[实用新型]一种气冷式Na131I制备用干馏装置

说明书

本实用新型公开了一种气冷式Na¹³¹I制备用干馏装置，所述的干馏装置包括包括工作台、加热炉、蒸馏吸收器、加料台、载料台、滑轨。所述的加料台与滑轨对应固定设置在工作台水平中线的两侧，加热炉固定设置于滑轨延长线的工作台上，蒸馏吸收器部分置于加热炉腔内，载料台置于滑轨上并与滑轨滑动连接。本实用新型的干馏装置能够快速载带并高效捕集高温熔融的堆照TeO₂馏出的高温I‑131蒸气，并采用压缩空气流载带加热炉的热辐射以缩短蒸馏管及其内蒸馏残渣的冷却时间，更利于提高Na¹³¹I生产效率和安全性。

技术领域

本实用新型属于放射性同位素制备技术领域，具体涉及一种气冷式Na¹³¹I制备用干馏装置。

背景技术

用于生产放射性药品的Na¹³¹I原料，主要通过高温(约750℃)干馏反应堆辐照后的TeO₂(二氧化碲)，并用稀碱液（一般为浓度小于0.5mol/L的NaOH溶液）吸收载气中的放射性I-131 (碘-131)蒸气制得。中国工程物理研究院核物理与化学研究所，及国内的中国原子能科学研究院和中国核动力研究院，均曾在其Na¹³¹I生产工艺中采用真空泵抽气的方式，将蒸馏炉内的高温载气通过管道直接导入吸收瓶底部鼓泡，载气中的碘-131蒸汽被瓶内的稀碱液转化成为Na¹³¹I溶液。但由于载气温度很高而加入的吸收液体积较小（一般不超过20mL），高温载气所带出的热量很容易使吸收液的温度快速升高而在吸收瓶上部出现“雾气”，并被尾气载带进入尾气处理装置，导致载气中I-131蒸气吸收效率低下和含碘-131吸收液蒸发损失，也为尾气的在线处理和达标排放造成更大的压力。降低载气流速有利于减少热交换导致吸收液的蒸发量，但不利于防止导气管中碘-131蒸气失温被管壁吸附的损失，也不利于蒸馏管内大量碘-131的及时载出，致使生产（蒸馏或保温）时间延长，并存在碘-131蒸气从进料口泄漏的较大风险，特别是在二氧化碲达到熔点时刻。由于国内干馏堆照TeO₂生产Na¹³¹I的装置均采用真空泵抽气保持载气定向流动和保持蒸馏炉腔内一定的负压以防碘-131蒸气泄漏，而且为了获得较高放射性浓度的产品，在吸收瓶内加入较少量的稀碱液。另一方面，现有的堆照TeO₂干馏炉没有在线加料和卸料功能，必须在上批生产炉温降至至少150℃以下（单质碘的升华温度约为185℃，最好接近室温），取出残渣后才能重新装料进行下批次生产，否则极易造成放射性污染，批次生产时间往往不少于6小时，而其中约80%的时间用于炉体自然冷却。由于单质碘极易蒸发和被吸附，直接将高温的蒸馏残渣取出，或取下蒸馏管的塞子将蒸馏残渣放在管口冷却是被禁止的，而在蒸馏完成后提高载气流速会导致吸收液蒸发损失加大，而且高温炉体对蒸馏管及其内的蒸馏残渣的持续供热的时间并不会受到载气流速的显著影响，除非采用对蒸馏管隔热或能够使炉体快速散热的办法，否则难以显著缩短生产时间。基于前述原因，现有技术的碘-131收率往往低于90%，批次生产时间长且碘-131蒸气泄漏污染环境的风险较高，不利于实施连续多批次的高效、安全生产。尽管通过采用在高温蒸馏区后面增加一段低温区，降低蒸馏炉出口载气的温度以削减对吸收液的加热效果，但为保证载气中碘-131在被碱液吸收处理之前不被载送管道内壁吸附而造成损失，载气的温度一般控制在300℃左右，仍对吸收液加热蒸发的效果明显。而且，现有技术的蒸馏管与吸收器为分体式，采用塑料管或橡胶管连接，载气中的放射性碘-131的强γ辐射及高温对连接管的使用寿命有较大影响，在实际中容易出现老化开裂而导致放射性碘-131蒸气泄漏事故，缩短了使用寿命而增加了生产设备维护维修人员接受更多辐射剂量的风险，不利于安全生产。采用设置对碱吸收液有高效冷却和加快蒸馏管降温功能，且适用于热室或屏蔽工作箱内生产环境条件的结构紧凑、小巧的蒸馏管与吸收器集成一体式干馏吸收器，是解决现有技术缺陷的主要途径。

发明内容

为了提高Na¹³¹I溶液的生产效率，降低安全风险，本实用新型提供一种气冷式Na¹³¹I制备用干馏装置。