一種硼-10酸制備系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種硼

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種硼
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10酸制備系統(tǒng)


[0001]本技術(shù)涉及硼
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10酸的裝置系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種硼
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10酸制備系統(tǒng)。

技術(shù)介紹

[0002]硼
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10具有很強的防輻射和吸收中子的功能，在核能、國防工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的用途，尤其以硼
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10可用于反應(yīng)堆的中子吸收劑或屏蔽材料著稱。在核能領(lǐng)域，對硼
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10酸的需求量越來越大，質(zhì)量要求也越來越高。目前，世界上僅有少數(shù)發(fā)達國家掌握了硼
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10酸的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。由于硼
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10酸的進口價格昂貴而國內(nèi)硼
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10酸產(chǎn)量嚴(yán)重不足（國內(nèi)目前所采用的多為天然硼，而天然硼中硼
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10的天然豐度僅為19.2%），嚴(yán)重制約了我國核能工業(yè)的發(fā)展及后續(xù)的處理問題。因此，對硼
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10酸的制備研究對于該領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。
[0003]現(xiàn)在制備硼
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10酸主要是通過三氟化硼水解制備，三氟化硼通常是氣體狀態(tài)，將氣態(tài)下的三氟化硼通入反應(yīng)設(shè)備內(nèi)液體中進行水解反應(yīng)。常用的反應(yīng)設(shè)備為反應(yīng)釜，如公告號CN105964205B公開的一種反應(yīng)釜，包括釜體、攪拌組件、鼓氣混合組件及物料過濾組件。釜體的兩端分別設(shè)置有上封頭及下封頭；攪拌組件包括安裝架、攪拌電機、攪拌軸及攪拌槳。鼓氣混合組件包括抽氣管體、鼓氣泵體、送氣管體、固定架及鼓氣板體，抽氣管體分別與上封頭及鼓氣泵連通。將氣體加入反應(yīng)液內(nèi)通過攪拌進行反應(yīng)，然而氣體三氟化硼與液體反應(yīng)效率低，還未完成反應(yīng)，氣體從液體中溢出，導(dǎo)致硼
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10酸的收率低，且溫度不容易控制，導(dǎo)致副反應(yīng)較多。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0004]本技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種硼
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10酸制備系統(tǒng)，通過氣體再分布器、攪拌槳以及填料層能夠提高三氟化硼與液體的傳質(zhì)效率，避免三氟化硼快速從液體中溢出，提高硼
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10酸的收率。
[0005]本技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006]一種硼
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10酸制備系統(tǒng)，包括至少一個反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜內(nèi)中間位置設(shè)有冷卻盤管，所述冷卻盤管內(nèi)設(shè)有填料層；
[0007]所述反應(yīng)釜內(nèi)底部位置設(shè)有氣體再分布器，所述填料層與氣體再分布器之間設(shè)有能驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的攪拌槳；
[0008]所述反應(yīng)釜的外部設(shè)有連通所述氣體再分布器的進氣管，所述反應(yīng)釜的頂部設(shè)有出氣口和進液口，所述反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料口。
[0009]進一步的，所述反應(yīng)釜的數(shù)量為3
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5個，所有反應(yīng)釜的進氣管和出氣口按著氣體的流動方向依次串聯(lián)為一體。
[0010]進一步的，所述填料層底部設(shè)有圓形的網(wǎng)狀支撐板，所述網(wǎng)狀支撐板的圓周邊設(shè)有錐形擋板，所述錐形擋板的底邊與所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁連接。
[0011]進一步的，反應(yīng)釜頂部設(shè)有驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的輸出軸連接有延伸至反應(yīng)釜內(nèi)的攪拌桿，所述攪拌桿貫穿所述填料層并與所述攪拌槳固定連接，所述攪拌桿上固定
有倒錐形的導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流罩位于填料層與攪拌槳之間。
[0012]進一步的，所述氣體再分布器為多孔蓮蓬狀或密孔花盤狀。
[0013]進一步的，所述填料層為拉西環(huán)填料、矩鞍環(huán)填料、共軛環(huán)填料、海爾環(huán)填料或者納特環(huán)填料，填料層底部處于反應(yīng)釜內(nèi)持液高度的1/3處，填料層上層高度與液面持平。
