口8、二级进料口12，所述一级高氘水排出口7和二级高氘水排出口8分别设置在一级进料口11和二级进料口12的上方，所述二级高氘水排出口8与一级蒸馏塔2的一级进料口11相连通。
所述纯净水储存罐1与一级蒸馏塔2之间设有冷热交换管10，所述纯净水储存罐1内的水源经冷热交换管10进行预热后进入一级蒸馏塔1。
优选的，本实施例中，所述纯净水储存罐1和一级蒸馏塔2之间还设有高氘水收集罐9，所述一级高氘水排出口5与高氘水收集罐9相连通。
具体的，所述冷热交换管10设置于高氘水收集罐9内，采用排出的一级高氘水作为热源，通过一级高氘水与纯净水储存罐1内的水源进行冷热交换。
优选的，本实施例中，所述的冷热交换管10在高氘水收集罐9内采用上、下往复的结构，其转折处采用“U”形管连接结构。
具体的，高氘水收集罐9内设有温度检测器91，侧部设有排水阀92。
所述纯净水储存罐内9的水源从一级蒸馏塔2低的进料段和/一级进料口进入。优选的，本实施例中，纯净水储存罐内9的水源从一级蒸馏塔2低的进料段和再沸段的一级进料口同时进入。

Claims (9)

1.一种低氘水分级制备系统，其特征在于：包括纯净水储存罐、一级蒸馏塔、二级蒸馏塔、加热泵、一级低氘水收集罐和二级低氘水收集罐，所述一级蒸馏塔和二级蒸馏塔从下至上均依次包括进料段、再沸段、精馏段和出料段，所述纯净水储存罐与一级蒸馏塔相连通，所述一级蒸馏塔的出料段通过管路分别与二级蒸馏塔的再沸段和一级低氘水收集罐相连通，所述二级低氘水收集罐与二级蒸馏塔的出料段相连通，所述加热泵与一级蒸馏塔的进料段相连通。
2.如权利要求1所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于：所述再沸段内安装有再沸器，所述精馏段内设有塔板和填料，所述一级蒸馏塔和二级蒸馏塔的再沸段的侧部分别设有一级高氘水排出口、一级进料口和二级高氘水排出口、二级进料口，所述一级高氘水排出口和二级高氘水排出口分别设置在一级进料口和二级进料口的上方，所述二级高氘水排出口与一级进料口相连通。
3.如权利要求2所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于：所述纯净水储存罐与一级蒸馏塔之间设有冷热交换管，所述纯净水储存罐内的水源经冷热交换管进行预热后进入一级蒸馏塔。
4.如权利要求3所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于：所述纯净水储存罐和一级蒸馏塔之间还设有高氘水收集罐，所述一级高氘水排出口与高氘水收集罐相连通。
5.如权利要求4所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于：所述冷热交换管设置于高氘水收集罐内，采用排出的一级高氘水作为热源，通过一级高氘水与纯净水储存罐内的水源进行冷热交换。
6.如权利要求5所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于：所述的冷热交换管在所述的高氘水收集罐内采用上、下往复的结构，其转折处采用“U”形管连接结构。
7.如权利要求4~6任一项所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于：所述高氘水收集罐内设有温度检测器，侧部设有排水阀。
8.如权利要求4~6任一项所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于，所述纯净水储存罐内的水源从一级蒸馏塔低的进料段和/一级进料口进入。
9.如权利要求4~6任一项所述一种低氘水分级制备系统，其特征在于，所述填料为三角螺旋填充料。
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