[0014]進一步的，所述反應(yīng)釜的外壁設(shè)有保溫夾套，所述保溫夾套內(nèi)流動有循環(huán)保溫介質(zhì)。
[0015]本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比所取得的有益效果如下：
[0016]（1）三氟化硼原料氣體通過氣體再分布器鼓泡進入反應(yīng)釜內(nèi)與液體反應(yīng)，攪拌槳的槳葉會進一步將氣泡碎化，使碎化的氣泡均勻進入填料層內(nèi)進一步充分反應(yīng)，填料層能夠緩沖氣體的上升速度，提高氣體與液體的傳質(zhì)效率，冷卻盤管位于填料層的外部，能夠有效控制反應(yīng)溫度，維持溫度為10℃～35℃；
[0017]本技術(shù)通過改進的進料和反應(yīng)方式能夠極大提高傳質(zhì)與傳熱效率，降低了由氣體原料的易逸出性、反應(yīng)溫度不易控制所導(dǎo)致的副產(chǎn)物多的問題，提高了產(chǎn)品收率與品質(zhì)；
[0018]（2）本技術(shù)通過反應(yīng)釜多級串聯(lián)，可實現(xiàn)反應(yīng)的連續(xù)化生產(chǎn)，反應(yīng)過程簡單便捷，反應(yīng)條件溫和，后處理步驟簡單，解決了傳統(tǒng)反應(yīng)設(shè)備中反應(yīng)周期長、批次質(zhì)量穩(wěn)定性差的缺陷，所得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，監(jiān)測20批產(chǎn)品，收率在87.17%
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92.55%之間；
[0019]（3）錐形擋板與導(dǎo)流罩配合，使氣泡進入填料層內(nèi)的填料區(qū)域，促進傳質(zhì)，且方便冷卻盤管吸收反應(yīng)熱，避免產(chǎn)生過多的副產(chǎn)物；
[0020]（4）本技術(shù)設(shè)備成本低，在三氟化硼
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10參與的反應(yīng)中具有極高的應(yīng)用優(yōu)勢與市場前景，在該類反應(yīng)領(lǐng)域具有重要的實際應(yīng)用價值。
附圖說明
[0021]圖1為本技術(shù)所述反應(yīng)釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本技術(shù)所述硼
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10酸制備系統(tǒng)整體示意圖；
[0023]圖3為本技術(shù)所述網(wǎng)狀支撐板俯視圖；
[0024]圖中：1、冷卻盤管，2、填料層，3、氣體再分布器，4、攪拌槳，5、出氣口，6、進液口，7、出料口，8、網(wǎng)狀支撐板，9、錐形擋板，10、驅(qū)動電機，11、導(dǎo)流罩，12、進氣管。
具體實施方式
[0025]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0026]在技術(shù)的描述中，需要理解的是，術(shù)語“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本技術(shù)和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本技術(shù)的限制。下面結(jié)合附圖與實施例對本技術(shù)作進一步說明。
[0027]如圖1
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3所示，本技術(shù)公開一種硼
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10酸制備系統(tǒng)，包括至少一個反應(yīng)釜，每個反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有冷卻盤管1、填料層2、氣體再分布器3和攪拌槳4等結(jié)構(gòu)，反應(yīng)釜的內(nèi)腔為圓筒形，在反應(yīng)釜的頂部設(shè)有出氣口5和進液口6，在反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料口7，反應(yīng)釜的外壁設(shè)有保溫夾套，所述保溫夾套內(nèi)流動有循環(huán)保溫介質(zhì)。在本實施例中，填料層2選用拉西環(huán)填料，填料層2為圓柱形，填料層2的底部設(shè)置有圓形的網(wǎng)狀支撐板8，在網(wǎng)狀支撐板8的圓周邊加工有錐形擋板9，使錐形擋板9的底邊與反應(yīng)釜的內(nèi)壁固定連接，使填料層2整體在反應(yīng)釜內(nèi)中間位置。冷卻盤管1套設(shè)在填料層2的外壁，并保證與反應(yīng)釜內(nèi)壁具有一定的間隙，冷卻盤管1的進口與出口延伸至反應(yīng)釜的外部循環(huán)通入冷卻水。冷卻本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種硼
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10酸制備系統(tǒng)，包括至少一個反應(yīng)釜，其特征在于，所述反應(yīng)釜內(nèi)中間位置設(shè)有冷卻盤管，所述冷卻盤管內(nèi)設(shè)有填料層；所述反應(yīng)釜內(nèi)底部位置設(shè)有氣體再分布器，所述填料層與氣體再分布器之間設(shè)有能驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的攪拌槳；所述反應(yīng)釜的外部設(shè)有連通所述氣體再分布器的進氣管，所述反應(yīng)釜的頂部設(shè)有出氣口和進液口，所述反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼
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10酸制備系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)釜的數(shù)量為3
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5個，所有反應(yīng)釜的進氣管和出氣口按著氣體的流動方向依次串聯(lián)為一體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼
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10酸制備系統(tǒng)，其特征在于，所述填料層底部設(shè)有圓形的網(wǎng)狀支撐板，所述網(wǎng)狀支撐板的圓周邊設(shè)有錐形擋板，所述錐形擋板的底邊與所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硼
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉曉磊，孫國新，蔣緒川，
申請(專利權(quán))人：濟南大學(xué)，
類型：新型
國別省市：